CN212616174U - 一种谐波传动***及电动助力车 - Google Patents

一种谐波传动***及电动助力车 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及助力车传动技术的技术领域，尤其涉及一种谐波传动***及电动助力车，本实用新型通过传动齿轮装置连接转动驱动机构与链盘以及中轴，传动齿轮装置包括波发生器、柔轮和刚轮并形成谐波减速器，可降低应用在电动助力车上的减速器的体积和重量，并且该谐波传动***能够安装在车架内，可提升外观美学设计，此外，以波发生器、柔轮和刚轮形成的谐波减速器具有高减速比、啮合率高、体积小、重量轻、低噪音以及高传动精度的优点，可有效提高电动助力车的电池续航能力，保证该谐波传动***运转平顺，以提高骑乘电动助力车的舒适度。

Description

一种谐波传动***及电动助力车
技术领域
本实用新型涉及助力车传动技术的技术领域，尤其涉及一种谐波传动***及电动助力车。
背景技术
助力自行车，是一种新型二轮车辆，属于自行车的一种，以电池作为辅助动力来源，安有电机,并具备动力辅助***，能实现人力骑行和电机助动一体化的新型交通工具。扭力传感器是助力自行车电动助力***理解骑行者意图的核心部件，由于扭力传感器的存在使得在骑行过程中，能够根据所测得的扭力来调整电动自行车的电机输出功率，提高骑乘的舒适度。
目前，助力自行车的行星齿轮传动装置主要有减速比较低、重量较重、体积较大、噪音较大以及传动精度较低等缺点，由于其减速比较低、重量较重等问题，因此对于电动马达的需求功率较大，进而影响电池的续航力。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了.一种电动助力车的谐波传动***，安装在车架内，包括传动齿轮装置以及转动驱动机构，其中，所述传动齿轮装置包括：波发生器，包括柔性轴承以及椭圆凸轮，所述椭圆凸轮设置在所述柔性轴承内并使所述柔性轴承形变为椭圆状，所述转动驱动机与所述椭圆凸轮连接并带动所述椭圆凸轮转动；柔轮，具有外齿圈，所述柔性轴承套接在所述柔轮内并使所述柔轮形变为椭圆状；刚轮，具有与所述外齿圈相啮合的内齿圈，所述柔轮通过所述椭圆凸轮驱动而相对所述刚轮转动；转向齿轮组，具有第一输入部、第二输入部以及输出部，其中，所述第一输入部与所述柔轮连接并且随所述柔轮转动，所述输出部与链盘相连接并带动链盘转动；第一单向离合器，用于连接所述第二输入部与中轴。
进一步地，所述第一输入部包括第一连接轴以及设置在所述第一连接轴一端的第一齿轮，所述第二输入部包括第二连接轴以及设置在所述第二连接轴一端的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合。
进一步地，所述输出部与所述链盘之间还设置有至少一个传动齿轮组，至少一个所述传动齿轮组为直齿轮、伞齿轮、行星轮系或摆线轮中的一种或几种。
进一步地，所述转动驱动机构为无刷直流马达或有刷直流马达，并且所述转动驱动机构的额定转速大于或等于4000RPM且小于或等于10000RPM。
进一步地，还包括轴承预压装置，所述柔轮上远离所述第一输入部的一端设置有轴承，所述轴承预压装置设置在所述轴承与所述转动驱动机构外壳之间。
进一步地，所述轴承预压装置为波形弹簧。
进一步地，还包括壳体，所述传动齿轮装置设置在所述壳体内，并且所述刚轮与所述壳体螺纹固接。
进一步地，还包括至少一个第一轴承，所述第一连接轴的一端套接在所述第一轴承内并与所述柔轮连接。
进一步地，所述第一齿轮与所述第一连接轴之间通过第二单向离合器连接。
所述第一齿轮具有套筒端，所述第二单向离合器设置在所述套筒端内，所述第一连接轴的一端插接在所述第二单向离合器的内圈中。
进一步地，所述椭圆凸轮与所述转动驱动机构的输出端之间通过第三单向离合器连接。
本实用新型还提供一种电动助力车，包括车架，所述车架上具有一高减速比***，所述高减速比***包括如上述实施例的谐波传动***，还包括摆线齿轮以及少齿差传动***，所述高减速比***的总减速比大于等于50且小于等于100。
本实用新型主要具有以下有益效果：
本实用新型通过传动齿轮装置连接转动驱动机构与链盘以及中轴，传动齿轮装置包括波发生器、柔轮和刚轮并形成谐波减速器，可降低应用在电动助力车上的减速器的体积和重量，并且该谐波传动***能够安装在车架内，可提升外观美学设计，此外，以波发生器、柔轮和刚轮形成的谐波减速器具有高减速比、啮合率高、体积小、重量轻、低噪音以及高传动精度的优点，可有效提高电动助力车的电池续航能力，保证该谐波传动***运转平顺，以提高骑乘电动助力车的舒适度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的谐波传动***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1所示的一种电动助力车的谐波传动***，其包括壳体101、传动齿轮装置以及转动驱动机构100，壳体101安装在车架上，传动齿轮装置容置在壳体101内，该转动驱动机构100可以是无刷直流马达或者是有刷直流马达，具体的，该传动齿轮装置包括波发生器、柔轮203、刚轮204以及转向齿轮组，该波发生器又包括柔性轴承201以及椭圆凸轮202，转向齿轮组包括第一输入部、第二输入部以及输出部，其中第一输入部与柔轮203连接并且随柔轮203转动进而能够驱使输出部输出谐波转动，而输出部与电动助力车的链盘连接，第二输入部与中轴连接，用于传递中轴的动力至链盘；在一些实施例中，柔性轴承201具有用于容置椭圆凸轮202的内圈，将椭圆凸轮202置于该内圈时会使柔性轴承201形变为椭圆状，藉此椭圆凸轮202和柔性轴承201组合为波发生器，柔轮203具有第一端和第二端，并且柔轮203为杯形，柔轮203的第一端称为杯口，第二端称为杯底，柔轮203的第一端具有外齿圈，波发生器设置在第一端内并且使柔轮203的第一端形变为椭圆状，所述刚轮204具有与外齿圈相啮合的内齿圈，并且刚轮204固定于壳体101上；波发生器、柔轮203以及刚轮204相组合形成谐波减速器，转动驱动机构100驱使椭圆凸轮202带动柔轮203在刚轮204内并相对刚轮204转动，并且能够大幅降低输出的转速。
在一些实施例中，所述第一输入部包括第一连接轴301以及设置在第一连接轴301一端的第一齿轮302，具体的，所述第一齿轮302具有内圈，并且第一齿轮302套接在第一连接轴301的一端，更进一步的，第一齿轮302与第一连接轴301之间设置有第二单向离合器305，所述第一齿轮302具有套筒端，所述第二单向离合器305设置在所述套筒端内，所述第一连接轴301的一端插接在所述第二单向离合器305的内圈中，该第二单向离合器305可以是常规的滚柱型单向离合器或者是撑柱型单向离合器，第一连接轴301上远离第一齿轮302的一端与柔轮203固定连接并且第一连接轴301随柔轮203转动。
而在另外一些实施例中，第一连接轴301以及第一齿轮302上用于套接第二单向离合器305的套筒端分别套接在轴承内。
所述第二输入部包括第二连接轴303以及设置在第二连接轴303一端的第二齿轮304，第一齿轮302与第二齿轮304相啮合，第二连接轴303与中轴之间通过第一单向离合器300连接；需要说明的是，所述输出部位于所述第二连接轴303上相对远离所述第二齿轮304的一端，即第二输入部与输出部均为第二连接轴303，在一些实施例中，还包括扭力传感器103，该扭力传感器103容置在第一单向离合器300内，并且扭力传感器103套接在中轴上。第一输入部与第二输入部的转动轴心线呈90°，即第一齿轮302与第二齿轮304可以是通过锥齿轮啮合连接，其还可以是两个戟齿轮啮合、或外齿轮与面齿轮啮合、或蜗轮与鼓形蜗杆传动、或涡轮以及圆筒蜗杆传动等方式。
在一些实施例中，所述输出部与链盘之间还设置有至少一个传动齿轮组，至少一个所述传动齿轮组为直齿轮、伞齿轮、行星轮系或摆线轮中的一种或几种，具体的，所述波发生器、所述柔轮203以及所述刚轮204形成谐波减速器，即，本实用新型的谐波传动***不仅包括一阶的谐波减速器、二阶的转向齿轮组，还包括至少一个三阶的传动齿轮组，只要满足总减速比大于等于50且小于等于100即可。
在一些实施例中，所述转动驱动机构100的额定转速大于或等于4000RPM且小于或等于10000RPM。
在一些实施例中，还包括轴承预压装置102，所述柔轮203上远离所述第一输入部的一端设置有轴承，所述轴承预压装置102设置在所述轴承与所述转动驱动机构100外壳之间，用于限制柔轮203在轴线方向上的移动，具体的，该轴承预压装置102可以是波形弹簧。
在一些实施例中，还包括至少一个第一轴承，第一连接轴301的一端套接在第一轴承内并与所述柔轮203连接，该第一轴承可以是滚珠轴承或者是滚针轴承，其中滚珠轴承可以是深沟球轴承。
在一些实施例中，椭圆凸轮202与转动驱动机构100之间还设置有第三单向离合器(图未示)，该第三单向离合器可以是单向滚子轴承。
本实用新型还提出一种电动助力车，该电动助力车包括车架，所述车架上具有一高减速比***，所述高减速比***包括如上述实施例的谐波传动***，还包括摆线齿轮以及少齿差传动***，所述高减速比***的总减速比大于等于50且小于等于100，在一些实施例中，所述少齿差传动***可以是少齿差啮合副、少齿差行星齿轮传动等结构。
在一些实施例中，电动助力车包括车架、中轴以及链盘，其中，车架又包括斜管、中管以及五通管，该谐波传动***靠近波发生器的一端置于中管内，而远离波发生器的一端则设置于五通管内，转动驱动机构100靠近波发生器而设置在中管内。
在一些实施例中，该谐波传动***还包括电池，该电池可以是充电电池，并且该电池可以安装在中管或斜管内，电池与转动驱动机电性连接，用于提供转动驱动机构100工作所需的电能。
需要说明的是，本实用新型的谐波传动***的传动链为，转动驱动机构100带动椭圆凸轮202转动，进而带动柔轮203转动，第一连接轴301的一端与柔轮203固定连接，另一端设置有第一齿轮302，第一连接轴301随柔轮203转动，第二连接轴303的一端设置第二齿轮304，第二齿轮304与第一齿轮302啮合，另一端为输出部，并且输出部连接链盘；第二连接轴303上还套接有第一单向离合器300，第一单向离合器300内设置有扭力传感器103，扭力传感器103具有能够容置中轴的内圈，进而第二连接轴303通过第一单向离合器300连接中轴；而第一连接轴301与第一齿轮302之间通过第二单向离合器305连接，椭圆凸轮202与转动驱动机构100的输出端通过第三单向离合器连接。
本实用新型的谐波传动***采用转向齿轮组以及谐波减速器相配合的方式，降低谐波传动装置的体积以及重量，使得该谐波传动***能够安装在车架内，藉此可以提升其他零件设计以及配置的灵活性，相比于传统的谐波传动***挂在车架外部的结构，本实用新型的谐波传动***可以隐藏在车架中，可提升外观美学设计，并且谐波减速具有高减速比、啮合率高、体积小、重量轻、低噪音以及高传动精度等特点，可以有效提高电池续航能力以及电动助力车的运转平顺性，提高骑乘时的舒适度。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种谐波传动***，安装在车架内，其特征在于，包括传动齿轮装置以及转动驱动机构，其中，所述传动齿轮装置包括：
波发生器，包括柔性轴承以及椭圆凸轮，所述椭圆凸轮设置在所述柔性轴承内并使所述柔性轴承形变为椭圆状，所述转动驱动机与所述椭圆凸轮连接并带动所述椭圆凸轮转动；
柔轮，具有外齿圈，所述柔性轴承套接在所述柔轮内并使所述柔轮形变为椭圆状；
刚轮，具有与所述外齿圈相啮合的内齿圈，所述柔轮通过所述椭圆凸轮驱动而相对所述刚轮转动；
转向齿轮组，具有第一输入部、第二输入部以及输出部，其中，所述第一输入部与所述柔轮连接并且随所述柔轮转动，所述输出部与链盘相连接并带动链盘转动；
第一单向离合器，用于连接所述第二输入部与中轴。
2.根据权利要求1所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述第一输入部包括第一连接轴以及设置在所述第一连接轴一端的第一齿轮，所述第二输入部包括第二连接轴以及设置在所述第二连接轴一端的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述输出部与所述链盘之间还设置有至少一个传动齿轮组，至少一个所述传动齿轮组为直齿轮、伞齿轮、行星轮系或摆线轮中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述转动驱动机构为无刷直流马达或有刷直流马达，并且所述转动驱动机构的额定转速大于或等于4000RPM且小于或等于10000RPM。
5.根据权利要求1所述的一种谐波传动***，其特征在于，还包括轴承预压装置，所述柔轮上远离所述第一输入部的一端设置有轴承，所述轴承预压装置设置在所述轴承与所述转动驱动机构外壳之间。
6.根据权利要求1所述的一种谐波传动***，其特征在于，还包括壳体，所述传动齿轮装置设置在所述壳体内，并且所述刚轮与所述壳体螺纹固接。
7.根据权利要求2所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述第一齿轮与所述第一连接轴之间通过第二单向离合器连接。
8.根据权利要求7所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述第一齿轮具有套筒端，所述第二单向离合器设置在所述套筒端内，所述第一连接轴的一端插接在所述第二单向离合器的内圈中。
9.根据权利要求2所述的一种谐波传动***，其特征在于，所述椭圆凸轮与所述转动驱动机构的输出端之间通过第三单向离合器连接。
10.一种电动助力车，包括车架，其特征在于，所述车架上具有一高减速比***，所述高减速比***包括如权利要求1至9任一项所述的谐波传动***，还包括摆线齿轮以及少齿差传动***，所述高减速比***的总减速比大于等于50且小于等于100。
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