專利名稱：電機(jī)用傳動(dòng)裝置及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)用傳動(dòng)裝置，更特別地，涉及適于在電機(jī)的轉(zhuǎn)向發(fā)生變 化時(shí)執(zhí)行加速或減速的傳動(dòng)裝置，以及適于自動(dòng)控制電機(jī)的傳動(dòng)裝置的控制裝置。
背景技術(shù)：
通常，傳動(dòng)裝置是用于使動(dòng)力加速或減速的裝置。
這樣的傳動(dòng)裝置連結(jié)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸，從而自動(dòng)地或手動(dòng)地改變電機(jī)動(dòng)力 的速度。在手動(dòng)傳動(dòng)裝置中，離合器位于動(dòng)力端和傳動(dòng)裝置之間，從而實(shí)現(xiàn) 在傳遞至傳動(dòng)裝置的動(dòng)力中斷的狀態(tài)下的速度變化。此外，自動(dòng)傳動(dòng)裝置不 具有制動(dòng)裝置，諸如離合器，并且根據(jù)壓力變化或類似的輸出側(cè)自動(dòng)地改變速度。
然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的手動(dòng)傳動(dòng)裝置存在不便于使用以及由于手動(dòng)傳動(dòng) 裝置必須具有離合器而體積變大的問題。此外，自動(dòng)傳動(dòng)裝置還遇到由于自 動(dòng)傳動(dòng)裝置本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜而體積變大并且頻繁出現(xiàn)故障的問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
相應(yīng)地，本發(fā)明已經(jīng)努力解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上面提到的問題，本發(fā) 上的輸出的具有減速結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。
轉(zhuǎn)相同的方向上的輸出的具有加速結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置。
本發(fā)明的又一目的是提供適于自動(dòng)改變電機(jī)的速度的控制裝置，該電機(jī) 具有其中嵌入上面提到的傳動(dòng)裝置。
技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于使傳動(dòng)裝置輸出電機(jī)動(dòng)力的傳動(dòng)方法，其中該傳動(dòng)裝置在向前提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供定速 輸出，在反向提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供減速輸出。
此外，為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于使傳動(dòng)裝置輸出電機(jī) 動(dòng)力的傳動(dòng)方法，其中該傳動(dòng)裝置在向前提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提 供定速輸出，在反向提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供加速輸出。
由第一種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括環(huán)形齒輪，電機(jī)的動(dòng)力輸入該環(huán)形齒
輪；傳動(dòng)環(huán)形齒輪，位于環(huán)形齒輪外周表面上并且在環(huán)形齒輪向前旋轉(zhuǎn)時(shí)被 選擇性地限制，從而在向前旋轉(zhuǎn)中提供定速輸出；中心齒輪，位于環(huán)形齒輪 內(nèi)周表面上并且在環(huán)形齒輪反向旋轉(zhuǎn)時(shí)被選擇性地限制；以及傳動(dòng)行星齒 輪，齒輪連接(geared)于中心齒輪的外周表面和傳動(dòng)環(huán)形齒輪的內(nèi)周表面， 從而在向前旋轉(zhuǎn)中向傳動(dòng)環(huán)形齒輪提供減速輸出。
在這種情況下，環(huán)形齒輪包括形成在環(huán)形齒輪外周表面上的至少一個(gè) 定速桿，以僅僅在其向前旋轉(zhuǎn)過程中被限制到傳動(dòng)環(huán)形齒輪的方式彈性支撐 在斜線方向上；以及形成在環(huán)形齒輪內(nèi)周表面上的至少一個(gè)變速桿，以僅僅 在其反向旋轉(zhuǎn)過程中被限制到中心齒輪的方式彈性支撐在斜線方向上。
而且，該傳動(dòng)裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在定速桿和變速桿的后側(cè)并且耦合于 電機(jī)以便通過摩擦旋轉(zhuǎn)從而擠壓定速桿和變速桿中任一個(gè)的向后干涉防止 單元(backward interference prevention unit )，其中向后干涉防止單元具有在 其中形成的保持突起，環(huán)形齒輪具有對(duì)應(yīng)于保持突起形成的保持凹槽，保持 凹槽形成得比保持突起寬，從而在保持突起和保持凹槽之間限定出空隙。
可替換地，環(huán)形齒輪包括以沿著一個(gè)方向逐漸變深的方式以及環(huán)形齒輪 的內(nèi)周表面和外周表面彼此形成在相反方向上的方式形成在其外周表面和 內(nèi)周表面上的球座凹槽；布置在其內(nèi)周表面和外周表面上并具有多個(gè)離合器 軸承以便插入球座凹槽的離合器板；從而離合器板能夠替代定速桿、變速桿 以及向后干涉防止單元。
由第一種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于 電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C )，從而輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸出； 以及耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的單向離合 器(RC)，從而輸出側(cè)在向前方向上提供減速輸出。
而且，由第一種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括以直接連接于輸出側(cè)的方式 耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C),從而輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸出；以及耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的單 向離合器(RC)，行星齒輪具有安裝于其上并且通過單向離合器(RC)耦合 于電機(jī)的托架(carrier),從而輸出側(cè)在向前方向上提供減速輸出。
此外，由第一種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括齒輪連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的行 星齒輪；用于將用作托架的輸出側(cè)與行星齒輪一側(cè)耦合的單向離合器(C); 以及用于將固定于行星齒輪另 一側(cè)的托架與電機(jī)耦合的單向離合器(RC ), 從而輸出側(cè)在行星齒輪公轉(zhuǎn)(revolve)時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在 行星齒輪自轉(zhuǎn)(rotate)時(shí)在向前方向上提供減速輸出。
由第二種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于 電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C )，從而輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸出； 耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且耦合于環(huán)形齒輪的單向離合器(RC);以及齒輪 連接在環(huán)形齒輪和輸出側(cè)之間的行星齒輪，從而輸出側(cè)在向前方向上提供加 速輸出。
而且，由第二種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括以直接連接于輸出側(cè)的方式 耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C),從而輸出側(cè)在向前方向上提供定 速輸出；耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的環(huán)形齒 輪；以及用于將行星齒輪的托架耦合于電機(jī)的單向離合器(RC)，從而輸出 側(cè)在向前方向上提供減速輸出。
此外，由第二種方法驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置包括耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的環(huán)形齒 輪；齒輪連接于環(huán)形齒輪的行星齒輪；用于將用作托架的輸出側(cè)與行星齒輪 的一側(cè)耦合的單向離合器(C);以及用于將固定于行星齒輪另一側(cè)的托架與 電機(jī)耦合的單向離合器(RC)，從而輸出側(cè)在行星齒輪公轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上 提供定速輸出，在行星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供加速輸出。
為了實(shí)現(xiàn)第三個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于自動(dòng)控制具有傳動(dòng)裝置的電 機(jī)的控制裝置，該傳動(dòng)裝置在向前方向上提供動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供定速 輸出，在反向方向上提供動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供減速輸出，該控制裝置包 括截流閥，輸出信號(hào)被輸入該截流閥；控制器，適于接收輸入的信號(hào)并供 應(yīng)電流，該控制器連接于電機(jī)；以及孔傳感器，安裝在電機(jī)上并連接于控制 器，從而該控制器在向電機(jī)加載時(shí)提供反向電流。
有益效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于電機(jī)的傳動(dòng)裝置提供與輸入的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)的單向輸出，并且能夠在輸入的方向發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)行輸出的減速或加速。
在本發(fā)明中，嵌入傳動(dòng)裝置的電機(jī)為具有相對(duì)高轉(zhuǎn)矩的無刷電機(jī)(BLDC)， 因此，能夠僅僅用兩級(jí)傳動(dòng)裝置，而不用多級(jí)傳動(dòng)裝置，來有效地驅(qū)動(dòng)。
此外，有利地，該傳動(dòng)裝置能夠與電機(jī)一體形成，從而實(shí)現(xiàn)小尺寸傳動(dòng) 電機(jī)，并且因此甚至可以在如果傳動(dòng)裝置突出至該裝置外部是不利的裝置中 使用，諸如自行車、摩托車等。


圖1和2是表示根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)子型電機(jī)的示例的橫
截面圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子型電機(jī)的示例的橫截面圖。
圖4a和4b是表示圖3所示后接口防護(hù)單元的工作原理的視圖。 圖5和6是表示離合器軸承附近的限制裝置的視圖，其能夠用于代替變 速極和定速極。
圖7a、 7b、 7c和7d是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的減速方 法的3見圖。
圖8a、 8b、 8c和8d是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的加速方法的視圖。
圖9是表示用于自動(dòng)地改變電機(jī)速度的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的傳 動(dòng)裝置應(yīng)用于該電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1至3是根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)用傳動(dòng)裝置的橫截面圖，其中圖l和2說 明應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)子型電機(jī)的傳動(dòng)裝置，圖3說明應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子型電機(jī)的傳動(dòng)裝置。
優(yōu)選地，圖l至3說明摩托車用電機(jī)，但是本發(fā)明還能夠應(yīng)用于其它各 種裝置，例如，諸如車輛的運(yùn)輸機(jī)器、諸如電動(dòng)工具等的工業(yè)機(jī)器和玩具。
如圖1和2所示，本發(fā)明包括被提供電能以旋轉(zhuǎn)的電機(jī)110;適于圍 繞電機(jī)110外部并且由電機(jī)110的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)的輸出蓋體115;延伸至輸出
8蓋體115 —側(cè)的第一固定軸113;延伸至輸出蓋體115另一側(cè)的第二固定軸 112;以及設(shè)置在電機(jī)110和第一固定軸113之間或者設(shè)置在電機(jī)110和第 二固定軸112之間的傳動(dòng)裝置130。
在這種情況下，輸出蓋體115包括適于圍繞電機(jī)110外周表面的中間蓋 體116、適于圍繞電機(jī)110右側(cè)和左側(cè)的右蓋體117和左蓋體118。此外， 一般的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，諸如用于連接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的齒輪、鏈輪齒或皮帶輪設(shè)置 在左蓋體117的一側(cè)和右蓋體118的另一側(cè)。
而且，軸承嵌入第一固定軸113和左蓋體117之間以及第二固定軸112 和右蓋體118之間，用于確保平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
此外，用于向電機(jī)110提供電能的電纜114對(duì)準(zhǔn)以穿過第二固定軸的內(nèi)部。
傳動(dòng)裝置130包括減速部分120和傳動(dòng)部分?？商鎿Q的，傳動(dòng)裝置130 可以僅僅包括減速部分120。即，減速部分120首先對(duì)電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)力進(jìn) 行減速，然后將減速后的驅(qū)動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)部分?？梢酝ㄟ^具有安裝在驅(qū)動(dòng) 軸111和環(huán)形齒輪131之間的減速行星齒輪122實(shí)現(xiàn)減速。在這種情況下， 用于固定減速行星齒輪122的托架是必不可少的。托架121附接并耦合于電 機(jī)110。
可替換的，驅(qū)動(dòng)軸111和環(huán)形齒輪131可以直接彼此耦合，而不需要安 裝減速行星齒輪122,從而不減速地傳遞動(dòng)力。
此外，由于圖3中所示的外轉(zhuǎn)子型電機(jī)不采用以軸為基礎(chǔ)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法， 電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)軸111可用作環(huán)形齒輪131。
傳動(dòng)部分連接于上述的環(huán)形齒輪131。傳動(dòng)部分包括選擇性地限制于環(huán) 形齒輪131外部的傳動(dòng)環(huán)形齒輪150、選擇性地限制于環(huán)形齒輪131內(nèi)部的 中心齒輪160、以及徑向齒輪連接于中心齒輪160外部并齒輪連接于傳動(dòng)環(huán) 形齒輪150內(nèi)部的傳動(dòng)行星齒輪162。
在這種情況下，傳動(dòng)環(huán)形齒輪150具有不同直徑的兩級(jí)分層，在第一級(jí) 耦合于環(huán)形齒輪131，在第二級(jí)齒輪連接于傳動(dòng)行星齒輪162。此外，中心 齒輪160具有不同直徑的兩級(jí)分層，在第一級(jí)耦合于環(huán)形齒輪131,在第二 級(jí)齒輪連接于傳動(dòng)行星齒輪162。
而且，傳動(dòng)環(huán)形齒輪150通過螺釘?shù)锐詈嫌谳敵錾w體115,從而向輸出 蓋體115輸出傳動(dòng)環(huán)形齒輪150的旋轉(zhuǎn)力。此外，本發(fā)明必須有用于固定傳動(dòng)行星齒輪162的傳動(dòng)托架，傳動(dòng)托架 161 —體地耦合于第一固定軸113的外部。
同時(shí)，為了選擇性地限制環(huán)形齒輪131至傳動(dòng)環(huán)形齒輪150或中心齒輪 160的旋轉(zhuǎn)力，定速桿132和變速桿133設(shè)在環(huán)形齒4侖131上。
圖4a和4b說明由定速桿和變速桿選擇性地限制的傳動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。如 圖4a和4b所示，至少一個(gè)定速桿132和至少一個(gè)變速桿133在纟皮此相反的 斜線方向上突出地形成在環(huán)形齒輪131的外周表面和內(nèi)周表面上。在這種情 況下，每個(gè)定速桿132和變速桿133在其一端鉸鏈連接于環(huán)形齒輪131，彈 簧(壓縮彈簧、銷彈簧等)嵌入定速桿132和環(huán)形齒輪131之間以及變速桿 133和環(huán)形齒輪131之間，從而彈性地支撐定速桿132和變速桿133。
這樣，當(dāng)環(huán)形齒輪131在任一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)環(huán)形齒輪150和中心齒 輪160的任意一個(gè)連接于環(huán)形齒輪131，從而驅(qū)動(dòng)力傳遞至此。
更詳細(xì)地，例如，當(dāng)電機(jī)110向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪122和環(huán)形齒輪 131反向旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪131的反向旋轉(zhuǎn)使變速桿133限制中心齒輪160， 以使得中心齒輪可以反向旋轉(zhuǎn)。另外，當(dāng)傳動(dòng)行星齒輪162和傳動(dòng)環(huán)形齒輪 150向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出蓋體115在向前旋轉(zhuǎn)中提供減速輸出。
此外，當(dāng)電機(jī)IIO反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪122和環(huán)形齒輪131向前旋轉(zhuǎn)。 環(huán)形齒輪131的向前旋轉(zhuǎn)使定速桿132將環(huán)形齒輪131與傳動(dòng)環(huán)形齒輪150 嚙合，并向輸出蓋體115提供定速輸出。
即，當(dāng)電機(jī)110反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)部分以1: 1的比例產(chǎn)生動(dòng)力，當(dāng)電 才幾110向前4t轉(zhuǎn)時(shí)，以1: 0.5的比例產(chǎn)生動(dòng)力。
同時(shí)，在不具有減速部分120的外轉(zhuǎn)子型電機(jī)中，當(dāng)電機(jī)110反向旋轉(zhuǎn) 時(shí)，環(huán)形齒輪131自動(dòng)地反向旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪131的反向旋轉(zhuǎn)使變速桿133 限制中心齒輪160，以使得中心齒輪反向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，當(dāng)傳動(dòng)行星 齒輪162和傳動(dòng)環(huán)形齒輪150向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出蓋體115在向前旋轉(zhuǎn)中提供 減速輸出。相反，當(dāng)電機(jī)110向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形齒4侖131自動(dòng)地向前旋轉(zhuǎn)。 環(huán)形齒輪131的向前旋轉(zhuǎn)使定速桿132限制傳動(dòng)環(huán)形齒輪150，從而在向前 旋轉(zhuǎn)中向輸出蓋體115提供定速輸出。
當(dāng)傳動(dòng)裝置130通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)IIO平穩(wěn)地提供輸出時(shí)，輸出蓋體115可 以由諸如摩托車地裝置中的外力反向地旋轉(zhuǎn)。同樣地，當(dāng)輸出蓋體115由外 力反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，定速桿132和變速桿133作用于環(huán)形齒輪131，使得環(huán)形齒輪不運(yùn)轉(zhuǎn)。
為了防止環(huán)形齒輪不運(yùn)轉(zhuǎn)，向后干涉防止單元140設(shè)置在環(huán)形齒輪131。 向后干涉防止單元140設(shè)在電機(jī)IIO和具有定速桿132和變速桿133的 環(huán)形齒輪131之間。如圖2所示，向后干涉防止單元140包括定速桿壓板 141，耦合于電機(jī)IIO從而具有由彈性支撐在電機(jī)IIO外周表面上的球體145 作用的摩擦力，該定速桿壓板141延伸至形成在環(huán)形齒輪131上的定速桿132 的后側(cè)；以及變速桿壓板142，圍繞環(huán)形齒輪131并向內(nèi)延伸至變速桿133 后側(cè)。
此外，定速桿壓板141內(nèi)具有一體形成的保持突起141a,環(huán)形齒輪131 具有形成在其外周表面上的保持凹槽134,與保持突起141對(duì)應(yīng)。在這種情 況下，優(yōu)選地，保持凹槽134形成得比保持突起141a寬，從而當(dāng)保持突起 141a移動(dòng)時(shí)能夠在保持凹槽134內(nèi)限定出空隙。
相應(yīng)地，由于向后干涉防止單元140擠壓定速桿132和變速桿133中的 任意一個(gè)，能夠解決由于傳動(dòng)環(huán)形齒輪150的反向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的環(huán)形齒輪131 的不運(yùn)轉(zhuǎn)。
即，當(dāng)電機(jī)110向前旋轉(zhuǎn)而環(huán)形齒輪131反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖4a所示， 在保持凹槽134內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生小空隙之后，保持凹槽134的側(cè)面鉤住保持突起 141a。在這種情況下，當(dāng)環(huán)形齒輪131在形成空隙的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，向后干 涉防止單元140的定速桿壓板141擠壓定速桿132。相反，當(dāng)電機(jī)110反向 旋轉(zhuǎn)而環(huán)形齒輪131向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖4b所示，向后干涉防止單元140的 變速桿壓板142擠壓變速桿133，形成給定的空隙。這樣，由于定速桿132 和變速桿133中的至少一個(gè)，即使當(dāng)傳動(dòng)裝置被向后干涉防止單元140向后 移動(dòng)時(shí)傳動(dòng)環(huán)形齒輪150反向旋轉(zhuǎn)，也能夠防止環(huán)形齒輪的不運(yùn)轉(zhuǎn)。
以上，盡管已經(jīng)描述了由定速桿132和變速桿133的限制方法以及由向 后干涉防止單元140的限制方法，但是可以選擇由離合器軸承的限制方法。
圖5和6說明由離合器軸承的限制方法，該離合器軸承能夠用作定速桿、 變速桿和向后干涉防止單元的替代品。
參考圖5和6,球座凹槽135a和135b形成在環(huán)形齒輪131的外周表面 和內(nèi)周表面上，離合器軸承136a和136b分別裝在球座凹槽135a和135b內(nèi)。 在這種情況下，球座凹槽135a和135b向其側(cè)面逐漸變深，環(huán)形齒輪131的 內(nèi)部和外部彼此在相反方向上形成。這樣，當(dāng)環(huán)形齒輪131僅在任一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離合器軸承136a和136b中的一個(gè)被環(huán)形齒輪131卡住，而另 一個(gè)沒有被環(huán)形齒輪131卡住，環(huán)形齒輪131能夠僅在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。
而且，由于離合器軸承136a和136b起到向后干涉防止單元140的作用， 不再需要向后干涉防止單元140。在這種情況下，離合器軸承136a和136b 通過離合器板137a和137b安裝在環(huán)形齒輪131的外周表面和內(nèi)周表面上。 當(dāng)離合器軸承136a和136b可限制的旋轉(zhuǎn)時(shí)，離合器板137a和137b也一起 旋轉(zhuǎn)。此外，環(huán)形齒輪131的外離合器板137a和內(nèi)離合器板137b通過連接 件138彼此連結(jié)。
同時(shí)，不同于上述實(shí)施例，下面將討論用于減速的各種可能方法。 圖7a、 7b、 7c和7d是表示由單向離合器(C和RC)減速的示意圖。 首先，在圖7a中，單向離合器(C)嵌入電機(jī)IIO驅(qū)動(dòng)軸111的一端， 從而當(dāng)電機(jī)110向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出側(cè)250在向前的方向上直接連接于電機(jī)110 的驅(qū)動(dòng)軸lll。此外，單向離合器(RC)也嵌入驅(qū)動(dòng)軸111的中部，并且通 過行星齒輪260齒輪連接于輸出側(cè)250，從而該輸出側(cè)能夠在向前的方向上 提供減速輸出。
并且，在圖7b中，單向離合器(C)嵌入電機(jī)IIO驅(qū)動(dòng)軸111的一端， 當(dāng)電機(jī)11Q向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出側(cè)250在向前的方向上直接連接于電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 軸lll。此外，行星齒輪260齒輪連接于驅(qū)動(dòng)軸111的中部，從而在減速過 程中，行星齒輪260能夠齒輪連接于輸出側(cè)。同時(shí)，單向離合器(RC)可 以耦合在托架270和電機(jī)110之間，行星齒輪260固定于托架270。
進(jìn)一步，在圖7c中，行星齒輪260齒輪連接于驅(qū)動(dòng)軸111，行星齒輪 260固定于其上的托架270連接于電機(jī)110和單向離合器(RC )，輸出側(cè)250 設(shè)置于行星齒輪260的一側(cè)，從而用作托架。在這種情況下，輸出側(cè)250具 有嵌入其中從而提供輸出的單向離合器(C)。即，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸111向前旋轉(zhuǎn)時(shí)， 行星齒輪260圍繞驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而提供定速輸出。另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸111 反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪260獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，從而提供減速輸出。
另外，在圖7d中，行星齒輪260齒輪連接于驅(qū)動(dòng)軸111和輸出側(cè)250， 并且具有嵌入其中的單向離合器(RC )。行星齒輪260 —體地固定于托架270， 托架270通過單向離合器(RC)連接于電機(jī)110。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸lll向前 旋轉(zhuǎn)時(shí)，在行星齒輪260的單向離合器(RC)的限制下，行星齒輪260圍 繞驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而輸出側(cè)250在向前旋轉(zhuǎn)中提供定速輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸lll反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在托架270的單向離合器(RC)的限制下，行星齒輪260獨(dú) 立旋轉(zhuǎn)，從而輸出側(cè)250在向前旋轉(zhuǎn)中提供減速輸出。
盡管上面已經(jīng)描述了傳動(dòng)裝置120的減速類型，下面將描述傳動(dòng)裝置 120的加速類型。
圖8a、 8b、 8c和8d是表示傳動(dòng)裝置120利用單向離合器加速的示意圖。
首先，在圖8a中，單向離合器(C)安裝在驅(qū)動(dòng)軸111的一端，從而輸 出側(cè)直接連接于驅(qū)動(dòng)軸111,由此提供定速輸出。此外，n形環(huán)形齒輪280 通過單向離合器(RC)連接于驅(qū)動(dòng)軸111的中部，并且通過行星齒輪260 齒輪連接于輸出側(cè)250,從而該輸出側(cè)提供加速輸出。
而且，在圖8b中，單向離合器(C)安裝在驅(qū)動(dòng)軸111的一端，從而輸 出側(cè)直接連接于驅(qū)動(dòng)軸111，由此提供定速輸出。此外，n形環(huán)形齒輪280 連接于驅(qū)動(dòng)軸的中部并且通過行星齒輪260齒輪連接于輸出側(cè)250，從而輸 出側(cè)250提供加速輸出。在這種情況下，行星齒輪260固定于其上的托架270 可以通過單向離合器(RC)耦合于電機(jī)110。
此外，在圖8c中，環(huán)形齒輪280耦合于驅(qū)動(dòng)軸111并且通過行星齒輪 260齒輪連接于輸出側(cè)250，從而輸出側(cè)250提供定速輸出或加速輸出。托 架270耦合于行星齒輪260的一側(cè)。在這種情況下，托架270的一側(cè)通過單 向離合器(RC)耦合于電機(jī)110，托架270的另一側(cè)通過單向離合器(C) 耦合于輸出側(cè)250。即，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸111向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形齒輪280向前旋轉(zhuǎn)， 行星齒輪260圍繞驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而輸出側(cè)250提供定速輸出。然而，當(dāng)驅(qū) 動(dòng)軸lll反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形齒輪280反向旋轉(zhuǎn)，行星齒輪260獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，從 而輸出側(cè)250提供加速輸出。
進(jìn)一步，在圖8d中，環(huán)形齒輪280耦合于驅(qū)動(dòng)軸111,行星齒輪260 齒輪連接于環(huán)形齒輪280和輸出側(cè)250,在這種情況下，行星齒輪260具有 嵌入其中的單向離合器(RC)。行星齒輪260 —體地固定于托架270,托架 270通過單向離合器(RC)耦合于電機(jī)IIO。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸111向前旋轉(zhuǎn) 時(shí)，在行星齒輪260側(cè)的單向離合器(RC)的限制下，行星齒4侖260圍繞 驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而輸出側(cè)250在向前的旋轉(zhuǎn)中提供定速輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸lll 反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在托架270側(cè)的單向離合器(RC)的限制下，行星齒輪260 獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，從而輸出側(cè)250在向前旋轉(zhuǎn)中提供加速輸出。
圖9是表示用于自動(dòng)控制BLDC傳動(dòng)電機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的傳動(dòng)裝置應(yīng)用于此電機(jī)。
參考圖9，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置包括BLDC電才幾600、 PWM500、控 制器400以及截流閥300。
在這種情況下，BLDC電機(jī)600包括孔傳感器610,適于4企測BLDC電 機(jī)600的旋轉(zhuǎn)力。
現(xiàn)在，描述控制裝置的運(yùn)行。首先，當(dāng)截流閥300向控制器400發(fā)出期 望加速信號(hào)時(shí)，控制器400對(duì)它們進(jìn)行計(jì)算并且向PWM 500發(fā)出對(duì)應(yīng)于該 加速信號(hào)的電流。該電流通過PWM 500傳至BLDC電機(jī)600，從而使電^L 600旋轉(zhuǎn)。
制器40提供檢測到的旋轉(zhuǎn)頻率。如果旋轉(zhuǎn)頻率低于傳輸?shù)碾娏髁浚瑘?zhí)行旋 轉(zhuǎn)頻率操作的控制器400確定向電機(jī)加載并且產(chǎn)生反向電流。這樣，通過 PWM 500向BLDC電機(jī)600施加反向電流，從而電才幾反向旋轉(zhuǎn)。于是，反 向旋轉(zhuǎn)的電機(jī)使傳動(dòng)裝置減速。
即，向電機(jī)加載的行為意味著，例如，應(yīng)用本發(fā)明的傳動(dòng)電機(jī)的摩托車 遇到斜坡路或者重物放置在摩托車上。因此，在這種情況下，優(yōu)選地，傳動(dòng) 裝置減速至較低級(jí)。
當(dāng)然，當(dāng)從電機(jī)上去除負(fù)載時(shí)，控制器向電機(jī)發(fā)出向前的信號(hào)，從而摩 托車向前行駛。
工業(yè)實(shí)用性
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于電機(jī)的傳動(dòng)裝置提供與輸入的旋轉(zhuǎn)方向無 關(guān)的單向輸出，并且能夠在輸入的方向發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)行輸出的減速或加速。 在本發(fā)明中，嵌入傳動(dòng)裝置的電機(jī)為具有相對(duì)高轉(zhuǎn)矩的無刷電機(jī)(BLDC), 因此，能夠僅僅用兩級(jí)傳動(dòng)裝置，而不用多級(jí)傳動(dòng)裝置，來有效地驅(qū)動(dòng)。
此外，有利地，該傳動(dòng)裝置能夠與電機(jī)一體形成，從而實(shí)現(xiàn)小尺寸傳動(dòng) 電機(jī)，并且因此甚至可以在如果傳動(dòng)裝置突出至該裝置外部是不利的裝置中 使用，諸如自行車、摩托車等。
盡管已經(jīng)參考特定的說明性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是并不受限于這些 實(shí)施例，而只是由所附的權(quán)利要求限制?？梢岳斫?，在不脫離本發(fā)明的范圍 和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠改變或修改這些實(shí)施例。
1權(quán)利要求
1.一種用于使傳動(dòng)裝置輸出電機(jī)動(dòng)力的傳動(dòng)方法，其中該傳動(dòng)裝置在向前提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在反向提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供減速輸出。
2. —種用于使傳動(dòng)裝置輸出電機(jī)動(dòng)力的傳動(dòng)方法，其中該傳動(dòng)裝置在向前提供電機(jī)的動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在反向提供電機(jī)的動(dòng)力 時(shí)在向前方向上才是供加速輸出。
3. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括 環(huán)形齒輪，電機(jī)的動(dòng)力輸入該環(huán)形齒輪；傳動(dòng)環(huán)形齒輪，位于所述環(huán)形齒輪的外周表面上并且在所述環(huán)形齒輪向前旋轉(zhuǎn)時(shí)被選擇性地限制，從而在向前旋轉(zhuǎn)中提供定速輸出；當(dāng)所述環(huán)形齒輪向前旋轉(zhuǎn)時(shí)中心齒輪，位于所述環(huán)形齒輪的內(nèi)周表面上并且在所述環(huán)形齒輪反向旋轉(zhuǎn)時(shí)被選擇性地限制；以及傳動(dòng)行星齒輪，齒輪連接于中心齒輪的外周表面和傳動(dòng)環(huán)形齒輪的 內(nèi)周表面，從而在向前旋轉(zhuǎn)中向傳動(dòng)環(huán)形齒輪提供減速輸出。
4. 如權(quán)利要求3所述的傳動(dòng)裝置，其中所述環(huán)形齒輪包括形成在該 環(huán)形齒輪的外周表面上的至少一個(gè)定速桿，以僅僅在其向前旋轉(zhuǎn)過程中被限 制到傳動(dòng)環(huán)形齒輪的方式彈性支撐在斜線方向上；以及形成在該環(huán)形齒輪的 內(nèi)周表面上的至少一個(gè)變速桿，以僅僅在其反向旋轉(zhuǎn)過程中被限制到中心齒 輪的方式彈性支撐在斜線方向上。
5. 如權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括向后干涉防止單元，該 向后干涉防止單元設(shè)置在定速桿和變速桿的后側(cè)，并且耦合于電機(jī)，以便通 過摩擦旋轉(zhuǎn)從而擠壓定速桿和變速桿中任一個(gè)，其中所述向后干涉防止單元 具有在其中形成的保持突起，所述環(huán)形齒輪具有對(duì)應(yīng)于所述保持突起形成的 保持凹槽，該保持凹槽形成為比所述保持突起寬，從而在所述保持突起和所 述保持凹槽之間限定出空隙。
6. 如權(quán)利要求3所述的傳動(dòng)裝置，其中所述環(huán)形齒輪包括球座凹槽， 以沿著一個(gè)方向逐漸變深的方式以及所述環(huán)形齒輪的內(nèi)周表面和外周表面 彼此形成在相反方向上的方式形成在其外周表面和內(nèi)周表面上；離合器板，布置在其內(nèi)周表面和外周表面上并具有多個(gè)離合器軸承，以便插入球座凹槽；以及連接件，適于將外離合器板和內(nèi)離合器板結(jié)合在一起。
7. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C),從而所述輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸 出；以及耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的單向離 合器(RC)，從而所述輸出側(cè)在向前方向上提供減速輸出。
8. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C)，從而所述輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸 出；以及耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的單向離 合器(RC)，所述行星齒輪具有安裝于其上并且通過單向離合器(RC)耦合 于電機(jī)的托架，從而所述輸出側(cè)在向前方向上提供減速輸出。
9. 一種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括齒輪連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的行星齒輪； 用于將用作托架的輸出側(cè)與行星齒輪一側(cè)耦合的單向離合器(C);以及用于 將固定于行星齒輪另一側(cè)的托架與電機(jī)耦合的單向離合器(RC)，從而輸出 側(cè)在行星齒輪公轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在行星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)在向前 方向上提供減速輸出。
10. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括齒輪連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和輸出側(cè)的行 星齒輪；以及嵌入行星齒輪的單向離合器(RC),其中行星齒輪一體地固定 于托架，該托架通過單向離合器(RC)耦合于電機(jī)，從而輸出側(cè)在行星齒 輪公轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在行星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供 減速1餘出。
11. 一種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C)，從而輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸出； 耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且耦合于環(huán)形齒輪的單向離合器(RC);以及齒輪 連接在環(huán)形齒輪和輸出側(cè)之間的行星齒輪，從而輸出側(cè)在向前方向上提供加速輸出。
12. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括以直接連接于輸出側(cè)的方式耦合于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端的單向離合器(C)，從而輸出側(cè)在向前方向上提供定速輸出； 耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中部并且齒輪連接于輸出側(cè)和行星齒輪的環(huán)形齒輪；以及 用于將行星齒輪的托架耦合于電機(jī)的單向離合器(RC)，從而輸出側(cè)在向前 方向上提供減速輸出。
13. —種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的環(huán)形齒輪；齒輪 連接于環(huán)形齒輪的行星齒輪；用于將用作托架的輸出側(cè)與行星齒輪的一側(cè)耦 合的單向離合器(C);以及用于將固定于行星齒輪另 一側(cè)的托架與電機(jī)耦合 的單向離合器(RC)，從而輸出側(cè)在行星齒輪公轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供定速 輸出，在行星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供加速輸出。
14. 一種電機(jī)用傳動(dòng)裝置，包括耦合于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的環(huán)形齒輪；齒輪 連接于環(huán)形齒輪和輸出側(cè)的行星齒輪，行星齒輪具有嵌入其中的單向離合器(RC)，其中行星齒輪一體地固定于托架，該托架通過單向離合器(RC)耦 合于電機(jī)，從而輸出側(cè)在行星齒輪公轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在行 星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)在向前方向上提供加速輸出。
15. —種用于自動(dòng)控制具有傳動(dòng)裝置的電機(jī)的控制裝置，該傳動(dòng)裝置在 向前方向上提供動(dòng)力時(shí)在向前方向上提供定速輸出，在反向方向上提供動(dòng)力 時(shí)在向前方向上提供減速輸出，該控制裝置包括截流閥，l敘出信號(hào)凈皮l命入該截流閥；控制器，適于接收所輸入的信號(hào)并供應(yīng)電流，該控制器連接于電機(jī)；以及孔傳感器，安裝在所述電機(jī)上并連接于所述控制器， 從而所述控制器在向電機(jī)加載時(shí)提供反向電流。
全文摘要
公開了一種傳動(dòng)裝置，適于具有在動(dòng)力向前旋轉(zhuǎn)時(shí)和動(dòng)力反向旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生相同方向的輸出的減速結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)裝置包括具有驅(qū)動(dòng)軸的電機(jī)；適于圍繞在電機(jī)外部并且通過接受電機(jī)旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)的輸出蓋體；適于向輸出蓋體兩側(cè)延伸的固定軸；以及形成在驅(qū)動(dòng)軸和輸出蓋體之間的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向選擇性地連接，從而僅在預(yù)定方向上以定速或者減速提供輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)軸和輸出蓋體彼此直接連接，傳動(dòng)裝置在向前方向上提供定速輸出，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于減速行星齒輪齒輪連接在驅(qū)動(dòng)軸和輸出蓋體之間，傳動(dòng)裝置在向前方向上提供減速輸出。此外，提供一種根據(jù)施加于輸出側(cè)的負(fù)載來自動(dòng)控制電機(jī)用傳動(dòng)裝置的控制裝置。
文檔編號(hào)F16H3/44GK101542163SQ200880000350
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
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