一种轮毂电动机驱动装置及电动车的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种轮毂电动机驱动装置及电动车。

背景技术：

近年来，电动车作为一种环保、节能的交通工具已经逐渐被广大消费者所接受，无论在国内还是国外，电动车在世界范围内的销量也在逐年增加，电动车替代自行车的趋势逐步扩大，而电动车轮毂驱动装置作为电动车的核心部件，其质量的好坏往往决定着电动车整体的优劣。

目前市面上的电动车轮毂驱动装置主要分为两大类，直驱驱动装置和传统带齿驱动装置；其中，所述直驱驱动装置的缺点是体积大，输出扭矩小，爬坡吃力，遇大负载容易烧坏；传统带齿驱动装置虽然较直驱电机扭矩有所提升，但是体积仍然较大，影响外观。并且，为实现齿轮传动较大的传动比，现有驱动装置(电机)一般会使用断轴设计，所述断轴设计是指将中心轴分成三段，用于把太阳轮做小，从而增加传动比；但是这种结构将导致整个芯轴强度削弱；传统驱动装置还有使用定轴中空出线，也就是在定轴中部开设通孔将出线端引出，这也同样会削弱芯轴强度。所以，现有的轮毂驱动装置会极大的降低电动车整体的工作可靠性和安全性。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种轮毂电动机驱动装置及电动车，具体地：

第一方面提供了一种轮毂电动机驱动装置，所述装置包括第一驱动机构、中心轴、第二驱动机构和外部壳体，所述第一驱动机构、中心轴、第二驱动机构均位于所述外部壳体内，且所述第一驱动机构和第二驱动机构均套设在所述中心轴上；

所述第二驱动机构包括与所述中心轴过盈配合的单向器，以及依次向外套设在所述中心轴上的空心轴套、太阳轮和双联行星齿轮；并且所述空心轴套的一端与所述第一驱动机构固定连接，所述空心轴套的另一端与所述太阳轮的内圈固定连接，所述太阳轮的外圈与所述双联行星齿轮的内侧相啮合；

所述第二驱动机构还包括第一配合组件和第二配合组件；

所述第一配合组件包括固定连接的左行星架和右行星架；所述左行星架和右行星架上均设置有轴承；所述左行星架的轴承的内侧与所述双联行星齿轮的一端过盈配合，所述右行星架的轴承的内侧与所述双联行星齿轮的另一端过盈配合；并且，所述太阳轮与所述双联行星齿轮相啮合的位置，靠近所述左行星架；

所述第二配合组件包括左齿圈和右齿圈，所述左齿圈和右齿圈均在所述双联行星齿轮的外侧的中部与所述双联行星齿轮相啮合；并且，所述左齿圈与所述外部壳体固定连接，所述右齿圈通过辅助件与所述单向器固定连接。

进一步地，所述第一驱动机构包括电机转子和嵌线定子；所述嵌线定子和电机转子依次套设在所述中心轴上；

并且所述嵌线定子与所述中心轴固定连接；所述电机转子与所述空心轴套的一端固定连接。

进一步地，所述外部壳体包括左端盖、主壳体和右端盖；

所述主壳体的一端与所述左端盖的一端相固定，所述主壳体的另一端所述右端盖的一端相固定；所述左端盖的另一端与所述右端盖的另一端均套设在所述中心轴上，使所述左端盖、主壳体、右端盖和中心轴构成封闭的空间结构，所述第一驱动机构和第二驱动机构均位于所述空间结构内；

并且，所述左端盖上开设有出线孔，与所述嵌线定子的绕组出线端相连的电源线缆贯穿所述出线孔。

进一步地，所述双联行星齿轮包括行星轮左轮和行星轮右轮；所述行星轮左轮与所述行星轮右轮过盈配合，或是为一体结构。

进一步地，所述轴承的数量为偶数，且在所述左行星架上的轴承的数量与所述右行星架上的轴承的数量相等。

进一步地，所述第一驱动机构还包括磁钢，所述磁钢设置在所述电机转子和嵌线定子之间。

进一步地，所述左行星架和右行星架上均具有凸台，所述凸台上均开设有安装孔；

所述左行星架和右行星架通过连接件在相应凸台的安装孔处进行螺栓连接。

进一步地，所述辅助件为固定支架，所述固定支架设置在所述右行星架靠近所述外部壳体的空间结构内；

并且，所述固定支架的一端与所述右齿圈的端面相固定，所述固定支架的另一端与所述单向器相连接。

进一步地，所述第二驱动机构还包括定位件，所述定位件包括左垫片和右垫片；

所述左垫片位于所述左行星架与所述电机转子之间，所述右垫片位于所述右行星架和所述固定支架之间。

第二方面提供了一种电动车，包括上述的装置；还包括车轮和多个辐条；所述辐条以所述中心轴的中点所在的垂直面为对称面，对称设置在所述轮毂电机的两侧。

本发明提供的轮毂电动机驱动装置，在车子向前运行时，所述装置第一驱动机构中的转子进行转动，其中，转子与空心轴套的一端固定，使得转子的转动带动所述空心轴套转动；空心轴套的另一端与太阳轮的内圈固定连接，使得空心轴套带动所述太阳轮转动；所述太阳轮的外圈与双联行星齿轮的内侧相啮合，使得太阳轮带动双联行星齿轮转动；其中设置在左右行星架上的轴承均与所述双联行星齿轮过盈配合，并且，所述左齿圈与所述双联行星齿轮相啮合，使得双联行星齿轮带动所述左齿圈转动，同时，左行星架和右行星架同时转动；最后，因为左齿圈与外部壳体相固定，所以，左齿圈带动外部壳体转动；最终驱动所述轮毂驱动装置对应的整车向前行驶。此时的单向器处于啮合状态也就是工作状态，单向器通过固定支架与右齿圈固定连接，所述右齿圈不转动。

本发明提供的轮毂电动机驱动装置，当车子往前滑行时(也就是没有电动力，车子下坡或是因惯性向前走的情况下)，所述驱动装置对应的轮毂向前滑行，外部壳体的转动带动左齿圈转动，所述左齿圈(向前)带动双联行星齿轮转动，所述双联行星齿轮带动右齿圈转动；因右齿圈的端面通过辅助件与所述单向器连接，所以此时的单向器是转动的，但是是处于空转状态也就是分离状态；这样能够在保护电机的情况下，使车辆顺利往前滑行。

本发明提供的轮毂电动机驱动装置，当车子往后推行时，所述驱动装置对应的轮毂向后推行，外部壳体的转动带动左齿圈转动，左齿圈(向后)带动双联行星齿轮转动，双联行星齿轮带动太阳轮转动，太阳轮带动空心轴套转动，空心轴套进而带动整个电机转子反转；此时单向器处于啮合状态也就是工作状态，车辆顺利向后推行。

本发明通过设置太阳轮与双联行星齿轮相啮合的位置为靠近左行星架的方位；并且，将单向器直接与所述中心轴过盈配合，且通过辅助件(固定支架)将单向器与右齿圈固定连接；这种结构下的轮毂电动机驱动装置不仅使得驱动装置本体可以设计为具有较小的体积的整体结构，而且还能够实现更大的传动比。还有，本发明使用外部壳体的端面出线，中心轴为整轴结构，不会削弱中心轴(定轴)的强度，安全系数高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中提供的一种轮毂电动机驱动装置主要框架图；

图2是本发明实施例中提供的一种轮毂电动机驱动装置结构剖视图；

图3是本发明实施例中提供的一种具有所述轮毂电动机驱动装置的电动车的示意图。

图中：第一驱动机构1，电机转子11，嵌线定子12，磁钢13，电源线缆14，中心轴2，第二驱动机构3，单向器31，空心轴套32，太阳轮33，左行星架34，右行星架35，轴承36，左齿圈37，右齿圈38，固定支架381，双联行星齿轮39，外部壳体4，主壳体41，左端盖421，右端盖422，车轮51，辐条52。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要给与说明的是，本发明的“外侧”和“内侧”的是依照所述装置的中心轴来看的，靠近所述中心轴的那一侧为“内侧”，与所述内侧相对也就是远离所述中心轴的那一侧为“外侧”。本发明中的“左”和“右”是依照所述装置的电机机构来看的，靠近所述电机机构的那一边为“左”，远离所述电机机构的那一边为“右”。

实施例：

本实施例提出了一种轮毂电动机驱动装置，如图1所示，所述装置包括第一驱动机构1、中心轴2、第二驱动机构3和外部壳体4。

具体地，如图2所示，所述第一驱动机构1、中心轴2、第二驱动机构3均位于所述外部壳体4内，且所述中心轴2为固定轴，所述第一驱动机构1和第二驱动机构3均套设在所述中心轴2上；

如图2所示，所述第二驱动机构3包括与所述中心轴2过盈配合的单向器31，以及依次向外套设在所述中心轴2上的空心轴套32、太阳轮33和双联行星齿轮39；并且所述空心轴套32的一端与所述第一驱动机构1固定连接，所述空心轴套32的另一端与所述太阳轮33的内圈固定连接(比如花键连接)，所述太阳轮33的外圈与所述双联行星齿轮39的内侧相啮合。其中，所述双联行星齿轮34包括行星轮左轮和行星轮右轮；所述行星轮左轮与所述行星轮右轮过盈配合，或是为一体结构，图2中所示为行星轮左轮(双联行星齿轮的左侧部分)和行星轮右轮(双联行星齿轮的右侧部分)过盈配合的方式。

所述第二驱动机构3还包括第一配合组件和第二配合组件。具体地：

对于第二驱动机构3中的第一配合组件给与说明的是：所述第一配合组件包括固定连接的左行星架34和右行星架35；并且所述左行星架34和右行星架35上均设置有轴承36，所述轴承36固定在对应的行星架上；具体地，所述左行星架34的轴承36的内侧与所述双联行星齿轮39的一端过盈配合，所述右行星架35的轴承36的内侧与所述双联行星齿轮39的另一端过盈配合。重要的是，所述太阳轮33与所述双联行星齿轮39相啮合的位置，靠近所述左行星架34；使得对应的驱动装置的体积能够设计的更小，以及输出的传送比能够更大。

其中，所述轴承36的数量为偶数，且在所述左行星架34上的轴承36的数量与所述右行星架35上的轴承36的数量相等；优选地，如图2所示，所述左行星架34上的轴承36和所述右行星架35上的轴承36的数量均为3个或是4个；也就是说，所述左行星架上的轴承的数量为3个，右行星架上的轴承的数量为3个；或者，所述左行星架上的轴承的数量为4个，右行星架上的轴承的数量为4个。

其中对于左行星架34与右行星架35的固定连接给与说明的是；所述左行星架34和右行星架35上还均具有凸台，所述凸台上均开设有安装孔；所述左行星架34和右行星架35通过连接件在相应凸台的安装孔处进行螺栓连接锁紧。其中，所述连接件比如为销子、铆钉或铰制孔螺栓等。

对于第二驱动机构3中的第二配合组件给与说明的是：如图2所示，所述第二配合组件包括左齿圈37和右齿圈38，所述左齿圈37和右齿圈38均在所述双联行星齿轮39的外侧的中部与所述双联行星齿轮39相啮合。并且，所述左齿圈37与所述外部壳体4固定连接，具体是与所述外部壳体的主壳体41固定，其中可以是螺钉、销钉等安装连接，还可以是过盈配合。所述右齿圈38通过辅助件与所述单向器31固定连接；并且，所述驱动装置在带动相应的车辆前进时，所述右齿圈38不动；而在驱动装置带动相应的车辆滑行时，右齿圈38因双联行星齿轮39的转动而转动。

详细地，上述的辅助件为固定支架381，如图2所示，所述固定支架381设置在所述右行星架35靠近所述外部壳体4的空间结构内；并且，所述固定支架381的一端与所述右齿圈38的端面相固定，所述固定支架381的另一端与所述单向器31相连接。

优选地，所述第二驱动机构3还包括定位件(图中未示出)，所述定位件包括左垫片和右垫片；所述左垫片位于所述左行星架34与所述电机转子11之间，所述右垫片位于所述右行星架35和所述固定支架381之间。通过定位件的定位将左行星架34与右行星架35固定，防止左、右行星架的串动。

对于所述第一驱动机构1给与说明的是：如图2所示，所述第一驱动机构1包括电机转子11和嵌线定子12；所述嵌线定子12和电机转子11依次套设在所述中心轴2上；并且所述嵌线定子12与所述中心轴2固定连接；所述电机转子11与所述空心轴套32的一端固定连接。所以，电源线缆14通电后，中心轴2为固定轴，对应地，嵌线定子12固定不动；电机转子11转动，进而带动空心轴套32转动。

进一步地，如图2所示，所述第一驱动机构1还包括磁钢13，所述磁钢13设置在所述电机转子11和嵌线定子12之间。其中，所述磁钢13为高磁场强度的磁性材料，优选地，采用采用钕铁錋稀土磁钢13。

对于所述外部壳体4给与说明的是：如图2所示，所述外部壳体4包括左端盖421、主壳体41和右端盖422；所述主壳体41的一端与所述左端盖421的一端相固定，所述主壳体41的另一端与所述右端盖422的一端相固定；所述左端盖421的另一端与所述右端盖422的另一端均套设在所述中心轴2上；其中，所述主壳体41的一端与所述右端盖422的一端的固定方式为螺钉连接或是卡扣连接。所述左端盖421、主壳体41、右端盖422和中心轴2构成封闭的空间结构，所述第一驱动机构1和第二驱动机构3均位于所述空间结构内；并且，所述左端盖421上开设有出线孔，与所述嵌线定子12的绕组出线端相连的电源线缆14贯穿所述出线孔；可见本实施例所述装置的中心轴2为整轴结构，进而具有较高的安全系数。

需要给与说明的是，本实施例中的齿轮采用强度高、重量轻的齿轮结构，比如可以用塑料齿轮、粉末冶金齿轮。

实施例：

本实施例提供了一种电动车，如图3所示，包括上述实施例中的轮毂电动机驱动装置；还包括车轮51和多个辐条52；所述辐条52以所述驱动装置的中心轴的中点所在的垂直面为对称面，对称设置在所述轮毂电动机驱动装置的两侧。

且所述驱动装置的外部壳体上设置有辐条孔，所述辐条的一端集中固定在所述外部壳体上的辐条孔上，另一端均匀安装在所述电动车的轮毂内壁上；从而通过辐条将轮毂电动机驱动装置与车轮51固连，进而带动车轮51前进。

需要给与说明的是，利用本发明所述轮毂电动机驱动装置进行设计的产品不仅仅是用于电动车，还可以是电助力自行车或是自平衡车等一类的产品，均属于本发明的保护范围。

综上所述，本发明提供的轮毂电动机驱动装置，在车子向前运行时，所述装置第一驱动机构中的转子进行转动，其中，转子与空心轴套的一端固定，使得转子的转动带动所述空心轴套转动；空心轴套的另一端与太阳轮的内圈过盈配合，使得空心轴套带动所述太阳轮转动；所述太阳轮的外圈与双联行星齿轮的内侧相啮合，使得太阳轮带动双联行星齿轮转动；其中设置在左右行星架上的轴承均与所述双联行星齿轮过盈配合，并且，所述左齿圈与所述双联行星齿轮相啮合，使得双联行星齿轮带动所述左齿圈转动，同时，左行星架和右行星架同时转动；最后，因为左齿圈与外部壳体固定连接，所以，左齿圈带动外部壳体转动；最终驱动所述轮毂驱动装置对应的整车向前行驶。此时的单向器处于啮合状态也就是工作状态，单向器通过固定支架与右齿圈固定连接，所述右齿圈不转动。

本发明提供的轮毂电动机驱动装置，当车子往前滑行时(也就是没有电动力，车子下坡或是因惯性向前走的情况)，所述驱动装置对应的轮毂向前滑行，外部壳体的转动带动左齿圈转动，所述左齿圈(向前)带动双联行星齿轮转动，所述双联行星齿轮带动右齿圈转动；此时的述单向器处于空转状态也就是分离状态；这样能够在保护电机的情况下，使车辆顺利往前滑行。

本发明提供的轮毂电动机驱动装置，当车子往后推行时，所述驱动装置对应的轮毂向后推行，外部壳体的转动带动左齿圈转动，左齿圈(向后)带动双联行星齿轮转动，双联行星齿轮带动太阳轮转动，太阳轮带动空心轴套转动，空心轴套进而带动整个电机转子反转；此时单向器处于啮合状态也就是工作状态，车辆顺利向后推行。

本发明通过设置太阳轮与双联行星齿轮相啮合的位置为靠近左行星架的方位；并且，将单向器直接与所述中心轴过盈配合，且通过辅助件(固定支架)将单向器与右齿圈固定连接；这种结构下的轮毂电动机驱动装置不仅使得驱动装置本体可以设计为具有较小的体积的整体结构，而且还能够实现更大的传动比。还有，本发明使用外部壳体的端面出线，中心轴为整轴结构，不会削弱中心轴(定轴)的强度，安全系数高。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。