本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種分體式電力驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

自行車是常見的交通工具之一，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展，電動自行車也越來越多，現(xiàn)有的電動自行車，通常采用輪轂電機(jī)驅(qū)動，對于中置電機(jī)驅(qū)動的自行車，通常需要更換車架，使得五通能安裝固定電機(jī)，部分電機(jī)雖然不需要更換五通，但安裝固定相對復(fù)雜，且電機(jī)直驅(qū)時的扭力小，助力不理想，對于傳統(tǒng)的自行車的電動改造，通常也采用輪轂電機(jī)的方式，缺乏一種方便固定又比較廉價的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，公開了一種分體式電力驅(qū)動裝置，包括驅(qū)動電機(jī)、齒輪組、力矩中軸和用于固定上述組件的五通管，其中，所述驅(qū)動電機(jī)固定在所述五通管的一端，所述五通管另一端設(shè)置有所述齒輪組，所述驅(qū)動電機(jī)與所述齒輪組連接并且將動力傳送給所述齒輪組，所述力矩中軸穿過驅(qū)動電機(jī)和所述齒輪組并設(shè)置在所述五通管內(nèi)，所述力矩中軸的兩端分別從所述驅(qū)動電機(jī)中心和所述齒輪組的中心伸出，所述力矩中軸與所述齒輪組的輸出相連，所述驅(qū)動電機(jī)、所述齒輪組、所述力矩中軸與所述五通管同軸設(shè)置布置。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)為無刷內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)、無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)、有刷內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或有刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)中的一種。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，定子、輸出軸和殼體，所述殼體包括本體和蓋體，本體與蓋體通過螺紋固定連接，所述轉(zhuǎn)子與定子同軸套接，所述轉(zhuǎn)子還設(shè)置有輸出軸，所述輸出軸與轉(zhuǎn)子同軸連接，輸出軸中央還設(shè)置有力矩軸孔，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)貼合有永磁體。

進(jìn)一步地，所述定子固定在本體上，所述殼體的所述本體部分設(shè)置有固定軸，所述固定軸為空心圓柱體，所述固定軸中央設(shè)置有輸出軸孔，所述固定軸與所述五通管螺紋配合。

進(jìn)一步地，所述定子固定在所述蓋體上，所述轉(zhuǎn)子同軸套接在所述定子外側(cè)，所述驅(qū)動電機(jī)的所述輸出軸固定在所述轉(zhuǎn)子上，所述輸出軸內(nèi)側(cè)設(shè)置有力矩軸孔，所述蓋體的螺紋旋入方向與所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反。

進(jìn)一步地，所述齒輪組包括太陽輪、行星輪、齒圈、輸出架和支撐架，所述齒圈固定在輸出架上，所述太陽輪與齒圈同軸設(shè)置，所述行星輪圍繞太陽輪成等距環(huán)繞分布，太陽輪依靠行星輪與齒圈連接，所述太陽輪固定在電機(jī)的輸出軸上或直接在電機(jī)的輸出軸制齒，所述行星輪旋轉(zhuǎn)固定在支撐架上，所述支撐架通過螺紋與所述五通管連接固定。

進(jìn)一步地，所述支撐架與輸出架同軸設(shè)置并可相對旋轉(zhuǎn)，所述支撐架與輸出架構(gòu)成齒輪組的殼體，所述支撐架與輸出架依靠軸承連接，所述輸出架外側(cè)設(shè)置有輪齒或者鏈齒。

進(jìn)一步地，所述力矩中軸為貼有傳感器的單軸或套軸，所述套軸包括對插的內(nèi)接軸和外套軸，所述內(nèi)接軸設(shè)置有內(nèi)花鍵和外花鍵，所述外套軸設(shè)置有內(nèi)花鍵和外花鍵，所述內(nèi)接軸的內(nèi)花鍵與外套軸的內(nèi)花鍵連接固定，內(nèi)接軸的外花鍵與外套軸的外花鍵配合連接，構(gòu)成一個加長的整體花鍵，該整體花鍵依靠單向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與齒輪組的輸出架連接。

進(jìn)一步地，所述力矩中軸設(shè)置有線路板，所述線路板通過螺絲鎖定在力矩中軸一側(cè)，或者力矩中軸內(nèi)側(cè)設(shè)置有線路板安裝位，并在該線路板安裝位內(nèi)設(shè)置線路板。

進(jìn)一步地，所述傳感器使用的是金屬絲傳感器、應(yīng)變片、霍爾永磁體磁鋼組合中的一種。

本發(fā)明取得的有益效果：

1、五通管兩側(cè)對頂設(shè)置有電機(jī)和齒輪組，通過外掛方式與車架五通連接，無需更換車架，即可實現(xiàn)對現(xiàn)有自行車進(jìn)行動力改裝。

2、通過使用與電機(jī)和齒輪組同心同軸設(shè)置的力矩中軸，實現(xiàn)對踩踏力的采集和傳輸，外形美觀，集成度高

3、設(shè)置有齒輪組并利用齒輪組直接驅(qū)動與齒圈和輪齒一體設(shè)計的輸出架，實現(xiàn)電機(jī)動力的減速輸出，同時簡化結(jié)構(gòu)降低重量，有效控制成本。

4、通過設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的輸出架，并讓輸出架與支撐架組合成殼體，在保證齒輪組驅(qū)動輸出功能的同時，實現(xiàn)了對齒輪組的有效保護(hù)。

5、通過設(shè)置單向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，保證了人力和電機(jī)動力的合力輸出，共同驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，同時在人力停止輸出時能使得人力與電機(jī)輸出分離，避免曲柄更轉(zhuǎn)，保證了者的人身安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種分體式電力驅(qū)動裝置的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種分體式電力驅(qū)動裝置力矩中軸和傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種分體式電力驅(qū)動裝置力矩中軸的線路板另一種安裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種分體式電力驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置另一種安裝方式結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記如下：

1、驅(qū)動電機(jī)，2、齒輪組，3、力矩中軸，4、五通管，5、單向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，6、傳感器，7、線路板安裝位，8、線路板，11、轉(zhuǎn)子，12、定子，13、輸出軸，14、殼體，141、本體，142，蓋體，143、固定軸，15、永磁體磁鋼，21、太陽輪，22、行星輪，23、齒圈，24、輸出架，25、支撐架，26、輪齒。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-3所示，本發(fā)明的一種分體式電力驅(qū)動裝置，包括驅(qū)動電機(jī)1、齒輪組2、力矩中軸3和用于固定上述組件的五通管4，其中，驅(qū)動電機(jī)1固定在五通管4的一端，五通管4另一端設(shè)置有齒輪組2，驅(qū)動電機(jī)1與齒輪組2連接并且將動力傳送給齒輪組2，力矩中軸3穿過驅(qū)動電機(jī)1和齒輪組2并設(shè)置在五通管4內(nèi)，力矩中軸3的兩端分別從驅(qū)動電機(jī)1中心和齒輪組2的中心伸出，力矩中軸3與齒輪組2的輸出相連，驅(qū)動電機(jī)1、齒輪組2、力矩中軸3與五通管4同軸設(shè)置布置。具體為：

車架設(shè)置有五通管4，五通管4兩側(cè)對頂布置有驅(qū)動電機(jī)1和齒輪組2，力矩中軸3設(shè)置在五通管4中間，力矩中軸3的兩端分別伸出于驅(qū)動電機(jī)1和齒輪組2外，力矩中軸3一端與齒輪組的輸出連接。

驅(qū)動電機(jī)1為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子11、定子12、輸出軸13和殼體14，其中，殼體14為由本體141和蓋體142組成的空心圓柱形結(jié)構(gòu)，本體141和蓋體142依靠螺紋旋接固定，殼體內(nèi)側(cè)同軸設(shè)置有轉(zhuǎn)子11和定子12，轉(zhuǎn)子11中央同軸固定設(shè)置有輸出軸13，輸出軸13同軸設(shè)置有力矩軸孔，轉(zhuǎn)子11與輸出軸13構(gòu)成“山”字形結(jié)構(gòu)，該輸出軸13穿過電機(jī)定子12，并可相對定子12自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子11內(nèi)側(cè)貼合有永磁體磁鋼15，電機(jī)定子12固定在本體141上，該殼體14的本體部分設(shè)置有固定軸143，固定軸143為空心圓柱體，固定軸143中央設(shè)置有輸出軸孔，固定軸143與五通管4螺紋配合，實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)1的固定。

為降低電機(jī)運行阻力并實現(xiàn)對各個組件的支撐，驅(qū)動電機(jī)1的蓋體141中央設(shè)置有軸承，力矩中軸3穿過該軸承內(nèi)側(cè)，實現(xiàn)對力矩中軸3的支撐固定，本體141的固定軸143內(nèi)側(cè)設(shè)置有軸承，輸出軸13穿過軸承內(nèi)圈并實現(xiàn)對輸出軸13的支撐。

如圖4上述驅(qū)動電機(jī)1的結(jié)構(gòu)還可以為，定子12設(shè)置在蓋體142上，并與蓋體142固定。轉(zhuǎn)子11同軸套接在定子12外側(cè)，驅(qū)動電機(jī)1輸出軸13設(shè)置在轉(zhuǎn)子11正面，即，與“山”字形的電機(jī)轉(zhuǎn)子11的輸出軸13方向相反，電機(jī)輸出軸13內(nèi)側(cè)設(shè)置有力矩軸孔，蓋體142通過螺紋與本體141連接實現(xiàn)固定，進(jìn)而實現(xiàn)對定子12的固定連接。在該種方式下，蓋體142的螺紋旋入方向應(yīng)與轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)方向相反，以保證電機(jī)在驅(qū)動過程中，可通過反作用力實現(xiàn)本體141與蓋體142的自緊。

上述的驅(qū)動電機(jī)1也可采用內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，但是，不論采用有刷電機(jī)或無刷電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)或外轉(zhuǎn)子電機(jī)，電機(jī)的輸出軸13都應(yīng)該同軸開設(shè)軸孔以供力矩中軸3穿入。

所述齒輪組2包括太陽輪21、行星輪22、齒圈23、輸出架24和支撐架25，其中，太陽輪21與齒圈23同軸同層設(shè)置，數(shù)個行星輪22圍繞太陽輪21呈環(huán)形等距分布，太陽輪21依靠行星輪22與齒圈23連接，其中行星輪22的旋轉(zhuǎn)軸固定在支撐架25上，該支撐架25通過螺紋與五通管4連接固定，中央設(shè)置有輸出軸孔，驅(qū)動電機(jī)1的輸出軸穿過輸出軸孔，通過軸承連接，并使得輸出軸13可自由轉(zhuǎn)動。齒圈23與輸出架24連接，齒圈23設(shè)置在輸出架24內(nèi)側(cè)，輸出架24外側(cè)設(shè)置有鏈齒或輪齒26用于連接鏈輪或齒輪并進(jìn)一步傳動車輪輸出，輸出架24與支撐架25同軸布置并依靠軸承連接，輸出架24與支撐架25構(gòu)成齒輪組殼體，輸出架24與支撐架25可相互自由轉(zhuǎn)動。

上述齒輪組2也可替換成普通雙層傳動齒輪組的組合傳動結(jié)構(gòu)，僅需保證電機(jī)能驅(qū)動外側(cè)齒圈23運轉(zhuǎn)即可。

其中太陽輪21可套接在電機(jī)的輸出軸13上，當(dāng)然也可直接在電機(jī)的輸出軸13上制齒。

上述的齒輪可使用直齒輪、斜齒輪、人字齒輪等，在此不加以限制。

特別的，輸出架24中心部分設(shè)置有花鍵，該花鍵用于和力矩中軸的花鍵連接，實現(xiàn)電機(jī)與人力同時驅(qū)動，花鍵外側(cè)套接有單向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)5，該單向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)5可使用單向軸承、超越離合器或棘輪，使得電機(jī)動力可以和人力斷開，避免了軸跟轉(zhuǎn)導(dǎo)致危險。

如圖1-2所示，力矩中軸3為兩段式套接的中軸，該力矩中軸3包括內(nèi)接軸31和外套軸32，內(nèi)接軸31為階梯式，內(nèi)接軸31在較細(xì)一側(cè)設(shè)置有第一花鍵，內(nèi)接軸31在較大一側(cè)設(shè)置有第二花鍵，外套軸32內(nèi)部設(shè)置有第三花鍵套，外套軸32的外側(cè)設(shè)置有第四花鍵，其中，內(nèi)接軸31的第一花鍵與外套軸32的第三花件套緊密配合，內(nèi)接軸31的第二花鍵與外套軸32的第四花鍵構(gòu)成整體，外套軸32的外側(cè)表面，貼布有傳感器6。該傳感器6用于感測軸形變，實現(xiàn)力矩測量，特別的是，內(nèi)接軸31的第二花鍵寬度小于外套軸32的第四花鍵寬度，保證在踩踏時，均能有力矩輸出并使得內(nèi)花鍵的扭動形變能被控制在合適范圍內(nèi)，避免傳感器6損壞失效或軸斷裂。

當(dāng)然，上述的力矩中軸也可以是整根軸，此時只具有單邊力矩輸出。上述的傳感器6使用的是金屬絲傳感器、應(yīng)變片、霍爾永磁體磁鋼組合等。

此外，在軸的一端內(nèi)側(cè)還設(shè)置有線路板安裝位7，線路板安裝位7內(nèi)設(shè)置有傳感器6控制線路板8。該線路板8采用有線傳輸或無線發(fā)射方式傳輸力矩中軸的輸出信號。

請參閱圖3，作為另一種安裝方式，控制板還可設(shè)置在軸的端部通過外掛方式與軸連接，此時，無需在軸內(nèi)側(cè)設(shè)置線路板安裝位7，并可將線路板8與曲柄的鎖定螺絲做成一體。

本發(fā)明一種分體式電力驅(qū)動裝置的有益效果為：

1、五通管兩側(cè)對頂設(shè)置有電機(jī)和齒輪組，通過外掛方式與車架五通連接，無需更換車架，即可實現(xiàn)對現(xiàn)有自行車進(jìn)行動力改裝。

2、通過使用與電機(jī)和齒輪組同心同軸設(shè)置的力矩中軸，實現(xiàn)對踩踏力的采集和傳輸，外形美觀，集成度高

3、設(shè)置有齒輪組并利用齒輪組直接驅(qū)動與齒圈和輪齒一體設(shè)計的輸出架，實現(xiàn)電機(jī)動力的減速輸出，同時簡化結(jié)構(gòu)降低重量，有效控制成本。

4、通過設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的輸出架，并讓輸出架與支撐架組合成殼體，在保證齒輪組驅(qū)動輸出功能的同時，實現(xiàn)了對齒輪組的有效保護(hù)。

5、通過設(shè)置單向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，保證了人力和電機(jī)動力的合力輸出，共同驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，同時在人力停止輸出時能使得人力與電機(jī)輸出分離，避免曲柄更轉(zhuǎn)，保證了者的人身安全。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。