专利名称：力矩中置电机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动自行车设备，尤其涉及一种力矩中置电机系统。
背景技术：
当今社会，人们越来越重视环保、节能和效率。而几乎所有的技术创新都朝着这个方向努力，电动自行车亦然。力矩中置电机系统是电动自行车的一个集合部件，它是集力矩传感系统、控制系统、驱动系统于一体的组合部件，此类产品在日本YAMAHA、PANIS0NIC和德国BOSHI有推出，目前占据全球的主要市场份额；我国目前已有多家推出了中低转速、低减速比的中置式电机(大约1000 2000转/分)。
目前我们国内电动车以纯电动居多，而且绝大多数都是轮毂式电机，与采用力矩中置电机系统的电动自行车相比，处于非常落后的状态，表现在:电机效率低、效率平台窄、体积大、成本高(稀土材料用量大)、电机启动特性差(慢)、整车重心偏后或偏前、爬坡能力差、续航里程短、由于部件分散造成整车总量大，系统匹配问题较多，而且当没电做自行车骑行时由于轮毂电机的自发电及较大的转动惯量原因，骑行非常吃力，维修更换麻烦。
因此，开发出高转速、高减速比、成本又低廉的中置电机(4000转/分以上)，迫在眉睫。发明内容
本发明的目的在于提供一种高扭矩、小体积、低成本的力矩中置电机系统。
解决上述问题的技术方案为:力矩中置电机系统，包括:力矩传感系统、控制系统、驱动系统、壳体、五通管；
所述力矩传感系统，包括力矩传感器，所述力矩传感器与控制系统的输入端相连接；
所述驱动系统，包括中置电机、减速装置、超越离合器、轴、链轮，所述中置电机与所述控制系统的输出端相连接，所述减速装置与所述中置电机相连接，所述超越离合器设于所述轴上，所述中置电机通过带有超越离合器的轴带动链轮驱动车体前行；
所述五通管设于车架上，所述五通管设于所述壳体与车架之间。
所述壳体分为左壳体、右壳体，所述左壳体和右壳体分别构成所述中置电机的外壳。
所述左壳体上设有电机后轴承座。
还包括压板和螺钉，所述压板设于所述五通管与所述右壳体之间，所述螺钉设于所述压板上并穿过所述五通管与所述左壳体相互旋接。
还包括电机前轴承座，所述电机前轴承座与所述驱动系统连成一体。
本发明的优点在于与日本的PAS、德国的BOSHI相比，本发明力矩传感器的原理与结构不同，虽然都是采用自行车车架结构，日本的方式是在自行车的车架上焊有数根带孔的U型铁板作为固定方式，德国的BOSHI采用非标的车架，系统固定于整车中心的上方，因此重心较高。本发明采用自行车的五通管(装脚蹬中轴的水平管)作为固定器件，安装方式为通过系统右壳体套装于车架的五通管一侧，另一侧有套夹于五通管的压板，通过横穿五通管的紧固螺钉将本系统固定于车架上，并在系统的后方采用螺钉吊紧于车架的平接片上的方式，这样不同的自行车架都可以安装使用，操作也非常简单；在电机结构方面:一般国内外的中置电机是采用整体安装结构，本发明将电机的前后端盖取消了，前端盖上加装有二级减速的轴承座，这样减小了安装尺寸，同时提高了精度——将加工精度和安装精度变为仅有加工精度，保证了传动质量，减小了齿轮传动的噪音提高了传动效率和寿命，而后盖做在左壳体上，没有多余的零件和材料，即降低了成本、减少了零件也节省了空间尺寸提高了连接强度。
综上，本发明适于广泛应用。
结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明的结构示意图2为本发明与车架连接方式示意图3为本发明力矩传感器剖视图4为本发明的俯视图5为本发明安装在车架上的整体示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
参见图1-5所示，本发明所提供的力矩中置电机系统，包括:力矩传感系统10、控制系统11、驱动系统12、五通管I ;其中力矩传感系统10包括力矩传感器，力矩传感器采用多级的双磁环弹性角位移结构，主被动磁环各收集两路相关线性霍尔信号，根据不同脚踩力矩采集弹性角位移产生的角度信息，系统采用了超越离合器，因此在不加电的情况下仍可轻松骑行。控制系统11是将采集的信息进行处理和根据不同的客户要求、不同的标准要求进行分析处理，通过电流放大控制和驱动电机，由于MOS管直接安装于铝合金壳体上，大大增加了系统的散热效果，提高了可靠性和功率。驱动系统12由中置电机、减速系统构成，通过带有超越离合器的轴和链轮驱动车体前行。
由于采用单链条传动并考虑到人力与电力的合成，力矩传感系统10要有超越离合器使得两者的输出不产生干涉，并能够在无电力驱动的条件下骑行轻松自如，由于本发明是固定安装于标准的自行车车架上，因此简单、通用的固定方式将是降低成本、提高方便性的重要因素。
自行车的五通管I为标准件:长度为68mm的管料,管料内部为左侧正牙,右侧为反牙的内螺纹，螺纹为m35xl.375，用于承载人脚踩的力并将其带动曲柄链轮，本发明将五通管I作为系统的固定件，这样使得结构上更加一体化，去掉了在车架上繁琐的电焊支架，而采用电焊的支架将导致一般的车架无法安装系统，增加的支架在焊接过程中产生的应力变形会导致安装的困难也增加了成本，而增加整形工艺又带来更多的麻烦。采用系统左壳体五通管I左侧处长出的内孔凸台定位，再将右壳体加装一个可固定系统与五通的压板3，通过穿过五通管I的螺钉5将两者固定即可在车架上限制住系统，另外唯一的沿车架垂直面的旋转自由度由系统后方的吊紧螺钉锁紧在车架后平叉的接片上即可，对于不同轮径和传动比，调整齿盘的小及系统后方的吊紧螺钉所处角度就可以达到良好的传动。
本发明采用自行车的五通管I (装脚蹬中轴的水平管)作为固定方式，安装方式为通过系统右壳体2套装于车架的五通管一侧，另一侧有套夹于五通管的压板3，通过横穿五通管的紧固螺钉4将本系统固定于车架上，并在系统的后方采用螺钉5吊紧于车架的平接片6上的方式，这样不同的自行车架都可以安装使用，操作也非常简单；在电机结构方面:一般国内外的中置电机是采用整体安装结构，本发明将电机的前后端盖分体，前端盖7上加装有二级减速的轴承座，这样减小了安装尺寸，同时提高了精度——将加工精度和安装精度变为仅有加工精度，保证了传动质量，减小了齿轮8传动的噪音提高了传动效率和寿命，而后盖做在左壳体9上，没有多余的零件和材料，即降低了成本、减少了零件也节省了空间尺寸提高了连接强度。
综上，本发明性价比高:是将力矩传感系统10、控制系统11、驱动系统12有机集成为一体的系统产品，功能完善；符合结构力学和人体工学设计原理，车一人系统重心线位置接近且重心低，整车骑行稳定性较好；高效率:与轮毂电机相比采用高速电机和高减速比，启动、爬坡更有力，响应速度快、效率平台宽；可靠性高:壳体采用铝合金密封使得电气部件有更好的绝缘、防尘环境，同时散热面积的增加提高了控制系统的承载能力；安装方便:采用自行车五通管I安装定位，只将普通的车架尺寸稍作修改即可达到原标准；集成度高，低噪音，大扭矩，小体积，轻重量，省材，省电；无电省力:当作为自行车骑行时，由于无电机等其余负载，因此非常省力，避免了轮毂电机自发电、转动惯量大带来的吃力等缺点；后轴可安装内变速器，整车能适应不同的路况，将助力骑行能力发挥到极致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.力矩中置电机系统，其特征在于:包括:力矩传感系统、控制系统、驱动系统、壳体、五通管； 所述力矩传感系统，包括力矩传感器，所述力矩传感器与控制系统的输入端相连接； 所述驱动系统，包括中置电机、减速装置、超越离合器、轴、链轮，所述中置电机与所述控制系统的输出端相连接，所述减速装置与所述中置电机相连接，所述超越离合器设于所述轴上，所述中置电机通过带有超越离合器的轴带动链轮驱动车体前行； 所述五通管设于车架上，所述五通管设于所述壳体与车架之间。
2.根据权利要求1所述的力矩中置电机系统，其特征在于:所述壳体分为左壳体、右壳体，所述左壳体和右壳体分别构成所述中置电机的外壳。
3.根据权利要求2所述的力矩中置电机系统，其特征在于:所述左壳体上设有电机后轴承座。
4.根据权利要求1或2所述的力矩中置电机系统，其特征在于:还包括压板和螺钉，所述压板设于所述五通管与所述右壳体之间，所述螺钉设于所述压板上并穿过所述五通管与所述左壳体相互旋接。
5.根据权利要求1所述的力矩中置电机系统，其特征在于:还包括电机前轴承座，所述电机前轴承座与所述驱动系统连成一体。
全文摘要
本发明公开了一种力矩中置电机系统，包括力矩传感系统、控制系统、驱动系统、壳体、五通管；所述力矩传感系统，包括力矩传感器，所述力矩传感器与控制系统的输入端相连接；所述驱动系统，包括中置电机、减速装置、超越离合器、轴、链轮，所述中置电机与所述控制系统的输出端相连接，所述减速装置与所述中置电机相连接，所述超越离合器设于所述轴上，所述中置电机通过带有超越离合器的轴带动链轮驱动车体前行；所述五通管设于车架上，所述五通管设于所述壳体与车架之间。本发明扭矩输出线性品质好、安装方便、通用性强、体积小、成本低。
文档编号B62M6/70GK103158831SQ201310014280
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者黄岩, 徐健, 陈良 申请人:黄岩