CN117842257A - 一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电助力中置电机总成技术领域，尤其涉及一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成。其技术方案包括：所述电机壳体包括相互对接组装的第一壳体与第二壳体，所述第二壳体与自行车五通管一端可拆卸式连接，所述自行车五通管另一端连接锁紧螺母；所述减速助力机构包括外摆线轮、中间摆线轮、摆线输出轮以及与三者同轴布置以缩小电机总成轴向厚度的电机定子和电机转子。本申请可以在已有传统自行车的基础上，通过将原车的中轴、曲柄、脚踏拆除，在五通管处安装本装置，实现电助力自行车驱动***的搭建；本申请将电机转子、电机定子等驱动结构与外摆线轮、中间摆线轮、摆线输出轮等减速机构同轴设置，可减少电机总成的轴向厚度。

Description

一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成

技术领域

本发明涉及电助力自行车中置电机总成技术领域，尤其涉及一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成。

背景技术

电助力自行车作为个人绿色出行交通工具，其需要在传统自行车上增加动力驱动***来实现。动力驱动***选择电机驱动***，应用于自行车时又会采用轮毂电机总成或是中置电机总成。轮毂电机总成一般安装在后轮上，也有少部分安装在前轮上，优点是无需对自行车的车架做过多调整，但此种动力方案需要对轮毂辐条重新编制，同时会导致自行车的变速***无法适用。对于中高端的电助力自行车更多地会采用中置电机总成，中置电机总成是一套独立的电驱动***，内部集成了电机、减速、控制器、传感器等部件，直接布置在自行车五通的位置，同时可以继续配置使用后轮的变速***，使得车辆有更大更灵活的使用场景，但过大的体积就需要重新设计车架。

对于个人用户，在已有自行车的基础上，若想要方便地体验电助力自行车，鉴于以上两种方案涉及到对车辆的改装，因此都不便于实现。为此，本发明提出一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成。

本发明的技术方案：一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，包括电机壳体、安装于电机壳体内的减速助力机构以及与减速助力机构联动的脚踏轴；所述电机壳体包括相互对接组装的第一壳体与第二壳体，所述第二壳体与自行车五通管一端可拆卸式连接，所述自行车五通管另一端通过锁紧螺母对总成中轴的辅助定位从而起到对中置电机总成的固定连接；

所述减速助力机构包括外摆线轮、中间摆线轮、摆线输出轮以及与三者同轴布置以缩小电机总成轴向厚度的电机定子和电机转子。

优选的，所述中间摆线轮与外摆线轮做行星式转动。

可选的，所述减速助力机构包括输出轮，所述输出轮通过第二轴承安装于第一壳体。

可选的，包括牙盘，所述牙盘与输出轮固定相连。

可选的，包括套接于脚踏轴的通过内部的变形套与脚踏轴一端固定连接的力矩传感器。

可选的，所述减速助力机构包括转接套，所述转接套连接于扭力传感器的端部。

可选的，所述转接套通过第一单向离合器一体轴承与输出轮套接。

可选的，所述输出轮通过第二单向离合器一体轴承与摆线输出轮套接。

可选的，所述输出轮通过第三轴承与脚踏轴套接。

可选的，所述电机转子与电机壳体之间通过第四轴承及第一轴承支撑旋转，所述电机转子与所述中间摆线轮通过第五轴承支撑旋转；

所述电机定子固定安装在第一壳体或者第二壳体内。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本申请可以在已有传统自行车的基础上，通过将原车的中轴、曲柄、脚踏拆除，在五通管处安装本装置，实现电助力自行车驱动***的搭建；

进一步的，本申请将电机转子、电机定子等驱动结构与外摆线轮、中间摆线轮、摆线输出轮等减速机构同轴设置，可减少电机总成的轴向厚度，不仅使双摆线的齿轮减速机构能在很小的空间获得较大的传动比，同时，小空间能降低空气振动，减少噪音，并且能更好地安装于五通管处。

附图说明

图1为快捷安装式大减速比电助力中置电机总成的结构示意图；

图2为图1中电机总成与自行车五通管的连接示意图；

图3为图2的立体剖视图；

图4为图3的平面示意图；

图5为电机壳体与自行车五通管的分离式结构示意图；

图6为图1的分离式结构示意图；

图7为快捷安装式大减速比电助力中置电机总成的平面剖视图。

附图标记：1、自行车五通管；11、内螺纹；

2、锁紧螺母；

3、脚踏轴；

4、电机壳体；41、第一壳体；42、第二壳体；421、外螺纹；

5、牙盘；

6、减速助力机构；61、外摆线轮；62、中间摆线轮；63、摆线输出轮；64、电机定子；65、磁钢；66、电机转子；67、第一轴承；68、输出轮；69、第二轴承；610、转接套；611、第一单向离合器一体轴承；612、第二单向离合器一体轴承；613、第三轴承；614、第四轴承；615、第五轴承；616、第六轴承；

7、力矩传感器变形套；

8、扭力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，本发明提出的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成。

包括电机壳体4，电机壳体4由第一壳体41与第二壳体42相互对接组成。第二壳体42开设有外螺纹421，自行车五通管1两端均设有内螺纹11，位于其中一端的内螺纹11与外螺纹421螺纹旋接，实现电机总成在自行车五通管1上的快速安装。位于自行车五通管1另一端的内螺纹11则螺纹旋接锁紧螺母2，对电机总成在自行车五通管1上的安装作进一步紧固；

本实施例中，减速助力机构6包括外摆线轮61、中间摆线轮62、摆线输出轮63、电机定子64、磁钢65、电机转子66、第一轴承67、输出轮68、第二轴承69、转接套610、第一单向离合器一体轴承611、第二单向离合器一体轴承612、第三轴承613、第四轴承614、第五轴承615以及第六轴承616。

具体的，电机定子64固定安装在第一壳体41或者第二壳体42内，电机转子66通过第一轴承67以及第四轴承614安装于第二壳体42。本实施例中，电机转子66与电机定子64同轴布置且位于下述外摆线轮61、中间摆线轮62、摆线输出轮63的外环，可以缩小整个总成的轴向厚度；

具体的，参考图7，外摆线轮61固定在第一壳体41上，电子转子66的输出端为偏心设置，中间摆线轮62一端通过第五轴承615安装在电子转子66的偏心输出端上。同时中间摆线轮62的另一端连接输出摆线轮63。电机转子66旋转时，电机转子66带动中间摆线轮62相对外摆线轮61做行星减速，同时中间摆线轮62带动摆线输出轮63做减速旋转，摆线输出轮63通过第二单向离合器一体轴承612输出至输出轮68。

输出轮68通过第三轴承613定位安装于脚踏轴3上，并通过第二轴承69与第一壳体41转动连接。此外，输出轮68通过第二单向离合器一体轴承612与摆线输出轮63套接，输出轮68同时通过第一单向离合器一体轴承611与下述转接套610套接。并且，牙盘5通过螺栓或花键固定连接至输出轮68上，牙盘5用于连接自行车链条。

本实施例中，力矩传感器变形套7为力矩传感器8的一个功能部件，力矩传感器变形套7的远离助力减速机构的一端与脚踏轴3套接并通过花键结构或是其他结构进行限位，力矩传感器8与第二壳体42做固定连接；转接套610与力矩传感器变形套7套接并通过花键结构或是其他结构进行限位。脚踏轴3的一端连接有一个第六轴承616，第六轴承616位于锁紧螺母2内侧以对脚踏轴3一端进行支撑，脚踏轴3的另一端由于通过第三轴承613与输出轮68连接，因此形成对脚踏轴3另一端的支撑，保证脚踏轴3可以顺利旋转。由此，脚踏轴3旋转时，由于力矩传感器变形套7是一端与脚踏轴3连接，因此力矩传感器变形套7会形成扭转，扭转信号通过扭力传感器8进行信号采集及处理，输出至外部的电机控制器进行电机的运动控制。

在本实施例中，第一单向离合器一体轴承611与第二单向离合器一体轴承612同时具有离合和轴承的功能，即既起到支撑又具有单向结合的作用。

本实施例的工作原理分为不同的驱动方式，具体如下：

减速助力机构内部布置的两个单向离合器可根据电机驱动及人力驱动的情况自动的进行啮合和断开，实现不动的运动模式。

电助力驱动时：电机转子66旋转时，能通过偏心结构带动中间摆线轮62相对于外摆线轮61做行星式转动，同时中间摆线轮62带动摆线输出轮63做输出转动。此时第二单向离合器一体轴承612为啮合状态，摆线输出轮63的转动即能带动输出轮68转动，输出轮68带动牙盘5旋转，进而带动自行车链条旋转，实现行进；并且，此时第一单向离合器一体轴承611为脱开，因此电机的动力不会带动脚踏轴3旋转。

人力驱动时：人力骑行带动脚踏轴3转动，脚踏轴3通过变形套7、转接套610、第一单向离合器一体轴承611带动输出轮68、牙盘5旋转实现自行车前行。这个过程中，由于力矩传感器变形套7是一端与脚踏轴3连接，因此力矩传感器变形套7会形成扭转，扭转信号通过扭力传感器8进行信号采集及处理，输出至外部的电机控制器进行电机的运动控制。具体的，人力骑行时，第一单向离合器一体轴承611啮合，脚踏轴3的旋转通过和力矩传感器变形套7连接的转接套610传递至输出轮68。此时第二单向离合器一体轴承612为脱开状态，输出轮68的旋转运动不会带动摆线输出轮63转动。即人力的踩踏运动不会带动电机内部的减速机构和电机部分旋转；实现人力踩踏时较小的踩踏阻力。

并且，人力踩踏向后反转时，第一单向离合器一体轴承611为脱开状态，即脚踏轴3的向后运动不会带动输出轮68转动。

上述具体实施例仅仅是本发明的几种可选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (10)

1.一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，包括电机壳体(4)、安装于电机壳体(4)内的减速助力机构(6)以及与减速助力机构(6)联动的脚踏轴(3)；

其特征在于：所述电机壳体(4)包括相互对接组装的第一壳体(41)与第二壳体(42)，所述第二壳体(42)与自行车五通管(1)一端可拆卸式连接，所述自行车五通管(1)另一端连接锁紧螺母(2)；

所述减速助力机构(6)包括外摆线轮(61)、中间摆线轮(62)、摆线输出轮(63)以及与三者同轴布置以缩小电机总成轴向厚度的电机定子(64)和电机转子(66)。

2.根据权利要求1所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述中间摆线轮(62)与外摆线轮(61)做行星式转动。

3.根据权利要求2所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述减速助力机构(6)包括输出轮(68)，所述输出轮(68)通过第二轴承(69)安装于第一壳体(41)。

4.根据权利要求3所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，包括牙盘(5)，所述牙盘(5)与输出轮(68)固定相连。

5.根据权利要求4所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，包括套接于脚踏轴(3)的力矩传感器变形套(7)、扭力传感器(8)。

6.根据权利要求5所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述减速助力机构(6)包括转接套(610)，所述转接套(610)连接于力矩传感器变形套(7)的端部。

7.根据权利要求6所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述转接套(610)通过第一单向离合器一体轴承(611)与输出轮(68)套接。

8.根据权利要求7所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述输出轮(68)通过第二单向离合器一体轴承(612)与摆线输出轮(63)套接。

9.根据权利要求8所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述输出轮(68)通过第三轴承(613)与脚踏轴(3)套接。

10.根据权利要求9所述的一种快捷安装式大减速比电助力中置电机总成，其特征在于，所述电机转子(66)与所述第二壳体(42)之间通过第四轴承(614)和第一轴承(67)旋转支撑连接，所述电机转子(66)与所述中间摆线轮(62)通过第五轴承(615)支撑旋转；

所述电机定子(64)固定安装在第一壳体(41)或者第二壳体(42)内。