CN108900033A - 一种轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轮毂电机，包括：外转子，其外周具有相对转轴的轴心偏心的弧形面；转轴，通过轴承可旋转地进行轴支撑；定子，置于所述外转子的内周侧；减速齿，呈环状且外周具有多个凸部，所述减速齿通过轴承可旋转地安装于所述外转子的外周侧，且其周向均匀分布有多个贯通孔；外周卡合部件，设置于车辆轮辋的内周，与所述减速齿的外周卡合；运动变换部件，收容于所述贯通孔，将所述减速齿的自转运动变换为以所述转轴为中心的旋转运动；运动变换部件保持部，设置于所述减速齿外侧，保持所述运动变换部件；本发明将减速机构与外转子电机整合在一起，能够减少轮毂电机的厚度，使得轮毂电机小型化，减少转子磁钢的消耗，从而降低电机的生产成本。

Description

一种轮毂电机

技术领域

本说明书涉及电机及其驱动技术领域，尤其涉及一种轮毂电机。

背景技术

现有技术中，机器人大多选用减速电机作为驱动电机，减速电机大多占用机器人内部的很大一部分空间，并且电机的变速装置需要减速齿轮箱，这样，会导致驱动***的结构变得很复杂，成本大幅度增大。

相比较于传统的机器人驱动方式，轮毂电机驱动***是一种全新的驱动形式，它将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，具有结构简单、扭矩大、体积小重量轻、传动效率高、噪声小等优点。但现有的轮毂电机驱动***由于受永磁材料工艺的影响和限制，使得永磁无刷直流电机的功率较小；如在低速运转时，电机反电势过低，耗电量较大，需要的磁钢增多，从而导致电机成本高，爬坡能力差，电机效率低。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种轮毂电机，用于解决现有技术中因机器人通常采用减速电机驱动，导致电机的工作效率低，生产成本高的问题。

本说明书实施例采用下述技术方案：

本说明书实施例提供一种轮毂电机，包括：

外转子，其外周具有相对转轴的轴心偏心的弧形面；

转轴，通过轴承可旋转地进行轴支撑；

定子，置于所述外转子的内周侧；

减速齿，呈环状且外周具有多个凸部，所述减速齿通过轴承可旋转地安装于所述外转子的外周侧，且其周向均匀分布有多个贯通孔；

外周卡合部件，设置于车辆轮辋的内周，与所述减速齿的外周卡合；

运动变换部件，收容于所述贯通孔，将所述减速齿的自转运动变换为以所述转轴为中心的旋转运动；

运动变换部件保持部，设置于所述减速齿外侧，保持所述运动变换部件。

优选地，所述外转子的外周具有两个轴向错开设置且分别相对所述转轴的轴心偏心的弧形面，两减速齿分别通过轴承可旋转地安装于所述弧形面。

优选地，所述外周卡合部件为设置于车辆轮辋的内周的凹部。

优选地，所述外周卡合部件为设置于车辆轮辋内周的销。

优选地，所述运动变换部件为轴向延伸的柱状件。

优选地，所述运动变换部件可旋转地安装于所述运动变换部件保持部。

优选地，所述运动变换部件保持部为盖板，所述盖板周向均匀分布有安装孔，所述运动变换部件的端部安装于所述安装孔。

优选地，所述轮毂电机包括两盖板，分别设置于所述两减速齿的外侧。

优选地，所述运动变换部件保持部的外端具有可防止所述减速齿从一侧滑脱的锁止件。

优选地，所述外转子上设置有多个轴向通孔。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本发明所述的轮毂电机采用外转子型电机，在外转子的外周设置具有相对转轴偏心的弧形面，并将减速齿安装于外转子的弧形面；减速齿上设有贯通孔，所述贯通孔收容有运动变换部件，运动变换部件限制了减速齿沿电机转轴的自转运动，使得减速齿在自转的同时产生径向位移，从而在减速齿的边缘产生切向力，并将切向力传递给轮毂，以此推动轮毂转动；本发明将减速机构与外转子电机整合在一起，能够减少轮毂电机的厚度，使得轮毂电机小型化，减少转子磁钢的消耗，从而降低电机的生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例一中轮毂电机的结构示意图；

图2为本说明书实施例一中轮毂电机的***图；

图3为本说明书实施例一中轮毂电机的外转子结构示意图；

图4为本说明书实施例一中轮毂电机的减速齿的结构示意图。

图5为本说明书实施例二中轮毂电机的结构示意图；

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

本说明书一实施例提供了一种轮毂电机，以解决现有技术因机器人通常采用减速电机驱动，导致电机的工作效率低，生产成本高的问题。所述轮毂电机安装于车辆的轮辋；包括：定子、转子、转轴、减速齿、设于减速齿外表面的外周卡合部件等；其具体实施例如下：

实施例一：

图1和图2为本说明书实施例提供的一种轮毂电机，该装置如图所示。该装置包括：

外转子1，设置于车辆的轮毂内侧，其外周具有两个轴向错开设置且分别相对所述转轴2的轴心3偏心的弧形面4，后述的两减速齿11分别通过深沟球轴承6可旋转地安装于所述弧形面4；两个弧形面4的中心线7相对所述转轴2的中心线8以一定距离偏心，且两弧形面4的中心线7与转轴2的中心线8相互平行；在所述外转子1的径向截面上，两弧形面4的中心相对所述转轴2的中心线8对称，且在两弧形面4之间的中间部分9的横截面上，所述两弧形面4的中心线7在横截面上的点状投影与所述转轴2的中心线8在横截面上的点状投影在同一条直线上。

如图3所示，所述外转子1的外周具有两个轴向错开的弧形面4，两个弧形面4的径向截面对称设置；所述外转子1还包括：转子托架和间隔设置于所述转子托架上的磁铁；所述外转子1上设置有多个轴向贯通的轴向通孔；用于减轻外传子的重量；

转轴2，通过轴承可旋转地进行轴支撑；所述转轴2的中间部分安装有轴承；所述外转子1通过轴承可旋转地安装于所述转轴2；

定子10，置于所述外转子1的内周侧；所述定子具有环状的轭部，以及均匀分布且由所述轭部的外周径向延伸的多个齿部；所述齿部上卷绕有线圈；所述定子10通过轴承可旋转地安装于所述轴承；外转子1与定子10径向对置，所述定子10的齿部与外转子1的内表面之间留有气隙；所述定子10固定连接于转轴2，不可相对转轴转动；

减速齿11，呈环状且外周具有多个凸部12，所述减速齿11通过深沟球轴承6可旋转地安装于所述外转子1的外周侧，且其周向均匀分布有多个贯通孔14，用于收容后述的运动变换部件15；如图4所示，所述减速齿11呈圆环状，可以为外缘呈曲线状的曲线板；

外周卡合部件16，设置于车辆轮辋的内周，与所述减速齿11的外周卡合，使得所述减速齿11的自转运动传递给后述的运动变换部件15和贯通孔14；本实施例中，所述外周卡合部件16可以为设置于所述车辆轮辋17的内周的凹部；所述凹部可由均匀设置于所述车辆轮辋17的内周的半圆柱型的外销13构成；车辆的轮辋17内周设置的凹部与所述凸部12相配合：当减速齿11转动时带动其上的凸部12旋转，形成所述凸部12对车辆轮辋上外销13的推力，从而能够驱动车辆的轮毂转动；

运动变换部件15，收容于所述贯通孔14，运动变换部件15限制了减速齿11沿电机转轴的自转运动，使得减速齿11在自转的同时产生径向位移，从而在减速齿11的边缘产生切向力，并将切向力传递给轮毂，以此推动轮毂转动；当电机运转时，所述外转子1随转轴2转动，设于外转子1外表面的减速齿11随之转动，减速齿11将力传递给外周卡合部件16，外周卡合部件16受力后带动车辆的轮辋转动；

运动变换部件保持部5，设置于所述减速齿11外侧，用于保持所述运动变换部件15；

所述运动变换部件保持部5可以为设于所述减速齿11两侧的两个盖板，所述盖板通过螺栓安装于所述转轴2；所述盖板上设有用于安装所述运动变换部件15的安装通孔，所述盖板上还安装有用于拉紧两个盖板的拉紧螺栓。

所述盖板的中间部分具有轴孔，所述转轴穿设于所述轴孔。所述运动变换部件15可以为轴向延伸的柱状件；优选地，所述运动变换部件15为一转轴，通过轴承安装于所述盖板；当外转子1旋转时外转子1带动减速齿11旋转，由于减速齿11相对转轴2偏心，减速齿11的边缘相对轴心3的距离在不断发生变化，所述运动变换部件15在减速齿11的贯通孔14内沿所述贯通孔14的边缘旋转，与此同时所述运动变换部件15自转，从而减小了运动变换部件15与减速齿11上贯通孔14的边缘之间的摩擦力。所述盖板上安装有可防止所述减速齿从一侧滑脱的锁止件(图中未示出)；所述锁止件可以为安装于盖板上的螺栓。

实施例二：

图5为本说明书实施例提供的一种轮毂电机，该装置如图所示。该装置包括：

外转子21，设置于车辆的轮毂内侧，其外周具有相对转轴22的轴心偏心的弧形面；外转子21的外周构成圆形的筒状，其中心相对转轴22的轴心以一定距离偏心；转轴22与外转子21构成凸轮结构；所述外转子21包括：转子托架和间隔设置于所述转子托架上的磁铁；

转轴22，通过轴承可旋转地进行轴支撑；所述转轴22的中间部分安装有轴承；所述外转子21通过轴承可旋转地安装于所述转轴22；

定子(图中未示出)，置于所述外转子21的内周侧；所述定子具有环状的轭部，以及均匀分布且由所述轭部的外周径向延伸的多个齿部；所述齿部上卷绕有线圈；所述定子通过轴承可旋转地安装于所述轴承；外转子21与定子径向对置，所述定子的齿部与外转子的内表面之间留有气隙；所述定子固定连接于转轴，不可相对转轴转动；

减速齿23，呈环状且外周具有多个凸部24，所述减速齿23通过轴承可旋转地安装于所述外转子21的外周侧，且其周向均匀分布有多个贯通孔25，用于收容后述的运动变换部件26；所述减速齿23呈圆环状，可以为外缘呈曲线状的曲线板；

外周卡合部件27，设置于车辆轮辋28的内周，与所述减速齿23的外周卡合，使得所述减速齿23的自转运动传递给运动变换部件26和贯通孔25；本实施例中，所述外周卡合部件27可以为设置于所述车辆轮辋28的内周的凹部29；所述凹部29可由均匀设置于所述车辆轮辋28的内周的半圆柱型的外销210构成；车辆的轮辋28内周设置的凹部与所述凸部相配合：当减速齿23转动时带动其上的凸部24旋转，形成所述凸部24对车辆轮辋28上外销210的推力，从而能够驱动车辆的轮毂转动；

运动变换部件26，收容于所述贯通孔25，运动变换部件26限制了减速齿23沿电机转轴的自转运动，使得减速齿23在自转的同时产生径向位移，从而在减速齿的边缘产生切向力，并将切向力传递给轮毂，以此推动轮毂转动；当电机运转时，所述外转子21随转轴转动，设于外转子21外表面的减速齿随之转动，减速齿23将力传递给外周卡合部件27，外周卡合部件27受力后带动车辆的轮辋转动；

运动变换部件保持部，设置于所述减速齿外侧，用于保持所述运动变换部件；

所述运动变换部件保持部可以为设于所述减速齿一侧的盖板，所述盖板通过螺栓安装于所述转轴；所述盖板上设有用于安装所述运动变换部件的安装通孔，所述盖板上还安装有用于拉紧盖板的拉紧螺栓。

所述盖板的中间部分具有轴孔，所述转轴穿设于所述轴孔。所述运动变换部件可以为轴向延伸的柱状件；优选地，所述运动变换部件为一转轴，通过轴承安装于所述盖板；当外转子旋转时外转子带动减速齿旋转，由于减速齿相对转轴偏心，减速齿的边缘相对轴心的距离在不断发生变化，所述运动变换部件在减速齿的贯通孔内沿所述贯通孔的边缘旋转，与此同时所述运动变换部件自转，从而减小了运动变换部件与减速齿上贯通孔的边缘之间的摩擦力。所述盖板上安装有可防止所述减速齿从一侧滑脱的锁止件；所述锁止件可以为安装于盖板上的螺栓。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种轮毂电机，其特征在于，包括：

外转子，其外周具有相对转轴的轴心偏心的弧形面；

转轴，通过轴承可旋转地进行轴支撑；

定子，置于所述外转子的内周侧；

减速齿，呈环状且外周具有多个凸部，所述减速齿通过轴承可旋转地安装于所述外转子的外周侧，且其周向均匀分布有多个贯通孔；

外周卡合部件，设置于车辆轮辋的内周，与所述减速齿的外周卡合；

运动变换部件，收容于所述贯通孔，将所述减速齿的自转运动变换为以所述转轴为中心的旋转运动；

运动变换部件保持部，设置于所述减速齿外侧，保持所述运动变换部件。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述外转子的外周具有两个轴向错开设置且分别相对所述转轴的轴心偏心的弧形面，两减速齿分别通过轴承可旋转地安装于所述弧形面。

3.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述外周卡合部件为设置于车辆轮辋的内周的凹部。

4.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述外周卡合部件为设置于车辆轮辋内周的销。

5.根据权利要求3或4所述的轮毂电机，其特征在于，所述运动变换部件为轴向延伸的柱状件。

6.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述运动变换部件可旋转地安装于所述运动变换部件保持部。

7.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述运动变换部件保持部为盖板，所述盖板周向均匀分布有安装孔，所述运动变换部件的端部安装于所述安装孔。

8.根据权利要求7所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机包括两盖板，分别设置于所述两减速齿的外侧。

9.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述运动变换部件保持部的外端具有可防止所述减速齿从一侧滑脱的锁止件。

10.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，所述外转子上设置有多个轴向通孔。