專利名稱：雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，為可供應用于 電馬達驅動的電動腳踏車、電動機車、或電動車輛等載具、或電動產業機械。
背景技術：
傳統電馬達驅動系統的變速輸出，除操控電馬達變速外，通常須由CVT 或排檔方式完成，其構造復雜、成本高、傳動效率差。
實用新型內容
本實用新型的主要目的，乃在于提供一種雙向輸入恒向輸出的電馬達驅 動系統，為具有特定的可作雙回轉方向輸入的電馬達，其輸出端供輸往恒向 輸出傳動裝置的輸入端，而經恒向輸出傳動裝置的輸出端，作恒定回轉方向 輸出，以驅動負載輪組，使用者可作電馬達運轉方向的操控，以改變驅動輸 入方向，而借助具有不同變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向 時作不同變速比的恒定回轉方向輸出。
所述雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統為通過輸入裝置的操作信號或 指令，以將電能供給裝置的電能經電馬達操控裝置對電馬達，作第一驅動回 轉方向或不同回轉方向的第二回轉方向驅動，電馬達輸出端所輸出的回轉動 能，直接、或經傳動裝置輸往恒向輸出傳動裝置的輸入端，以通過具有不同 變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向時作不同變速比的恒定回 轉方向輸出回轉動能，供驅動負載輪組，其中電馬達為由各種交流或直 流、無刷或有刷、同步或異步運轉的電能驅動的電馬達，并可作正反轉的運
5轉；電馬達操控裝置為由機電元件或裝置、或固態電子元件或裝置、或具 有微處理器及相關軟體的控制電路所構成，供輸入來自市電或發電機的交流 或直流電源、或來自燃料電池、 一次電池、或可儲放電的二次電池電能供給 裝置的電能，以對電馬達作開或關、轉向、轉速、扭力作操控及作過電壓、 或過電流的保護；輸入裝置為供對電馬達操控裝置，發出對電馬達的開或 關、回轉方向、轉速、扭力的操控或設定的信號或指令；電馬達第一驅動回 轉方向的動能及第二驅動回轉方向的輸入動能，為供驅動恒向輸出傳動裝置 的輸入端；第一驅動回轉方向與第二驅動回轉方向為相反方向；恒向輸出傳 動裝置恒向輸出傳動裝置為能直接、或經傳動裝置接受來自電馬達的不同 回轉方向動能，而輸出恒定回轉方向動能；構成恒向輸出傳動裝置內部的傳 動組件，含由l)齒輪組；或2)磨擦輪組；或3)鏈條及鏈輪組；或4)皮帶及皮 帶輪組；或5)傳動曲柄及輪組；或6)流體傳動裝置；或7)電磁力傳動裝置所 構成，或由上述其中一種或一種以上傳動組件構成；恒向輸出傳動裝置于輸 入不同回轉方向的第一驅動回轉方向與第二驅動回轉方向驅動時，輸入端對 作恒定回轉方向輸出端的速比，可為相同、或不同、或可變速比；負載輪組 為由恒向輸出傳動裝置輸出端所直接驅動、或經傳動裝置作恒定單轉向驅動 的輪組型負載。
圖1為本實用新型雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統的基本構成方塊 示意圖。圖2為圖1在電馬達101與恒向輸出傳動裝置102之間加設傳動裝置104 的驅動系統構成方塊示意圖。圖3為圖1在恒向輸出傳動裝置102與驅動負載輪組103之間加設傳動 裝置104的驅動系統構成方塊示意圖。圖4為圖1在電馬達101與恒向輸出傳動裝置102、及在恒向輸出傳動裝置102與驅動負載輪組103之間加設傳動裝置104的驅動系統構成方塊示意圖。圖5為本實用新型雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統設有電馬達負載 電流檢測裝置的基本構成方塊示意圖。圖6為圖5在電馬達101與恒向輸出傳動裝置102之間加設傳動裝置104 的驅動系統構成方塊示意圖。圖7為圖5在恒向輸出傳動裝置102與驅動負載輪組103之間加設傳動 裝置104的驅動系統構成方塊示意圖。圖8為圖5在電馬達101與恒向輸出傳動裝置102、及在恒向輸出傳動裝置 102與驅動負載輪組103之間加設傳動裝置104的驅動系統構成方塊示意圖。
具體實施方式
以下配合附圖詳細說明本實用新型的特征及優點本實用新型是一種具有可借助電馬達作正轉或反轉的雙回轉方向，驅動 恒向輸出傳動裝置的輸入端，而經恒向輸出傳動裝置的輸出端，以借助具有 不同變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向時作不同變速比的恒 定回轉方向輸出以驅動負載輪組，本實用新型可供應用于電馬達驅動的電動 腳踏車、電動機車、或電動車輛等載具、或電動產業機械。如圖1至圖4所示，本實用新型為通過輸入裝置111的操作信號或指令， 以將電能供給裝置100的電能經電馬達操控裝置IIO對電馬達101，作第一驅 動回轉方向或不同回轉方向的第二回轉方向驅動，電馬達101輸出端所輸出 的回轉動能，直接、或經傳動裝置104輸往恒向輸出傳動裝置102的輸入端， 以借助具有不同變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向時作不同 變速比的恒定回轉方向輸出回轉動能，供驅動負載輪組103，如圖1至圖4所示，其中電馬達101:為由各種交流或直流、無刷或有刷、同步或異步運轉的電能驅動的電馬達，并可作正反轉的運轉；儲放電的二次電池等電能 供給裝置100的電能，以對電馬達101作開或關、轉向、轉速、扭力作操控 及作過電壓、或過電流的保護；輸入裝置111:為供對電馬達操控裝置110，發出對電馬達101的開或關、 回轉方向、轉速、扭力的操控或設定的信號或指令；電馬達101第一驅動回轉方向的動能及第二驅動回轉方向的輸入動能， 為供驅動恒向輸出傳動裝置102的輸入端；第一驅動回轉方向與第二驅動回轉方向為相反方向；恒向輸出傳動裝置102:恒向輸出傳動裝置102為能直接、或經傳動裝置 104接受來自電馬達101的不同回轉方向動能，而輸出恒定回轉方向動能；構 成恒向輸出傳動裝置102內部的傳動組件由1齒輪組；或2磨擦輪組；或3 鏈條及鏈輪組；或4皮帶及皮帶輪組；或5傳動曲柄及輪組；或6流體傳動 裝置；或7電磁力傳動裝置等所構成，或由上述其中一種或一種以上傳動組 件構成；恒向輸出傳動裝置102于輸入不同回轉方向的第一驅動回轉方向與 第二驅動回轉方向驅動時，輸入端對作恒定回轉方向輸出端的速比，可為相 同、或不同、或可變速比；負載輪組103:為由恒向輸出傳動裝置102輸出端所直接驅動、或經傳動 裝置104作恒定單轉向驅動的輪組型負載。本實用新型進一步可在恒向輸出傳動裝置102與負載輪組103之間、或 電馬達101與恒向輸出傳動裝置102之間、或電馬達101與恒向輸出傳動裝 置102之間及恒向輸出傳動裝置102與負載輪組103之間加設傳動裝置104;傳動裝置104:傳動裝置104包括由以下一種或一種以上傳動裝置所構成 (l)固定速比的各種齒輪式、皮帶式、摩擦式等回轉式傳動功能結構所構成， 或(2)借助人力、或機力、或流力、或離心力、或轉矩、或反轉矩操作的有段或無段變速裝置所構成，或(3)可操控切換輸入端與輸出端的相對回轉方向關系的傳動裝置所構成，或(4)由人力、或機力、或電磁力、或流力、或離心力、 或轉矩、或反轉矩等所操作的離合裝置，或單向傳動離合裝置(single way clutch)，以作聯結傳動或中斷傳動的離合功能裝置所構成。上述雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，為由人工操作輸入裝置111， 經電馬達操控裝置110對電馬達101的轉向作操控運作。此外，此項雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，亦可借助加設電馬達 負載電流檢測裝置109，以自動隨負載電流切換輸出的速比；依上述圖5至圖8，本實用新型可進一步設置電馬達負載電流檢測裝置 109，電馬達負載電流檢測裝置109可為通過各種降壓式電流檢測裝置、或電 磁效應感應式電流檢測裝置、或磁檢測式電流檢測裝置、或積熱式電流檢測 裝置所構成，為供檢測電馬達101的負載電流以回授至電馬達操控裝置110， 而在電馬達的負載電流超過設定值的狀態，且此狀態超過設定時間時，通過 電馬達負載電流檢測裝置109的信號輸往輸入裝置111或電馬達操控裝置110 以改變電馬達101的回轉方向，進而改變恒向輸出傳動裝置102的變速比為 相對加大減速比以增加輸出轉矩的同回轉方向輸出以驅動負載；而在電馬達101的負載電流回歸下降至設定值以內時，可通過以下兩種 方式作回歸原狀態的操控-(1) 由人工操作方式的操控輸入裝置111，以操控電馬達操控裝置110使電 馬達101回歸原回轉方向，而以原速比驅動負載；(2) 通過電馬達操控裝置IIO，在電馬達負載電流檢測裝置109所檢測電流 下降至設定值時，自動選擇能依該時間驅動負載的轉速而相對于速比的變動， 能對負載作順暢而不頓錯或暴沖驅動的相對輸出電量值，以驅動電馬達101 順暢銜接原回轉方向運轉；若此項雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，進一步須作不同驅動方向 的恒向輸出，則可以下列方式達成9(1) 通過電馬達操控裝置110操控電馬達101初始驅動方向；(2) 另行加設馬達方向切換開關以人工切換馬達初始回轉方向；(3) 由傳動裝置104其中之一作機械性切換輸出轉向及變換速比功能的傳 動裝置所構成，以供切換輸出轉向。
權利要求1.一種雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在于，所述雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統為通過輸入裝置(111)的操作信號或指令，以將電能供給裝置(100)的電能經電馬達操控裝置(110)對電馬達(101)，作第一驅動回轉方向或不同回轉方向的第二回轉方向驅動，電馬達(101)輸出端所輸出的回轉動能，直接、或經傳動裝置(104)輸往恒向輸出傳動裝置(102)的輸入端，以通過具有不同變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向時作不同變速比的恒定回轉方向輸出回轉動能，供驅動負載輪組(103)，其中電馬達(101)為由各種交流或直流、無刷或有刷、同步或異步運轉的電能驅動的電馬達，并可作正反轉的運轉；電馬達操控裝置(110)為由機電元件或裝置、或固態電子元件或裝置、或具有微處理器及相關軟體的控制電路所構成，供輸入來自市電或發電機的交流或直流電源、或來自燃料電池、一次電池、或可儲放電的二次電池電能供給裝置(100)的電能，以對電馬達(101)作開或關、轉向、轉速、扭力作操控及作過電壓、或過電流的保護；輸入裝置(111)為供對電馬達操控裝置(110)，發出對電馬達(101)的開或關、回轉方向、轉速、扭力的操控或設定的信號或指令；電馬達(101)第一驅動回轉方向的動能及第二驅動回轉方向的輸入動能，為供驅動恒向輸出傳動裝置(102)的輸入端；第一驅動回轉方向與第二驅動回轉方向為相反方向；恒向輸出傳動裝置(102)恒向輸出傳動裝置(102)為能直接、或經傳動裝置(104)接受來自電馬達(101)的不同回轉方向動能，而輸出恒定回轉方向動能；構成恒向輸出傳動裝置(102)內部的傳動組件，含由1)齒輪組；或2)磨擦輪組；或3)鏈條及鏈輪組；或4)皮帶及皮帶輪組；或5)傳動曲柄及輪組；或6)流體傳動裝置；或7)電磁力傳動裝置所構成，或由上述其中一種或一種以上傳動組件構成；恒向輸出傳動裝置(102)于輸入不同回轉方向的第一驅動回轉方向與第二驅動回轉方向驅動時，輸入端對作恒定回轉方向輸出端的速比，可為相同、或不同、或可變速比；負載輪組(103)為由恒向輸出傳動裝置(102)輸出端所直接驅動、或經傳動裝置(104)作恒定單轉向驅動的輪組型負載。
2. 如權利要求1所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，進一步可在恒向輸出傳動裝置(102)與負載輪組(103)之間、或電馬達(IOI) 與恒向輸出傳動裝置(102)之間、或電馬達(101)與恒向輸出傳動裝置(102)之間 及恒向輸出傳動裝置(102)與負載輪組(103)之間加設傳動裝置(104)。
3. 如權利要求2所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，傳動裝置(104)包括由以下一種或一種以上傳動裝置所構成l)固定速比 的各種齒輪式、皮帶式、摩擦式回轉式傳動功能結構所構成，或2)借助人力、 或機力、或流力、或離心力、或轉矩、或反轉矩操作的有段或無段變速裝置 所構成，或3)可操控切換輸入端與輸出端的相對回轉方向關系的傳動裝置所 構成，或4)由人力、或機力、或電磁力、或流力、或離心力、或轉矩、或反 轉矩所操作的離合裝置，或單向傳動離合裝置，以作聯結傳動或中斷傳動的 離合功能裝置所構成。
4. 如權利要求1所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，進一步設置電馬達負載電流檢測裝置(109)，電馬達負載電流檢測裝置(109) 可為通過各種降壓式電流檢測裝置、或電磁效應感應式電流檢測裝置、或磁 檢測式電流檢測裝置、或積熱式電流檢測裝置所構成，為供檢測電馬達(IOI) 的負載電流以回授至電馬達操控裝置(IIO)，而在電馬達的負載電流超過設定 值的狀態，且此狀態超過設定時間時，通過電馬達負載電流檢測裝置(109)的 信號輸往輸入裝置(111)或電馬達操控裝置(110)以改變電馬達(101)的回轉方 向，進而改變恒向輸出傳動裝置(102)的變速比為相對加大減速比以增加輸出 轉矩的同回轉方向輸出以驅動負載。
5. 如權利要求4所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，在電馬達(101)的負載電流回歸下降至設定值以內時，可通過人工操作方 式的操控輸入裝置(lll)，以操控電馬達操控裝置(110)使電馬達(101)回歸原回 轉方向，而以原速比驅動負載。
6. 如權利要求4所述的雙向輸入恒向輸出發電馬達驅動系統，其特征在 于，在電馬達(101)的負載電流回歸下降至設定值以內時，可通過電馬達操控 裝置(IIO)，在電馬達負載電流檢測裝置(109)所檢測電流下降至設定值時，自 動選擇能依該時間驅動負載的轉速而相對于速比的變動，能對負載作順暢而 不頓錯或暴沖驅動的相對輸出電量值，以驅動電馬達(101)順暢銜接原回轉方 向運轉。
7. 如權利要求1所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，進一步須作不同驅動方向的恒向輸出，則可通過電馬達操控裝置(110)操 控電馬達(101)的初始驅動方向。
8. 如權利要求1所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，進一步須作不同驅動方向的恒向輸出，則可另行加設馬達方向切換開關 以人工切換馬達初始回轉方向。
9. 如權利要求1所述的雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，其特征在 于，進一步須作不同驅動方向的恒向輸出，則可由傳動裝置(104)其中之一作 機械性切換輸出轉向及變換速比功能的傳動裝置所構成，以供切換輸出轉向。專利摘要本實用新型提供一種雙向輸入恒向輸出的電馬達驅動系統，為具有特定的可作雙回轉方向輸入的電馬達，其輸出端供輸往恒向輸出傳動裝置的輸入端，而經恒向輸出傳動裝置的輸出端，作恒定回轉方向輸出以驅動負載輪組，使用者可作驅動輸入方向的操控，通過具有不同變速比的恒向輸出傳動裝置，在不同驅動輸入方向時作不同變速比的恒定回轉方向輸出。
文檔編號H02P29/00GK201403072SQ20092000281
公開日2010年2月10日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者楊泰和 申請人:楊泰和