[發明專利]用無刷電機無行星雙半后軸驅動減速器的園林割草機

在審

• 申請號: 201810143552.6
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108432443A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 蘇克;葉曉波;P·G·安祺莉卡
• 申請（專利權）人: 寧波大葉園林設備股份有限公司
• 主分類號: A01D34/01
• 分類號: A01D34/01;A01D34/00;A01D69/00;A01D69/08;A01D69/02;A01D75/18;H02K7/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用無刷電機無行星雙半后軸驅動減速器的園林割草機，其含無行星后軸驅動減速器，所用的齒輪均是人字齒輪；所述的減速器采用無刷電機，所述無刷電機的轉速每分20000轉、功率250瓦、36伏、輸出軸直徑5毫米；電機主動齒輪(88)的齒數18、模數0.6、分度圓是18x0.6＝10.8；去掉行星輪系，所述電機主動齒輪(88)與新設的馬達從動軸上的馬達從齒輪(106)嚙合，所述馬達從齒輪(106)為齒數38、模數0.6、分度圓是38x0.6＝22.8，馬達傳動比是38/18；所述馬達從齒輪內與14x5軸承相配；所述新設的馬達從動軸上裝有從齒套筒(100)和接套齒輪(102)，所述接套齒輪(102)的齒數是12且模數是1.5，所述接套齒輪與作為輸出齒輪與第一中間軸上的2812雙齒輪(104)的齒數是28、模數是1.5、分度圓是28x01.5＝42的28齒輪相嚙合，所述新設的馬達從動軸的輸出齒輪與第一中間軸傳動比是28/12；以上傳動比為38/18x28/12＝4.9，超過行星變比4.33，實際合用；其余變比大致相同；所述2812雙齒輪(104)含同軸的28齒數的28齒輪(104a)和12齒數的12齒輪(104c)，所述2812雙齒輪(104)的兩端各設有小軸承(103)，所述小軸承(103)的外徑是14mm，以便與所述2812雙齒輪(104)的兩端的內孔配合，所述小軸承(103)的內徑是5以便與所述第一中間軸活動裝配；另一件結構相同的所述2812雙齒輪(104)也含同軸的28齒數的28齒輪(104a)和12齒數的12齒輪(104c)，裝在第二中間軸上，所述2812雙齒輪(104)的兩端各設有小軸承(103)，所述小軸承(103)的外徑是14mm，以便與所述2812雙齒輪(104)的兩端的內孔配合，所述小軸承(103)的內徑是5以便與所述第二中間軸活動裝配；所述第一中間軸上的2812雙齒輪(104)的同軸于28齒數的28齒輪(104a)的12齒數的12齒輪(104c)與所述第二中間軸上的所述另一件結構相同的所述2812雙齒輪(104)也含同軸的28齒數的28齒輪(104a)相嚙合，所述第二中間軸上的28齒輪(104a)與所述第一中間軸上的2812雙齒輪(104)的12齒數的12齒輪(104c)之間的第二軸傳動比是28/12為2.33；所述2812雙齒輪(104)含同軸的28齒數的28齒輪(104a)和12齒數的12齒輪(104c)是用聚甲醛在注塑模具里加工成型的；所述的減速器的后軸輸出部分含同軸的長半后軸及短半后軸，所述長半后軸上依次裝有后軸驅動減速器殼油封、安合彈性夾(92)、鐵墊圈、安全離合錐(90)、掛檔盤(101)、含安合掛檔塊(91a)后軸驅動齒輪(91)、長軸中夾軸，所述長半后軸上設有徑向橫孔以便通過橫銷釘與所述安全離合錐(90)固連，所述安合彈性夾(92)包夾著所述安全離合錐(90)和所述掛檔盤(101)，所述安全離合錐(90)和所述掛檔盤(101)與所述含安合掛檔塊(91a)后軸驅動齒輪(91)相聯，所述長半后軸的一端設有軸向深孔，以便插入所述長軸中夾軸，再插入短半后軸的一端所設有的軸向深孔內而使所述長半后軸和所述短半后軸活動相聯；所述短半后軸上依次裝有后軸驅動減速器上蓋和油封、也依次裝著另一套的安合彈性夾(92)、鐵墊圈、安全離合錐(90)、掛檔盤(101)，所述短半后軸上也設有徑向橫孔以便通過橫銷釘與另一套的所述安全離合錐(90)固連，另一套的所述安合彈性夾(92)包夾著所述安全離合錐(90)和所述掛檔盤(101)，所述短半后軸上的所述安全離合錐(90)和所述掛檔盤(101)也與前述的唯一的所述含安合掛檔塊(91a)后軸驅動齒輪(91)相聯；所述含安合掛檔塊(91a)后軸驅動齒輪(91)的齒數是33齒且模數是2.5；所述第二中間軸上的28齒輪(104a)的12齒數的12齒輪(104c)與所述后軸上的所述含安合掛檔塊(91a)后軸驅動齒輪(91)之間的中轉后軸傳動比是33/12為2.75；減速器總傳動比是4.3x33/12x28/12x28/26＝4.3x6.9＝30倍，合用；其特征在于，所述電機主動齒輪(88)的齒數18、模數0.6、分度圓是18x0.6＝10.8的金屬齒輪，以便通用；去掉行星輪系，所述電機主動齒輪(88)與新設的馬達從動軸上的馬達從齒輪(106)嚙合，所述馬達從齒輪(106)為齒數38、模數0.6、分度圓是38x0.6＝22.8的金屬齒輪，馬達傳動比是38/18；所述馬達從齒輪內與14x5軸承相配；所述馬達從齒輪內設有均布四等分的寬槽孔(106a)以便讓從齒套筒(100)的四個寬爪插入，所述馬達從齒輪內設有均布四等分的窄槽孔(106c)以便讓從齒套筒(100)的四個風扇爪插入，所述四個風扇爪有利于散熱；所述從齒套筒(100)的另一端設有四個撥爪以便與所述新設的馬達從動軸上裝有的所述接套齒輪(102)相配方，所述接套齒輪(102)的齒數是12且模數是1.5，所述接套齒輪(102)內設有所述小軸承(103)，內插入新設的馬達從動軸；所述從齒套筒(100)的外部設有大軸承，所述大軸承設在減速器殼上；所述新設的馬達從動軸上裝有從齒套筒(100)和接套齒輪(102)，所述接套齒輪(102)的齒數是12且模數是1.5，所述長半后軸的另一端和所述短半后軸的另一端均各設有橫向雙切槽和橫向雙切槽以便裝后輪驅動齒輪，所述后輪驅動齒輪為14齒模數2.5，并用所述后輪驅動齒輪驅動裝在草坪割草機后輪內的后輪齒圈(107)，所述后輪齒圈(107)的齒數為82齒模數2.5配大割草機后輪；所述從齒套筒(100)的每個風扇爪的風扇的葉輪葉道出口處葉片角度大于90度，其為前向葉片的葉輪的風扇；

減速器的電機設有電機控制電路；電機控制部分原理：

本系統直流無刷電機控制部分采購集成芯片控制方案，芯片內置轉子位置譯碼器，監控三個電機位置傳感器，以提供上部、下部功率MOS驅動的正確時序，具有全波六步驅動功能，外圍三相驅動器件為集成MOS管，上部功率開關為PMOS管，下部功率開關為NMOS管，集成芯片具有過流保護功能，R118電阻為電機電流采樣電阻，電流采樣信號被R117、R119分壓后送到芯片電流采樣端，當電流采樣信號值大于0.1V，過流保護功能激活，電機停止轉動，過流保護設置點為：

Icurrent＝0.1*(R117+R119)/(R118*R119)

當發生過流事件時，驅動芯片Fault Output引腳的輸出為低電平，將電機驅動信號OutputEnable信號拉低，電機停止運轉，避免機器負載電流過大而發生電子器件損壞，當Fault Output為低電平時，三極管Q24的B-E端電壓也降為零，由導通狀態切換為截止狀態，BLADE_FAULT信號為高電平，當MCU收到BLADE_FAULT高電平后，立即停止所有電機運行；除此這外，MCU還設置有二級軟件過流保護功能，以便在不同負載條件下，靈活處理機器運行動作，避免機器頻繁停機，

軟件過流保護功能能描述如下：

電機電流采樣信號BLADE_P8，經過運算放大器運算放大7.8倍后，將放大后的采樣電流模擬信號BLADE_CRT信號送給MCU具有模數轉換功能的引腳上，經過內置的模數轉換單元處理后，模擬電流信號轉換為12位的數字電流信號，此信號與MCU設置的過流閾值信號相比較，當電流信號值大于過流閾值時，執行相應的過流時的運行動作。