一种二级传动助力车中置电机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种二级传动助力车中置电机。

背景技术：

助力车又称助力式电动自行车，是通过电力辅助人力提供给自行车行进中所需要的动能，它节能、环保、轻便、安全；目前，电动助力车在国外市场，如欧洲、日本等国家比较流行。在我国，电动车仍占有主要市场，且大多数都采用的是轮毂式驱动，轮毂式驱动是将电机安置于电动车车体前轮或后轮，造成整车重心偏前或偏后，不符合人们的骑行方式。而且轮毂电机的安装方式还使得检修的难度增大，增加了使用成本。

现有的中置电机通常都是平行展开式的结构，其构成通常包括外壳、电机本体、齿轮减速机构、离合器、中轴和作为辅助动力输出的牙盘。电机本体的芯轴通过齿轮减速机构与套置在中轴上的牙盘或其定位构件相连。齿轮减速机构目前主要采用多级齿轮传动来取代原先结构相对繁复、零部件较多的行星齿轮减速机构。离合器通常被安装在齿轮减速机构的某一中间齿轮及其传动轴之间，当自行车滑行时，离合器能够切断牙盘与电机本体的芯轴之间的传动关联，消除干涉。但现有的中置电机在离合效率，传动效果和力矩反馈上还有提升的空间。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种二级传动助力车中置电机，以提升助力效果为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种二级传动助力车中置电机，包括机壳、电机组件、传动组件、中轴、控制器、单向离合器、力矩传感器和辅助动力输出盘，所述的电机组件与中轴之间通过所述的传动组件连接，所述的电机组件包括设有传动齿轮的转子轴，所述的传动组件为二级齿轮减速系统，包括一级传动大齿轮、带轮轴的二级传动小齿轮和从动大齿轮，所述的一级传动大齿轮与转子轴的传动齿轮啮合，所述的一级传动大齿轮固定于所述的二级传动小齿轮的轮轴上，所述的二级传动小齿轮与所述的从动大齿轮啮合，所述的从动大齿轮与中轴为同心结构，从动大齿轮与中轴之间设有单向离合器，从动大齿轮与辅助动力输出盘传动连接；所述的力矩传感器设于所述的中轴上，所述的力矩传感器与控制器电连接。二级齿轮传动机构通过合理的减速比，降低电机转速输出，提高电机扭矩输出，可有效的提升传动效果，通过把离合器设于中轴上可有效提升离合效率，工作时，中轴通过力矩传感器可以灵敏的把中轴的扭力状态反馈给控制器，控制器实现对电机的动力输出控制，整体结构简单，动力输出效果好，离合效率高，有效地提升了助力效果。

作为优选技术手段：所述的转子轴的传动齿轮、一级传动大齿轮、二级传动小齿轮和从动大齿轮均为圆柱斜齿轮。采用圆柱斜齿轮相比于直齿轮具有承受更高的扭矩冲击，并且动力传输更平稳，可有效降低辅助动力输出时的顿挫感，传动效果更好。

作为优选技术手段：所述的从动大齿轮包括输入齿部、输出齿部及设于输入齿部和输出齿部之间的轴承外档，从动大齿轮通过轴承外档上设置的轴承与机壳可转动连接，所述的输出齿部位于机壳外，与设有内齿轮的辅助动力输出盘啮合连接。结构简单，有效地实现了动力通过从动大齿轮传递给辅助动力输出盘。

作为优选技术手段：所述的力矩传感器为压变式双边力矩传感器，包括形变发生部分、形变感应部分和固定板，所述的单向离合器与力矩传感器的形变发生部分通过内外齿轮啮合，力矩传感器的形变发生部分与中轴通过内外齿轮啮合，所述的形变感应部分通过所述的固定板固定于机壳内。力矩传感器为直接安装在中轴上的压变式双边力矩传感器，力矩传感器的形变发生部分在受力时就会产生极为细微的扭力形变，通过测量形变发生部分表面的细微形变信号即可得出当前踩踏的力矩的大小，并将其转换成电压信号，传送给控制器，使控制器能够更加合理的分配电机助力，使骑行舒适，环保节能；内齿轮与外齿轮啮合的方式传导力矩，可靠性好，灵敏度高。

作为优选技术手段：所述的内外齿轮为圆柱直齿轮。圆柱直齿轮在传导力矩时，传导损失小，相比于其他齿轮结构，灵敏度更高。

作为优选技术手段：所述的电机组件包括线定子、转子和端罩，线定子固定设于端罩内，端罩通过螺钉固定在机壳的端罩接口上，端罩与机壳一起形成封闭外壳，转子轴的一端通过轴承与机壳可转动连接，转子轴的另一端通过轴承与端罩可转动连接。结构简单，有效地实现了电机组件的连接固定。

作为优选技术手段：所述的控制器上设有挂钩，所述的机壳上位于控制器的一侧设有可拆卸地封盖，所述的封盖内壁设有钩槽，挂钩的钩柄带有弹性结构，钩柄在涂胶水后嵌于钩槽中，钩柄侧向弹压在挂钩槽侧壁。有效地实现了控制器地连接固定，结构简单，通过胶水和钩柄的双固定方式，固定牢固可靠，可拆卸封盖便于拆卸维护。

作为优选技术手段：所述的机壳包括左右两外壳，两外壳之间通过螺杆固定。结构简单，安装方便，便于制造。

作为优选技术手段：所述的机壳采用铝合金材料。可有效降低重量，相比于工程塑料，铝合金材料便于精加工，最终尺寸精度高，并且受环境温度影响小，综合性能好。

作为优选技术手段：所述的一级传动大齿轮为尼龙材料制成。在满足工作需求的基础上，可有效降低材料成本，减轻整机重量。

作为优选技术手段：所述的辅助动力输出盘为十字盘，十字盘的4个端部设有连接固定孔。可根据需要选择采用牙盘或皮带轮连接，可适应不同的中置电机使用需求。

有益效果：

1．二级齿轮传动机构通过合理的减速比，降低电机转速输出，提高电机扭矩输出，可有效的提升传动效果。

2．一级传动大齿轮采用尼龙材料，其具有的机械强度、耐磨性以及耐腐蚀性满足电机工作需要，可有效降低生产成本，减轻整机重量。

3．压变式双边力矩传感器通过内外齿轮啮合的方式传导感应力矩，可靠性好，灵敏度高，使骑行舒适，环保节能。

4．通过把单向离合器设于中轴上，可以有效地将电机动力通过减速系统传递到轮毂上，而轮毂的转动不会电机带动，实现单向传动。

5．控制器通过挂钩配合专用胶水的双固定方式，可以稳定可靠地直接固定在机壳的钩槽中，保证了电机在工作过程中，控制器安装牢固、稳定。

附图说明

图1是本实用新型破壳后的结构示意图。

图2是本实用新型去除机壳后的结构示意图。

图3是本实用新型剖面结构示意图。

图4是本实用新型从动大齿轮结构示意图。

图中：1-机壳；2-电机组件；3-一级传动大齿轮；4-从动大齿轮；5-中轴；6-辅助动力输出盘；7-封盖；8-端罩；9-力矩传感器；10-单向离合器；11-控制器；12-挂钩；13-二级传动小齿轮；201-转子轴；202-转子；203-线定子；20101-传动齿轮；401-输入齿部；402-轴承外档；403-输出齿部；601-连接固定孔；901-形变发生部分；902-形变感应部分；903-固定板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-4所示，一种二级传动助力车中置电机，包括机壳1、电机组件2、传动组件、中轴5、控制器11、单向离合器10、力矩传感器9和辅助动力输出盘6，电机组件2与中轴5之间通过传动组件连接，电机组件2包括设有传动齿轮20101的转子轴201，传动组件为二级齿轮减速系统，包括一级传动大齿轮3、带轮轴的二级传动小齿轮13和从动大齿轮4，一级传动大齿轮3与转子轴201的传动齿轮20101啮合，一级传动大齿轮3固定于二级传动小齿轮13的轮轴上，二级传动小齿轮13与从动大齿轮4啮合，从动大齿轮4与中轴5为同心结构，从动大齿轮4与中轴5之间设有单向离合器10，从动大齿轮4与辅助动力输出盘6传动连接；力矩传感器9设于中轴5上，力矩传感器9与控制器11电连接。

为了获得更好地传动效果，转子轴201的传动齿轮20101、一级传动大齿轮3、二级传动小齿轮13和从动大齿轮4均为圆柱斜齿轮。采用圆柱斜齿轮相比于直齿轮具有承受更高的扭矩冲击，并且动力传输更平稳，可有效降低辅助动力输出时的顿挫感，传动效果更好。

为了实现了动力输出，二级传动小齿轮13的轮轴通过轴承可转动地连接于机壳1内；从动大齿轮4包括输入齿部401、输出齿部403及设于输入齿部401和输出齿部403之间的轴承外档402，从动大齿轮4通过轴承外档402上设置的轴承与机壳1可转动连接，输出齿部403位于机壳1外，与设有内齿轮的辅助动力输出盘6啮合连接。结构简单，有效地实现了动力通过从动大齿轮4传递给辅助动力输出盘6。

为了实现灵敏地力矩感应，力矩传感器9为压变式双边力矩传感器9，包括形变发生部分901、形变感应部分902和固定板903，单向离合器10与力矩传感器9的形变发生部分901通过内外齿轮啮合，力矩传感器9的形变发生部分901与中轴5通过内外齿轮啮合，形变感应部分902通过固定板903固定于机壳1内。力矩传感器9为直接安装在中轴5上的压变式双边力矩传感器9，力矩传感器9的形变发生部分901在受力时就会产生极为细微的扭力形变，通过测量形变发生部分901表面的细微形变信号即可得出当前踩踏的力矩的大小，并将其转换成电压信号，传送给控制器11，使控制器11能够更加合理的分配电机助力，使骑行舒适，环保节能；内齿轮与外齿轮啮合的方式传导力矩，可靠性好，灵敏度高。

为了更灵敏地感应力矩，内外齿轮为圆柱直齿轮。圆柱直齿轮在传导力矩时，传导损失小，相比于其他齿轮结构，灵敏度更高。

为了实现电机组件2的连接固定，电机组件2包括线定子203、转子202和端罩8，线定子203固定设于端罩8内，端罩8通过螺钉固定在机壳1的端罩8接口上，端罩8与机壳1一起形成封闭外壳，转子轴201的一端通过轴承与机壳1可转动连接，转子轴201的另一端通过轴承与端罩8可转动连接，转子202中的磁钢20201通过胶水固定在转子202的磁钢槽中。结构简单，有效地实现了电机组件2的连接固定。

为了可靠地固定控制器11并且方便维护，控制器11上设有挂钩12，机壳1上位于控制器11的一侧设有可拆卸地封盖7，封盖7内壁设有钩槽，挂钩12的钩柄带有弹性结构，钩柄在涂胶水后嵌于钩槽中，钩柄侧向弹压在挂钩12槽侧壁。有效地实现了控制器11地连接固定，结构简单，通过胶水和钩柄的双固定方式，固定牢固可靠，可拆卸封盖7便于拆卸维护。

为了便于制造，机壳1包括左右两外壳，两外壳之间通过螺杆固定。结构简单，安装方便，便于制造。

为了实现较好的综合性能，机壳1采用铝合金材料。可有效降低重量，相比于工程塑料，铝合金材料便于精加工，最终尺寸精度高，并且受环境温度影响小，综合性能好。

为了减轻重量，一级传动大齿轮3为尼龙材料制成。在满足工作需求的基础上，可有效降低材料成本，减轻整机重量。

为了适应不同中置电机使用需求，辅助动力输出盘6为十字盘，十字盘的4个端部设有连接固定孔601。可根据需要选择采用牙盘或皮带轮连接，可适应不同的中置电机使用需求。

工作时，人力蹬踏电动助力车时，中轴5跟随旋转，力矩传感器9形变发生部分901在传递力矩的同时，随着传递力矩的大小而发生相应的形变，此形变会根据施加力矩的大小线性变化，力矩传感器9将形变量转化成电压信号并输出，电压信号值会随着形变发生部分901形变量的大小线性变化；电压信号传递到力矩传感器9形变感应部分902，并通过信号引出线传递到外部控制器11中。

控制器11根据接收到的电压信号值，计算出人力脚踏力矩的大小，然后控制电机组件2输出电机功率。

电机组件2接收到控制器11的指令后，转子202转动，转子轴201作为主动轮通过其上的传动齿轮20101，带动一级传动大齿轮3转动，一级传动大齿轮3由于安装在二级传动小齿轮13的轮轴上，所以二级传动小齿轮13随一级传动大齿轮3一起转动；二级传动小齿轮13轴通过与从动大齿轮4的啮合，带动从动大齿轮4转动；从动大齿轮4与单向离合器10的轴环配合，带动单向离合器10转动；单向离合器10与力矩传感器9的形变发生部分901通过内外齿轮啮合，力矩传感器9的形变发生部分901与中轴5通过内外齿轮啮合，从而带动中轴5转动，实现助力效果。

以上图1-4所示的一种二级传动助力车中置电机是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。