CN101188371A - 一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，它利用电机的正、反转获得不同大小的转矩和转速，并输出转向为正向，它主要由变档开关、调速变档连动开关、单片机变档控制器、正反转缓冲器、电机驱动器、电磁制动器、行星架转轴、太阳轮、行星齿轮、行星外齿圈单向离合器、左单向离合器转轴、左单向离合器本体、电机转子、电机定子、电机轮鼓、右单向离合器转轴、右单向离合器本体组成；当控制系统给电机通以不同方向的电流时，电机的正、反转带动自动变速系统工作，达到变速、变矩的目的，并且输出转向始终朝一个方向正向转动，使轮毂电机拥有了自动变速功能。

Description

一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统

所属技术领域：

本发明是一种单向离合式轮毂电机机械式行星自动变速装置，尤其能使电机在正，反转时获得不同大小的转矩和转速，并且输出转向始终朝同一方向转动。

背景技术：

目前，电机所用的变速装置有两种，一种是电子式无级控制器变速，这种变速方式能获得从0至电机的最高转速，有很好的变速曲线，但是它所输出的转矩大小直接与电机的输入电流大小变化相一致，(在电压不变时)也就是电机负载越大电流也越大；另一种是机械式变速方式，这种变速方式，可以是有级变速式，也可以是无级变速式，机械式变速方式，最主要的一点是能获得不同大小的输出转矩，也就是在输入电流不变时，通过机械式减速能使转矩增大，或者增速时使转矩减小。

发明内容：

本发明的目的是提供一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，利用三组单向离合器、电磁制动器与行星齿轮系统来实现电机的动态自动变速，变矩，并且输出转向不变。

本发明是以专利号为200510050999.1和实用新型专利ZL200520004091.2的基础上进一步完善而形成的一种新型结构，其目的是这样实现的：在控制器单元里变档开关和调速变档连动开关同时与单片机变档控制器电气连接，调速变档连动开关与电机驱动器电气连接，单片机变档控制器又与电机驱动器、正反转缓冲器、电磁制动器电气连接，电机驱动器输出的动力电流在通过正反转缓冲器电气连接到电机定子上，电机转子左端盖连接一个左单向离合器本体、左单向离合器转轴与行星变速系统的太阳轮连为一体，行星系统齿圈的外圈再连接一个行星外齿圈单向离合器同时在与电机轮鼓连接。另外在电机转子的右盖上连接又一个右单向离合器转轴并且右单向离合器本体与电机轮鼓相连结，通过控制电机的转向(正、反转)和电磁制动器的工作达到自动变速的目的。

当不按动变档开关而是直接转动调速变档连动开关时，单片机变档控制器输出电磁制动器断开信号和正转信号使电机驱动器输出使电机正转的电流并且电磁制动器断开，当电机的转向为正向时左端盖上的左单向离合器断开，整个行星传动系统不输出动力，但是由于电机为正转使连接于电机右端盖的右单向离合器被锁死，动力通过右单向离合器本体传到电机轮鼓上，通过电机轮毂直接输出动力。另外连接于行星变速器齿圈上的行星外齿圈单向离合器是处于脱开状态，这个行星外齿圈单向离合器的脱开将使行星系统在电机正向时处于不工作状态，这有利于提高电机的效率。

当按动变档开关在转动调速变档连动开关后，单片机变档控制器输出电磁制动工作信号和反转信号使电机驱动器输出使电机反转的电流，当电机为反向转动时，电机转子左端盖上的左单向离合器被锁死，同时电机转子右端盖上的右单向离合器脱开，电磁制动器工作，由于电磁制动器与行星架转轴是动态连接的，电磁制动器工作将行星架转轴制动，这时的动力是通过太阳轮传到行星轮，在到行星外齿圈单向离合器，行星外齿圈单向离合器在行星系统工作时处于锁死状态，所以动力通过它传至电机轮毂上，行星减速系统工作，改变了转速、转矩并输出动力，同时输出转向始终朝同一方向转动。

附图说明：

本发明的具体结构由以下实施例及附图给出：

图1、是本发明的主要结构示意图

图1中、1、变档开关，2、调速变档连动开关，3、正反转缓冲器，4、单片机变档控制器，5、电机驱动器，6、电磁制动器，7、行星架转轴，8、太阳轮，9、行星轮，10、行星外齿圈单向离合器，11、左单向离合器转轴，12、左单向离合器本体，13、电机转子，14、电机定子，15、电机轮鼓，16、右单向离合器转轴，17、右单向离合器本体。

具体实施方式：

下面结合图1、详细说明本发明提出的具体细节及工作情况。

本发明包括变档开关(1)和调速变档连动开关(2)同时电气连接于单片机变档控制器(4)，调速变档连动开关(2)与电机驱动器(5)电气连接，另外单片机变档控制器(4)又与正反转缓冲器(3)和电磁制动器(6)电气连接，正反转缓冲器(3)与电机定子(14)电气连接，电磁制动器(6)与行星架转轴(7)动态连接，太阳轮(8)与行星机构的行星轮(9)动态连接并与左单向离合器转轴(11)连为一体，同时左单向离合器本体(12)与电机转子(13)连为一体。另外右单向离合器转轴(16)与电机转子(13)连为一体，右单向离合器本体(17)与电机轮鼓(15)连为一体，行星外齿圈单向离合器(10)与电机轮毂(15)连接。

本发明是这样工作的：当不按动变档开关(1)而是直接改变调速变档连动开关(2)时，单片机控制器(4)输出正转信号到电机驱动器(5)使其输出正转电流，在通过正反转缓冲器(3)到电机定子(14)上，由于不是在变档的正转状态单片机控制器(4)不输出缓冲信号所以正反转缓冲器(3)不起作用，当电机定子(14)的线圈通上使电机转向为正向的电流后，电机转子(13)正向转动，这时右单向离合器转轴(16)和右单向离合器本体(17)在正转时被锁死，由于右单向离合器本体(17)与电机轮鼓(15)连为一体，所以动力通过右单向离合器到电机轮鼓(15)上直接输出，另外由于电机轮鼓(15)又连接于行星外齿圈单向离合器(10)因为行星外齿圈单向离合器(10)在不通过行星系统输出动力时它处于解开状态，同时单片机变档控制器(4)在正转时不输出电磁制动信号电磁制动器(6)处于断开状态，行星变速系统在电机正转状态时完全脱离工作，实现了动力的直接输出并同时转向为正向转动。

当按动变档开关(1)时，连接于它的单片机变档控制器(4)输出一个电机反转信号到电机驱动器(5)同时也输出一个电机缓冲信号到正反转缓冲器(3)，电机驱动器(5)输出驱动动力并通过正反转缓冲器(3)后输送到电机定子(14)上，电机反转启动时得到缓冲并平稳的反向转动，这时动力通过连接于电机转子(13)上的左单向离合器本体(12)传到左单向离合器转轴(11)，由于太阳轮(8)与左单向离合器转轴(11)连为一体，电机在反转时左单向离合器又被锁死，所以动力通过左单向离合器到太阳轮(8)，到行星轮(9)、行星外齿圈单向离合器(10)，在到电机轮鼓(15)输出动力，但是需要行星系统传输动力就必须将行星架转轴(7)锁死，所以在电机进入反转时单片机变档控制器(4)还要输出一个电磁制动信号到电磁制动器(6)上，电磁制动器(6)工作将行星架转轴(7)锁死，此时行星系统才能正常输出动力。并改变了转矩和转速同时转向仍为正向转动，此时行星系统处于工作中。实现了通过电机的正、反转获得自动变速、变矩并始终朝同一方向正向转动的目的。

Claims (4)

1.一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，由变档开关、调速变档连动开关、正反转缓冲器、单片机变档控制器、电机驱动器、电磁制动器、行星架转轴、太阳轮、行星轮、行星外齿圈单向离合器、左单向离合器转轴、左单向离合器本体、电机转子、电机定子、右单向离合器转轴、右单向离合器本体、电机轮毂组成，其特征是：变档开关和调速变档连动开关同时与单片机变档控制器电气连接，调速变档连动开关又与电机驱动器电气连接，单片机变档控制器同时与电机驱动器、正反转缓冲器、电磁制动器电气连接，正反转缓冲器与电机定子电气连接，电磁制动器与行星架转轴动态连接，行星架转轴与行星轮连接，太阳轮与左单向离合器转轴连为一体，行星系统上连接有行星外齿圈单向离合器，行星外齿圈单向离合器的外面与电机轮鼓连接，右单向离合器转轴与电机转子连为一体同时又与右单向离合器本体动态连接，右单向离合器本体又与电机轮鼓连为一体。

2.根椐权利要求1所述的一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，其特征是：调速变档连动开关为一体化结构。

3.根椐权利要求1所述的一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，其特征是：电磁制动器与行星架转轴为动态连接。

4.根椐权利要求1所述的一种单向离合式轮毂电机行星自动变速系统，其特征是：行星系统的外齿圈连接有行星外齿圈单向离合器。

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