【附圖說明】
[0015]圖1是中軸力矩傳感器的第一種結(jié)構(gòu)測(cè)左端力矩的剖視圖；
圖2是中軸力矩傳感器的第一種結(jié)構(gòu)的立體爆炸圖；
圖3是中軸力矩傳感器的第二種結(jié)構(gòu)測(cè)兩端力矩的剖視圖；
圖4是中軸力矩傳感器的第二種結(jié)構(gòu)的立體爆炸圖；
圖5是中軸力矩傳感器的位移和轉(zhuǎn)速測(cè)量立體圖；
圖6是中軸力矩傳感器的錐形半軸立體圖；
圖7是中軸力矩傳感器的花鍵半軸立體剖面圖； 圖8是中軸力矩傳感器的滑套立體圖；
圖9是中軸力矩傳感器的錐形中軸立體圖；
圖10是中軸力矩傳感器的螺紋半軸立體剖面圖；
圖11是中軸力矩傳感器的尼龍軸碗立體圖；
圖12是中軸力矩傳感器的限位環(huán)立體圖；
圖13是中軸力矩傳感器的磁環(huán)支架立體圖；
圖14是系統(tǒng)的碼表顯示內(nèi)容圖；
圖15是本發(fā)明碼表開機(jī)時(shí)界面顯示內(nèi)容示意圖；
圖16是騎行中碼表顯示界面圖；
圖17是騎行停止時(shí)碼表循環(huán)顯示界面圖；
圖18是系統(tǒng)的接線圖。
[0016]附圖中標(biāo)記:端蓋1、彈性卡環(huán)2、球軸承3、尼龍軸碗4、連接線5、PCB板支架6、位移霍爾IC 7、轉(zhuǎn)速霍爾IC 8、單極磁環(huán)9、多極磁環(huán)1、磁環(huán)支架11、螺母12、碟簧組13、鋼珠14、限位鋼珠15、滑套16、軸碗組件17、錐形半軸18、花鍵半軸19、限位環(huán)20、半軸球軸承21、限位軸肩22、錐形中軸23、螺紋半軸24、滾針軸承25、牙盤四爪26、第一半圓環(huán)槽27、第二半圓環(huán)槽28、半圓主滾道29、半圓副滾道30、主動(dòng)齒31、從動(dòng)齒32、限位臺(tái)階33、穿孔34、環(huán)形凸肩35、環(huán)形凸肩36、總里程37、車速38、能量消耗39、助力擋位40、踏頻41、里程42、力矩大小模擬條43、車速44、踏頻45、第一按鍵46、第二按鍵47、電池48、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器49、輪轂電機(jī)50、碼表51、中軸力矩傳感器52、車燈53。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]如圖1和圖2所示，本發(fā)明采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統(tǒng)包括兩種結(jié)構(gòu)方案:
第一種結(jié)構(gòu)方案是:自行車助力系統(tǒng)包括中軸力矩傳感器，所述中軸力矩傳感器包括:端蓋1、彈性卡環(huán)2、球軸承3、尼龍軸碗4、連接線5、PCB板支架6、位移霍爾IC7、轉(zhuǎn)速霍爾IC8、單極磁環(huán)9、多極磁環(huán)10、磁環(huán)支架11、螺母12、碟簧組13、鋼珠14、限位鋼珠15、滑套16、軸碗組件17、錐形半軸18、花鍵半軸19、限位環(huán)20、半軸球軸承21。扭矩傳遞過程:錐形半軸18上的輸入扭矩靠半圓主滾道29傳遞給鋼珠14，再靠半圓副滾道30傳遞給滑套16，嚙合的螺旋曲面主動(dòng)齒31傳給螺旋曲面從動(dòng)齒32經(jīng)花鍵半軸19傳遞出扭矩。主動(dòng)齒31和從動(dòng)齒32都由相同的螺旋曲面60構(gòu)成，嚙合的螺旋曲面齒將扭力分解成一個(gè)面集合的切向力和面集合的軸向力，切向力作為扭矩傳出，軸向力使滑套16壓縮碟簧組13產(chǎn)生位移并伴隨鋼珠14滾動(dòng)，螺母12預(yù)壓頂住碟簧組13將軸向力傳給錐形半軸18，安裝在第一半圓環(huán)槽27和第二半圓環(huán)槽28內(nèi)的限位鋼珠15使錐形半軸18與花鍵半軸19軸向固定只能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)互相抵消兩者的軸向力。位移霍爾IC7和轉(zhuǎn)速霍爾IC8靠PCB板固定在PCB板支架6上成整體端部?jī)?nèi)置在尼龍軸碗4內(nèi)靠螺釘固定還可調(diào)節(jié)與磁環(huán)支架11的軸向初始位置。
[0019]如圖3和圖4所示，第二種結(jié)構(gòu)方案是:自行車助力系統(tǒng)包括中軸力矩傳感器，所述中軸力矩傳感器包括:端蓋1、彈性卡環(huán)2、球軸承3、尼龍軸碗4、連接線5、PCB板支架6、位移霍爾IC7、轉(zhuǎn)速霍爾IC8、單極磁環(huán)9、多極磁環(huán)10、磁環(huán)支架11、螺母12、碟簧組13、鋼珠14、限位鋼珠15、滑套16、軸碗組件17、錐形中軸23、螺紋半軸24、滾針軸承25、牙盤四爪26。
[0020]與第一種結(jié)構(gòu)有相同的扭矩傳遞過程:錐形中軸23左右兩端輸入扭矩，其上的半圓主滾道65傳遞給鋼珠14，再靠半圓副滾道30傳遞給滑套16，嚙合的螺旋曲面主動(dòng)齒31傳給螺旋曲面從動(dòng)齒66經(jīng)螺紋半軸24傳遞出扭矩?；?6壓縮碟簧組13產(chǎn)生位移，螺母12預(yù)壓頂住碟簧組13將軸向力傳給錐形中軸23，安裝在第一半圓環(huán)槽63和第二半圓環(huán)槽64內(nèi)的限位鋼珠15使錐形中軸23與螺紋半軸24軸向固定。螺紋半軸24上設(shè)置有反旋螺紋與牙盤四爪26連接，中軸順轉(zhuǎn)使牙盤四爪26越旋越緊將扭矩傳遞到牙盤盤片上，受空間限制，半軸球軸承21改用滾針軸承25。
[0021]如圖5所示，兩種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移都用相同的方法測(cè)量:滑套16與磁環(huán)支架11靠其上的環(huán)槽與凸筋扣合使兩者固定，兩個(gè)單極磁環(huán)9和多極磁環(huán)10固定在磁環(huán)支架11上，作為一個(gè)整體移動(dòng)，位移霍爾IC7和轉(zhuǎn)速霍爾IC8固定不動(dòng)。兩單極磁環(huán)9軸向充磁且相斥排列，其中間位置磁通密度為零，位移霍爾IC7輸出的電壓與通過其的磁通密度呈線性且為零時(shí)是其輸入電壓的一半，這樣輸出電壓與其在兩單極磁環(huán)9之間的位置相關(guān)，且是與電子轉(zhuǎn)把相同的模擬電壓信號(hào)。多極磁環(huán)1徑向多極充磁，上方的轉(zhuǎn)速霍爾IC8直接輸出轉(zhuǎn)速和方向信號(hào)。
[0022]如圖6所示，錐形半軸18設(shè)置有螺紋，靠螺母12調(diào)節(jié)碟簧組13的尺寸誤差和預(yù)壓力。在曲柄端設(shè)置環(huán)槽61安裝彈性卡環(huán)2來軸向固定球軸承3。設(shè)置第一半圓環(huán)槽27軸向固定限位鋼珠15。設(shè)置環(huán)形均布的半圓主滾道29傳遞扭矩給鋼珠14。設(shè)置限位軸肩22，當(dāng)?shù)山M13的壓縮超出預(yù)設(shè)值時(shí)，頂住滑套16上的限位臺(tái)階33承擔(dān)多余的軸向力。
[0023]如圖7和圖8所示，花鍵半軸19和滑套16的端面均設(shè)有相同的螺旋曲面從動(dòng)齒32和螺旋曲面主動(dòng)齒31，嚙合的相同的螺旋曲面齒的螺旋曲面60是過中心的，在傳遞扭力時(shí)主動(dòng)齒31和從動(dòng)齒32產(chǎn)生螺旋滑動(dòng)且一直是面接觸。花鍵半軸19內(nèi)設(shè)有第二半圓環(huán)槽28與錐形半軸18上的第一半圓環(huán)槽27組成封閉環(huán)?；?6內(nèi)壁環(huán)形均布半圓副滾道30，鋼珠14在里面滾動(dòng)傳遞扭矩，限位臺(tái)階33限制滑套16的位移。
[0024]如圖9所示，錐形中軸23兩端輸入扭矩，與錐形半軸18同樣設(shè)置有螺紋;環(huán)槽62安裝彈性卡環(huán)2;第一半圓環(huán)槽63，半圓主滾道65，限位軸肩67。
[0025]如圖10所示，螺紋半軸24與花鍵半軸19同樣設(shè)置有螺旋曲面從動(dòng)齒66和第二半圓環(huán)槽64，其上的反旋螺紋與牙盤四爪26上的螺紋連接，中軸順轉(zhuǎn)時(shí)兩者越旋越緊傳遞出扭矩，拆卸四爪時(shí)需借助專用工具。
[0026]如圖11所示，尼龍軸碗4設(shè)置有數(shù)個(gè)穿孔34將連接線5從五通內(nèi)部導(dǎo)出，內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)形凸肩35，兩球軸承3裝其兩邊，軸向固定中軸力矩傳感器，使另一端的可調(diào)軸碗17與滾針軸承25或半軸球軸承21在軸向浮動(dòng)連接。四顆螺絲將端蓋I鎖在尼龍軸碗4上并壓住連接線5。
[0027]如圖12所示，限位環(huán)20—端成錐面扣住花鍵半軸19，另一端內(nèi)壁均布數(shù)條環(huán)形凸肩36，與螺旋曲面主動(dòng)齒31外圓上的環(huán)形臺(tái)階配合限制滑套16的軸向位移。第一種結(jié)構(gòu)的最大扭矩遠(yuǎn)超第二種結(jié)構(gòu)要采用雙限位，限位環(huán)20直接將多余的軸向力傳給花鍵半軸19，而限位軸肩22上的多余軸向力是全加在限位鋼珠15上。
[0028]如圖13所示，磁環(huán)支架11一端成套筒狀罩住碟簧組13，另一端套筒開槽成懸臂爪具有彈性，安裝單極磁環(huán)9簡(jiǎn)單方便。
[0029]如圖14所示，碼表界面顯示內(nèi)容:總里程37 ;本次里程42;車速38 ;本次最高車速44;踏頻41;本次最高踏頻45;能量消耗39;助力擋位40;力矩大小模擬條43。助力擋位40包括四檔:ECO、TOUR、SPORT、TURBO顯示，代表不同的助力比，如這四檔不顯示而ASSIST閃爍則電機(jī)助力為零。
[0030]如圖15所示，碼表開機(jī)時(shí)界面顯示內(nèi)容:總里程37;車速38;能量消耗39;助力擋位40，按一次第一按鍵46助力擋位降一檔，按一次第二按鍵47助力擋位升一檔，循環(huán)操作，同時(shí)按下第一按鍵46和第二按鍵47打開或關(guān)閉背光和車燈。當(dāng)車速38為零時(shí)，四秒后界面顯示內(nèi)容自動(dòng)切換為:本次里程42;車速38;踏頻41;助力擋位40，每隔四秒循環(huán)顯示直到車速38大于零。
[0031 ] 如圖16所示，騎行時(shí)碼表界面顯示內(nèi)容:本次里程42;車速38 ;踏頻41;助力擋位40，力矩大