CN118074421A - 一种驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动电机，包括中心轴、转子组件、行星传动机构、摆线减速机构、离合机构以及外轮毂；外轮毂通过离合机构与摆线减速机构连接；当转子组件转动时带动行星传动机构转动，使得行星传动机构带动摆线减速机构转动，从而带动外轮毂相对中心轴正向转动；电机采用行星传动机构和摆线减速机构两级减速，同时是先采用转子组件到行星传动机构再到摆线减速机构的减速方式，减速机构稳定，既可以保证行星传动机构传动的稳定，也可以保证摆线减速机构稳定摆动，防止虚位转动，减少磨损，两级减速使得驱动电机扭矩大，支撑能力和承载能力强，并且两级减速结构紧凑，电机整体体积小，可以合适绝大部分自行车的车架。

Description

一种驱动电机

【技术领域】

本发明涉及电机领域，特别是一种驱动电机。

【背景技术】

在助力自行车中，通常会设置电机，为用户提供动力。

为此，公开号为CN220015875U的实用新型公开了一种离合器、轮毂电机及车辆，其涉及离合器领域。其技术方案要点包括离合内圈、离合外圈以及设置于离合内圈与离合外圈之间的多个离合滚子，所述离合内圈与离合外圈之间还设置有滚动支承结构。本发明在离合内圈与离合外圈之间设置滚动支承结构，利用滚动摩擦来降低阻力，而且有利于提高离合内圈与离合外圈的配合精度以及稳定性。

上述专利存在以下问题：电机传动通过多节齿轮或者行星齿轮传动。电机具具有较大的体积与转动效率低，减速比小，支撑能力和承载能力差，导致电机扭矩小，同时电机整体重量大，安装尺寸不适合，对于车架设计有很多限制。

因此现有技术并不能满足我们的需要。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明提供一种扭矩大的驱动电机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种驱动电机，包括

中心轴，呈中空状；

转子组件，设置在中心轴上；

行星传动机构，与所述转子组件连接；

摆线减速机构，与所述行星传动机构连接；

离合机构，与所述摆线减速机构连接；

外轮毂，转动设置在中心轴上；

所述外轮毂通过离合机构与所述摆线减速机构连接；当所述转子组件转动时带动所述行星传动机构转动，使得所述行星传动机构带动所述摆线减速机构转动，此时所述外轮毂通过所述离合机构与所述摆线减速机构联动，从而使得所述摆线减速机构带动外轮毂相对所述中心轴正向转动；当所述外轮毂相对所述中心轴反向转动时，所述离合机构分离使得所述外轮毂与所述摆线减速机构脱离，所述外轮毂与所述摆线减速机构之间相对转动。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述行星传动机构包括与所述转子组件的转子周向固定连接的太阳轮以及至少两个环绕设置在所述太阳轮四周的行星轮，所述太阳轮夹设在行星轮之间。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述转子组件还包括定子，所述转子相对定子转动，所述转子包括导磁体以及设置在所述导磁体内的磁体，所述导磁体上设置有用于放置磁体的磁槽。

作为优选实施方式，进一步限定为：两相邻的磁槽之间呈“V”字型设置，所述磁槽长度方向的两端还分别设置有与磁槽相通隔槽。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述摆线减速机构包括第一摆线轮、第二摆线轮、设置在所述行星轮上且用于带动所述第一摆线轮和第二摆线轮摆转的偏心轮以及套设在所述第一摆线轮和第二摆线轮上的轴套，所述轴套通过离合机构与所述外轮毂连接；当所述太阳轮带动所述行星轮转动时，所述第一摆线轮和第二摆线轮摆转以带动轴套和所述外轮毂转动。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述摆线减速机构还包括用于固定所述行星轮的第一壳体以及固定在所述第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体设置有斜槽，所述斜槽内设置有用于与所述中心轴卡合的锁合柱。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述离合机构包括设置在所述轴套上的第一斜齿以及设置在第一斜齿和外轮毂之间的离合柱；当所述轴套正向转动时，所述离合柱与所述第一斜齿联动以使所述第一斜齿通过离合柱带动所述外轮毂正向转动；当所述外轮毂相对所述中心轴反向转动时，所述离合柱在所述第一斜齿上移动以使所述外轮毂与所述摆线减速机构脱离连接。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述外轮毂包括轮毂主体以及盖合在所述轮毂主体上端盖，所述离合柱与所述端盖连接。

作为优选实施方式，进一步限定为：还包括塔基，所述塔基设置在所述中心轴的一端，所述塔基通过连接壳与外轮毂连接。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述连接壳的上端设置有第二斜齿，所述塔基内设置有与所述第二斜齿相适配的第三斜齿。

本发明的有益效果是：本发明电机采用行星传动机构和摆线减速机构两级减速，同时是先采用转子组件到行星传动机构再到摆线减速机构的减速方式，减速机构稳定，既可以保证行星传动机构传动的稳定，也可以保证摆线减速机构稳定摆动，防止虚位转动，减少磨损，两级减速使得驱动电机扭矩大，支撑能力和承载能力强，同时中心轴采用中空的设计，减少电机的重量，并且两级减速结构紧凑，电机整体体积小，满足安装尺寸，可以合适绝大部分自行车的车架。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图之一；

图2是本发明的结构示意图之二；

图3是本发明的横向剖视图；

图4是图3中A的放大示意图；

图5是本发明的分解图；

图6是行星传动机构、摆线减速机构和离合机构的分解图；

图7是本发明的纵向剖视图；

图8是行星轮的结构示意图；

图9是轴套的结构示意图；

图10是第二壳体的结构示意图；

图11是的的俯视图；

图12是连接壳的结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如附图1至附图12所示，一种驱动电机，包括

中心轴1，呈中空状；

转子组件100，设置在中心轴1上；

行星传动机构200，与所述转子组件100连接；

摆线减速机构300，与所述行星传动机构200连接；

离合机构400，与所述摆线减速机构300连接；

外轮毂2，转动设置在中心轴1上；

所述外轮毂2通过离合机构400与所述摆线减速机构300连接；当所述转子组件100转动时带动所述行星传动机构200转动，使得所述行星传动机构200带动所述摆线减速机构300转动，此时所述外轮毂2通过所述离合机构400与所述摆线减速机构300联动，从而使得所述摆线减速机构300带动外轮毂2相对所述中心轴1正向转动；当所述外轮毂2相对所述中心轴1反向转动时，所述离合机构400分离使得所述外轮毂2与所述摆线减速机构300脱离，所述外轮毂2与所述摆线减速机构300之间相对转动。电机采用行星传动机构200和摆线减速机构300两级减速，同时是先采用转子组件100到行星传动机构200再到摆线减速机构300的减速方式，减速机构稳定，既可以保证行星传动机构200传动的稳定，也可以保证摆线减速机构300稳定摆动，防止虚位转动，减少磨损，两级减速使得驱动电机扭矩大，支撑能力和承载能力强，同时中心轴1采用中空的设计，减少电机的重量，并且两级减速结构紧凑，电机整体体积小，满足安装尺寸，可以合适绝大部分自行车的车架。

更进一步来说，本电机额定扭矩45Nm，重量为1.1kg，外轮毂2的宽度为72mm，整机宽度为142mm，相比于现有技术的电机的1.3kg或1.7kg的重量，重量大幅下降，同时扭矩增大，尺寸减少，合适绝大部分自行车的车架的使用。

如附图1至附图6和附图8所示，在本实施例中，所述行星传动机构200包括与所述转子组件100的转子10周向固定连接的太阳轮3以及至少两个环绕设置在所述太阳轮3四周的行星轮4，所述太阳轮3夹设在行星轮4之间。先通过所述转子10带动太阳轮3转动，进而使所述太阳轮3带动行星轮4以及所述行星轮4带动摆线减速机构300，同时所述太阳轮3夹设在行星轮4之间，所述太阳轮3在至少两个行星轮4的夹持下，所述太阳轮3始终保持与行星轮4啮合，所述太阳轮3和行星轮4之间的传动稳定，可以有效减少摆线减速机构300在摆动时导致所述行星传动机构200和摆线减速机构300的两级减速机构之间的传动失效等问题的发生，同时还可以减少所述太阳轮3和行星轮4之间的零件磨损，防止虚位转动，并且两级减速使得驱动电机扭矩大，支撑能力和承载能力强。

如附图1至附图6和附图11所示，在本实施例中，所述转子组件100还包括定子11，所述转子10相对定子11转动，所述转子10包括导磁体101以及设置在所述导磁体101内的磁体102，所述导磁体101上设置有用于放置磁体102的磁槽1011。两相邻的磁槽1011之间呈“V”字型设置，所述磁槽1011长度方向的两端还分别设置有与磁槽1011相通隔槽1012。由于隔槽1012的结构及尺寸限制，穿过隔槽1012的磁通量受限，隔槽1012处能达到磁饱和状态而出现磁堵塞现象，磁场分隔，使得其余的磁力线将无法通过隔槽1012，只能经过磁肋216部分传递路径到达气隙并传递到定子11，实现电磁感应。因此，通过设置上述隔槽1012，能够确保大部分磁力线均通过该传递路径，减少漏磁。

如附图1至附图6和附图9至附图10所示，在本实施例中，所述摆线减速机构300包括第一摆线轮51、第二摆线轮52、设置在所述行星轮4上且用于带动所述第一摆线轮51和第二摆线轮52摆转的偏心轮53以及套设在所述第一摆线轮51和第二摆线轮52上的轴套54，所述轴套54通过离合机构400与所述外轮毂2连接；当所述太阳轮3带动所述行星轮4转动时，所述第一摆线轮51和第二摆线轮52摆转以带动轴套54和所述外轮毂2转动。更进一步来说，所述第一摆线轮51和第二摆线轮52上设置有外齿，所述轴套54的内壁上设置有与所述第一摆线轮51和第二摆线轮52的外齿啮合的内齿，当所述定子11通电时，所述转子10通过所述太阳轮3带动所述行星轮4转动，所述第一摆线轮51和第二摆线轮52通过各自的外齿与所述轴套54上的周向间隔排布的内齿啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速结构。当所述太阳轮3带动所述行星轮4转动一周时，由于所述第一摆线轮51和第二摆线轮52的特点及其内齿限制，所述第一摆线轮51和第二摆线轮52的运动成为既有公转又有自转的平面运动。在所述行星轮4正转周时，所述行星轮4上的偏心轮53亦正向转动一周，所述第一摆线轮51和第二摆线轮52于相反方向转过一个齿从而得到减速，驱动力最终通过轴套54传递给外轮毂2。

如附图1至附图6和附图9至附图10所示，在本实施例中，所述摆线减速机构300还包括用于固定所述行星轮4的第一壳体55以及固定在所述第一壳体55上的第二壳体56，所述第二壳体56设置有斜槽561，所述斜槽561内设置有用于与所述中心轴1卡合的锁合柱57。所述斜槽561和锁合柱57的配合组成行星传动机构200和摆线减速机构300与中心轴1之间的离合结构，行星传动机构200和摆线减速机构300与中心轴1之间咬合牢固，简化轴心结构，降低生产制造难度。更进一步来说，所述斜槽561在所述中心轴1的轴心方向上由外至内倾斜。

如附图1至附图7和附图9至附图10所示，在本实施例中，所述离合机构400包括设置在所述轴套54上的第一斜齿61以及设置在第一斜齿61和外轮毂2之间的离合柱62；当所述轴套54正向转动时，所述离合柱62与所述第一斜齿61联动以使所述第一斜齿61通过离合柱62带动所述外轮毂2正向转动；当所述外轮毂2相对所述中心轴1反向转动时，所述离合柱62在所述第一斜齿61上移动以使所述外轮毂2与所述摆线减速机构300脱离连接。外轮毂2与转子组件100、行星传动机构200和摆线减速机构300相隔离，在转子组件100不通电工作状态下，所述外轮毂2完全脱开，避免了由于电磁感应现象而产生阻碍所述外轮毂2运动的阻力矩，在骑乘电动自行车时没有额外阻力，与普通自行车的骑乘感觉一样。提升用户的使用体验。

如附图1至附图6和附图12所示，在本实施例中，所述外轮毂2包括轮毂主体21以及盖合在所述轮毂主体21上端盖22，所述离合柱62与所述端盖22连接。还包括塔基9，所述塔基9设置在所述中心轴1的一端，所述塔基9通过连接壳91与外轮毂2连接。所述连接壳91的上端设置有第二斜齿911，所述塔基9内设置有与所述第二斜齿911相适配的第三斜齿。当使用脚踏板驱动时，塔基9被链条顺时针带动，此时塔基9通过连接壳91将动力传到外轮毂2，进而驱动车轮；由于所述离合机构400的设置，塔基9驱动车轮是，动力不会传递到转子组件100、行星传动机构200和摆线减速机构300，即脚踏板单独驱动时，不会带动转子组件100转动，避免了由于电磁感应现象而产生阻碍外轮毂2运动的阻力矩。

Claims (10)

1.一种驱动电机，其特征在于：包括

中心轴（1），呈中空状；

转子组件（100），设置在中心轴（1）上；

行星传动机构（200），与所述转子组件（100）连接；

摆线减速机构（300），与所述行星传动机构(200)连接；

离合机构（400），与所述摆线减速机构（300）连接；

外轮毂（2），转动设置在中心轴（1）上；

所述外轮毂（2）通过离合机构（400）与所述摆线减速机构（300）连接；当所述转子组件（100）转动时带动所述行星传动机构（200）转动，使得所述行星传动机构（200）带动所述摆线减速机构（300）转动，此时所述外轮毂（2）通过所述离合机构（400）与所述摆线减速机构（300）联动，从而使得所述摆线减速机构（300）带动外轮毂（2）相对所述中心轴（1）正向转动；当所述外轮毂（2）相对所述中心轴（1）反向转动时，所述离合机构（400）分离使得所述外轮毂（2）与所述摆线减速机构（300）脱离，所述外轮毂（2）与所述摆线减速机构（300）之间相对转动。

2.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于：所述行星传动机构(200)包括与所述转子组件（100）的转子（10）周向固定连接的太阳轮（3）以及至少两个环绕设置在所述太阳轮（3）四周的行星轮（4），所述太阳轮（3）夹设在行星轮（4）之间。

3.根据权利要求2所述的驱动电机，其特征在于：所述转子组件（100）还包括定子（11），所述转子（10）相对定子（11）转动，所述转子（10）包括导磁体（101）以及设置在所述导磁体（101）内的磁体（102），所述导磁体（101）上设置有用于放置磁体（102）的磁槽（1011）。

4.根据权利要求3所述的驱动电机，其特征在于：两相邻的磁槽（1011）之间呈“V”字型设置，所述磁槽（1011）长度方向的两端还分别设置有与磁槽（1011）相通隔槽（1012）。

5.根据权利要求2所述的驱动电机，其特征在于：所述摆线减速机构（300）包括第一摆线轮（51）、第二摆线轮（52）、设置在所述行星轮（4）上且用于带动所述第一摆线轮（51）和第二摆线轮（52）摆转的偏心轮（53）以及套设在所述第一摆线轮（51）和第二摆线轮（52）上的轴套（54），所述轴套（54）通过离合机构（400）与所述外轮毂（2）连接；当所述太阳轮（3）带动所述行星轮（4）转动时，所述第一摆线轮（51）和第二摆线轮（52）摆转以带动轴套（54）和所述外轮毂（2）转动。

6.根据权利要求5所述的驱动电机，其特征在于：所述摆线减速机构（300）还包括用于固定所述行星轮（4）的第一壳体（55）以及固定在所述第一壳体（55）上的第二壳体（56），所述第二壳体（56）设置有斜槽（561），所述斜槽（561）内设置有用于与所述中心轴（1）卡合的锁合柱（57）。

7.根据权利要求6所述的驱动电机，其特征在于：所述离合机构（400）包括设置在所述轴套（54）上的第一斜齿（61）以及设置在第一斜齿（61）和外轮毂（2）之间的离合柱（62）；当所述轴套（54）正向转动时，所述离合柱（62）与所述第一斜齿（61）联动以使所述第一斜齿（61）通过离合柱（62）带动所述外轮毂（2）正向转动；当所述外轮毂（2）相对所述中心轴（1）反向转动时，所述离合柱（62）在所述第一斜齿（61）上移动以使所述外轮毂（2）与所述摆线减速机构（300）脱离连接。

8.根据权利要求7所述的驱动电机，其特征在于：所述外轮毂（2）包括轮毂主体（21）以及盖合在所述轮毂主体（21）上端盖（22），所述离合柱（62）与所述端盖（22）连接。

9.根据权利要求1-8任一所述的驱动电机，其特征在于：还包括塔基（9），所述塔基（9）设置在所述中心轴（1）的一端，所述塔基（9）通过连接壳（91）与外轮毂（2）连接。

10.根据权利要求9所述的驱动电机，其特征在于：所述连接壳（91）的上端设置有第二斜齿（911），所述塔基（9）内设置有与所述第二斜齿（911）相适配的第三斜齿。