电机轮毂结构及自行车的后轮的制作方法

本发明涉及自行车领域，尤其涉及一种自行车的电机轮毂结构及自行车的后轮。

背景技术：

随着人们环保意识的的增强，具有高效节能的电动自行车越来越受到人们的青睐，现有的电动自行车用以检测踏力的扭力传感器一般安设于中轴上，结构设计复杂，并且安装不方便，如出现故障，检修起来也很麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种电机轮毂结构及自行车的后轮。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电机轮毂结构，包括轮毂电机、设于轮毂电机主轴上的飞轮座和设于飞轮座上的飞轮，还包括扭力传感器，所述扭力传感器设于轮毂电机外壳和所述飞轮之间，所述扭力传感器包括内圈、外圈，所述内圈和外圈之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁，所述弹性梁的中部位置开设有两个通孔并且相互连通，与所述通孔所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片，所述应变片电连接于电路板，所述电路板设于扭力传感器或者轮毂电机外壳的端盖内侧上，所述外圈固定在轮毂电机外壳的端盖外侧上、内圈固定于所述飞轮座上。

优选地，所述飞轮座与轮毂电机主轴通过两个或者以上的轴承旋转连接。

优选地，所述通孔临近内圈的侧壁上设有通孔缺口，轮毂电机外壳上与所述通孔缺口相对应的设有凸台，在弹性梁未发生过载形变时，所述通孔缺口与凸台之间留有间隙，在弹性梁发生过载形变时，所述通孔缺口压合于凸台上驱动轮毂电机外壳转动。

优选地，所述内圈设有至少一内圈缺口，轮毂电机外壳上与所述内圈缺口相对应的设有凸台，在弹性梁未发生过载形变时，所述内圈缺口与凸台之间留有间隙，在弹性梁发生过载形变时，所述内圈缺口压合于凸台上驱动轮毂电机外壳转动。

优选地，所述弹性梁侧面与轮毂电机外壳之间设有弹性垫圈。

优选地，所述电路板上设齿轮传感器或霍尔传感器，齿轮传感器或霍尔传感器指向飞轮的方向，与所述霍尔传感器相对的飞轮位置安设有磁铁。

优选地，所述轮毂电机外壳内设定子和转子，所述定子通过定子支架设于轮毂电机主轴上，所述轮毂电机外壳安设扭力传感器的一端旋转安设于定子支架上或者主轴上，所述轮毂电机外壳的另一端与轮毂电机主轴旋转连接。

优选地，所述转子与轮毂电机主轴旋转连接，所述转子至少有一部分设于定子的内圈中，所述转子通过行星齿轮减速机构与轮毂电机的壳体连接。

优选地，所述定子支架上设控制器，所述控制器包括电源发射模块和信号接收模块，所述电路板包括电源接收模块、信号发射模块和力矩信号放大模块，信号发射模块和力矩信号放大模块连接，所述力矩信号放大模块与应变片连接，所述控制器和所述电路板同轴相邻并通过无线供电和无线通讯传输信号。

一种自行车的后轮，包括上述任一所述电机轮毂结构，所述轮毂电机外壳两侧周缘均匀的设有辐条孔，其中一侧周缘的辐条孔包括两个卡位部，所述卡位部内分别卡接有辐条，卡接于卡位部内的辐条与后轮的钢圈采用直拉式交叉编织连接，卡接在同一辐条孔内两个卡位部上的辐条端头之间在轮毂电机主轴方向上相互间隔，未卡接于同一辐条孔内两个卡位部上的辐条与后轮的钢圈采用直拉式直编连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明扭力传感器设置于飞轮座上，结构简单精巧，安装方便，即使出现故障检修方便。

2)设有过载保护装置，防止弹性应变梁受力过大造成不可恢复的变形，延长弹性梁的使用寿命，并且保证了应变片测量形变的精度。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明自行车的后轮优选实施例的剖视结构示意图；

图2为本发明自行车的后轮优选实施例的剖视结构中电机轮毂结构的示意图；

图3为本发明电机轮毂结构优选实施例扭力传感器在未过载状态下的剖视结构示意图；

图4为本发明电机轮毂结构优选实施例扭力传感器在过载状态下的剖视结构示意图；

图5为本发明自行车的后轮优选实施例辐条直拉式直编的正面示图；

图6为本发明自行车的后轮优选实施例辐条直拉式交叉编织的正面示图；

图7为本发明自行车的后轮辐条直拉式交叉编织现有技术的侧面示图；

图8为本发明自行车的后轮辐条直拉式交叉编织现有技术的正面示图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。

如图2至图4所示，一种电机轮毂结构，包括轮毂电机1、设于轮毂电机主轴11上的飞轮座2和设于飞轮座2上的飞轮3，还包括扭力传感器5，扭力传感器5设于轮毂电机外壳12和飞轮3之间，扭力传感器5包括内圈51、外圈52，内圈51和外圈52之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁55，弹性梁55的中部位置开设有通孔56，与通孔56所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片57，应变片57电连接于电路板53，电路板53设于扭力传感器5或者轮毂电机外壳12的端盖内侧上，内圈51固定于飞轮座2上，外圈52与轮毂电机外壳12的端盖外侧固定连接。本结构中扭力传递的依次顺序为飞轮3、飞轮座2、内圈51、弹性梁55、外圈52、轮毂电机外壳12，弹性梁55因开设有通孔56，在保证弹性梁55强度的前提下，对扭力变形反映敏感，弹性梁55受扭力的形变被应变片57所采集并传输至电路板53上，此结构简单精巧，安装方便，即使出现故障检修方便。

飞轮座2与轮毂电机主轴11通过两个或者以上的轴承旋转连接。

在上述技术方案中，通孔56临近内圈51的侧壁上设有至少一通孔缺口511，轮毂电机外壳12上与通孔缺口511相对应的设有凸台13，在弹性梁55未发生过载形变时，通孔缺口511与凸台13之间留有间隙，在弹性梁55发生过载形变时，通孔缺口511压合于凸台13上驱动轮毂电机外壳12转动。在过载状态下，扭力传递的依次顺序为飞轮3、飞轮座2、内圈51、凸台13、轮毂电机外壳12，能够防止弹性梁55在过载状态下进一步形变，造成不可恢复的形变，影响扭力的测量精度和扭力传感器5的寿命。

作为上述方案的另一种实施例，内圈51设有至少一内圈缺口，轮毂电机外壳12上与内圈缺口相对应的设有凸台，在弹性梁55未发生过载形变时，内圈缺口与凸台之间留有间隙，在弹性梁55发生过载形变时，内圈缺口压合于凸台上驱动轮毂电机外壳12转动。本实施例是上一过载保护实施例的变形，在过载状态下，扭力传递的依次顺序为飞轮3、飞轮座2、内圈51、凸台13、轮毂电机外壳12，能够防止弹性梁55在过载状态下进一步形变，造成不可恢复的形变，影响扭力的测量精度和扭力传感器5的寿命。

具体的，弹性梁55侧面与轮毂电机外壳12之间设有弹性垫圈20。使弹性梁55与轮毂电机外壳12之间未紧密接触，其间留有间隙，保证弹性梁55受扭力形变时不受干涉。

具体的，电路板53上设齿轮传感器或霍尔传感器，齿轮传感器或霍尔传感器指向飞轮3的方向，与霍尔传感器相对的飞轮3位置安设有磁铁。

具体的，每个弹性梁55上的通孔56为两个，并且相互连通，在保证弹性梁55强度的前提下，获得对扭力变形更为敏感的反应。

具体的，轮毂电机外壳12内设定子13和转子14，定子13通过定子支架15设于轮毂电机主轴11上，轮毂电机外壳12安设扭力传感器5的一端旋转安设于定子支架15或者轮毂电机主轴11上，轮毂电机外壳12的另一端与轮毂电机主轴11旋转连接。

具体的，转子14与轮毂电机主轴11旋转连接，转子14至少有一部分设于定子13的内圈中，转子14通过行星齿轮减速机构19与轮毂电机外壳12连接。

具体的，定子支架15上设控制器16，控制器16包括电源发射模块和信号接收模块，电路板53包括电源接收模块、信号发射模块和力矩信号放大模块，信号发射模块和力矩信号放大模块连接，力矩信号放大模块与应变片57连接，控制器16和电路板53同轴相邻并通过无线供电和无线通讯传输信号。

如图1、图5至图8所示，图5为辐条直拉式直编的正面示图；图6辐条直拉式交叉编织的正面示图；图7为辐条直拉式交叉编织现有技术的侧面示图；图8为辐条直拉式交叉编织现有技术的正面示图，现有技术中的直拉交叉编织辐条在交叉点9上相互干涉产生形变，使辐条间产生内应力，并且导致辐条的强度变弱，如图7、图8所示。一种自行车的后轮，包括上述任一所述的电机轮毂结构，轮毂电机外壳12两侧周缘均匀的设有辐条孔17，其中一侧周缘的辐条孔17包括两个卡位部18，卡位部18内分别卡接有辐条71，卡接于卡位部18内的辐条71与后轮的钢圈8采用直拉式交叉编织连接，卡接在同一辐条孔17内两个卡位部18上的辐条71端头之间在轮毂电机主轴11方向上相互间隔，未卡接于同一辐条孔17内两个卡位部18上的辐条72与后轮的钢圈8采用直拉式直编连接，如图5、图6所示，本发明中的辐条71与后轮的钢圈8采用直拉式交叉编织连接，辐条71交叉时不会产生干涉，受力强度高。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，其中各部件的局部结构、连接方式可以根据实际情况有所调整，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。