一种可用于改装自行车的中置助力电机总成制造技术

本发明专利技术提供了一种中置电机，用于助力电动自行车系统，该中置电机是可以将普通自行车改装为电助力自行车，其包括电机，一级减速齿轮，控制器，力矩传感器，踏频传感器、仪表、电池等组成电助力系统，使传统自行车变身为电助力自行车。其中，所述的中置电机的减速系统只有一级，并且集成踏频传感器，力矩传感器，控制器。本发明专利技术利用自行车的五通（305）安装中置电机，中置电机机壳（205）上的一个管状轴承室内安装中轴（101），中轴的一侧安装有力矩传感器，踏频传感器、离合器及一级齿轮被动轮，电机（306）通过转子齿轮轴传递扭矩。过转子齿轮轴传递扭矩。过转子齿轮轴传递扭矩。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于改装自行车的中置助力电机总成


[0001]本专利技术涉及电动助力自行车领域，具体地，涉及一种用于改装用的智能电助力自行车，但又不同于现有技术的多级传动，本专利技术就使用一级传动，并且带有力矩传感器，踏频传感器，集成控制器的一种高集成度的改装用中置电机。

技术介绍

[0002]自行车已存在上百年，给人们的短途出行带来了方便，随着技术的发展和人们对优质生活的要求，电助力自行车渐渐代替了部分自行车成为主流，部分传统自行车有了改装为电助力自行车的需求，而此专利技术就是为了解决在普通自行车上安装中置电机，提升骑行舒适度，解决上坡及顶风骑行时的骑行困难问题和部分老年人体力不足的问题。
[0003]目前已经有许多公司有解决方案，比如：苏州八方电机使用两级减速方案，在第二级减速主动齿轮上增加离合器，不上电骑行时阻力被放大。使用踏频传感器，可以解决部分问题，就是成本稍微高些，由于使用踏频传感，骑行感觉较差。另外采用线束出线，电机的标准化程度受限。安装方式较麻烦不可调整角度。
[0004]本专利技术采用了力矩传感器和踏频传感器，做到电机助力的功率控制，使骑行更舒适，上下坡车随心动。离合器放在最后一级被动齿上，使自行车在没电骑行时的骑行阻力最小。采用单级减速使成本和电机重量最低，结构最简单。使用轴向推力和应变片的采样信号，使力矩采样的成本最低，占用空间最少，才能使改装车得以使用力矩传感。采用花键螺丝的形式安装锁紧电机简单易行，角度可以任意调整。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种改装用的电助力中置电机，电机控制为采集人力的功率，以人力功率的大小，比例控制电输出，达到最高效率，最佳骑行效果，最长续航里程等。
[0006]本专利技术不同于现有的中置电机，传统中置电机需要专用的安装架，该中置电机总成直接安装在自行车五通处，拆下原中轴就可以安装该中置电机总成。
[0007]本专利技术中置电机，具有力矩检测功能，不同于现有的改装电机上只有踏频传感器，可以提高骑行舒适度，延长骑行续航里程。
[0008]本专利技术采用一级减速机构，结构简单，零件数量少，可以降低成本，将离合器安装在后级齿轮，使骑行的脱开力更小，在自行车无电骑行时，具有更小的骑行阻力。
附图说明
[0009] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1改装型助力中置电机系统的结构示意图图2 是改装型助力中置电机剖面示意图图3 改装型助力中置电机系统的结构右示意图
图4 是改装型助力中置电机部分关键零件示意图图5 是改装型助力中置电机五通安装关键零件示意图
具体实施方式
[0010]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0011]如图1所示，在本实例中，本专利技术提供的自行车改装用助力中置电机系统，整个系统的结构布局如图1、图3所示，中置电机系统是由内转子电机、一级减速机构、中轴驱动系统、中轴力矩踏频采样系统、控制器、电源及信号插头、离合器、轴承等构成。
[0012] 电机定子（207）安装固定在电机壳体（306）内，转子（206）通过轴承（208）和轴承（209）分别安装在电机壳体（306）和壳体（205）的轴承室内。转子上固定有转子齿轮轴（201），而电机壳体（306）是固定在壳体（205）上的。
[0013]在壳体（205）有管状轴承室（205
‑
1）由轴承（201）旋转支撑中轴(101）的一侧，另一侧由轴承室部件内安装的轴承（202）旋转支撑，管状轴承室的管头部外有花键，内有左旋螺纹，其外花键插入锁紧在五通的内花键螺丝(601）的内花键，起到圆周定位作用，其内螺纹与轴承室(602）的外螺纹锁紧，起到防松倒转作用。
[0014]中轴(101）其一端有螺母（204）轴向限位，另一端套有磁环（109）和应变采样组件（108），在中轴的花键（101
‑
1）处有啮合力矩转换套（107），即（107
‑
1）的直齿与中轴花键（101
‑
1）啮合。力矩换套的外斜花键（107
‑
2）与输出环（102）的内斜齿轮（102
‑
1）啮合，中轴（101）通过轴承（103）支撑输出环一侧，输出环另一侧通过轴承（104）旋转支撑在壳体（205）的轴承室内，轴向被螺母(110）限位。输出环上固定有自行车的链盘，人力驱动中轴时，通过上述连接，将人力扭矩输出到自行车链盘（302），从而驱动自行车前进。此构成了中置电机的自行车中轴人力驱动系统。
[0015]所述的转子齿轮轴（201）齿轮与一级被动齿（106）啮合，一级被动齿轮（106）通过单向轴承（105）与输出环（102）的外圈耦合，通过上述连接电机为自行车提供扭矩输出到自行车链盘（302）上，起到助力作用，同时在自行车不用助力骑行时，单向轴承（105）将减速机构与骑行机构脱离，降低骑行阻力，起到电机与人力的离合作用。
[0016]中轴驱动自行车前进的同时，中轴上的花键（101
‑
1）和输出环的内斜齿轮共同作用，使力矩转换套提供扭矩的同时轴向移动，应变采样组件（108）是由应变板（108
‑
1）和PCBA（108
‑
2）组成，应变板的外径一侧安装在壳体（205）的轴承室靠管状轴承室侧，应变板内径另一侧用来挡住力矩转换套的轴向移动趋势，同时移动趋势使应变板变形，通过应变片和PCBA电路采集压力信号，计算转变为扭矩信号，中轴上套有的磁环（109）与PCBA电路的霍尔元件采集踏频信号。此为中轴力矩踏频采样系统。
[0017]在电机出线端侧的壳体（205）内安装有控制器（303），转子齿轮轴穿过其PCBA，在PCBA上有美式铍铜爪簧，与电机定子相线的配针适配，壳体（205）上有电源（501）插头和信号插头与供电及其他设备连接。
[0018]综上所述的各系统组成了该专利技术的安装和原理方式。在本领域内的一般工程师的
变化组合均属本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于改装自行车的中置助力电机总成、其特征在于、包括壳体部件、轴承室部件、内花键螺丝、共同构成总成：其中壳体部件的壳体是合件，其由钢件和铝件压铸精加工而成、其上排列安装有；链轮、固定在输出环上、其是脚踏力输出骑行动力；中轴及由中轴（101）、轴承（103）（104）、输出环（102）、力矩转换套（107）、应变采样组件（108）、磁环（109）、组成的人力踏力及踏频采集系统；转子（206）、定子（207）内转子电机组成的电机系统；齿轮轴（210）、一级被动齿轮（106）组成的减速系统；控制器（303）及插座构成电机控制及连接外部设备的控制系统。2.根据权利要求1所述的人力力矩及踏频采集系统，其特征在于中轴与输出环之间只有相对微转动。中轴（101）上有直齿花键（101
‑
1），与力矩转换套（107）的内花键内啮合，力矩转换套的外圈有斜齿轮与输出环（102）的内斜齿轮啮合，中轴套有应变采样组件（108）及磁环（109），输出环一侧由轴承（103）旋转安装在中轴上，其另一侧是通过轴承（104）旋转安装在壳体（205），链轮（302）由若干螺杆圆周均匀固定在输出环（102）上。3.根据权利要求1所述的减速系统，其特征在于传动是一级齿传动，电机通过齿轮轴（201）与一级被动齿（106）啮合，一级被动齿（106）与输出环之间设置有单向轴承（105）。4.根据权利要求2所述的人力力矩踏频采集系统，其特征是脚踏力驱动中轴后在阻力作用下，力矩转换套(107）在斜齿轮的作用下移动，迫使装在壳体（205）图示左侧管状轴承室口部安装的应变组件(108）变形，从而测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐恺博，
申请(专利权)人：徐恺博，
类型：发明
国别省市：