電動(dòng)自行車中置電機(jī)及其力矩傳感裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置以及具有該裝置的中置電機(jī)，所述力矩傳感裝置包括穿設(shè)在自行車五通管中的中軸、套在該中軸上且當(dāng)其受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變的軸套、以及套設(shè)在所述軸套上的牙盤，所述軸套上設(shè)置有能夠感應(yīng)該軸套所受周向扭轉(zhuǎn)力大小的力矩傳感組件，力矩傳感組件經(jīng)一出線裝置與自行車的電機(jī)控制器相連，所述出線裝置由動(dòng)磁芯、固定在所述動(dòng)磁芯上的動(dòng)線圈、靜磁芯、以及固定在所述靜磁芯上的靜線圈構(gòu)成。本發(fā)明這種力矩傳感裝置性能可靠，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，摩擦損耗小。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)自行車中置電機(jī)及其力矩傳感裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置以及具有該力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]為了讓電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠根據(jù)人的腳踩力大小而調(diào)整輸出功率，一些高檔電動(dòng)自行車上往往都設(shè)置有中軸力矩傳感裝置。現(xiàn)有的電動(dòng)自行車中軸力矩傳感裝置普遍存在:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、信號(hào)弱、穩(wěn)定性差；也有比較小巧的，但基本是單邊(即左腳出力，右腳不出力)，或者是所謂的雙邊也只是檢測(cè)鏈條的張緊力而已，他的準(zhǔn)確性和可靠性與真正的矩力傳感器是無(wú)法相比的。
[0003]自行車中軸力矩傳感裝置的力矩信號(hào)引出方式也有多種，比如有:電感式、滑環(huán)式、光電式、也有用兩個(gè)開關(guān)霍爾引出并檢測(cè)兩者之間相位差的相位差式、甚至有用線性霍爾直接引出的，這些方案都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，如:電感式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但信號(hào)很弱、零漂大、抗干擾性能較差；光電式的抗干擾和防水性能都較差；滑環(huán)式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但滑環(huán)和碳刷或其他觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生摩擦，影響壽命和可靠性；相位差式的在車輛停止時(shí)無(wú)法輸出準(zhǔn)確信號(hào)，做不到零啟動(dòng)；用線性霍爾直接引出的傳感器對(duì)機(jī)構(gòu)的要求則非常高，產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性都很難控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:針對(duì)上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且性能穩(wěn)定的電動(dòng)自行車中軸力矩傳感裝置，同時(shí)還提供了一種具有該力矩傳感裝置的中置電機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，包括穿設(shè)在自行車五通管中的中軸、套在該中軸上且當(dāng)其受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變的軸套、以及套設(shè)在所述軸套上的牙盤，所述軸套上設(shè)置有能夠感應(yīng)該軸套所受周向扭轉(zhuǎn)力大小的力矩傳感組件，所述力矩傳感組件經(jīng)一出線裝置與自行車的電機(jī)控制器相連，所述出線裝置由動(dòng)磁芯、固定在所述動(dòng)磁芯上的動(dòng)線圈、靜磁芯、以及固定在所述靜磁芯上的靜線圈構(gòu)成，且所述動(dòng)磁芯、動(dòng)線圈、靜磁芯和靜線圈均為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中動(dòng)磁芯與軸套固定，靜磁芯與自行車五通管相對(duì)固定，所述動(dòng)磁芯與靜磁芯貼合接觸且能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述動(dòng)線圈通過動(dòng)線圈引出線與所述力矩傳感組件相連，所述靜線圈通過靜線圈引出線與所述電機(jī)控制器相連。
[0006]本發(fā)明這種力矩傳感裝置在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括如下優(yōu)選技術(shù)方案:
[0007]所述動(dòng)磁芯和靜磁芯的軸向截面均呈U字型，二者相互貼合而構(gòu)成一個(gè)具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)線圈和靜線圈被收容在由動(dòng)磁芯和靜磁芯構(gòu)成的具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0008]所述動(dòng)線圈是通過膠水粘接固定在所述動(dòng)磁芯上的，所述靜線圈是通過膠水粘接固定在所述靜磁芯上的。
[0009]在所述動(dòng)磁芯和靜磁芯的貼合接觸面上分別粘貼有不干膠。
[0010]所述動(dòng)磁芯是通過動(dòng)座板固定安裝在所述軸套上的。
[0011]所述力矩傳感器組件包括力矩傳感磁鋼以及與所述力矩傳感磁鋼相對(duì)應(yīng)的霍爾力矩傳感器，所述軸套的管壁上沿圓周方向開設(shè)有非閉合切口，所述力矩傳感磁鋼固定在所述切口的一側(cè)，所述霍爾力矩傳感器固定在所述切口的另一側(cè)，所述力矩信號(hào)輸出線連接在所述霍爾力矩傳感器上。
[0012]所述霍爾力矩傳感器上的霍爾元件設(shè)置在霍爾力矩傳感器靠近所述力矩傳感磁鋼的那一側(cè)。
[0013]還包括速度感應(yīng)磁鋼以及與所述速度感應(yīng)磁鋼對(duì)應(yīng)的霍爾速度傳感器，其中速度感應(yīng)磁鋼固定在一環(huán)形磁鋼座上，所述環(huán)形磁鋼座與所述動(dòng)磁芯(6a)相對(duì)固定，霍爾速度傳感器與自行車五通管相對(duì)固定。
[0014]一種具有上述力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)，包括固定穿設(shè)在自行車五通管中的電機(jī)連接管、以及與所述電機(jī)連接管連為一體的機(jī)殼和機(jī)座，所述機(jī)座上制有呈環(huán)形分布的三個(gè)定位孔，所述靜磁芯通過三個(gè)定位塊周向固定在所述機(jī)座上的三個(gè)定位孔中。
[0015]本發(fā)明這種電動(dòng)自行車中置電機(jī)在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括如下優(yōu)選技術(shù)方案:
[0016]所述靜磁芯與機(jī)座之間夾設(shè)有呈環(huán)形分布的三根彈簧，所述彈簧對(duì)靜磁芯施加有朝向動(dòng)磁芯方向的軸向彈力。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018]1、本發(fā)明這種力矩傳感裝置借助安裝于中軸和牙盤間的軸套受力后而產(chǎn)生變形，進(jìn)而使力矩傳感磁鋼和霍爾力矩傳感器的相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而感應(yīng)出中軸所受力矩大小，力矩傳遞到位，因?yàn)槭且惑w式的結(jié)構(gòu)，所以不會(huì)存在力矩較弱時(shí)感應(yīng)信號(hào)不穩(wěn)的缺陷，而是始終能確保感應(yīng)信號(hào)的高靈敏度和高精度。
[0019]2、本發(fā)明這種力矩傳感裝置中的出線裝置采用磁感式結(jié)構(gòu)，其性能更加可靠，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，摩擦損耗也小。
[0020]3、本發(fā)明這種自行車中軸力矩傳感裝置能夠同時(shí)檢測(cè)中軸的力矩和速度，從而使電機(jī)控制器能夠綜合考慮中軸的轉(zhuǎn)速大小和力矩大小后，來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0022]圖1是采用了本發(fā)明這種力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是采用了本發(fā)明這種力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是軸套的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是軸套的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]其中:1-中軸，2-牙盤，3-軸套，301-切口，4-力矩傳感磁鋼，5-霍爾力矩傳感器，6a-動(dòng)磁芯,6b-動(dòng)線圈，6c-動(dòng)線圈引出線，6d_動(dòng)座板，7a_靜磁芯,7b-靜線圈，7c_靜線圈引出線，8-軸承，9-力矩信號(hào)輸出線，10-力矩信號(hào)引出線，11-機(jī)殼,12-定子，13-轉(zhuǎn)子，14-電機(jī)軸齒，15-尼龍齒輪，16-小齒輪，17-大齒輪，18-第一單向軸承，19-第二單向軸承，20-機(jī)座，21-速度感應(yīng)磁鋼，22-霍爾速度傳感器，23-花鍵，24-電機(jī)連接管，25-鎖緊螺母，26-電機(jī)控制器，27-加強(qiáng)板，28-固定板，29-不干膠，30-定位塊，31-彈簧，32-環(huán)形磁鋼座。

【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例:為了讓人們更加清楚直觀地了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面以一款安裝有本發(fā)明這種力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)作為具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容作具體闡述:
[0028]圖1和圖2是采用了本發(fā)明這種自行車中軸力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，該中置電機(jī)包括機(jī)殼11、機(jī)座20和電機(jī)連接管24，而且機(jī)殼11和機(jī)座20均與電機(jī)連接管24連為一體。電機(jī)連接管24 —端制有外螺紋，裝配時(shí)，將電機(jī)連接管24穿設(shè)在自行車五通管(圖中未畫出)中，并使電機(jī)連接管24的螺紋端伸出五通管外，然后在電機(jī)連接管24的外螺紋上鎖入鎖緊螺母25，從而將電機(jī)連接管24和自行車五通管緊緊固定在一起。為了保證機(jī)殼11和五通管間的連接強(qiáng)度，本例在機(jī)殼11、電機(jī)連接管24和五通管之間連接有一塊加強(qiáng)板27，該加強(qiáng)板27 —端通過螺絲鎖緊在機(jī)殼11上，另一端套在電機(jī)連接管24上并由所述鎖緊螺母25緊緊壓在五通管端部。
[0029]所述電機(jī)連接管24內(nèi)通過軸承8旋轉(zhuǎn)裝配有中軸I (自然該中軸I也穿設(shè)在自行車五通管中)，該中軸I上套有牙盤2，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該牙盤2與自行車后輪飛輪之間安裝有傳動(dòng)鏈條。所述中軸I上還套有一個(gè)軸套3,當(dāng)該軸套3受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變。軸套3的一端通過花鍵23與中軸I相對(duì)固定，而另一端與牙盤2相對(duì)固定。軸套3上設(shè)置有能夠感應(yīng)軸套所受周向扭轉(zhuǎn)力大小的力矩傳感組件，所述力矩傳感組件經(jīng)一出線裝置與自行車的電機(jī)控制器相連。
[0030]所述力矩傳感組件可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種結(jié)構(gòu)形式，比如:粘貼電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)形式。而本實(shí)施例中的力矩傳感組件采用了如下結(jié)構(gòu)形式:所述軸套3的管壁上沿圓周方向開設(shè)有非閉合切口 301，該切口 301的一側(cè)固定有力矩傳感磁鋼4，另一側(cè)固定有與所述力矩傳感磁鋼相對(duì)應(yīng)的霍爾力矩傳感器5，而且該霍爾力矩傳感器5中的霍爾元件設(shè)置在霍爾力矩傳感器5上靠近力矩傳感磁鋼4的那一側(cè)。所述力矩信號(hào)輸出線9是連接在霍爾力矩傳感器5上的。
[0031]本例中，所述力矩傳感磁鋼4為稀土磁鋼，且共設(shè)有兩個(gè)。這兩個(gè)稀土磁鋼并排布置，且極性相反。
[0032]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需在中軸I兩端安裝曲柄，曲柄上安裝腳踏。當(dāng)自行車騎行者用腳踩動(dòng)腳踏帶動(dòng)中軸I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中軸I將其受到的扭轉(zhuǎn)力通過花鍵23傳遞給軸套3在圖1中的左端，軸套3受到扭轉(zhuǎn)力后發(fā)生周向扭轉(zhuǎn)變形，從而使所述力矩傳感磁鋼4和霍爾力矩傳感器5之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而使霍爾力矩傳感器5感應(yīng)到這一力矩信號(hào)并將該力矩信號(hào)通過出線裝置傳遞給電機(jī)控制器26，再由電機(jī)控制器26處理后調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。騎行者踩動(dòng)腳踏的力量越大，軸套3受到的扭轉(zhuǎn)力越大，軸套3的變形量越大，霍爾力矩傳感器5感應(yīng)到的力矩信號(hào)越大。
[0033]本實(shí)施例中的所述出線裝置采用了一種非常巧妙的結(jié)構(gòu)，它由動(dòng)磁芯6a、固定在所述動(dòng)磁芯上的動(dòng)線圈6b、靜磁芯7a、以及固定在所述靜磁芯上的靜線圈7b構(gòu)成，且所述動(dòng)磁芯6a、動(dòng)線圈6b、靜磁芯7a和靜線圈7b均為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中動(dòng)磁芯6a通過動(dòng)座板6d固定安裝在所述軸套3的端部，靜磁芯7a與所述機(jī)座20固定(因機(jī)座20與自行車五通管相對(duì)固定，自然靜磁芯7a與自行車五通管也相對(duì)固定)，所述動(dòng)磁芯6a與靜磁芯7a貼合接觸且能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述動(dòng)線圈6b通過動(dòng)線圈引出線6c與所述力矩傳感組件相連，所述靜線圈7b通過靜線圈引出線7c與所述電機(jī)控制器26相連。
[0034]本例中，所述靜磁芯7a與機(jī)座20之間的具體固定方式如下:靜磁芯7a通過三個(gè)定位塊30周向固定在所述機(jī)座20上的三個(gè)定位孔中，而且為了保證靜磁芯7a與機(jī)座20間的貼合度，本例在靜磁芯7a與機(jī)座20之間夾設(shè)有呈環(huán)形分布的三根彈簧31，所述彈簧31對(duì)靜磁芯7a施加有朝向動(dòng)磁芯6a方向的軸向彈力。
[0035]所述動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a的軸向截面均呈U字型(具有一開口面)，二者相互貼合而構(gòu)成一個(gè)具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)線圈6b和靜線圈7b被收容在由動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a構(gòu)成的具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0036]由于靜磁芯7a和動(dòng)磁芯6a的開口面貼合在一起而構(gòu)成一閉合結(jié)構(gòu)，因此靜線圈7b和動(dòng)線圈6b都處在了一個(gè)閉合的磁路內(nèi)，這樣就等效成了一個(gè)變壓器，靜線圈7b相當(dāng)于是變壓器原邊，而動(dòng)線圈6b則相當(dāng)于是變壓器副邊。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需先通過電機(jī)控制器26向變壓器的原邊(靜線圈)加入一定大小的交流電，那么變壓器副邊(動(dòng)線圈)就會(huì)感應(yīng)出一定比例的交流電，感應(yīng)出的這個(gè)交流電加載到力矩傳感組件上，力矩傳感組件為這個(gè)變壓器的負(fù)載，負(fù)載大小是隨中軸所受扭力的大小而改變的，因此電機(jī)控制器26可以通過變壓器的原邊(靜線圈)來(lái)讀到這個(gè)負(fù)載的大小，以此獲知力矩傳感組件所感應(yīng)到的力矩大小。通過這一原理我們就可以很容易將力矩傳感組件所感應(yīng)到的力矩信號(hào)傳輸給電機(jī)控制器，再由電機(jī)控制器根據(jù)這一力矩信號(hào)的大小來(lái)調(diào)整電機(jī)的輸出功率。
[0037]本例中，所述動(dòng)線圈6b是通過膠水粘接固定在所述動(dòng)磁芯6a上的,所述靜線圈7b也是通過膠水粘接固定在所述靜磁芯7b上的。
[0038]在實(shí)際應(yīng)用中，所述動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a間會(huì)因?yàn)樽飨鄬?duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，為了避免動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a因直接接觸摩擦而降低二者的使用壽命，本例在在動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a的貼合接觸面上粘貼有不干膠29，該不干膠29共有兩個(gè)，一個(gè)貼在動(dòng)磁芯6a上，另一個(gè)貼在靜磁芯7a，從而使得動(dòng)磁芯6a和靜磁芯7a不直接接觸，而且不干膠29具有很好的耐磨性。
[0039]另外，本例在所述動(dòng)座板6d上固定有一環(huán)形磁鋼座32，并在該環(huán)形磁鋼座32上固定有速度感應(yīng)磁鋼21 (顯然環(huán)形磁鋼座32與動(dòng)磁芯6a相對(duì)固定)，同時(shí)在所述機(jī)座20上設(shè)置有與所述速度感應(yīng)磁鋼21對(duì)應(yīng)的霍爾速度傳感器22，與霍爾力矩傳感器5 —樣，該霍爾速度傳感器內(nèi)也設(shè)有霍爾元件。當(dāng)中軸I帶動(dòng)軸套3和動(dòng)滑座6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述速度感應(yīng)磁鋼21隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而固定在機(jī)座20上的霍爾速度傳感器22保持靜止，從而使霍爾速度傳感器22感應(yīng)出中軸I的轉(zhuǎn)速，達(dá)到檢測(cè)腳踩速度信號(hào)的目的。因?yàn)榛魻査俣葌鞲衅?2與機(jī)座20固定，而機(jī)座20與自行車五通管固定，那么速度感應(yīng)磁鋼21自然與自行車五通管相對(duì)固定。
[0040]本實(shí)施例中，所述速度感應(yīng)磁鋼21共有20個(gè)，且這20個(gè)速度感應(yīng)磁鋼21在所述環(huán)形磁鋼座32上呈圓形均勻分布。環(huán)形磁鋼座32每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就可向霍爾速度傳感器22輸出20個(gè)的脈沖信號(hào)，達(dá)到檢測(cè)腳踩速度的信號(hào)的目的。
[0041]本實(shí)施例的這種電動(dòng)自行車中置電機(jī)還包括設(shè)于機(jī)殼11內(nèi)的定子12和轉(zhuǎn)子13、以及與轉(zhuǎn)子13固定的電機(jī)軸齒14，所述電機(jī)軸齒14通過齒輪減速機(jī)構(gòu)與所述牙盤2傳動(dòng)連接。電機(jī)通電運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子13帶動(dòng)電機(jī)軸齒14轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸齒14通過齒輪減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)牙盤2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)自行車前行。
[0042]本例采用內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)。
[0043]所述齒輪減速機(jī)構(gòu)可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的各種結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)施例中的齒輪減速機(jī)構(gòu)采用二級(jí)減速結(jié)構(gòu)，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下:它包括與所述電機(jī)軸齒14相互嚙合的尼龍齒輪15、與尼龍齒輪15同軸連接的小齒輪16、以及與所述小齒輪16相互嚙合的大齒輪17，所述大齒輪17與牙盤2固定。電機(jī)軸齒14和尼龍齒輪15構(gòu)成第一級(jí)減速，二者采用斜齒傳動(dòng)；與尼龍齒輪15同軸連接的小齒輪16和與牙盤2連接的大齒輪17構(gòu)成第二級(jí)減速，二者采用直齒傳動(dòng)。本產(chǎn)品通過兩級(jí)齒輪減速，把4000rpm的轉(zhuǎn)速降到10rpm后直接帶動(dòng)自行車牙盤。本發(fā)明所說(shuō)的小齒輪和大齒輪中的“小”和“大”，是相對(duì)而言的。
[0044]為了保證轉(zhuǎn)子13驅(qū)動(dòng)牙盤2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)中軸I不跟轉(zhuǎn)，本例在軸套3和大齒輪17之間安裝了第一單向軸承18，該第一單向軸承18包括軸承內(nèi)圈以及與該軸承內(nèi)圈單向鎖緊的軸承外圈，其中軸承外圈與所述大齒輪17固定，而軸承內(nèi)圈與軸套3端部固定?？梢?牙盤2并不是直接連接在中軸I上的，而使通過大齒輪17、第一單向軸承18和軸套3與中軸I相連的。當(dāng)電機(jī)通電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一單向軸承18的內(nèi)圈和外圈處于分離狀態(tài)，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，軸套3和中軸I就不會(huì)跟著腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)人力騎行時(shí)，只要騎行速度超過電驅(qū)動(dòng)的速度(純?nèi)肆︱T行時(shí)，電驅(qū)動(dòng)速度為零)，第一單向軸承I的內(nèi)外圈就會(huì)處于合的狀態(tài)(單向鎖緊)，同樣可以像普通自行車一樣正常騎行。
[0045]為減輕人力騎行時(shí)的阻力，本例還在所述小齒輪16和尼龍齒輪15之間設(shè)置了第二單向軸承19，所述第二單向軸承19包括軸承內(nèi)圈以及與該軸承內(nèi)圈單向鎖緊的軸承外圈，其中軸承外圈與所述尼龍齒輪15固定,而軸承內(nèi)圈與小齒輪16固定。當(dāng)人力騎行時(shí)，牙盤2會(huì)通過大齒輪帶著小齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)第二單向軸承19的內(nèi)外圈處在分離狀態(tài)，不會(huì)帶動(dòng)尼龍齒輪15和電機(jī)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而確保騎行更輕松；而當(dāng)電機(jī)通電運(yùn)行時(shí)，只要電驅(qū)動(dòng)的速度超過人力騎行的速度，第二單向軸承19就會(huì)處在合的狀態(tài)，從而保證電驅(qū)動(dòng)力可以傳遞給牙盤2。而且本例在小齒輪16和尼龍齒輪15之間還設(shè)置有與第二單向軸承19同軸布置的滾珠軸承(圖中未標(biāo)注)，從而為第二單向軸承19分擔(dān)一部分徑向力。
[0046]當(dāng)然，上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，包括穿設(shè)在自行車五通管中的中軸(I)、套在該中軸上且當(dāng)其受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變的軸套(3)、以及套設(shè)在所述軸套上的牙盤(2)，所述軸套(3)上設(shè)置有能夠感應(yīng)該軸套所受周向扭轉(zhuǎn)力大小的力矩傳感組件，所述力矩傳感組件經(jīng)一出線裝置與自行車的電機(jī)控制器(26)相連，其特征在于: 所述出線裝置由動(dòng)磁芯(6a)、固定在所述動(dòng)磁芯上的動(dòng)線圈(6b)、靜磁芯(7a)、以及固定在所述靜磁芯上的靜線圈(7b)構(gòu)成，且所述動(dòng)磁芯(6a)、動(dòng)線圈(6b)、靜磁芯(7a)和靜線圈(7b)均為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中動(dòng)磁芯(6a)與軸套(3)固定，靜磁芯(7a)與自行車五通管相對(duì)固定，所述動(dòng)磁芯(6a)與靜磁芯(7a)貼合接觸且能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述動(dòng)線圈(6b)通過動(dòng)線圈引出線(6c)與所述力矩傳感組件相連，所述靜線圈(7b)通過靜線圈引出線(7c)與所述電機(jī)控制器(26)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:所述動(dòng)磁芯^a)和靜磁芯(7a)的軸向截面均呈U字型，二者相互貼合而構(gòu)成一個(gè)具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)線圈(6b)和靜線圈(7b)被收容在由動(dòng)磁芯(6a)和靜磁芯(7a)構(gòu)成的具有口字型軸向截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:所述動(dòng)線圈(6b)是通過膠水粘接固定在所述動(dòng)磁芯(6a)上的，所述靜線圈(7b)是通過膠水粘接固定在所述靜磁芯(7b)上的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:在所述動(dòng)磁芯(6a)和靜磁芯(7a)的貼合接觸面上粘貼有不干膠(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:所述動(dòng)磁芯(6a)是通過動(dòng)座板(6d)固定安裝在所述軸套(3)上的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:所述力矩傳感器組件包括力矩傳感磁鋼(4)以及與所述力矩傳感磁鋼(4)相對(duì)應(yīng)的霍爾力矩傳感器(5)，所述軸套(3)的管壁上沿圓周方向開設(shè)有非閉合切口(301)，所述力矩傳感磁鋼(4)固定在所述切口(301)的一側(cè)，所述霍爾力矩傳感器(5)固定在所述切口(301)的另一側(cè)，所述力矩信號(hào)輸出線(9)連接在所述霍爾力矩傳感器(5)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:所述霍爾力矩傳感器(5)上的霍爾元件設(shè)置在霍爾力矩傳感器(5)靠近所述力矩傳感磁鋼(4)的那一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)的力矩傳感裝置，其特征在于:還包括速度感應(yīng)磁鋼(21)以及與所述速度感應(yīng)磁鋼(21)對(duì)應(yīng)的霍爾速度傳感器(22)，其中速度感應(yīng)磁鋼(21)固定在一環(huán)形磁鋼座(32)上，所述環(huán)形磁鋼座(32)與所述動(dòng)磁芯(6a)相對(duì)固定，霍爾速度傳感器(22)與自行車五通管相對(duì)固定。
9.一種具有如權(quán)利要求1?8中任一權(quán)利要求所述的力矩傳感裝置的電動(dòng)自行車中置電機(jī)，其特征在于:它包括固定穿設(shè)在自行車五通管中的電機(jī)連接管(24)、以及與所述電機(jī)連接管(24)連為一體的機(jī)殼(11)和機(jī)座(20)，所述機(jī)座(20)上制有呈環(huán)形分布的三個(gè)定位孔，所述靜磁芯(7a)通過三個(gè)定位塊(30)周向固定在所述機(jī)座(20)上的三個(gè)定位孔中。
10.一種具有如權(quán)利要求9所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)，其特征在于:所述靜磁芯(7a)與機(jī)座(20)之間夾設(shè)有呈環(huán)形分布的三根彈簧(31)，所述彈簧對(duì)靜磁芯(7a)施加有朝向動(dòng)磁芯(6a)方向的軸向彈力。
【文檔編號(hào)】B62M6/50GK104260818SQ201410498758
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】馬慶一 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)同盛車業(yè)有限公司