電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)自行車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及帶助力踏板電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車、自行車成為人們出行最普遍的代步工具之一，其輕便、靈活、便捷，國外市場上對電動(dòng)自行車的需求在不斷擴(kuò)大，而國內(nèi)生產(chǎn)的電動(dòng)車大都是純電動(dòng)的，沒有人力驅(qū)動(dòng)踩踏裝置，少數(shù)的有電動(dòng)自行車帶有腳踏驅(qū)動(dòng)踏板，只是為了保障電動(dòng)車電力不足時(shí)用于踩踏前進(jìn)，純電動(dòng)的往往車速快，耗電量大，增加電池的充、放電次數(shù)，縮短電池使用壽命，電動(dòng)車電力不足情況下的純踩踏式驅(qū)動(dòng)會很吃力，不如輕便的單騎輕松省力，為了使踩踏式驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)助力驅(qū)動(dòng)很好的結(jié)合，使騎行輸出力矩和電動(dòng)輪輸出力矩成1:1的比例關(guān)系，使騎行更輕松的同時(shí)達(dá)到鍛煉身體的目的。如何監(jiān)測騎行輸出力矩的準(zhǔn)確信息是本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，包括中軸、偏心套筒、外層安裝套筒，所述中軸中部軸段上套接有偏心套筒，外層安裝套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的內(nèi)側(cè)兩端與中軸之間設(shè)有軸承，外層安裝套筒兩端開口處與偏心套筒的兩端外套筒壁之間設(shè)有軸承，所述外層安裝套筒的一端設(shè)有環(huán)形沿邊，所述偏心套筒的一端向外延伸并超出外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面，所述偏心套筒伸出所述環(huán)形沿邊的端面的一端固定套接有環(huán)形力矩傳感支架，環(huán)形力矩傳感支架的外圓周面上設(shè)置有兩相對應(yīng)的磁瓦安裝架，彈簧限位塊，活動(dòng)端彈簧安裝座，環(huán)形力矩傳感支架鎖緊固定座，位于所述外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面上設(shè)有固定端彈簧安裝座，所述彈力彈簧的兩端分別固定在活動(dòng)端彈簧安裝座和固定端彈簧安裝座上，所述外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面上還設(shè)有阻擋彈簧限位塊的固定限位座，線路板及線路板保護(hù)罩，所述兩磁瓦安裝架上通過安裝槽固定有兩相對應(yīng)的磁瓦，位于兩磁瓦安裝架之間的線路板上連接有線性霍爾，且線性霍爾位于兩磁瓦之間，所述線路板上還連接有助力傳感霍爾，位于所述助力傳感霍爾正面感應(yīng)區(qū)的是固定連接在磁盤外圍的磁環(huán)，所述磁盤固定連接于中軸上。
[0005]進(jìn)一步說，所述環(huán)形力矩傳感支架鎖緊固定座上設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔內(nèi)螺接有緊定螺釘，緊定螺釘端部頂壓于偏心套筒外圓面。
[0006]進(jìn)一步說，所述的外層安裝套筒套設(shè)有沿邊的一端設(shè)有防護(hù)罩，所述防護(hù)罩通過螺釘與外層安裝套筒套緊固相連，其另一端口部內(nèi)設(shè)有環(huán)形擋板，環(huán)形擋板通過孔用彈性擋圈軸向定位偏心套筒及中軸。
[0007]更進(jìn)一步說，所述線路板防護(hù)罩通過螺絲與外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面緊固連接，所述線路板上設(shè)有信號輸出用的引出線。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊小巧，安裝方便，防水、防塵、監(jiān)測精度高，使用壽命長，很好的將人力踩踏輸出力矩與電動(dòng)輸出力矩按照設(shè)定比例相匹配，不改變?nèi)藗儐诬嚨尿T行習(xí)慣，使騎行更加舒適。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型一端部去除防護(hù)罩后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1和圖2所示的電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，包括中軸1、偏心套筒3、外層安裝套筒10，所述中軸I中部軸段上套接有偏心套筒3，外層安裝套筒10套接于偏心套筒3上，所述偏心套筒3的偏心孔的內(nèi)側(cè)兩端與中軸之間設(shè)有軸承2，外層安裝套筒10兩端開口處與偏心套筒3的兩端外套筒壁之間設(shè)有軸承，所述外層安裝套筒10的一端設(shè)有環(huán)形沿邊，所述偏心套筒3的一端向外延伸并超出外層安裝套筒10的環(huán)形沿邊的端面，所述偏心套筒3伸出所述環(huán)形沿邊的端面的一端固定套接有環(huán)形力矩傳感支架4，環(huán)形力矩傳感支架4的外圓周面上設(shè)置有兩相對應(yīng)的磁瓦安裝架17，彈簧限位塊16，活動(dòng)端彈簧安裝座，環(huán)形力矩傳感支架4鎖緊固定座，位于所述外層安裝套筒10的環(huán)形沿邊的端面上設(shè)有固定端彈簧安裝座，所述彈力彈簧5的兩端分別固定在活動(dòng)端彈簧安裝座和固定端彈簧安裝座上，所述外層安裝套筒10的環(huán)形沿邊的端面上還設(shè)有阻擋彈簧限位塊16的固定限位座，線路板9及線路板保護(hù)罩15，所述兩磁瓦安裝架17上通過安裝槽固定有兩相對應(yīng)的磁瓦7，位于兩磁瓦安裝架17之間的線路板上連接有線性霍爾8，且線性霍爾8位于兩磁瓦7之間，所述線路板9上還連接有速度傳感霍爾12，位于所述速度傳感霍爾12正面感應(yīng)區(qū)的是固定連接在磁盤13外圍的磁環(huán)14，所述磁盤13固定連接于中軸I上。所述速度傳感霍爾12的感應(yīng)距離為4.5mm至5mm。
[0012]優(yōu)選的，所述環(huán)形力矩傳感支架4鎖緊固定座上設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔內(nèi)螺接有緊定螺釘，緊定螺釘端部頂壓于偏心套筒3外圓面。
[0013]優(yōu)選的，所述的外層安裝套筒10套設(shè)有沿邊的一端設(shè)有防護(hù)罩18，所述防護(hù)罩18通過螺釘與外層安裝套筒10套緊固相連，其另一端口部內(nèi)設(shè)有環(huán)形擋板，環(huán)形擋板通過孔用彈性擋圈軸向定位偏心套筒及中軸。
[0014]優(yōu)選的，所述線路板防護(hù)罩15通過螺絲與外層安裝套筒10的環(huán)形沿邊的端面緊固連接，所述線路板9上設(shè)有信號輸出用的引出線11。
[0015]原理說明:外層安裝套筒10裝在電動(dòng)自行車五通內(nèi)，騎行中通過曲柄帶動(dòng)中軸I轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)踩踏曲柄時(shí)，鏈盤帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)中軸I受到鏈條阻力，通過偏心套筒的偏心孔與中軸I之間設(shè)置的軸承2將力傳遞到偏心套筒3上，偏心套筒3跟隨中軸I偏轉(zhuǎn)角度，環(huán)形力矩傳感支架4是與偏心套筒3固定在一起的，所以環(huán)形力矩傳感支架4也跟隨偏轉(zhuǎn)角度，隨之帶動(dòng)磁瓦7移動(dòng)，此時(shí)固定在線路板9上的線性霍爾8感應(yīng)到磁通量的變化，將位置信號轉(zhuǎn)換為電壓信號通過引出線11輸出到控制器，控制器檢測到信號后電機(jī)開始輸出，同時(shí)固定在中軸I上的磁盤13和磁盤13外圍的磁環(huán)14跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，助力傳感霍爾12感應(yīng)到磁盤13外圍上的磁環(huán)14信號，將此信號通過引出線11輸出到控制器，控制器中處理器通過對兩次信號的處理，來控制電機(jī)功率，使(人力:電機(jī)力)按(1:1)的功率驅(qū)動(dòng)助力車前行，騎行中隨著踩踏力矩的增大，壓縮彈簧會一直被壓縮到極限距離，此時(shí)環(huán)形力矩傳感支架4的外圓周面上設(shè)置彈簧限位塊16上的彈簧限位螺釘6起作用，將彈力彈簧5壓縮位移限定在固定值內(nèi)，保證了信號的穩(wěn)定性，當(dāng)停止踩踏，壓縮彈簧5作用將環(huán)形力矩傳感支架4恢復(fù)到起始位置，信號停止輸出。線路板保護(hù)罩15將所有電子元器件密封保護(hù)在內(nèi)，有效防止潮濕、機(jī)械震動(dòng)等客觀因素導(dǎo)致的元器件失效。
[0016]所述力矩傳感器，是通過外層安裝套筒10與偏心套筒3之間的偏心量，使偏心套筒3與外層安裝套筒10之間形成徑向的力臂，腳踏力作用在自行車曲柄上，通過中軸I傳遞給偏心套筒3，偏心套筒3與外層安裝套筒10之間產(chǎn)生定比例的扭矩，使偏心套筒3發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)環(huán)形力矩傳感器支架4偏轉(zhuǎn)，環(huán)形力矩傳感器支架4上安裝的磁瓦7產(chǎn)生位移，兩磁7瓦間的磁場隨之變化，線性霍爾8 (助力線性霍爾)感應(yīng)到磁場變化，將腳踏力轉(zhuǎn)換成助力電壓信號通過引線傳送到電機(jī)控制器。
[0017]所述速度傳感器霍爾12，通過感應(yīng)安裝在中軸I上的磁環(huán)14磁場，檢測中軸I轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，感應(yīng)信號通過引線傳送給控制器，控制器對助力信號及中軸I轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向信號進(jìn)行處理，生成電機(jī)控制信號，控制電機(jī)工作。
[0018]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，包括中軸、偏心套筒、外層安裝套筒、彈力彈簧、兩磁瓦安裝架、助力傳感霍爾正面感應(yīng)區(qū)，所述中軸上套接有偏心套筒，外層安裝套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的內(nèi)側(cè)兩端與中軸之間設(shè)有軸承，外層安裝套筒兩端開口處與偏心套筒的兩端外套筒壁之間設(shè)有軸承，其特征在于，所述外層安裝套筒的一端設(shè)有環(huán)形沿邊，所述偏心套筒的一端向外延伸并超出外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面，所述偏心套筒伸出所述環(huán)形沿邊的端面的一端固定套接有環(huán)形力矩傳感支架，環(huán)形力矩傳感支架的外圓周面上設(shè)置有兩相對應(yīng)的磁瓦安裝架，彈簧限位塊，活動(dòng)端彈簧安裝座，環(huán)形力矩傳感支架鎖緊固定座，位于所述外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面上設(shè)有固定端彈簧安裝座，所述彈力彈簧的兩端分別固定在活動(dòng)端彈簧安裝座和固定端彈簧安裝座上，所述外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面上還設(shè)有阻擋彈簧限位塊的固定限位座，線路板及線路板保護(hù)罩，所述兩磁瓦安裝架上通過安裝槽固定有兩相對應(yīng)的磁瓦，位于兩磁瓦安裝架之間的線路板上連接有線性霍爾，且線性霍爾位于兩磁瓦之間，所述線路板上還連接有速度傳感霍爾，位于所述助力傳感霍爾正面感應(yīng)區(qū)的是固定連接在磁盤外圍的磁環(huán)，所述磁盤固定連接于中軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，其特征在于，所述環(huán)形力矩傳感支架鎖緊固定座上設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔內(nèi)螺紋接有緊定螺釘，緊定螺釘端部頂壓于偏心套筒外圓面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，其特征在于，所述的外層安裝套筒套設(shè)有沿邊的一端設(shè)有電子元器件防護(hù)罩，保護(hù)電子元器件部件，所述防護(hù)罩通過螺釘與外層安裝套筒套緊固相連，其另一端口部內(nèi)設(shè)有環(huán)形擋板，環(huán)形擋板通過孔用彈性擋圈軸向定位偏心套筒及中軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，其特征在于，所述線路板防護(hù)罩通過螺絲與外層安裝套筒的環(huán)形沿邊的端面緊固連接，所述線路板上設(shè)有信號輸出用的引出線。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的電動(dòng)自行車用中軸式力矩傳感器，包括中軸、偏心套筒、外層安裝套筒，所述中軸中部軸段上套接有偏心套筒，外層安裝套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的內(nèi)側(cè)兩端與中軸之間設(shè)有軸承，外層安裝套筒兩端開口處與偏心套筒的兩端外套筒壁之間設(shè)有軸承，所述外層安裝套筒的一端設(shè)有環(huán)形沿邊，所述環(huán)形沿邊的一端設(shè)置有用于監(jiān)測中軸輸出力矩信息的線路板及扭矩傳感裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊小巧，安裝方便，防水、防塵、監(jiān)測精度高，使用壽命長，很好的將人力踩踏輸出力矩與電動(dòng)輸出力矩按照設(shè)定比例相匹配，不改變?nèi)藗儐诬嚨尿T行習(xí)慣，使騎行更加舒適。
【IPC分類】B62M6-50
【公開號】CN204452768
【申請?zhí)枴緾N201420791211
【發(fā)明人】翁林華
【申請人】翁林華
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月12日