本實用新型涉及一種電機，具體地說是一種電動助力自行車的電機。

背景技術(shù)：

電動助力自行車兼具自行車運動休閑以及電動車輕松省力的特點，近年來越來越受市場歡迎。目前，市場上大部分助力控制方案，采用的助力傳感器和電動自行車的輪轂電機分別為獨立的兩個部件。助力傳感器一般安裝于自行車架中軸處，通過助力傳感器測量用戶騎行時的踩踏頻率，并將該信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給控制器，由控制器調(diào)節(jié)PWM占空比，最終實現(xiàn)助力。但是該方案缺點較多：⑴、中軸的助力傳感器，受限于用戶的踩踏頻率(一般最大為120轉(zhuǎn)每分鐘，一般在50-90轉(zhuǎn)每分鐘之間)，信號少，靈敏度有限；⑵、起步時要踩踏一定角度(最小24°)才可啟動助力；⑶、停止踩踏檢測時間長(100毫秒以上)；⑷、助力傳感器采集到的踩踏頻率信息單一且控制器的控制方式受限；⑸當(dāng)前主要有兩種控制方式，一種控制方式是以踩踏信號作為助力開關(guān)，檢測到踩踏信號后調(diào)節(jié)電機達到額定檔位速度，另一種控制方式是將踩踏頻率換算成一定的PWM占空比值，高踏頻輸出高電機轉(zhuǎn)速，但其所輸出的電機轉(zhuǎn)速并不能很好適配用戶踩踏節(jié)奏，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)速超前(出現(xiàn)踏空，空踩)或落后于用戶的踩踏頻率(助力太弱)，以上兩種的體驗并不好；⑹、助力傳感器所需配件較多，安裝精度高，固定方式復(fù)雜，且裸露在外部環(huán)境中，可靠性及穩(wěn)定性差。

現(xiàn)在還有一種方案是在卡基座的內(nèi)壁上固定若干磁鋼，通過磁鋼和傳感器來感應(yīng)轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)速。但是這種方案對電機原來的結(jié)構(gòu)改動較大，才能安裝磁鋼，這樣在生產(chǎn)中會增加成本、加大耗時，也耗費功夫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種對電機原結(jié)構(gòu)改動較小，方便安裝，節(jié)約成本，節(jié)省工時的電動助力自行車的電機。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種電動助力自行車的電機，包括卡基座，在卡基座的端部設(shè)有基座蓋，基座蓋與卡基座聯(lián)動，基座蓋套裝在電機軸上；在基座蓋下面設(shè)有與其聯(lián)動的固定環(huán)，且固定環(huán)內(nèi)嵌置有若干個沿電機軸的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼，在電機軸上設(shè)置有正對磁鋼設(shè)置的踩踏傳感器，踩踏傳感器通過磁鋼的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。

所述若干個磁鋼呈異極相對分布且留有間隙。

所述固定環(huán)中的磁鋼的個數(shù)N＜πr/W，其中r為磁鋼構(gòu)成的環(huán)狀體的內(nèi)徑，W為單個磁鋼的寬度。

所述固定環(huán)上的磁鋼和踩踏傳感器之間留有0.5mm～3mm的間隙，且固定環(huán)與棘輪棘爪機構(gòu)的被驅(qū)動部件之間亦設(shè)有間隙。

還包括棘輪棘爪機構(gòu)和端蓋，卡基座通過棘輪棘爪機構(gòu)單向驅(qū)動端蓋轉(zhuǎn)動，端蓋固定在電機輪轂上且兩者聯(lián)動；所述的端蓋上設(shè)有能夠?qū)崟r采集車輪轉(zhuǎn)動速度的車輪轉(zhuǎn)動傳感器。

所述的棘輪棘爪機構(gòu)包括卡基座的內(nèi)壁上設(shè)置的逆棘器以及塔基軸心件上設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座的內(nèi)壁上設(shè)置的棘爪、以及塔基軸心件上設(shè)置的逆棘器。

所述的塔基軸心件和卡基座構(gòu)成該電機的塔基且塔基軸心件和端蓋固定相連，卡基座在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機構(gòu)將運動傳遞至塔基軸心件、端蓋和電機輪轂。

所述的棘輪棘爪機構(gòu)包括卡基座的延伸部件上設(shè)置的逆棘器以及端蓋上對應(yīng)該逆棘器的連接部位處設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座的延伸部件上設(shè)置的棘爪以及端蓋上對應(yīng)該棘爪的連接部位處設(shè)置的逆棘器。

所述卡基座的延伸部件和端蓋上對應(yīng)該卡基座的延伸部件的連接部位構(gòu)成該電機的塔基，卡基座在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機構(gòu)將運動直接傳遞至端蓋和電機輪轂。

所述的電機驅(qū)動部分包括固定在電機軸上的電機定子、電機轉(zhuǎn)子和行星齒輪減速離合器機構(gòu)，電機定子通電后會使得電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)子驅(qū)動行星齒輪減速離合器機構(gòu)帶動與行星齒輪減速離合器機構(gòu)嚙合的電機輪轂轉(zhuǎn)動。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點：

本實用新型在基座蓋下方直接安裝固定環(huán)，將基座蓋蓋緊卡基座，固定環(huán)上的磁鋼即可與電機軸上的傳感器相互配合，實現(xiàn)辨別主動方向與測量轉(zhuǎn)速的功能，對電機原機構(gòu)改動相當(dāng)?shù)男。啾仍瓉韺⒐潭ōh(huán)固定在卡基座內(nèi)壁上的結(jié)構(gòu)，既省事，又節(jié)省成本，還方便安裝。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基座蓋與固定環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—卡基座；2—棘輪棘爪機構(gòu)；3—端蓋；4—電機輪轂；5—固定環(huán)；6—磁鋼；7—電機軸；8—踩踏傳感器；9—塔基軸心件；10—塔基；11—電機定子；12—電機轉(zhuǎn)子；13—行星齒輪減速離合器機構(gòu)；14-基座蓋。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1-2所示：一種電動助力自行車的電機，包括電機驅(qū)動部分和踩踏驅(qū)動部分，電機驅(qū)動部分包括固定在電機軸7上的電機定子11、電機轉(zhuǎn)子12和行星齒輪減速離合器機構(gòu)13，電機定子11通電后會使得電機轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)子12驅(qū)動行星齒輪減速離合器機構(gòu)13帶動與行星齒輪減速離合器機構(gòu)13嚙合的電機輪轂4轉(zhuǎn)動；踩踏驅(qū)動部分的卡基座1用于安裝卡式飛輪并在卡式飛輪的帶動下通過棘輪棘爪機構(gòu)2單向驅(qū)動端蓋3轉(zhuǎn)動，端蓋3固定在電機輪轂4上且兩者聯(lián)動；卡基座1的端部設(shè)有基座蓋14，基座蓋14與卡基座1聯(lián)動，基座蓋14的下部設(shè)有與其聯(lián)動的固定環(huán)5，固定環(huán)5由非磁性屏蔽材料組成，在固定環(huán)5內(nèi)嵌置有若干個呈異極相對分布且留有間隙的磁鋼6，固定環(huán)5上的磁鋼6內(nèi)壁和電機軸7的外壁之間留有0.5mm～3mm的間隙，且固定環(huán)5與棘輪棘爪機構(gòu)2的被驅(qū)動部件之間亦設(shè)有間隙；另外固定環(huán)5中的磁鋼6的個數(shù)N＜πr/W，其中r為磁鋼6構(gòu)成的環(huán)狀體的內(nèi)徑，W為單個磁鋼的寬度；在電機軸7上設(shè)置有正對磁鋼6設(shè)置的踩踏傳感器8，踩踏傳感器8通過磁鋼5的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼6的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。同時在端蓋3上設(shè)有能夠?qū)崟r采集車輪轉(zhuǎn)動速度的車輪轉(zhuǎn)動傳感器。具體到棘輪棘爪機構(gòu)2和該電機的塔基10的結(jié)構(gòu)，一種方案是：棘輪棘爪機構(gòu)2包括卡基座1的內(nèi)壁上設(shè)置的逆棘器以及塔基軸心件9上設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座1的內(nèi)壁上設(shè)置的棘爪、以及塔基軸心件9上設(shè)置的逆棘器；由棘爪結(jié)構(gòu)、端蓋連接結(jié)構(gòu)和軸承組件等組成的塔基軸心件9和卡基座1構(gòu)成該電機的塔基10且塔基軸心件9和端蓋3固定相連，卡基座1在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機構(gòu)2將運動傳遞至同步轉(zhuǎn)動的塔基軸心件9、端蓋3和電機輪轂4。另一種方案是：棘輪棘爪機構(gòu)2包括卡基座1的延伸部件上設(shè)置的逆棘器以及端蓋3上對應(yīng)該逆棘器的連接部位處設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座1的延伸部件上設(shè)置的棘爪以及端蓋3上對應(yīng)該棘爪的連接部位處設(shè)置的逆棘器；卡基座1的延伸部件和端蓋3上對應(yīng)該卡基座1的延伸部件的連接部位構(gòu)成該電機的塔基10，卡基座1在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機構(gòu)2將運動直接傳遞至同步轉(zhuǎn)動的端蓋3和電機輪轂4。綜上所述，即所謂塔基10的結(jié)構(gòu)：為帶有棘輪棘爪的單向超越離合結(jié)構(gòu)并用于連接自行車變速飛輪的部件。

本實用新型的用于電動助力自行車的電機使用時，當(dāng)用戶正向踩踏時，腳踏板依次帶動牙盤、卡式飛輪、卡基座1、基座蓋14、固定環(huán)5正向轉(zhuǎn)動，此時電機軸7上的踩踏傳感器8感應(yīng)到磁鋼6的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度并將感應(yīng)到的狀況通過數(shù)字信號輸出給控制器，控制器識別數(shù)字信號并得到磁鋼6信號的脈沖頻率或脈沖數(shù)且根據(jù)磁鋼6信號脈沖之間的時間狀態(tài)得出當(dāng)前的加速度，控制器根據(jù)用戶踩踏的加速度來通過電機驅(qū)動電路來控制PWM占空比輸出，從而控制電機的電機驅(qū)動部分驅(qū)動電機輪轂4的轉(zhuǎn)速；另外由于卡基座1通過棘輪棘爪機構(gòu)2單向驅(qū)動端蓋3使得電機輪轂4同步轉(zhuǎn)動，設(shè)置在端蓋3上的車輪轉(zhuǎn)動傳感器將車輪的實時轉(zhuǎn)動速度傳遞給控制器，控制器能夠根據(jù)車輪的實時轉(zhuǎn)動速度來對電機驅(qū)動部分驅(qū)動電機輪轂4的轉(zhuǎn)速進行微調(diào)。在上述過程中，控制器驅(qū)動電機的電機驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)速跟隨用戶踩踏的速度，不會出現(xiàn)電機的電機驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)速超前或落后于用戶踩踏速度的情況。當(dāng)用戶在靜止起步時，控制器能夠智能識別用戶加速意圖，并控制電機的電機驅(qū)動部分提高扭力，配合用戶舒適完成起步加速和爬坡；當(dāng)用戶在爬坡時，控制器根據(jù)用戶踩踏速度的線性下降幅度和加速度的波動區(qū)間，判別用戶處于爬坡狀態(tài)，并控制電機的電機驅(qū)動部分提高扭力，幫助用戶輕松爬坡；當(dāng)用戶停止踩踏或者反向踩踏時，控制器可識別用戶的動作并中止電機的電機驅(qū)動部分的助力輸出，其最快反應(yīng)時間為20毫秒。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)；本實用新型未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。