一种电动助力自行车的电机的制作方法

本实用新型涉及一种电机，具体地说是一种电动助力自行车的电机。

背景技术：

电动助力自行车兼具自行车运动休闲以及电动车轻松省力的特点，近年来越来越受市场欢迎。目前，市场上大部分助力控制方案，采用的助力传感器和电动自行车的轮毂电机分别为独立的两个部件。助力传感器一般安装于自行车架中轴处，通过助力传感器测量用户骑行时的踩踏频率，并将该信息转换成数字信号传递给控制器，由控制器调节PWM占空比，最终实现助力。但是该方案缺点较多：⑴、中轴的助力传感器，受限于用户的踩踏频率(一般最大为120转每分钟，一般在50-90转每分钟之间)，信号少，灵敏度有限；⑵、起步时要踩踏一定角度(最小24°)才可启动助力；⑶、停止踩踏检测时间长(100毫秒以上)；⑷、助力传感器采集到的踩踏频率信息单一且控制器的控制方式受限；⑸当前主要有两种控制方式，一种控制方式是以踩踏信号作为助力开关，检测到踩踏信号后调节电机达到额定档位速度，另一种控制方式是将踩踏频率换算成一定的PWM占空比值，高踏频输出高电机转速，但其所输出的电机转速并不能很好适配用户踩踏节奏，导致电机转速超前(出现踏空，空踩)或落后于用户的踩踏频率(助力太弱)，以上两种的体验并不好；⑹、助力传感器所需配件较多，安装精度高，固定方式复杂，且裸露在外部环境中，可靠性及稳定性差。

现在还有一种方案是在卡基座的内壁上固定若干磁钢，通过磁钢和传感器来感应转动方向及转速。但是这种方案对电机原来的结构改动较大，才能安装磁钢，这样在生产中会增加成本、加大耗时，也耗费功夫。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对电机原结构改动较小，方便安装，节约成本，节省工时的电动助力自行车的电机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种电动助力自行车的电机，包括卡基座，在卡基座的端部设有基座盖，基座盖与卡基座联动，基座盖套装在电机轴上；在基座盖下面设有与其联动的固定环，且固定环内嵌置有若干个沿电机轴的周向呈环状排列的磁钢，在电机轴上设置有正对磁钢设置的踩踏传感器，踩踏传感器通过磁钢的磁场变化能够实时感应到磁钢的转动方向和转动速度。

所述若干个磁钢呈异极相对分布且留有间隙。

所述固定环中的磁钢的个数N＜πr/W，其中r为磁钢构成的环状体的内径，W为单个磁钢的宽度。

所述固定环上的磁钢和踩踏传感器之间留有0.5mm～3mm的间隙，且固定环与棘轮棘爪机构的被驱动部件之间亦设有间隙。

还包括棘轮棘爪机构和端盖，卡基座通过棘轮棘爪机构单向驱动端盖转动，端盖固定在电机轮毂上且两者联动；所述的端盖上设有能够实时采集车轮转动速度的车轮转动传感器。

所述的棘轮棘爪机构包括卡基座的内壁上设置的逆棘器以及塔基轴心件上设置的棘爪、或者包括卡基座的内壁上设置的棘爪、以及塔基轴心件上设置的逆棘器。

所述的塔基轴心件和卡基座构成该电机的塔基且塔基轴心件和端盖固定相连，卡基座在飞轮的带动下转动并通过棘轮棘爪机构将运动传递至塔基轴心件、端盖和电机轮毂。

所述的棘轮棘爪机构包括卡基座的延伸部件上设置的逆棘器以及端盖上对应该逆棘器的连接部位处设置的棘爪、或者包括卡基座的延伸部件上设置的棘爪以及端盖上对应该棘爪的连接部位处设置的逆棘器。

所述卡基座的延伸部件和端盖上对应该卡基座的延伸部件的连接部位构成该电机的塔基，卡基座在飞轮的带动下转动并通过棘轮棘爪机构将运动直接传递至端盖和电机轮毂。

所述的电机驱动部分包括固定在电机轴上的电机定子、电机转子和行星齿轮减速离合器机构，电机定子通电后会使得电机转子转动，电机转子驱动行星齿轮减速离合器机构带动与行星齿轮减速离合器机构啮合的电机轮毂转动。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型在基座盖下方直接安装固定环，将基座盖盖紧卡基座，固定环上的磁钢即可与电机轴上的传感器相互配合，实现辨别主动方向与测量转速的功能，对电机原机构改动相当的小，相比原来将固定环固定在卡基座内壁上的结构，既省事，又节省成本，还方便安装。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为基座盖与固定环结构示意图。

其中：1—卡基座；2—棘轮棘爪机构；3—端盖；4—电机轮毂；5—固定环；6—磁钢；7—电机轴；8—踩踏传感器；9—塔基轴心件；10—塔基；11—电机定子；12—电机转子；13—行星齿轮减速离合器机构；14-基座盖。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示：一种电动助力自行车的电机，包括电机驱动部分和踩踏驱动部分，电机驱动部分包括固定在电机轴7上的电机定子11、电机转子12和行星齿轮减速离合器机构13，电机定子11通电后会使得电机转子12转动，电机转子12驱动行星齿轮减速离合器机构13带动与行星齿轮减速离合器机构13啮合的电机轮毂4转动；踩踏驱动部分的卡基座1用于安装卡式飞轮并在卡式飞轮的带动下通过棘轮棘爪机构2单向驱动端盖3转动，端盖3固定在电机轮毂4上且两者联动；卡基座1的端部设有基座盖14，基座盖14与卡基座1联动，基座盖14的下部设有与其联动的固定环5，固定环5由非磁性屏蔽材料组成，在固定环5内嵌置有若干个呈异极相对分布且留有间隙的磁钢6，固定环5上的磁钢6内壁和电机轴7的外壁之间留有0.5mm～3mm的间隙，且固定环5与棘轮棘爪机构2的被驱动部件之间亦设有间隙；另外固定环5中的磁钢6的个数N＜πr/W，其中r为磁钢6构成的环状体的内径，W为单个磁钢的宽度；在电机轴7上设置有正对磁钢6设置的踩踏传感器8，踩踏传感器8通过磁钢5的磁场变化能够实时感应到磁钢6的转动方向和转动速度。同时在端盖3上设有能够实时采集车轮转动速度的车轮转动传感器。具体到棘轮棘爪机构2和该电机的塔基10的结构，一种方案是：棘轮棘爪机构2包括卡基座1的内壁上设置的逆棘器以及塔基轴心件9上设置的棘爪、或者包括卡基座1的内壁上设置的棘爪、以及塔基轴心件9上设置的逆棘器；由棘爪结构、端盖连接结构和轴承组件等组成的塔基轴心件9和卡基座1构成该电机的塔基10且塔基轴心件9和端盖3固定相连，卡基座1在飞轮的带动下转动并通过棘轮棘爪机构2将运动传递至同步转动的塔基轴心件9、端盖3和电机轮毂4。另一种方案是：棘轮棘爪机构2包括卡基座1的延伸部件上设置的逆棘器以及端盖3上对应该逆棘器的连接部位处设置的棘爪、或者包括卡基座1的延伸部件上设置的棘爪以及端盖3上对应该棘爪的连接部位处设置的逆棘器；卡基座1的延伸部件和端盖3上对应该卡基座1的延伸部件的连接部位构成该电机的塔基10，卡基座1在飞轮的带动下转动并通过棘轮棘爪机构2将运动直接传递至同步转动的端盖3和电机轮毂4。综上所述，即所谓塔基10的结构：为带有棘轮棘爪的单向超越离合结构并用于连接自行车变速飞轮的部件。

本实用新型的用于电动助力自行车的电机使用时，当用户正向踩踏时，脚踏板依次带动牙盘、卡式飞轮、卡基座1、基座盖14、固定环5正向转动，此时电机轴7上的踩踏传感器8感应到磁钢6的转动方向和转动速度并将感应到的状况通过数字信号输出给控制器，控制器识别数字信号并得到磁钢6信号的脉冲频率或脉冲数且根据磁钢6信号脉冲之间的时间状态得出当前的加速度，控制器根据用户踩踏的加速度来通过电机驱动电路来控制PWM占空比输出，从而控制电机的电机驱动部分驱动电机轮毂4的转速；另外由于卡基座1通过棘轮棘爪机构2单向驱动端盖3使得电机轮毂4同步转动，设置在端盖3上的车轮转动传感器将车轮的实时转动速度传递给控制器，控制器能够根据车轮的实时转动速度来对电机驱动部分驱动电机轮毂4的转速进行微调。在上述过程中，控制器驱动电机的电机驱动部分的转速跟随用户踩踏的速度，不会出现电机的电机驱动部分的转速超前或落后于用户踩踏速度的情况。当用户在静止起步时，控制器能够智能识别用户加速意图，并控制电机的电机驱动部分提高扭力，配合用户舒适完成起步加速和爬坡；当用户在爬坡时，控制器根据用户踩踏速度的线性下降幅度和加速度的波动区间，判别用户处于爬坡状态，并控制电机的电机驱动部分提高扭力，帮助用户轻松爬坡；当用户停止踩踏或者反向踩踏时，控制器可识别用户的动作并中止电机的电机驱动部分的助力输出，其最快反应时间为20毫秒。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。