电力驱动车轮的传动机构以及单轮平衡车和双轮平衡车制造技术

本发明专利技术公开了一种电力驱动车轮的传动机构，以及使用该传动机构单轮平衡车和双轮平衡车。本申请实施例中，由于传动机构包括：轮架，在该轮架的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴连接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮可转动地耦合在所述轮架上；所述轮架的外围套设有轮毂(或称轮辋)，所述轮毂可转动地耦合到轮架上，所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述轮毂外壁上固定有轮胎，所述齿圈与所述第二齿轮啮合，以在第二齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于动力运载工具
，具体地说，涉及一种电力驱动车轮的传动机构以及单轮平衡车和双轮平衡车。
技术介绍
在电动车辆上，现有广泛使用的动力传动机构包括减速电机传动方案和直驱电机传动方案。图15为现有技术总减速电机传动的结构示意图；如图15所示，在减速电机传动方案中，传动机构主要包括：电机1501、联轴器1502、1503、减速器1505、轮毂或称轮辋1506、轮胎1507、1508，电机1501的输出轴通过联轴器1502、1503连接到减速器1505的输入轴上，减速器1505固定到轮架(图中未明示)上，减速器1505的输出轴固定到轮毂1506上，带动轮毂1506旋转；轮胎(可能包含外胎1508和内胎1508)固定到轮毂1506上。减速电机传动结构的工作过程如下：电机工作时输出轴旋转并输出转矩。转矩通过联轴器输出到减速器输入轴上，并经过减速器改变转速和转矩，最后通过减速器输出轴输出到轮毂上，轮毂带动轮胎转动。如上所述，在减速电机传动机构中，由于电机往往与减速器、轮毂串联，其轴向尺寸往往较大，并且减速器由于同时承受扭矩和弯矩，通常需要高强度的壳体和轴承支撑，造成其成本较高，重量较大。尤其是需要低速/大扭矩输出的电机驱动系统，减速比往往较大，需要多级齿轮或皮带减速器，进一步提高了重量和成本。现有大量外转子结构的永磁直驱电机(俗称直驱轮毂电机，以下同)传动方案，图16为现有技术中直驱电机传动机构示意图；如图16所示，其电机轴即轮轴1601，固定在轮架(未在图中显示)上；定子硅钢片1607和绕组1608通过定子骨架1606固定在轮轴1601上；而电机的转子主体为轮辋1610,以及固定在轮辋上的轮胎1611、1612，轮辋内侧沿圆周设置多个永磁体1609，包括固连在一起的轮辋、两侧轮毂罩、永磁体与轮胎的转子通过轴承可相对转动地与固连在一起的轮轴、定子绕组和定子磁钢、定子骨架的定子()耦合。如图2所示，以下称直驱电机传动机构。上述直驱电机传动方案还包括螺栓1602、电机端盖1603、密封圈1604、滚动轴承1605，其位置和与其他连接关系在此不再赘述。上述直驱电机传动机构的工作过程如下：定子上的绕组按一定规律通电，则固连在转子上的永磁体被驱动转动，带动固连在转子上的轮辋和轮胎围绕轮轴旋转，此方案不存在变速机构，实现了电机直接驱动。直驱电机的传动机构中不存在减速器，消除了减速器成本和重量，且消除了齿轮啮合噪音。但是，直驱电机为了实现低转速/大扭矩，必须采用增加绕组极对数、增加磁钢极数的方法，因而大大增加了铜线和稀土磁钢的用量；同时，由于其绕组极对数较多，定子绕组直径较大，因此其硅钢片的用量和重量也会大得多，从容导致了整个传动机构的重量大，成本高。单轮或双轮平衡车产品往往需要非常紧凑的结构和较小的轴向尺寸，因此希望平衡车的相关控制电路和电池等能够装在轮子内部空间，或者希望平衡车动力轮系传动机构轴向尺寸紧凑。上述减速电机传动机构中，轴向尺寸较大，且减速机重量较大和成本较高，因而限制了所述减速电机传动机构在在单轮或双轮平衡车上的应用。上述直驱电机传动机构中，轮毂内部有大量空间，但由于所述硅钢片和绕组需要定子骨架支撑，导致很难将相关控制电路装到轮子内部空间。或者安装后导致轮子轴向尺寸增加；并且与减速电机相比，直驱电机传动机构的电机硅钢片、绕组导线和永磁体的用量多，重量大，成本较高，限制了所述直驱电机传动机构在单轮或双轮平衡车上的应用。名称为“Electric wheel motor assembly”，专利号为US7,445,067的美国专利公开了一种轮毂电机组合，如其0021段记载，包括一个行星齿轮组合28，该组合包括一个太阳轮32,一个齿圈34以及若干个行星轮36，太阳轮32可以有电机26驱动，太阳轮32通过行星轮36驱动行星架38，行星轮36与齿圈34的齿轮互相啮合，驱动轮轴30旋转，减速比可达到1:2.64。虽然该专利公开了通过齿轮组合实现减速比的调节且实现了紧凑的轴向尺寸，但其仍然是一传统意义上的电机和齿轮箱串联结构,其齿轮箱虽然通过复杂的结构内藏在电机绕组内侧从而缩短了轴向尺寸，但其复杂的结构为了达到高强度,仍然存在体积较大和重量较重的问题。名称为“自平衡车的轮毂电机驱动结构”，专利号为CN201020207416.8的中国专利公开了一种驱动结构，包括电机、行星齿轮减速机构、与轮毂固装在一起的支架以及内齿圈，在电机与支架之间同轴安装有一行星齿轮减速机构，该行星齿轮减速机构的太阳轮同轴固装电机的输出轴，太阳轮啮合径向均布的四个行星轮，该四个行星轮共同啮合同径的内齿圈，四个行星轮的行星轮轴均固装在支架上。但是，由于其采用多个行星轮，与内齿圈啮合，重量和体积减小有限。名称为“无轴轮毂电机”、申请号为201410006411.1的中国专利申请公开了一种具有中空结构的轮毂电机方案。该方案通过环状空心的定子和环状空心的轮毂实现了中空结构，定子端盖承担轮架的作用，定子通过轴承结构与转子相对旋转。但是该专利仍然需要采用直径较大的定子硅钢片、绕组和较多的磁钢，成本较高，且轴承结构重量也比较大。以上专利均为从根本上脱离减速电机传动方案和直驱电机传动方案。以上专利所提出的技术，均存在功率重量比(功率密度)较低、或者重量较大、成本较高的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电力驱动车轮的传动机构以及单轮平衡车和双轮平衡车，用以解决或者缓解现有技术中的上述技术问题。为了解或缓解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电力驱动的传动机构包括：轮架，在轮架的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴固连有第一齿轮，以带动第一齿轮转动；所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮可转动地耦合在所述轮架上；所述轮架的外围套设有轮毂，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述齿圈与所述第二齿轮啮合，以在第二齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动。为了解决或缓解上述技术问题，本专利技术提供了一种电力驱动的传动机构包括：轮架，在轮架的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴固连有第一齿轮，以带动第一齿轮转动；所述轮架的外围套设有轮毂，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述齿圈与所述第一齿轮啮合，以在第一齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力驱动车轮的传动机构，其特征在于，包括：轮架，在轮架的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴固连有第一齿轮，以带动第一齿轮转动；所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮可转动地耦合在所述轮架上；所述轮架的外围套设有轮毂，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述齿圈与所述第二齿轮啮合，以在第二齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动。

【技术特征摘要】
1.一种电力驱动车轮的传动机构，其特征在于，包括：轮架，在轮架
的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴固连有第一齿轮，以带动第一齿轮
转动；所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮可转动地耦合在所述轮
架上；所述轮架的外围套设有轮毂，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，
所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述齿圈与所述第二齿轮啮合，以在第二
齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动。
2.一种电力驱动车轮的传动机构，其特征在于，包括：轮架，在轮架
的内壁上固定有电机；所述电机的输出轴固连有第一齿轮，以带动第一齿轮
转动；所述轮架的外围套设有轮毂，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，
所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述齿圈与所述第一齿轮啮合，以在第一
齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动。
3.一种单轮平衡车，其特征在于，包括：一轮架、一传动机构、一轮
毂、轮罩以及脚踏板；
所述传动机构包括：
电机，固定在所述轮架的内壁上；
第一齿轮，与所述电机的输出轴连接；
第二齿轮，可转动地耦合在所述轮架上，所述第一齿轮与第二齿轮啮
合；
轮毂，套设在所述轮架的外围，所述轮毂可转动地耦合在所述轮架上，
所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述轮毂外壁上固定有轮胎，所述齿圈与
所述第二齿轮啮合，以在第二齿轮的驱动下，带动固定在轮毂上的轮胎转动，
而所述轮架不发生转动；
轮罩，设置所述轮架的左右两侧，用于罩住所述传动机构以及所述轮架；
脚踏板，设置在所述轮架或者所述轮罩上且位于所述轮架的两侧低于轮
子轴心的位置，用于驾驶者进行驾驶时双脚踩踏站立。
4.根据权利要求3所述的单轮平衡车，其特征在于，所述轮架轮架或
者所述轮罩左右各设置有一凸缘支架，所述凸缘支架和所述脚踏板上设置相
互对应的贯穿孔，以通过一刚性轴穿过所述凸缘支架和所述脚踏板上相互对
应的贯穿孔，使所述脚踏板可折叠。
5.根据权利要求3所述的单轮平衡车，其特征在于，在操作者双腿与
所述轮罩接触的位置处设置有缓冲垫，用于降低操作者双腿可能受到轮罩的
压力而造成的不适。
6.根据权利要求5所述的单轮平衡车，其特征在于，在操作者双腿与
所述轮罩接触的位置处设置有一滑轨或者滑槽及其锁紧机构，所述滑轨或者
所述滑槽中设置有所述缓冲垫，以使所述缓冲垫相对于轮罩的上下位置可调，
并可在调节后锁紧。
7.一种双轮平衡车，其特征在于，包括：一控制转向的操纵杆、两个
轮架、与两个轮架对应地两个传动机构、与两个轮架对应的轮毂、脚踏板、
用于固定所述操纵杆、所述两个轮架和所述脚踏板和用于固连所述操纵杆、
轮架、脚踏板的机身组件，；
每一个传动机构包括：
电机，固定在所述轮架的内壁上；
第一齿轮，与所述电机的输出轴连接；
第二齿轮，可转动地耦合在所述轮架上，所述第一齿轮与第二齿轮啮
合；
每一个所述轮毂套设在对应的所述轮架的外围，所述轮毂可转动地耦合
在所述轮架上，所述轮毂的内壁上固定有一齿圈，所述轮毂外壁上固定有轮
胎，所述齿圈与所述第二齿轮啮合，以在第二齿轮的驱动下，带动固定在轮
毂上的轮胎转动，而所述轮架不发生转动；
所述脚踏板设置在两个所述轮架之间，所述脚踏板下面设置判断是否为
载人模式的传感机构。
所述机身组件设置在两个所述轮架之间并位于所述脚踏板下方。
8.根据权利要求7的双轮平衡车，其特征在于，所述脚踏板包括脚踏
垫以及支撑板，所述支撑板位于所述脚踏垫的下方，所述传感机构位于所述
支撑板的下方。
9.根据权利要求7的双轮平衡车，其特征在于，所述检测机构包括脚
踏板踏下检测传感器，所述脚踏板踏下检测传感器用于将所述脚踏板的整体
形变值转换成对应的电信号，以供控制器检测驾驶者是否踩踏了脚踏板。
10.根据权利要求7所述的双轮平衡车，其特征在于，所述操纵杆为腿

\t控或者手控操纵杆。
11.根据权利要求1所述的传动机构或权利要求2所述的单轮平衡车或
者权利要求6所述的双轮平衡车，其特征在于，所述第一齿轮相对于所述第

【专利技术属性】
技术研发人员：王野，高禄峰，张辉，
申请(专利权)人：纳恩博天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12