专利名称：一种谐波无刷电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机，特别是一种谐波无刷电机。
背景技术：
电动自行车早期多采用低速电机直接驱动，或者使用中速电机配套行星齿轮减 速，这些驱动机构的体积大、工作效率低，降低了电动自行车的整体性能。随着技术 的不断发展，有人提出了采用高速电机作为动力而提供一种电动自行车的谐波减速驱 动器，谐波驱动器的工作原理为当波发生器旋转时，迫使柔轮由圆变形为椭圆，使 长轴两端附近的齿进入啮合状态，而端轴附近的齿则脱开，其余不同区段上的齿有的 处于逐渐啮入状态，而有的处于逐渐啮出状态。波发生器连续转动时，柔轮的变形部 位也随之转动，使轮齿依次进入啮合，然后又依次退出啮合，从而实现啮合传动。因 此，谐波传动具有以下优点①传动比大，单级减速im可达50 500;②同时啮合的齿 数多，承载能力高；③传动平稳、传动精度高、磨损小；④在大传动比下，仍有较高 的机械效率。
如专利号为200720067031.4的中国实用新型专利《电动自行车新型谐波减速机 构》就公开了一种谐波减速机构，在电动自行车谐波减速机构基础上，将电动机转子 直接固定在谐波发生器套筒外径成为一体，和谐波柔轮同时直接由自行车中轴支撑， 省略了原谐波减速机构中的谐波柔轮套筒。上述专利中省略了谐波柔轮套轴，增加了 电动机径向空间，大大压縮了电动机轴向尺寸，使得电机整体结构更加简单。但是， 上述专利中，动力通过电机转子由谐波发生器传入，并通过谐波柔轮输出，因为动力 直接由谐波柔轮输出，谐波柔轮承受较大的交变载荷柔轮容易发生疲劳损坏，发热严 重，因此，上述专利结构的电机对柔轮制造的抗疲劳强度、加工和热处理要求都很 高，工艺相对复杂，成本高，而且，上述专利中没有设置传感器，启动力矩较大，会 对电机造成一定的磨损，影响电机的使用寿命。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够降低柔 轮的强度要求并有效降低生产成本的谐波无刷电机。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该谐波无刷电机，包括有一 固定设置在电机壳体内的中轴，以及设置在该中轴上的电机和谐波传动装置，其中，所述的电机包括有电机转子和电机定子，所述的谐波传动装置包括有谐波发生器、谐 波刚轮和谐波柔轮，所述电机转子和谐波发生器固定设置于一体，并且，所述电机转 子、谐波发生器、谐波柔轮和所述的中轴为同轴心设置，其特征在于所述谐波柔轮 在输出端设置有一和该谐波柔轮同轴转动的单向传动器，该单向传动器的内圈连接有 动力输出器。
所述的单向传动器可以为滚柱式单向离合器，也可以为楔块式单向离合器，作为 优选，所述的单向传动器为一滚柱式单向离合器，所述的谐波柔轮呈薄壁筒状，该单 向离合器包括有外壳、滚柱、弹簧、活柱和十字块，其中，所述外壳固定连接在所述 谐波柔轮的筒底上，所述十字块上开设有弹簧座和楔形槽，所述弹簧和活柱容置在弹 簧座内，所述滚柱容置于所述的楔形槽内，并且，所述活柱的一端和所述滚柱相抵， 另一端和所述弹簧的一端相抵，该弹簧的另一端固定于所述弹簧座内。
所述的电机壳体内还设置有一霍尔传感器，该霍尔传感器的一侧还设置有一可绕 所述中轴旋转且与该霍尔传感器相对应的传感磁环。于是，控制系统根据霍尔传感器 提供的电机轴在脚踏时的旋转速度和加速度信号来控制电机的运转，实现助力功能。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于在谐波无刷电机的谐波柔轮输出端设 置了一个单向传动器，通过该单向传动器进而再将动力传出给动力输出器，该单向传
动器的设置避免谐波柔轮直接作为输出端输出动力，可以降低对柔轮抗疲劳强度的要 求，简化了柔轮制造工艺，用于制造柔轮的材料可以由普通钢来代替现有技术中价格 较高的铬锰钢，能够有效降低生产成本；同时，在电机内设置了助力霍尔传感系统， 能够保证电动机的非零启动，减少了电机的磨损，延长了电机的使用寿命。
图l为本实用新型实施例的装配结构剖视图2为本实用新型实施例的单向器局部剖视图3为图2所示A-A向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图l、图2和图3所示，为本实用新型的具体实施例，该电机为一谐波无刷电机， 主要应用于电动自行车上，包括有
电机壳体l，壳体1的前后分别设置有前盖11和后盖12，在壳体1内还具有中轴2， 电机和中轴2的设置为现有技术，在本实施例中，中轴2的外部还套设有可用于轴承定 位的中轴套21。
设置在中轴2上的电机和谐波传动装置，其中，电机包括有电机转子31和电机定子32，其中，电机转子31具有四个对极，能够适应高转速，电机转子31和中轴2之间通过 轴承a支撑连接；
谐波传动装置包括有谐波发生器4、谐波刚轮5和谐波柔轮6，电机转子31和谐波发 生器4固定设置于一体，并且，电机转子31、谐波发生器4、谐波柔轮6和中轴2为同轴 心设置，谐波柔轮6呈薄壁筒状，在谐波柔轮6的输出端设置有一和该谐波柔轮6同轴转 动的单向传动器，该单向传动器的内圈连接有动力输出器7，该动力输出器7和中轴套 21之间通过轴承b支撑连接。
本实施例的单向传动器为一滚柱式单向离合器8，该滚柱式单向离合器8包括有外 壳81、滚柱82、弹簧83、活柱84和十字块85，其中，外壳81固定连接在谐波柔轮6的筒 底上，十字块85上开设有弹簧座851和楔形槽852，弹簧83和活柱84容置在弹簧座851 内，滚柱82容置于楔形槽852内，并且，活柱84的一端和滚柱82相抵，另一端和弹簧83 的一端相抵，该弹簧83的另一端固定于弹簧座851内。如图2所示，为滚柱式单向离合 器的工作原理示意图，图中虚线所示为离合器脱开时滚柱在楔形槽内的位置，滚柱式 单向离合器的工作原理为现有技术，在此不做赘述。
在位于后盖12—侧的电机壳体1内还设置有一传感器支架91，在支架91上固定有一 霍尔传感器92，在中轴2上设置有一可绕该中轴2转动并且和该霍尔传感器92相对的传 感磁环93。霍尔传感器92可用于检测电机的旋转方向、速度和加速度，而控制系统则 根据霍尔传感器提供的电机转子位置信号来控制电机的运转。
本实施例的谐波无刷电机通过单向离合器实现动力输出，可以降低对柔轮抗疲劳 强度的要求，因此用于制造柔轮的材料可以由普通钢来代替现有技术中价格较高的铬 锰钢，能够降低成本；另一方面，在电机内设置有霍尔传感器能够实现电机的非零启 动，减少电机的磨损，延长电机的使用寿命。
权利要求1、一种谐波无刷电机，包括有一固定设置在电机壳体内的中轴，以及设置在该中轴上的电机和谐波传动装置，其中，所述的电机包括有电机转子和电机定子，所述的谐波传动装置包括有谐波发生器、谐波刚轮和谐波柔轮，所述电机转子和谐波发生器固定设置于一体，并且，所述电机转子、谐波发生器、谐波柔轮和所述的中轴为同轴心设置，其特征在于所述谐波柔轮在输出端设置有一和该谐波柔轮同轴转动的单向传动器，该单向传动器的内圈连接有动力输出器。
2、 根据权利要求l所述的谐波无刷电机，其特征在于所述的单向传动器为一滚 柱式单向离合器，所述的谐波柔轮呈薄壁筒状，该单向离合器包括有外壳、滚柱、弹 簧、活柱和十字块，其中，所述外壳固定连接在所述谐波柔轮的筒底上，所述十字块 上开设有弹簧座和楔形槽，所述弹簧和活柱容置在弹簧座内，所述滚柱容置于所述的楔形槽内，并且，所述活柱的一端和所述滚柱相抵，另一端和所述弹簧的一端相抵， 该弹簧的另一端固定于所述弹簧座内。
3、 根据权利要求1或2所述的谐波无刷电机，其特征在于所述的电机壳体内还设 置有一霍尔传感器，该霍尔传感器的一侧还设置有一可绕所述中轴旋转且与该霍尔传 感器相对应的传感磁环。
专利摘要一种谐波无刷电机，包括有一固定设置在电机壳体内的中轴，以及设置在该中轴上的电机和谐波传动装置，其中，所述的电机包括有电机转子和电机定子，所述的谐波传动装置包括有谐波发生器、谐波刚轮和谐波柔轮，所述电机转子和谐波发生器固定设置于一体，并且，所述电机转子、谐波发生器、谐波柔轮和所述的中轴为同轴心设置，其特征在于所述谐波柔轮在输出端设置有一和该谐波柔轮同轴转动的单向传动器，该单向传动器的内圈连接有动力输出器。
文档编号F16H1/02GK201352736SQ200920113630
公开日2009年11月25日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者晁会岩 申请人:宁波北斗科技有限公司