高扭力动力模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力传动的技术领域，特别是一种应用在需要高扭力、低转速、低成本、寿命长与精密度要求低的高扭力动力模块。
【背景技术】
[0002]传统中，一电动机、一内燃机或一马达等高速运转的动力装置，为能够制做成一低转速与一高扭力的传动设备，通常地藉由一减速器让该动力装置能够由一高转速与一低扭力的动力源转换成一低转速与高扭力的动力源。举例而言，传统的该减速器包含一齿轮减速器(Gear reducer) > 一蜗轮减速器(Worm wheel reducer) > 一行星减速器(Planetarygears)与一谐波减速器(Harmonic drive)等。
[0003]然而，在体积的考虑之下，若制作体积小的减速器，则仅能获得较低的减速比，代表的有该齿轮减速器、该蜗轮减速器与该行星减速器。若要获得高减速比的减速器，则该等减速器必须会导致体积变大、结构复杂与零件变多等缺点。
[0004]为能够解决上述的问题，遂发展出体积小、重量轻、精密度高与零件少的该谐波减速器；但，该谐波减速器另外产生成本高与寿命短的缺点。
[0005]有鉴于此，本发明提出一种具有闻扭力、低成本与寿命长等的闻扭力动力I旲块，以解决现有技术的缺失。
【发明内容】
[0006]本发明的第一目的提供一种高扭力动力模块，藉由一高减速比的一减速单元，能将一高转速与一低扭力的一电机转换成一低转速与一高扭力一动力源，以达到低转速、高扭力、体积小、寿命长、重量轻与成本低等目的。
[0007]本发明的第二目的根据上述的高扭力动力模块，可应用于精密度要求不高的单一动力源或复数动力源的传动机构，例如一电动车、一电动自行车或一电动铁卷门等的传动机构。
[0008]本发明的第三目的根据上述高扭力动力模块，藉由调整该减速单元中的一圆形外齿齿轮的轮齿数量与一环状内齿齿轮的轮齿数量，而达到高减速比的目的。
[0009]为达到上述的目的与其它目的，本发明提供一种高扭力动力模块包含一动力单元与一减速单兀。该动力单兀具有一第一转速以及一第一扭力。基于该第一转速与该第一扭力的乘积，该动力单元输出一第一马力。该减速单元耦接该动力单元。该减速单元将该第一转速降低至一第二转速，以及将该第一扭力提升至一第二扭力。基于该第二转速与该第二扭力的乘积，该减速单元输出一第二马力。
[0010]与现有技术相较，本发明提供一种高扭力动力模块，利用一高转速与一低扭力的电机配合一高减速比的一减速单兀，让该电机转换成一低转速与一高扭力的一动力源输出，而该高扭力动力模块特别地适合精密度要求不是特别高，但却在体积、重量、寿命与成本上有较高要求的驱动机构中。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例的高扭力动力模块的爆炸示意图。
[0012]附图标记说明:10_电动自行车动力模块；12-动力单元；14-减速单元；142-偏心轴；144_轴承；146_圆形外齿齿轮；1462_第一轮齿；1464_限位柱；148_环状内齿齿轮；1482-第二轮齿；1410-限位盘；14102-圆孔^P1-第一马力;HP2-第二马力。
【具体实施方式】
[0013]为充分了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体之实施例，并配合所附之图式，对本发明做一详细说明，说明如后:
[0014]请参考图1所示的本发明实施例的高扭力动力模块的爆炸示意图。在图1中，该高扭力动力模块10包含一动力单元12与一减速单元14。
[0015]该动力单元12具有一第一转速(高转速)以及一第一扭力(低扭力)的一动力源输出，例如该动力单兀12为一电机。该动力单兀12输出一第一马力HP1 (horsepower)。该马力为该第一转速与该第一扭力的乘积。
[0016]该减速单元14耦接该动力单元12，以接收来自于该动力单元12所输出的该第一马力HP115该减速单元14的功能系将该第一转速降低至一第二转速，以及让该第一扭力提升至一第二扭力。因而，该减速单元14输出一第二马力HP2。
[0017]具体地说，减速单元14包含一偏心轴142、一轴承144、一圆形外齿齿轮146、一环状内齿齿轮148与一限位盘1410。该偏心轴142与该轴承144组装后，一同贯穿该圆形内齿轮146。该圆形外齿轮146结合该限位盘1410。该圆形外齿齿轮146局部地啮啮合该环状内齿齿轮148。
[0018]偏心轴142的中心孔轴与该减速单元14的中心同轴，其中该偏心轴142的管壁厚度不均。
[0019]圆形外齿齿轮146在外缘具有复数第一轮齿1462,该等第一轮齿1462的数量为一第一齿数Tl。该圆形外齿齿轮146局部地啮合该环状内齿齿轮148。该圆形外齿齿轮146设置有复数限位柱1464，供与该限位盘1410结合。
[0020]环状内齿齿轮148在内缘具有复数第二轮齿1482。该等第二轮齿1482的数量为一第二齿数T2。
[0021]限位盘1410包含有复数圆孔14102。该等圆孔14102的直径大于该等限位柱1464的直径。
[0022]减速单元14的动作原理:当该偏心轴142转动时，该偏心轴142经由该轴承144推动该圆形外齿齿轮146。由于该偏心轴142的管壁厚度不均匀，因此该圆形外齿齿轮146作动时，该圆形外齿齿轮146的轴心并非固定的。再者，该圆形外齿齿轮146本身不会随着该偏心轴142旋转(即该圆形外齿齿轮146不以自己的轴心作旋转动作)。该圆形外齿齿轮146仅是藉由该等限位柱1464而被限制在该等圆孔14102作微小的移动。在移动的过程中，该圆形外齿齿轮146部份的该等第一轮齿1462会不断地啮合该环状内齿齿轮148部份的该等第二轮齿1482。由于该等第一轮齿1462与该等第二轮齿1482之间齿数数目不相同，因此造成该环状内齿齿轮148缓慢地旋转。
[0023]减速单元14的一减速比RR (reduct1n rat1)的定义为该第二齿数T2与一齿数差D的比值。该齿数差D为该第一齿数Tl与该第二齿数Τ2之间的齿差。因此,该减速比RR的数学表达式如下所示:
[0024]RR=T2/D
[0025]值得注意的是，本发明的该减速单元14的减速比RR远大于传统一行星减速器的减速比。
[0026]举例而言,动力单元12输出转速3000每分钟转速(Revolut1n Per Minute, rpm)以及扭力I牛顿米(Newton-meter)的一电机动力源，以及该减速单元14的该减速比RR为30。当该动力单元12连接该减速单元14之后，该减速单元14输出一转速10rpm以及扭力30牛顿米的一动力源。相较于该动力单元12原有的该电机动力源,该动力单元12的转速由3000rpm (高转速)降至10rpm (低转速)，以及该扭力由INm (低扭力)提升至30Nm (高扭力)。
[0027]于一应用中，该高扭力动力模块10可应用在一电动车。该电动车具有一传动齿轮组。该传动齿轮组连接该高扭力动力模块10。当该电动车被启动时，该高扭力动力模块10中的该动力单兀12(即一电动马达)也随之输出具有一高转速与一低扭力的一电机动力源。该电机动力源经由该减速单元14之后，该电机动力源降低了转速以及提升扭力。此外，该电动车采用本发明的该高扭力动力模块将具有许多的优势。举例而言(I)因为该高扭力动力模块10体积小，故可以设计轻量化的车体；(2)因为该减速单元14的使用寿命长，让该高扭力动力模块10的操作寿命不受该减速单元14的影响；以及(3)因为采用高转速与低扭力的该电动马达，因此相较于传统的一低转速与一高扭力的一电动马达，本发明明显具有成本低的优势。
[0028]本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明之范围。应注意的是，举凡与该实施例等效之变化与置换，均应设为涵盖于本发明之范畴内。因此，本发明之保护范围当以申请专利范围所界定者为准。
【主权项】
1.一种高扭力动力模块，包含: 一动力单元，具有一第一转速以及一第一扭力，基于该第一转速与该第一扭力的乘积，该动力单兀输出一第一马力；以及 一减速单元，稱接动力单元，该减速单元将该第一转速降低至一第二转速，让该第一扭力提升至一第二扭力，基于该第二转速与该第二扭力的乘积，该减速单元输出一第二马力。2.如权利要求1所述的高扭力动力模块，其中该减速单元包含一偏心轴、一轴承、一圆形外齿齿轮、一环状内齿齿轮与一限位盘，该偏心轴与该轴承组装之后，一同贯穿该圆形外齿齿轮，该圆形外齿齿轮结合该限位盘，以及该圆形外齿齿轮局部地啮合该环状内齿齿轮。3.如权利要求2所述的高扭力动力模块，其中该圆形外齿齿轮具有一第一齿数，以及该环状内齿齿轮具有一第二齿数，该第一齿数与该第二齿数之间具有一齿数差，该第二齿数与该齿数差的比值为一减速比。
【专利摘要】本发明公开了一种高扭力动力模块，其包含一动力单元与一减速单元。该动力单元输出具有一第一转速以及一第一扭力的一第一马力。该减速单元将该第一转速降低至一第二转速，以及将该第一扭力提升至一第二扭力。该减速单元输出一第二马力。本发明藉由该减速单元让一高转速与一低扭力的动力源输出成一低转速与一高扭力的一动力源，而该高扭力动力模块具有低转速、高扭力、小体积与低成本等的优点。
【IPC分类】F16H1/10
【公开号】CN104896015
【申请号】CN201410074746
【发明人】叶骏绅
【申请人】苏州悍猛谐波机电有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月3日