一种电动自行车中置电机制造技术

本发明专利技术公开了一种电动自行车中置电机，包括外壳体件、输出组件、霍尔电机，输出组件包括中轴、传感器组件、以及推力组件；外壳体件用于中轴的贯穿并转动，通过传感器组件对中轴的转动力矩和转速做出记录并输出，中轴通过同轴设置的单向棘轮件转动带动外设的大齿轮组单向同步转动，推力组件对中轴的轴向推力实现传输；霍尔电机所在的电机轴作为输出，并通过二级齿轮减速带动位于外侧的大齿轮组同步传动。本装置的中轴上设置的磁环在转动时，会使得传感器组件内PCB板上的两个开关霍尔元件感应磁场的变化情况，输出与中轴转速成正比的脉冲，同时由于用了两个开关霍尔元件，所以还可以判断中轴的转动方向，从而完成中轴转速和转向的检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种电动自行车中置电机


[0001]本专利技术属于电动助力自行车
，具体涉及一种力矩型的电动自行车中置电机。

技术介绍

[0002]中置电机目前来说在电动自行车领域应用较为广泛，通过中置电机与车身的简单安装，即可实现普通自行车的电动控制驱动，也能够实现人力和电力的比例控制，达到完美的人机协调。
[0003]类似本专利的可以将普通自行车简单改装成电动自行车的中置电机以前也有,但基本都是以速度型的为主,虽然也有很少部分是力矩型的，但结构复杂，可靠性和稳定性较差，强度也达不到欧州自行车中轴疲劳试验的标准，而且很难适合大批量生产的需求。
[0004]现有力矩传感的形式大致有：滑环式、感应式、相位差式、链条张力式。这些方式有各自的优缺点，如：滑环式的结构简单，但属于接触式，滑动摩擦影响寿命，表面积碳影响性能和可靠性；感应式响应快，但信号很弱、稳定性较差；相位差式的信号稳定，但机械结构复杂，做不到零启动；链条张力式结构最为简单，成本也最低，但做不到纯扭矩检测，只能称之为准力矩。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种电动自行车中置电机，解决了现有技术中存在的上述技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种电动自行车中置电机，包括外壳体件、输出组件、霍尔电机，
[0008]所述输出组件包括中轴、传感器组件、以及推力组件；所述外壳体件用于中轴的定位及传感器组件的安装；
[0009]所述传感器组件对中轴的转动力矩和转速进行检测并输出，所述单向棘轮件和中轴为同轴螺旋斜齿连接，当中轴通过单向棘轮件转动带动外设的大齿轮组单向同步转动时，所述中轴向单向棘轮件产生一个向内的推力，所述推力组件将该推力传递到传感器组件上的压力垫片上，从而达到完成中轴力矩检测的目的；
[0010]所述霍尔电机所在的电机轴作为输出，通过二级齿轮减速带动位于外侧的大齿轮组同步传动。
[0011]进一步的，所述传感器组件包括PCB板、传感器支架、以及压力垫片；
[0012]所述传感器支架作为固定骨架，用于安装PCB板和定位压力垫片及轴向定位磁环；所述传感器组件整体固定于外壳体件上，且中轴贯穿转动并输出。
[0013]进一步的，所述压力垫片所在的侧面贴有应变电阻，所述应变电阻组成半桥或全桥，通过压力垫片在随着中轴转动时发生形变，对中轴转动时的力矩进行检测。
[0014]进一步的，位于所述中轴上同轴设置有磁环，所述磁环沿外径设置N组磁极，N为6
～36组；
[0015]同时所述PCB板上设置有两个第一开关霍尔元件，所述中轴带动磁环转动时产生磁场变化，所述第一开关霍尔元件感应到磁场变化后产生对应的输出脉冲，从而通过其中任何一个第一开关霍尔元件就可检测中轴的转速。
[0016]进一步的，所述第一开关霍尔元件按磁环磁极运动方向相邻分布，并产生两个输出脉冲，通过判断两个输出脉冲的先后，即可判断中轴的转动方向。
[0017]进一步的，所述中轴上通过螺旋外斜齿与棘轮件的螺旋内斜齿同轴相互啮合并实现同步传动；
[0018]同时位于棘轮件所在的外周设置有单向的千斤，使脚踏用力带动中轴朝向前方向转动时，位于棘轮件上的千斤带动外设的大齿轮组同步转动，当所述中轴朝向后方向转动时棘轮件上的千斤脱离对大齿轮组的同步转动。
[0019]进一步的，所述中轴以中心为对称向两端部安装有：油封、卡簧、轴承、推力轴承；
[0020]在所述中轴传递脚踏力到大齿轮组时，所述推力轴承确保轴承免受由中轴产生一个向右的轴向力；
[0021]所述卡簧用于中轴的轴向定位，当中轴产生向右的轴向力时，产生一个向左的反作用力，确保中轴不会向右移动；
[0022]所述油封保证中轴端部的防水性能。
[0023]进一步的，所述推力组件包括推力滚针和若干组推力垫片，所述推力滚针与推力垫片相互同轴叠层设置，并使推力滚针位于任意2片相邻的推力垫片之间。
[0024]进一步的，所述霍尔电机所在的电机轴作为输出；
[0025]所述霍尔电机的转子磁极高出定子端面至少3mm，所述定子则被霍尔电机所在的外壳整体包裹，在转子磁极高出定子端面的磁极表面设置有个紧贴并面向转子磁极的第二开关霍尔元件，3个第二开关霍尔元件焊接在PCB板上形成一个完整独立的组件，并固定于霍尔电机的端盖上。
[0026]进一步的，所述外壳体件所在的侧边位置设置为腔体，该腔体对引出线的多余部分或外部插件进行隐藏，提升功能和外观。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]1、本装置的中轴上设置的磁环随中轴转动时，会使得PCB板上2个第一霍尔元件感应磁场的变化情况，从而可以检测到中轴的转动速度。
[0029]2、本装置的压力垫片上设置的应变电阻，通过中轴转动的扭力变化，压力垫片在随着中轴转动时发生的形变，对中轴转动时的力矩进行检测。
[0030]3、本装置霍尔电机上的转子位置检测用的3个第二开关霍尔元件焊接在一块PCB板上，并全部安装在一个塑料支架上形成一个完整独立的组件。该组件通过两个螺钉安装在霍尔电机的端盖上，组件的安装孔设计为长腰形，可用于调节第二开关霍尔元件与定子槽间的相对位置，确保电机最大性能发挥。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例的整体爆炸结构示意图；
[0032]图2是本专利技术实施例的传感器组件部分结构示意图；
[0033]图3是本专利技术实施例的推力组件部分结构示意图；
[0034]图4是本专利技术实施例的棘轮件结构示意图；
[0035]图5是本专利技术实施例的电机部分展开结构示意图。
具体实施方式
[0036]如图1所示，本专利技术实施例提供一种电动自行车中置电机，包括外壳体件1、输出组件2、霍尔电机3。如图2所示，输出组件2包括中轴21、传感器组件22、以及推力组件23，传感器组件22包括PCB板221、传感器支架222、以及压力垫片223，传感器支架222作为固定骨架，用于安装PCB板221和定位压力垫片223及轴向定位磁环201。PCB板221是直接安装在传感器支架222上的(本案是通过3个塑料凸台通过热压变形来压住PCB板221)。
[0037]传感器组件22整体固定于外壳体件1上，且中轴21贯穿转动并输出。此时压力垫片223所在的侧面设置有应变电阻2231(两面交替分布)，应变电阻2231可以是半桥或者全桥结构，通过压力垫片223在随着中轴21转动时发生的形变，对中轴21转动时的力矩进行检测。
[0038]位于中轴21上同轴设置有磁环201，磁环201沿外径设置N组磁极，N为6～36组，磁环201的每组磁极均以中轴21的轴心向外放射状分布(组装时位于中轴21上的磁环201会嵌入在传感器支架222所在的中部腔体内，壳对其外部形成保护)；同时位于PCB板221上设置有两个第一开关霍尔元件(分别为2211A和2211B)，中轴21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动自行车中置电机，包括外壳体件、输出组件、霍尔电机，其特征在于，所述输出组件包括中轴、传感器组件、以及推力组件；所述外壳体件用于中轴的定位及传感器组件的安装；所述传感器组件对中轴的转动力矩和转速进行检测并输出，所述单向棘轮件和中轴为同轴螺旋斜齿连接，当中轴通过单向棘轮件转动带动外设的大齿轮组单向同步转动时，所述中轴向单向棘轮件产生一个向内的推力，所述推力组件将该推力传递到传感器组件上的压力垫片上，从而达到完成中轴力矩检测的目的；所述霍尔电机所在的电机轴作为输出，通过二级齿轮减速带动位于外侧的大齿轮组同步传动。2.根据权利要求1所述的电动自行车中置电机，其特征在于，所述传感器组件包括PCB板、传感器支架、以及压力垫片；所述传感器支架作为固定骨架，用于安装PCB板和定位压力垫片及轴向定位磁环；所述传感器组件整体固定于外壳体件上，且中轴贯穿转动并输出。3.根据权利要求2所述电动自行车中置电机，其特征在于，所述压力垫片所在的侧面贴有应变电阻，所述应变电阻组成半桥或全桥，通过压力垫片在随着中轴转动时发生形变，对中轴转动时的力矩进行检测。4.根据权利要求2所述的电动自行车中置电机，其特征在于，位于所述中轴上同轴设置有磁环，所述磁环沿外径设置N组磁极，N为6～36组；同时所述PCB板上设置有两个第一开关霍尔元件，所述中轴带动磁环转动时产生磁场变化，所述第一开关霍尔元件感应到磁场变化后产生对应的输出脉冲，从而通过其中任何一个第一开关霍尔元件就可检测中轴的转速。5.根据权利要求4所述的电动自行车中置电机，其特征在于，所述第一开关霍尔元件按磁环磁极运动方向相邻分布，并产生两个输出脉冲，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱林弟，
申请(专利权)人：巴弗洛智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：