CN105691539B - 一种电动自行车中置电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动自行车中置电机，包括固定穿设在自行车五通管中的电机连接管、与电机连接管连为一体的机座、与机座连为一体的机壳、以及旋转穿设在电机连接管中的中轴，所述机座中成型有一机座容置腔，所述机座容置腔内布置有与所述中轴相对固定的若干个呈圆环形间隔分布的速度感应磁钢，所述机壳中成型有一控制器容置腔、以及将该控制器容置腔与所述机座容置腔相互连通的连通孔，所述控制器容置腔内安装有电机控制器，该电机控制器具有一控制器外壳，且所述控制器外壳内安装有速度传感器，所述速度传感器的感应端穿过所述连通孔而伸入所述机座容置腔中，并与所述速度感应磁钢相对应。本中置电机结构紧凑合理，外形轻小，占用空间少。

Description

一种电动自行车中置电机

技术领域

本发明涉及一种电动自行车中置电机，该电机可安装在普通自行车上。

背景技术

现有电动自行车中置电机普遍存在结构复杂、外形庞大等缺点。这是因为其电机结构设计不合理，

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，提供一种结构紧凑、外形轻巧的电动自行车中置电机。

本发明的技术方案是：一种电动自行车中置电机，包括固定穿设在自行车五通管中的电机连接管、与所述电机连接管连为一体的机座、与所述机座连为一体的机壳、以及旋转穿设在所述电机连接管中的中轴，所述机座中成型有一机座容置腔，所述机座容置腔内布置有与所述中轴相对固定的若干个呈圆环形间隔分布的速度感应磁钢，所述机壳中成型有一控制器容置腔、以及将该控制器容置腔与所述机座容置腔相互连通的连通孔，所述控制器容置腔内安装有电机控制器，该电机控制器具有一控制器外壳，且所述控制器外壳内安装有速度传感器，所述速度传感器的感应端穿过所述连通孔而伸入所述机座容置腔中，并与所述速度感应磁钢相对应。

本发明在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述速度传感器为霍尔速度传感器。

所述控制器外壳上制有两个螺纹孔，所述控制器容置腔的腔壁上制有与这两个螺纹孔相对应的控制器连接通孔，螺钉穿过所述控制器连接通孔并旋入所述螺纹孔中从而将所述控制器外壳固定在控制器容置腔内。

所述控制器外壳上制有传感器让位孔和传感器连接通孔，所述速度传感器上制有螺钉孔，螺钉穿过所述传感器连接通孔并旋入所述螺钉孔中从而将速度传感器固定在控制器外壳内，且速度传感器的感应端穿过所述传感器让位孔而伸出控制器外壳外部。

还包括套在所述中轴上且当其受到周向扭转力时会产生周向形变的轴套、以及套设在所述轴套上的牙盘，所述轴套上设置有能够感应该轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，所述力矩传感组件经一出线装置与所述电机控制器相连，所述出线装置由动磁芯、固定在所述动磁芯上的动线圈、静磁芯、以及固定在所述静磁芯上的静线圈构成，所述动磁芯、动线圈、静磁芯和静线圈均为圆环形结构，其中动磁芯与轴套固定，静磁芯与自行车五通管相对固定，所述动磁芯与静磁芯贴合接触且能够相对转动，所述动线圈通过动线圈引出线与所述力矩传感组件相连，所述静线圈通过静线圈引出线与所述电机控制器相连。

所述动磁芯上固定有一环形磁钢座，所述速度感应磁钢固定在所述环形磁钢座上。

所述动磁芯、动线圈、静磁芯、静线圈和环形磁钢座均收容在所述机座容置腔内。

所述机座的机座容置腔中制有呈环形分布的三个定位孔，所述静磁芯通过三个定位块周向固定在所述三个定位孔上。

本发明的优点是：本发明这种中置电机将电机控制器直接布置在机壳内，而且在电机控制器的控制器外壳中安装有速度传感器，速度传感器的感应端刚好伸入机座中并与机座容置腔内布置的速度感应磁钢相对应，速度传感器与电机控制器紧挨布置在一起，不仅方便了二者之间的线路连接，而且在有限的空间中安装了较多的工件，结构紧凑合理。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例这种电动自行车中置电机的局部结构示意图之一；

图2为本发明实施例这种电动自行车中置电机的局部结构示意图之二

图3为本发明实施例这种电动自行车中置电机的局部结构示意图之三；

图4为本发明实施例这种电动自行车中置电机的局部结构示意图之四；

图5为本发明实施例这种电动自行车中置电机中电机控制器的结构示意图之一；

图6为本发明实施例这种电动自行车中置电机中电机控制器的结构示意图之二；

图7为本发明实施例这种电动自行车中置电机中速度传感器的结构示意图；

图8为本发明实施例这种电动自行车中置电机的局部结构示意图之五；

其中：1-电机连接管，2-机座，2a-机座容置腔，2b-定位孔，3-机壳，3a-控制器容置腔，3b-连通孔，3c-控制器连接通孔，4-中轴，5-电机控制器，5a-控制器外壳，5b-传感器让位孔，5c-传感器连接通孔，6-速度传感器，6a-速度传感器的感应端，7-轴套，7a-静磁芯，7b-静线圈，7c-静线圈引出线，8-力矩传感组件，9-速度感应磁钢，10-环形磁钢座，11-定位块。

具体实施方式

图1～图8出示了本发明这种电动自行车中置电机的一个具体实施例，它包括机壳3、机座2和电机连接管1，电机连接管1和机壳3均与机座2连为一体，并且电机连接管1和机壳3布置在机座2的同一侧。电机连接管1一端制有外螺纹，装配时，将电机连接管1穿设在自行车五通管(图中未画出)中，并使电机连接管1的螺纹端伸出五通管外，然后在电机连接管1的外螺纹上锁入锁紧螺母，从而将电机连接管1和自行车五通管紧紧固定在一起，使得该中置电机与自行车固定连接在一起。中轴4通过轴承旋转装配在电机连接管中。

所述机座2中成型有一机座容置腔2a，所述机座容置腔2a内布置有与所述中轴4相对固定的多个呈圆环形间隔分布的速度感应磁钢9，该速度感应磁钢9的具体装配方式后文有详细介绍。所述机壳3中成型有一控制器容置腔3a、以及将该控制器容置腔3a与所述机座容置腔2a相互连通的连通孔3b。所述控制器容置腔3a内安装有电机控制器5，该电机控制器5具有一控制器外壳5a，且所述控制器外壳5a内还安装有一速度传感器6，本例中该速度传感器6为霍尔速度传感器，其内具有感应霍尔元件。所述速度传感器6的感应端6a穿过所述连通孔3b而伸入所述机座容置腔2a中，并与所述速度感应磁钢9相对应。

当中轴4转动时，与中轴4相对固定的速度感应磁钢9随之转动，布置在机壳3中的霍尔速度传感器6保持静止，从而使霍尔速度传感器6感应出中轴4的转速，达到检测脚踩速度信号的目的。

所述电机控制器5是通过下述结构形式固定在控制器容置腔3a内的：控制器外壳5a上制有两个螺纹孔5b，控制器容置腔3a的腔壁上制有与这两个螺纹孔相对应的控制器连接通孔3c，将电机控制器5置入控制器容置腔3a中之后，采用螺钉(图中未画出)穿过控制器连接通孔3c并旋入所述螺纹孔5b中，从而将所述控制器外壳5a固定在控制器容置腔3a内。

本例中，所述速度传感器6与控制器外壳5a之间的具体装配方式如下：所述控制器外壳5a上制有传感器让位孔5d和传感器连接通孔5c，所述速度传感器6上制有螺钉孔，螺钉穿过所述传感器连接通孔3c并旋入所述螺钉孔中从而将速度传感器6固定在控制器外壳5a内，且速度传感器6的感应端6a穿过所述传感器让位孔5d而伸出控制器外壳5a外部。

本实施例的中置电机还包括套在所述中轴上且当其受到周向扭转力时会产生周向形变的轴套7、以及套设在所述轴套上的牙盘(图中未画出)，所述轴套7上设置有能够感应该轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件8，所述力矩传感组件经一出线装置与所述电机控制器5相连。所述出线装置由动磁芯12a、固定在所述动磁芯上的动线圈12b、静磁芯7a、以及固定在所述静磁芯上的静线圈7b构成，所述动磁芯12a、动线圈12b、静磁芯7a和静线圈7b均为圆环形结构，其中动磁芯12a与轴套7固定，静磁芯7a与自行车五通管相对固定，所述动磁芯12a与静磁芯7a贴合接触且能够相对转动，所述动线圈12b通过动线圈引出线12c与所述力矩传感组件相连，所述静线圈7b通过静线圈引出线7c与所述电机控制器5相连。

上述速度感应磁钢9的具体装配方式为：所述动磁芯12a上固定有一环形磁钢座10，所述速度感应磁钢9固定在所述环形磁钢座10上。因环形磁钢座10与动磁芯12a固定，而动磁芯12a与轴套7固定，轴套7固定在中轴4上，那么速度感应磁钢9自然也就与中轴4相对固定。中轴4转动时，就会带动速度感应磁钢9随之转动。

所述动磁芯12a、动线圈12b、静磁芯7a、静线圈7b和环形磁钢座10均收容在所述机座容置腔2a内，以降低动磁芯12a、动线圈12b、静磁芯7a、静线圈7b和环形磁钢座10与外界物体发生碰擦的可能。

本例中，所述静磁芯7a与机座2之间的具体固定方式如下：机座2的机座容置腔2a中制有呈环形分布的三个定位孔2b，静磁芯7a通过三个定位块11周向固定在这三个定位孔2b中。而且为了保证静磁芯7a与机座2间的贴合度，本例在静磁芯7a与机座2之间夹设有呈环形分布的三根弹簧，所述弹簧对静磁芯施加有朝向动磁芯方向的轴向弹力。

所述动磁芯和静磁芯的轴向截面均呈U字型(具有一开口面)，二者相互贴合而构成一个具有口字型轴向截面的环形结构，所述动线圈和静线圈被收容在由动磁芯和静磁芯构成的具有口字型轴向截面的环形结构内。

由于静磁芯和动磁芯的开口面贴合在一起而构成一闭合结构，因此静线圈和动线圈都处在了一个闭合的磁路内，这样就等效成了一个变压器，静线圈相当于是变压器原边，而动线圈则相当于是变压器副边。在实际应用时，需先通过电机控制器向变压器的原边(静线圈)加入一定大小的交流电，那么变压器副边(动线圈)就会感应出一定比例的交流电，感应出的这个交流电加载到力矩传感组件上，力矩传感组件为这个变压器的负载，负载大小是随中轴所受扭力的大小而改变的，因此电机控制器可以通过变压器的原边(静线圈)来读到这个负载的大小，以此获知力矩传感组件所感应到的力矩大小。通过这一原理我们就可以很容易将力矩传感组件所感应到的力矩信号传输给电机控制器，再由电机控制器根据这一力矩信号的大小来调整电机的输出功率。

当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动自行车中置电机，包括固定穿设在自行车五通管中的电机连接管(1)、与所述电机连接管连为一体的机座(2)、与所述机座连为一体的机壳(3)、以及旋转穿设在所述电机连接管中的中轴(4)，

其特征在于：所述机座(2)中成型有一机座容置腔(2a)，所述机座容置腔(2a)内布置有与所述中轴(4)相对固定的若干个呈圆环形间隔分布的速度感应磁钢(9)，所述机壳(3)中成型有一控制器容置腔(3a)、以及将该控制器容置腔(3a)与所述机座容置腔(2a)相互连通的连通孔(3b)，所述控制器容置腔(3a)内安装有电机控制器(5)，该电机控制器(5)具有一控制器外壳(5a)，且所述控制器外壳(5a)内安装有速度传感器(6)，所述速度传感器(6)的感应端(6a)穿过所述连通孔(3b)而伸入所述机座容置腔(2a)中，并与所述速度感应磁钢(9)相对应。

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：所述速度传感器(6)为霍尔速度传感器。

3.根据权利要求1所述的电动自行车中置电机，其特征在于：所述控制器外壳(5a)上制有两个螺纹孔(5b)，所述控制器容置腔(3a)的腔壁上制有与这两个螺纹孔相对应的控制器连接通孔(3c)，螺钉穿过所述控制器连接通孔(3c)并旋入所述螺纹孔(5b)中从而将所述控制器外壳(5a)固定在控制器容置腔(3a)内。

4.根据权利要求1所述的电动自行车中置电机，其特征在于：所述控制器外壳(5a)上制有传感器让位孔(5d)和传感器连接通孔(5c)，所述速度传感器(6)上制有螺钉孔，螺钉穿过所述传感器连接通孔(3c)并旋入所述螺钉孔中从而将速度传感器(6)固定在控制器外壳(5a)内，且速度传感器(6)的感应端(6a)穿过所述传感器让位孔(5d)而伸出控制器外壳(5a)外部。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电动自行车中置电机，其特征在于：还包括套在所述中轴上且当其受到周向扭转力时会产生周向形变的轴套(7)、以及套设在所述轴套上的牙盘，所述轴套(7)上设置有能够感应该轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件(8)，所述力矩传感组件经一出线装置与所述电机控制器(5)相连，所述出线装置由动磁芯(12a)、固定在所述动磁芯上的动线圈(12b)、静磁芯(7a)、以及固定在所述静磁芯上的静线圈(7b)构成，所述动磁芯(12a)、动线圈(12b)、静磁芯(7a)和静线圈(7b)均为圆环形结构，其中动磁芯(12a)与轴套(7)固定，静磁芯(7a)与自行车五通管相对固定，所述动磁芯(12a)与静磁芯(7a)贴合接触且能够相对转动，所述动线圈(12b)通过动线圈引出线(12c)与所述力矩传感组件相连，所述静线圈(7b)通过静线圈引出线(7c)与所述电机控制器(5)相连。

6.根据权利要求5所述的电动自行车中置电机，其特征在于：所述动磁芯(6a)上固定有一环形磁钢座(10)，所述速度感应磁钢(9)固定在所述环形磁钢座(10)上。

7.根据权利要求6所述的电动自行车中置电机，其特征在于：所述动磁芯(12a)、动线圈(12b)、静磁芯(7a)、静线圈(7b)和环形磁钢座(10)均收容在所述机座容置腔(2a)内。

8.根据权利要求5所述的电动自行车中置电机，其特征在于：所述机座(2)的机座容置腔(2a)中制有呈环形分布的三个定位孔(2b)，所述静磁芯(7a)通过三个定位块(11)周向固定在所述三个定位孔(2b)上。