安装中置电机的电动自行车的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种安装中置电机的电动自行车，包括安装在电动自行车车架五通上的中置电机，其特征是：所述中置电机包括壳体和定子及转子，所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述输出选择机构包括两个单向超越离合器，所述单向超越离合器的内圈与输出套固接，中轴左端键接有衬套，所述衬套上螺接有单向超越离合器，所述链轮与单向超越离合器外圆键接，所述差动行星齿轮减速机构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速比旋转运动输出。有益效果：通过一个驱动机构和两个输出机构使电机可以输出两种不同减速比的动力，解决了电动自行车起步能力及爬坡能力差的问题。
【专利说明】安装中置电机的电动自行车
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电动自行车，尤其涉及一种安装中置电机的电动自行车。
【背景技术】
[0002] 目前，电动自行车不仅用作代步工具，而且也作为运动工具深受广大骑行爱好者 的青睐。电动自行车按照电机安装位置可分为两大类，一是轮毂驱动方式，二是中轴驱动方 式，其中中轴驱动方式的重心稳定、骑行安全感强，主要应用于运动型电动自行车上。
[0003] 但是，无论哪种方式其电机的共同点均为固定减速比。电机初始设计就只有一个 最佳效率转速。如果按高速行驶时为最佳效率来设计则低速性能很差，即起步爬坡能力差； 如果按起步爬坡时为最佳效率来设计则高速行驶性能很差，即费电。高速特性与低速特性 只能进行取舍，电机设计时还是主要考虑电动自行车的续航能力的提高上，因此将电机设 计成高速行驶时效率最佳方案来设计，一般为20?25km/h。现有电动自行车的最大缺点是 起步和爬坡能力很差，起步和爬坡时必须脚蹬辅助才可以。如果紧靠电机来起步或爬坡，因 负荷大，使电机发生阻转现象，易烧毁电机，而且大电流放电对蓄电池造成冲击性伤害，缩 短蓄电池使用寿命。上述缺点是目前电动自行车行业的最大未解决课题。
[0004] 目前电动自行车采用的普遍技术。即，具有单一固定减速比的减速电机，只是将低 速电机换成高速电机，并未解决电动自行车在正常行驶和起步爬坡两种工况下电机均能工 作在最佳效率转速上的技术难题。 实用新型内容
[0005] 本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种安装中置电机的电动自行 车，在电动自行车车架中部五通上安装具有两种减速比输出的电机，改变了现有技术中电 机只有一种减速比的缺陷，通过转子的正反向转动，实现可以在两种减速比输出中选择一 种使用，解决了电动自行车续航能力和起步、爬坡能力二者不能兼得的问题。
[0006] 本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种安装中置电机的电动 自行车，包括中轴、安装在中轴上的脚蹬、链轮，以及安装在电动自行车车架中部五通上的 中置电机，其特征是：所述中置电机包括壳体和定子及转子，所述壳体由左侧壳体、中间壳 体及右侧壳体构成，所述中间壳体上固定有定子，所述定子内设有转子，所述转子分别通过 转子支撑左侧轴承和转子支撑右侧轴承支承在左、右侧壳体上，所述转子左侧设有齿轮盖， 所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述差动行星齿轮减速机 构行星轮通过行星轮支撑轴支撑于齿轮盖及转子右端侧壁上与转子构成一体，太阳轮与单 向超越离合器构成输出选择机构，所述输出选择机构包括两个单向超越离合器，所述单向 超越离合器的内圈与输出套固接，所述输出套右端通过固接在中轴上的输出套支撑轴承支 承，其左端通过固接在左侧壳体上的左侧壳体支撑轴承支承，所述输出套与中轴间隙配合， 所述中轴通过固定在右侧壳体上的右侧壳体支撑轴承支承，中轴左端键接有衬套，所述衬 套上螺接有脚蹬单向超越离合器，所述脚蹬单向超越离合器外圈与链轮内圈键接，所述链 轮与输出套键接，两个所述单向超越离合器动力传递方向相同，所述差动行星齿轮减速机 构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速比旋转运动输出。
[0007] 所述差动行星齿轮减速机构包括转子及若干个磁铁、第一太阳轮、第一行星轮、第 二太阳轮、第二行星轮、第三太阳轮、第三行星轮、输出套，所述磁铁固定在转子外圆周上， 所述转子左侧的齿轮盖及转子右侧壁上固接有行星轮支撑轴，所述行星轮支撑轴上分别套 装有第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和第三行 星轮分别通过行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮和第三行 星轮通过行星轮连接花键套键接构成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙 配合，所述第一太阳轮与右侧壳体键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组 件；所述第二太阳轮与大减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成 第二行星轮动力输出组件；所述第三太阳轮与小减速比输出单向超越离合器外圆键接，并 与第三行星轮啮合构成第三行星轮动力输出组件；所述输出选择机构包括大减速比输出单 向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器，所述大减速比输出单向超越离合器内圈以 及小减速比输出单向超越离合器内圈分别与输出套固接；所述转子右侧壁、齿轮盖及行星 轮支撑轴与第一行星轮动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮动力输出组件及大 减速比输出单向超越离合器构成大减速比正向运动的动力输出部，所述第三行星轮动力输 出组件及小减速比输出单向超越离合器构成小减速比反向运动的动力输出部。
[0008] 所述大减速比输出单向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器在同轴轴向 并排设置。
[0009] 所述差动行星齿轮减速机构包括转子、第一太阳轮、第一行星轮、第二太阳轮、第 二行星轮、输出套，所述转子左侧的齿轮盖及转子右侧壁上固接有行星轮支撑轴，所述行星 轮支撑轴上分别套装有第一行星轮、第二行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和 第二行星轮分别通过行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮通 过行星轮连接花键套键接构成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合， 所述第一太阳轮与右侧壳体键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所 述第二太阳轮与大减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成第二行 星轮动力输出组件；所述大减速比输出单向超越离合器内圈与输出套固接；所述转子右侧 壁、齿轮盖及行星轮支撑轴与第一行星轮动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮 动力输出组件及大减速比输出单向超越离合器构成大减速比运动的动力输出部。
[0010] 有益效果：与现有技术相比，减速机构设置在转子内，使电机整体尺寸缩小；通过 一个驱动机构和两个输出机构使轮毂电机可以输出两种不同减速比的动力，克服了目前电 动自行车用电机只有单一固定减速比的缺陷，解决了电动自行车起步能力及爬坡能力差的 问题。安装在电动自行车中轴位置的电机可以电力驱动和人力驱动，当人力与电力共同驱 动或分别驱动时互相不干扰和影响，运动中能耗小，力的传递稳定可靠，爬坡能力强。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的外观立体图；
[0012] 图2是本实用新型的安装位置图；
[0013] 图3是本实用新型的分解立体图；
[0014] 图4是本实用新型的行星齿轮部分分解立体图；
[0015] 图5是本实用新型实施例1的横向剖面图；
[0016] 图6是本实用新型实施例2的横向剖面图；
[0017] 图7是图5的齿轮啮合工作原理简图；
[0018] 图8是本实用新型与驱动器接线图。
[0019] 图中：1、脚蹬，2、右侧壳体，3、右侧壳体支撑轴承，4、中间壳体，5、定子，6、转子支 撑右侧轴承，7、磁铁，8、转子9、行星轮支撑轴承，10、第一行星轮，11、第一太阳轮，12、第二 行星轮，13、第二太阳轮，14、第三行星轮，15、第三太阳轮，16、中轴，17、输出套支撑轴承， 18、输出套，19、大减速比输出单向超越离合器，20、小减速比输出单向超越离合器，21、左侧 壳体支撑轴承，22、行星轮支撑轴，23、行星轮连接花键套，24、齿轮盖，25、转子支撑左侧轴 承，26、左侧壳体，27、链轮，28、脚蹬单向超越离合器，29、衬套30、线圈，31、中置电机，32、线 圈U相，33、线圈V相，34、线圈W相，35、霍尔A相，36、霍尔B相，37、霍尔C相，38、霍尔电源 线（-)，39、霍尔电源线（+)，40、继电器常闭端，41、继电器共用端，42、继电器常开端，43、继 电器控制端，44、电机，45、驱动器，46、继电器，47、自行车架，48、中置电机固定圈。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的【具体实施方式】详述如下：实施例
[0021] 详见附图，与现有技术相比，本实用新型提供了一种安装中置电机的电动自行车， 包括中轴16、安装在中轴上的脚蹬1、链轮27,以及安装在电动自行车车架47中部五通上 的中置电机31，所述中置电机包括壳体和定子5及转子8,所述壳体由左侧壳体26、中间壳 体4及右侧壳体2构成，所述中间壳体上固定有定子，所述定子内设有转子，所述转子分别 通过转子支撑左侧轴承25和转子支撑右侧轴承6支承在左、右侧壳体上，所述转子左侧设 有齿轮盖24,所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述差动行 星齿轮减速机构行星轮通过行星轮支撑轴支撑于齿轮盖及转子右端侧壁上与转子构成一 体，太阳轮与单向超越离合器构成输出选择机构，所述输出选择机构包括两个单向超越离 合器，所述单向超越离合器的内圈与输出套固接，所述输出套右端通过固接在中轴上的输 出套支撑轴承17支承，其左端通过固接在左侧壳体上的左侧壳体支撑轴承21支承，所述输 出套与中轴间隙配合，所述中轴通过固定在右侧壳体上的右侧壳体支撑轴承3支承，中轴 左端键接有衬套29,所述衬套上螺接有脚蹬单向超越离合器28,衬套29与中轴键接，所述 脚蹬单向超越离合器28外圈与链轮内圈键接，所述链轮27与输出套18键接，两个所述单 向超越离合器动力传递方向相同，所述差动行星齿轮减速机构和输出选择机构的组合共同 构成能够选择不同减速比旋转运动输出。
[0022] 详见附图5,本实用新型的优选方案是：所述差动行星齿轮减速机构包括转子及 若干个磁铁7、第一太阳轮11、第一行星轮10、第二太阳轮13、第二行星轮12、第三太阳轮 15、第三行星轮14、输出套18,所述磁铁固定在转子外圆周上，所述转子左侧的齿轮盖及转 子右侧壁上固接有行星轮支撑轴22,所述行星轮支撑轴上分别套装有第一行星轮、第二行 星轮、第三行星轮和行星轮连接花键套23,所述第一行星轮和第三行星轮分别通过行星轮 支撑轴承9支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮通过行星轮连 接花键套键接构成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太 阳轮与右侧壳体键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳 轮与大减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输 出组件；所述第三太阳轮与小减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第三行星轮啮合 构成第三行星轮动力输出组件；所述输出选择机构包括大减速比输出单向超越离合器19 和小减速比输出单向超越离合器20,所述大减速比输出单向超越离合器内圈以及小减速比 输出单向超越离合器内圈分别与输出套固接；所述转子右侧壁、齿轮盖及行星轮支撑轴与 第一行星轮动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输出 单向超越离合器构成大减速比正向运动的动力输出部，所述第三行星轮动力输出组件及小 减速比输出单向超越离合器构成小减速比反向运动的动力输出部。本实施例的行星轮支撑 轴以及行星轮组为六组，均匀分布。所述大减速比输出单向超越离合器和小减速比输出单 向超越离合器在同轴轴向并排设置。工作过程：转子的旋转动力通过差动行星齿轮减速机 构分成两种减速比、两种转向的运动，其中第二太阳轮输出为大减速比正向输出、第三太阳 轮输出为小减速比反向输出。当电机转子旋转时，转子运动动力通过行星架传递到第一、 第二、第三行星轮，三个行星轮各自围绕第一、第二、第三太阳轮旋转，由于三个行星轮为一 体，因此三个行星轮的运动规律是完全相同的。第一太阳轮和第一行星轮模数为1.5,第一 太阳轮齿数Z1 = 52、第一行星轮齿数Z2 = 18,第二太阳轮和第二行星轮模数为1. 75,第二 太阳轮齿数Z4 = 45、第二行星轮齿数Z3 = 15,第三太阳轮和第三行星轮模数为1. 5,第三 太阳轮齿数Z6 = 51、第三行星轮齿数Z5 = 19,由于第一太阳轮为固定的，传递到行星轮上 的动力由第二、第三太阳轮输出，且动力输出减速比和转向由各自太阳轮和行星轮齿数组 合来决定。对第二太阳轮而言，其减速比为：il = 1/[1_(Z1*Z3V(Z2*Z4)] = 27,为大减速 比且转向与转子转向相同；对第三太阳轮而言，其减速比为i2 = 1/[1-(Z1*Z5V(Z2*Z6)] = -13. 1，为小减速比且转向与转子转向相反。输出到第二太阳轮的动力通过第二太阳轮输 出套传递到大减速比输出单向超越离合器内圈，输出到第三太阳轮的动力通过第三太阳轮 输出套传递到小减速比输出单向超越离合器内圈。大减速比输出单向超越离合器和小减速 比输出单向超越离合器动力传递方向相同。当转子转向与中轴转向相同，即转子正转时第 二太阳轮正转，因此大减速比输出单向超越离合器将动力传递到链轮，而第三太阳轮反转， 因此小减速比输出单向超越离合器不传递动力，此时为大减速比传动，用于起步和爬坡的 情况。当转子转向与中轴转向相反，即转子反转时第二太阳轮反转，因此大减速比输出单向 超越离合器不传递动力，而第三太阳轮正转，因此小减速比输出单向超越离合器将动力传 递到链轮，此时为小减速比传动，用于高速行驶的情况。
[0023] 单纯人力骑行，向前蹬时，主轴通过衬套带动链轮单向超越离合器内圈旋转，此时 链轮单向超越离合器传递动力带动链轮旋转，通过链条将动力传递到后轮骑行，同时链轮 带动输出套及大、小减速比输出单向超越离合器内圈旋转，此时大、小减速比输出单向超越 离合器不传递动力，太阳轮及转子不运动。反之，单纯电力骑行时太阳轮带动大（小）减速 比输出单向超越离合器外圈旋转，此时大（小）减速比输出单向超越离合器传递动力带动 输出套及链轮旋转，通过链条将动力传递到后轮骑行，同时链轮带动链轮单向超越离合器 外圈旋转，此时链轮单向超越离合器不传递动力，主轴不运动。人力及电动动力互不干扰。
[0024] 详见附图6,本实用新型的另一种只有单速输出的结构是：所述差动行星齿轮减 速机构包括转子、第一太阳轮、第一行星轮、第二太阳轮、第二行星轮、输出套，所述转子左 侧的齿轮盖及转子右侧壁上固接有三根行星轮支撑轴，所述三根行星轮支撑轴上分别套装 有第一行星轮、第二行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和第二行星轮分别通过 行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮通过行星轮连接花键套 键接构成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太阳轮与右 侧壳体键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮与大减 速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输出组件； 所述大减速比输出单向超越离合器内圈与输出套固接；所述转子右侧壁、齿轮盖及行星轮 支撑轴与第一行星轮动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮动力输出组件及大减 速比输出单向超越离合器构成大减速比正向运动的动力输出部。
[0025] 详见图7-8,无刷直流电机转子的转向控制可通过调换电机线圈U相32和V相33， 霍尔线A相35和C相37连接顺序来实现，具体方案为在现有电机驱动器45电路基础上增 加了两个继电器46, 一个继电器调换电机线圈相线，另一个继电器调换霍尔线相线。连线 举例：电机线圈U相32、V相33、W相34三相中W相直接与驱动器W相连接，其余两相U相 与V相通过继电器以交叉接线方式连接到驱动器U相与V相上，继电器处于常闭端35时电 机线圈U相与驱动器U相相连，电机线圈V相与驱动器V相相连；电机霍尔线A相35、B相 36、C相37三相中B相直接与驱动器B相连接，其余两相A相与C相通过继电器以交叉接 线方式连接到驱动器A相与C相上，继电器处于常闭端40时电机霍尔线A相与驱动器A相 相连，电机霍尔线C相与驱动器C相相连，当继电器不工作，即继电器共用端41与继电器常 闭端40连接时电机正转：当继电器工作，即继电器共用端与继电器常开端42连接时，电机 线圈U相与V相对调，霍尔线A相与C相对调，此时电机44反转。
[0026] 附表1-实施例中啮合齿轮的传动比明细
[0027]
【权利要求】
1. 一种安装中置电机的电动自行车，包括中轴、安装在中轴上的脚蹬、链轮，以及安装 在电动自行车车架中部五通上的中置电机，其特征是：所述中置电机包括壳体和定子及转 子，所述壳体由左侧壳体、中间壳体及右侧壳体构成，所述中间壳体上固定有定子，所述定 子内设有转子，所述转子分别通过转子支撑左侧轴承和转子支撑右侧轴承支承在左、右侧 壳体上，所述转子左侧设有齿轮盖，所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出 选择机构，所述差动行星齿轮减速机构行星轮通过行星轮支撑轴支撑于齿轮盖及转子右端 侧壁上与转子构成一体，太阳轮与单向超越离合器构成输出选择机构，所述输出选择机构 包括两个单向超越离合器，所述单向超越离合器的内圈与输出套固接，所述输出套右端通 过固接在中轴上的输出套支撑轴承支承，其左端通过固接在左侧壳体上的左侧壳体支撑轴 承支承，所述输出套与中轴间隙配合，所述中轴通过固定在右侧壳体上的右侧壳体支撑轴 承支承，中轴左端键接有衬套，所述衬套上螺接有脚蹬单向超越离合器，所述脚蹬单向超越 离合器外圈与链轮内圈键接，所述链轮与输出套键接，两个所述单向超越离合器动力传递 方向相同，所述差动行星齿轮减速机构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速 比旋转运动输出。
2. 根据权利要求1所述的安装中置电机的电动自行车，其特征是：所述差动行星齿轮 减速机构包括转子及若干个磁铁、第一太阳轮、第一行星轮、第二太阳轮、第二行星轮、第三 太阳轮、第三行星轮、输出套，所述磁铁固定在转子外圆周上，所述转子左侧的齿轮盖及转 子右侧壁上固接有行星轮支撑轴，所述行星轮支撑轴上分别套装有第一行星轮、第二行星 轮、第三行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和第三行星轮分别通过行星轮支撑 轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮通过行星轮连接花键 套键接构成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太阳轮与 右侧壳体键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮与大 减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输出组 件；所述第三太阳轮与小减速比输出单向超越离合器外圆键接，并与第三行星轮啮合构成 第三行星轮动力输出组件；所述输出选择机构包括大减速比输出单向超越离合器和小减速 比输出单向超越离合器，所述大减速比输出单向超越离合器内圈以及小减速比输出单向超 越离合器内圈分别与输出套固接；所述转子右侧壁、齿轮盖及行星轮支撑轴与第一行星轮 动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输出单向超越离 合器构成大减速比正向运动的动力输出部，所述第三行星轮动力输出组件及小减速比输出 单向超越离合器构成小减速比反向运动的动力输出部。
3. 根据权利要求2所述的安装中置电机的电动自行车，其特征是：所述大减速比输出 单向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器在同轴轴向并排设置。
4. 根据权利要求1所述的安装中置电机的电动自行车，其特征是：所述差动行星齿轮 减速机构包括转子、第一太阳轮、第一行星轮、第二太阳轮、第二行星轮、输出套，所述转子 左侧的齿轮盖及转子右侧壁上固接有行星轮支撑轴，所述行星轮支撑轴上分别套装有第一 行星轮、第二行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和第二行星轮分别通过行星轮 支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮通过行星轮连接花键套键接构 成一体，所述行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太阳轮与右侧壳体 键接，并与第一行星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮与大减速比输 出单向超越离合器外圆键接，并与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输出组件；所述大 减速比输出单向超越离合器内圈与输出套固接；所述转子右侧壁、齿轮盖及行星轮支撑轴 与第一行星轮动力输入组件构成动力输入部；所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输 出单向超越离合器构成大减速比反向运动的动力输出部。
【文档编号】B62M6/55GK204110306SQ201420499356
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】严振华 申请人:严振华