CN112389189B - 用于无人车的轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于无人车的轮毂电机，包括电机本体，电机本体包括中心轴、定子、转子和旋变，转子两侧安装有轮毂固定端盖和碟刹固定端盖，转子设于定子的外侧，转子和定子之间形成气隙，旋变包括旋变定子和旋变转子，旋变定子和旋变转子之间形成气隙，旋变定子与定子固定连接，旋变转子与轮毂固定端盖固定连接，旋变转子通过旋变转子固定基座和旋变转子固定铝块与轮毂固定端盖固定连接，轮毂固定端盖的中间设有沿轴向延伸的第四凸环，旋变转子固定基座的外边缘沿轴向延伸形成第五凸环，第五凸环的内侧面贴合第四凸环的外侧面。本发明通过增加轮毂支撑板，采用双轴承支撑，安装牢固，可靠性高，可承受较大的承载扭力。

Description

用于无人车的轮毂电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及用于无人车的轮毂电机。

背景技术

轮毂电机是将车子的“动力***、传动***、刹车***”集成到一起而设计出来的电机。由于省略了大量传动本体，所以车辆的结构变得简单，还可以实现多种复杂的驱动方式，轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。

现有的轮毂电机都是将轮毂与电机的转子相连，转子转动后带动轮毂旋转，但是轮毂仅单面支撑，即轮毂与转子的一侧固定，转子通过轴承安装在电机轴上，轮毂以及轮胎和车身的重量都需要固定一侧的轴承来承受，容易因受力不均而减短轴承和轮毂的寿命，同时由于没有有效支撑，也导致了此类轮毂电机的载重量有限，而无人车一般车身较重，所需轮毂电机功率也大，一般的轮毂电机无法适用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供用于无人车的轮毂电机，采用双轴承支撑，安装牢固，可靠性高，可承受较大的承载扭力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于无人车的轮毂电机，包括电机本体，所述电机本体包括中心轴、定子、转子和旋变，所述转子两侧安装有轮毂固定端盖和碟刹固定端盖，所述转子设于定子的外侧，所述转子和定子之间形成气隙，所述旋变包括旋变定子和旋变转子，所述旋变定子和旋变转子之间形成气隙，所述旋变定子与定子固定连接，所述旋变转子与轮毂固定端盖固定连接。

所述旋变转子通过旋变转子固定基座和旋变转子固定铝块与轮毂固定端盖固定连接。

所述轮毂固定端盖和旋变转子固定基座通过螺栓固定连接，所述轮毂固定端盖的中间设有沿轴向延伸的第四凸环，所述旋变转子固定基座的外边缘沿轴向延伸形成第五凸环，所述第五凸环的内侧面贴合第四凸环的外侧面。

所述旋变转子固定基座和旋变转子固定铝块通过螺栓固定连接，所述旋变转子固定基座的中间沿轴向延伸形成第六凸环，所述第六凸环包括台阶部，所述台阶部的径向面贴合旋变转子固定铝块的径向面，所述台阶部的轴向面贴合旋变转子固定铝块的轴向面，所述旋变转子固定铝块的一侧沿径向延伸形成第二凸沿，所述旋变转子的两端分别抵接第二凸沿和第六凸环。

所述旋变定子周向设有若干个腰形孔，所述定子的中间设有若干个安装凸块，所述旋变定子通过螺丝穿过腰形孔拧入安装凸块与定子固定连接，所述安装凸块的外边缘沿轴向延伸形成第一凸环，所述第一凸环的内侧面贴合旋变定子的外侧面。

所述轮毂固定端盖的外侧安装有轮毂，所述中心轴的一端安装有轮毂支撑板，所述轮毂支撑板的外边缘与轮毂固定连接，所述轮毂支撑板与中心轴之间安装有第一轴承。

所述中心轴外侧安装有刹车组件和车架摇臂，所述刹车组件安装于车架摇臂和碟刹固定端盖的中间，所述刹车组件包括相互配合的刹车盘和刹车卡钳，所述刹车盘固定安装于碟刹固定端盖，所述刹车卡钳固定安装于车架摇臂。

所述车架摇臂的两侧分别安装有车架摇臂压板和轴压块，所述轴压块的一侧通过轴套固定，所述轴套与中心轴的轴肩相抵，所述车架摇臂压板的一侧通过螺帽固定。

所述车架摇臂压板和所述轴压块均开设有通孔，所述中心轴穿过所述通孔。

所述车架摇臂、车架摇臂压板和轴压块通过固定螺栓拧紧固定。

本发明的有益效果是：

1.通过增加轮毂支撑板，将原来的单面支撑改为双轴承支撑，使轮毂的重量能更均匀地施加在第一轴承上，改善了原先受力不均的情况，同时由于多了一个支撑点，轮毂电机整体可以承受的重量大大增加，适用性更广；

2.轮毂支撑板还起到防尘作用，轮毂支撑板可以阻止一些灰尘和大颗粒的杂质如砂石等进入内部，保护内部的第一轴承和油封，延长轮毂电机的使用寿命；

3.旋变定子安装于定子的安装凸块处，采用螺丝拧紧固定，安装方便，旋变转子通过旋变转子固定基座和旋变转子固定铝块与轮毂固定端盖固定连接，固定方式牢靠，精度高、稳定性好；

4.车架摇臂压板和所述轴压块与中心轴通过非圆形结构配合，有效防止车架摇臂周向转动，车架摇臂、车架摇臂压板和轴压块通过固定螺栓拧紧固定，所述轴压块的一侧通过轴套固定，所述轴套与轴肩相抵，所述车架摇臂压板的一侧通过螺帽固定，防止车架摇臂发生轴向窜动，此结构固定牢固，可靠性更高，可承受较大的承载扭力。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为本发明实施例的剖视图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为图2中B处的放大图；

图5为旋变与定子连接处的立体图；

图6为旋变的立体图；

图7为轮毂支撑板的立体图；

图8为电机部分的剖视图；

图9为刹车组件与车架摇臂的局部立体图；

图10为车架摇臂处的***图。

图中：轮毂1、轮毂外壳11、外径向面111、内径向面112、轮毂端盖12、第一凸沿121、贴合部122、电机本体2、中心轴21、定子22、安装凸块221、第一凸环222、转子23、碟刹固定端盖24、轮毂固定端盖25、第二凸环251、第三凸环252、第四凸环253、轴套26、第一轴承27、油封28、第二轴承29、刹车组件3、刹车盘31、刹车卡钳32、卡钳刹车块33、车架摇臂4、车架摇臂压板41、螺帽42、轴压块43、第一轴压块431、第二轴压块432、旋变5、旋变定子51、腰形孔511、旋变转子52、旋变转子固定基座53、第五凸环531、第六凸环532、台阶部533、旋变转子固定铝块54、第二凸沿541、轮毂支撑板6、第一阶梯环61、第二阶梯环62。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1～图10所示，用于无人车的轮毂电机，包括电机本体2，所述电机本体2包括中心轴21、定子22、转子23和旋变5，所述转子23两侧安装有轮毂固定端盖25和碟刹固定端盖24，所述转子23与轮毂固定端盖25、碟刹固定端盖24均通过螺栓连接，所述转子23设于定子22的外侧，所述转子23和定子22之间形成气隙，转子23包括通过胶水黏贴在其环形内壁的磁钢，其实为磁钢的内侧壁和定子22的外侧壁之间形成气隙，定子22的绕组上安装有温控电阻，温控电阻外接控制器，用于检测温度，当绕组温度过高时，控制器会切断电源进行保护，防止轮毂电机受损。

旋变5包括旋变定子51和旋变转子52，旋变定子51和旋变转子52之间形成气隙，所述旋变定子51与定子22通过螺钉固定连接，所述旋变定子51周向设有若干个腰形孔511，所述定子22的中间设有若干个安装凸块221，安装凸块221与中心轴21同心设置，腰形孔511和安装凸块221数量均为5个。所述旋变定子51通过螺丝穿过腰形孔511拧入安装凸块221与定子22固定连接，所述安装凸块221的外边缘沿轴向延伸形成第一凸环222，所述第一凸环222的内侧面贴合旋变定子51的外侧面。

旋变5用于检测转子23的位置，旋变5的精度高、稳定性好，它可以精确地检测转子23在定子22的哪个绕阻位置上，并正确控制电流方向。其结构类似一台小型电机，一般市面上常见的检测电机位置的主要有霍尔传感器、磁编码器和光电编码器，但这些都离不开电子元件，因此可靠性欠佳。而本实施例中的旋变5为磁阻式多极旋转变压器，无电子部件，不会因静电或高压产生损坏，使用可靠性更高。

所述旋变转子52与轮毂固定端盖25固定连接，所述旋变转子52通过旋变转子固定基座53和旋变转子固定铝块54与轮毂固定端盖25固定连接。具体为：所述轮毂固定端盖25和旋变转子固定基座53通过螺栓固定连接，所述轮毂固定端盖25的中间设有沿轴向延伸的第四凸环253，所述第四凸环253与第二凸环251和第三凸环252位于轮毂固定端盖25的不同侧，所述旋变转子固定基座53的外边缘沿轴向延伸形成第五凸环531，所述第五凸环531的内侧面贴合第四凸环253的外侧面，所述旋变转子固定基座53和旋变转子固定铝块54通过螺栓固定连接，所述旋变转子固定基座53的中间沿轴向延伸形成第六凸环532，所述第六凸环532与第五凸环531位于旋变转子固定基座53的不同侧，所述第六凸环532包括台阶部533，所述台阶部533的径向面贴合旋变转子固定铝块54的径向面，所述台阶部533的轴向面贴合旋变转子固定铝块54的轴向面。

所述旋变转子固定铝块54的一侧沿径向延伸形成第二凸沿541，所述旋变转子52的两端分别抵接第二凸沿541和第六凸环532。

本实施例将旋变5安装于轮毂电机内部，其旋变定子51安装于定子22的安装凸块221处，然后采用螺丝拧紧固定，安装方便，旋变转子52通过旋变转子固定基座53和旋变转子固定铝块54压紧固定，并通过第二凸沿541、第四凸环253和第六凸环532对旋变转子固定基座53、旋变转子固定铝块54和旋变转子52进行定位，使旋变转子固定基座53、旋变转子固定铝块54和旋变转子52与中心轴21同心。此安装方式结构简单，旋变转子52与旋变定子51同心度高，使用效果好，维修安装也更加方便。

所述轮毂固定端盖25的外侧安装有轮毂1，所述轮毂1包括轮毂外壳11和固定安装于轮毂外壳11一侧的轮毂端盖12，所述轮毂外壳11靠近轮毂端盖12的一侧设有外径向面111和内径向面112，所述外径向面111位于内径向面112的外侧，所述中心轴21的一端安装有轮毂支撑板6，所述轮毂支撑板6与中心轴21之间安装有第一轴承27，轮毂支撑板6位于轮毂端盖12的内侧，所述轮毂支撑板6安装于中心轴21靠近轮毂端盖12的一侧，轮毂支撑板6的外边缘与轮毂1固定连接，具体为轮毂支撑板6外边缘与内径向面112通过螺栓连接，所述轮毂支撑板6包括沿轴向延伸的第一阶梯环61，所述第一阶梯环61的部分沿轴向延伸形成第二阶梯环62，所述第一阶梯环61和第二阶梯环62设于朝向轮毂外壳11的一侧，所述第一阶梯环61的环形外壁贴合内径向面112的内侧面，所述轮毂固定端盖25与中心轴21之间安装有第一轴承27和油封28，所述轮毂固定端盖25设于电机本体2靠近轮毂端盖12的一侧，所述轮毂固定端盖25的一侧沿轴向延伸形成第二凸环251，所述第二凸环251的中间沿轴向延伸形成第三凸环252，所述第三凸环252的内侧面贴合第二阶梯环62的外侧面。

轮毂支撑板6和轮毂固定端盖25均通过第一轴承27与中心轴21连接，改善了原来不加轮毂支撑板6时的单面支撑状况，双轴承支撑可以使轮毂1的重量能更均匀地施加在第一轴承27上，改善了原先受力不均的情况，同时由于多了一个支撑点，轮毂电机整体可以承受的重量大大增加，适用性更广，而且由于轮毂电机工作环境比较恶劣，轮毂支撑板6还起到防尘作用，轮毂支撑板6可以阻止一些灰尘和大颗粒的杂质如砂石等进入内部，保护内部的第一轴承27和油封28，延长轮毂电机的使用寿命。

所述轮毂外壳11和轮毂端盖12通过螺栓固定，所述轮毂端盖12包括沿轴向延伸的第一凸沿121和沿径向向内延伸的贴合部122，所述第一凸沿121的内侧面贴合外径向面111的外侧面，所述外径向面111的一侧贴合贴合部122。

所述碟刹固定端盖24的外边缘与转子23通过螺栓固定连接，碟刹固定端盖24与中心轴21之间安装有第二轴承29，第二轴承29选用高精度的双列角接触轴承，它可承受较大的轴向力和径向力，特别适用于单边出轴的轮毂电机上，可承载各方向的负载力量，可靠性更好，使用寿命长。

所述中心轴21外侧安装有刹车组件3和车架摇臂4，所述刹车组件3安装于车架摇臂4和碟刹固定端盖24的中间，所述刹车组件3包括相互配合的刹车盘31和刹车卡钳32，所述刹车盘31固定安装于碟刹固定端盖24，刹车盘31的内侧环面与碟刹固定端盖24通过螺栓固定连接，刹车卡钳32套于刹车盘31的外边缘，刹车卡钳32的内部安装有卡钳刹车块33，卡钳刹车块33与刹车盘31的边缘间隔设置，刹车卡钳32固定安装于车架摇臂4，在刹车时刹车盘31与卡钳刹车块33摩擦会产生较大热量，因而在车架摇臂4靠近刹车卡钳32的一侧开设有较大的通风孔，有利于及时将热量散发出去，能更好地保护各零部件。

所述车架摇臂4的两侧分别安装有车架摇臂压板41和轴压块43，车架摇臂压板41和轴压块43均开设有通孔，中心轴21穿过所述通孔，该通孔与中心轴21的一端相适配且均设计成非圆形结构，可以有效防止车架摇臂4周向转动。轴压块43包括第一轴压块431和第二轴压块432，第一轴压块431和第二轴压块432将车架摇臂4夹持在中间，第一轴压块431和第二轴压块432通过固定螺杆压紧固定，将轴压块43分成两块再固定可以使轴压块43与中心轴21之间连接更紧密，不容易松动。车架摇臂4、车架摇臂压板41和轴压块43通过固定螺栓拧紧固定，所述轴压块43的一侧通过轴套26固定，所述轴套26与中心轴21的轴肩相抵，所述车架摇臂压板41的一侧通过螺帽42固定，防止车架摇臂4发生轴向窜动，此结构固定牢固，可靠性更高，可承受较大的承载扭力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于无人车的轮毂电机，包括电机本体(2)，其特征在于：所述电机本体(2)包括中心轴(21)、定子(22)、转子(23)和旋变(5)，所述转子(23)两侧安装有轮毂固定端盖(25)和碟刹固定端盖(24)，所述转子(23)设于定子(22)的外侧，所述转子(23)和定子(22)之间形成气隙，所述旋变(5)包括旋变定子(51)和旋变转子(52)，所述旋变定子(51)和旋变转子(52)之间形成气隙，所述旋变定子(51)与定子(22)固定连接，所述旋变转子(52)与轮毂固定端盖(25)固定连接，所述旋变转子(52)通过旋变转子固定基座(53)和旋变转子固定铝块(54)与轮毂固定端盖(25)固定连接，所述轮毂固定端盖(25)和旋变转子固定基座(53)通过螺栓固定连接，所述轮毂固定端盖(25)的中间设有沿轴向延伸的第四凸环(253)，所述旋变转子固定基座(53)的外边缘沿轴向延伸形成第五凸环(531)，所述第五凸环(531)的内侧面贴合第四凸环(253)的外侧面，所述旋变转子固定基座(53)和旋变转子固定铝块(54)通过螺栓固定连接，所述旋变转子固定基座(53)的中间沿轴向延伸形成第六凸环(532)，所述第六凸环(532)包括台阶部(533)，所述台阶部(533)的径向面贴合旋变转子固定铝块(54)的径向面，所述台阶部(533)的轴向面贴合旋变转子固定铝块(54)的轴向面，所述旋变转子固定铝块(54)的一侧沿径向延伸形成第二凸沿(541)，所述旋变转子(52)的两端分别抵接第二凸沿(541)和第六凸环(532)，所述旋变定子(51)周向设有若干个腰形孔(511)，所述定子(22)的中间设有若干个安装凸块(221)，所述旋变定子(51)通过螺丝穿过腰形孔(511)拧入安装凸块(221)与定子(22)固定连接，所述安装凸块(221)的外边缘沿轴向延伸形成第一凸环(222)，所述第一凸环(222)的内侧面贴合旋变定子(51)的外侧面，所述轮毂固定端盖(25)的外侧安装有轮毂(1)，所述中心轴(21)的一端安装有轮毂支撑板(6)，所述轮毂支撑板(6)的外边缘与轮毂(1)固定连接，所述轮毂支撑板(6)与中心轴(21)之间安装有第一轴承(27)，所述轮毂支撑板(6)包括沿轴向延伸的第一阶梯环(61)，所述第一阶梯环(61)的部分沿轴向延伸形成第二阶梯环(62)，所述轮毂固定端盖(25)的一侧沿轴向延伸形成第二凸环(251)，所述第二凸环(251)的中间沿轴向延伸形成第三凸环(252)，所述第三凸环(252)的内侧面贴合第二阶梯环(62)的外侧面。

2.如权利要求1所述的用于无人车的轮毂电机，其特征在于：所述中心轴(21)外侧安装有刹车组件(3)和车架摇臂(4)，所述刹车组件(3)安装于车架摇臂(4)和碟刹固定端盖(24)的中间，所述刹车组件(3)包括相互配合的刹车盘(31)和刹车卡钳(32)，所述刹车盘(31)固定安装于碟刹固定端盖(24)，所述刹车卡钳(32)固定安装于车架摇臂(4)。

3.如权利要求2所述的用于无人车的轮毂电机，其特征在于：所述车架摇臂(4)的两侧分别安装有车架摇臂压板(41)和轴压块(43)，所述轴压块(43)的一侧通过轴套(26)固定，所述轴套(26)与中心轴(21)的轴肩相抵，所述车架摇臂压板(41)的一侧通过螺帽(42)固定。

4.如权利要求3所述的用于无人车的轮毂电机，其特征在于：所述车架摇臂压板(41)和所述轴压块(43)均开设有通孔，所述中心轴(21)穿过所述通孔。

5.如权利要求3所述的用于无人车的轮毂电机，其特征在于：所述车架摇臂(4)、车架摇臂压板(41)和轴压块(43)通过固定螺栓拧紧固定。

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