本实用新型专利技术公开了一种电动自行车中轴力矩传感装置，包括穿设在自行车五通管中的中轴、套设在该中轴上的牙盘、以及套在中轴上且当其受到周向扭转力时会产生周向形变的轴套，轴套的一端与中轴相对固定，另一端与牙盘相对固定，轴套上设置有能够感应轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，力矩传感组件的力矩信号输出线经一出线装置与自行车的电机控制器相连，出线装置由相互贴合接触且能够相对滑动的动滑座和静滑座构成，其中动滑座与轴套固定，静滑座与自行车五通管相对固定，力矩传感组件的力矩信号输出线与动滑座相连，所述静滑座与所述电机控制器之间通过力矩信号引出线相连。本实用新型专利技术结构简单且性能稳定。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种电动自行车中轴力矩传感装置。 电动自行车中轴力矩传感装置
技术介绍
为了让电动自行车的驱动电机能够根据自行车中轴所受扭转力大小而调整输出 功率，几乎所有的电动自行车上都设置有中轴力矩传感装置。现有的电动自行车中轴力矩 传感装置普遍存在结构复杂、外形庞大等缺点。 -些自行车中轴力矩传感装置的力矩信号引出线是通过集电环引出与驱动电机 的电机控制器相连，而集电环采用滑环和碳刷或其他触点件动态接触的结构方式，使用时 触点件或碳刷与滑环之间会产生滑动摩擦。因为触点件与滑环之间为点接触，接触面积非 常小，压强较大，因此长时间使用后滑环很容易被划伤。而且很难保证触点件与滑环之间的 接触稳定性，这直接影响了力矩传感装置所发出的力矩传感信号的稳定性。
技术实现思路
本技术目的是：针对上述问题，提供一种结构简单且性能稳定的电动自行车 中轴力矩传感装置。 本技术的技术方案是：一种电动自行车中轴力矩传感装置，包括穿设在自行 车五通管中的中轴、套设在该中轴上的牙盘、以及套在中轴上且当其受到周向扭转力时会 产生周向形变的轴套，所述轴套的一端与中轴相对固定，另一端与牙盘相对固定，所述轴套 上设置有能够感应轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，所述力矩传感组件的力矩信 号输出线经一出线装置与自行车的电机控制器相连，所述出线装置由相互贴合接触且能够 相对滑动的动滑座和静滑座构成，其中动滑座与轴套固定，静滑座与自行车五通管相对固 定，所述力矩传感组件的力矩信号输出线与动滑座相连，所述静滑座与所述电机控制器之 间通过力矩信号引出线相连。 作为优选，所述力矩传感组件包括力矩传感磁钢以及与所述力矩传感磁钢相对应 的霍尔力矩传感器，所述轴套的管壁上沿圆周方向开设有非闭合切口，所述力矩传感磁钢 固定在所述切口的一侧，所述霍尔力矩传感器固定在所述切口的另一侧，所述力矩信号输 出线连接在所述霍尔力矩传感器上。 作为优选，所述力矩传感磁钢为稀土磁钢，且共设有两个。 作为优选，所述霍尔力矩传感器上的霍尔元件设置在霍尔力矩传感器靠近所述力 矩传感磁钢的那一侧。 作为优选，所述力矩传感组件的力矩信号输出线以及所述静滑座与电机控制器之 间的力矩信号引出线各有两根；所述动滑座由连为一体的动滑座内环和动滑座外环构成， 所述静滑座由连为一体的静滑座内环和静滑座外环构成，其中动座内环与静滑座内环滑动 接触，动滑座外环与静滑座外环滑动接触；所述的两根力矩信号输出线分别与所述动滑座 内环和动滑座外环相连，所述的两根力矩信号引出线分别与静滑座内环和静滑座外环相 连。 作为优选，还包括速度感应磁钢以及与所述速度感应磁钢对应的霍尔速度传感 器，其中速度感应磁钢设置在所述动滑座上，霍尔速度传感器与自行车五通管相对固定。 作为优选，所述速度感应磁钢共有20个，在所述动滑座上呈圆形均匀分布。 作为优选，所述轴套的一端与所述中轴之间是通过花键相对固定的。 本技术的优点是： 1、本技术这种自行车中轴力矩传感装置借助安装于中轴和牙盘间的轴套受 力后而产生变形，进而使力矩传感磁钢和霍尔力矩传感器的相对位置发生变化，进而感应 出中轴所受力矩大小，力矩传递到位，因为是一体式的结构，所以不会存在力矩较弱时感应 信号不稳的缺陷，而是始终能确保感应信号的高灵敏度和高精度。 2、本技术这种自行车中轴力矩传感装置中的出线装置采用相互贴合接触的 动滑座和静滑座结构，由于动滑座和静滑座在相对旋转的过程中能够始终保持紧密贴合接 触，接触面积较大，压强较小，所以导电可靠，信号传输稳定，摩擦损耗也小。 3、本技术这种自行车中轴力矩传感装置能够同时检测中轴的力矩和速度，从 而使电机控制器能够综合考虑中轴的转速大小和力矩大小后，来控制电机的运行参数。 【附图说明】 下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述： 图1是采用了本技术这种自行车中轴力矩传感装置的电动自行车中置电机 的整体结构示意图； 图2是采用了本技术这种自行车中轴力矩传感装置的电动自行车中置电机 的局部结构不意图； 图3是轴套的剖视结构示意图； 图4是轴套的平面结构示意图； 其中：1-中轴，2-牙盘，3-轴套，301-切口，4-力矩传感磁钢，5-霍尔力矩传感 器，6-动滑座，601-动滑座内环，602-动滑座外环，7-静滑座，701-动滑座内环，702-静滑 座外环,8-轴承，9-力矩信号输出线，10-力矩信号引出线，11-机壳，12-定子，13-转子， 14-电机轴齿，15-尼龙齿轮，16-小齿轮，17-大齿轮，18-第一单向轴承，19-第二单向轴 承，20-机座，21-速度感应磁钢，22-霍尔速度传感器，23-花键，24-电机连接管，25-锁紧 螺母，26-电机控制器，27-加强板，28-固定板。 【具体实施方式】 为了让人们更加清楚直观地了解本技术的
技术实现思路
，下面以一款安装有本实 用新型这种中轴力矩传感装置的电动自行车中置电机作为具体实施例对本技术技术 内容作具体阐述： 图1和图2是采用了本技术这种自行车中轴力矩传感装置的电动自行车中置 电机的结构示意图，该中置电机包括机壳11、机座20和电机连接管24,而且机壳11和机座 20均与电机连接管24连为一体。电机连接管24 -端制有外螺纹，装配时，将电机连接管 24穿设在自行车五通管（图中未画出）中，并使电机连接管24的螺纹端伸出五通管外，然 后在电机连接管24的外螺纹上锁入锁紧螺母25,从而将电机连接管24和自行车五通管紧 紧固定在一起。为了保证机壳11和五通管间的连接强度，本例在机壳11、电机连接管24和 五通管之间连接有一块加强板27,该加强板27 -端通过螺丝锁紧在机壳11上，另一端套在 电机连接管24上并由所述锁紧螺母25紧紧压在五通管端部。 所述电机连接管24内通过轴承8旋转装配有中轴1 (显然该中轴1也穿设在自行 车五通管中），该中轴1上套有牙盘2,实际应用时，该牙盘2与自行车后轮链盘之间安装有 传动链条。所述中轴1上还套有一个轴套3,当该轴套3受到周向扭转力时会产生周向形 变。轴套3的一端通过花键23与中轴1相对固定，而另一端与牙盘2相对固定。轴套3上 设置有能够感应轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，所述力矩传感组件的力矩信号 输出线经一出线装置与自行车的电机控制器相连。 所述力矩传感组件可以采用现有技术中的各种结构形式，比如：粘贴电阻应变片 的结构形式。而本实施例中的力矩传感组件采用了如下结构形式：所述轴套3的管壁上沿 圆周方向开设有非闭合切口 301，该切口 301的一侧固定有力矩传感磁钢4,另一侧固定有 与所述力矩传感磁钢相对应的霍尔力矩传感器5,而且该霍尔力矩传感器5中的霍尔元件 设置在霍尔力矩传感器5上靠近力矩传感磁钢4的那一侧。所述力矩信号输出线9是连接 在霍尔力矩传感器5上的。 本例中，所述力矩传感磁钢4为稀土磁钢，且共设有两个。这两个稀土磁钢并排布 置，且极性相反。 实际应用时，需在中轴1两端安装曲柄，曲柄上安装脚踏。当自行车骑行者用脚踩 动脚踏带动中轴1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动自行车中轴力矩传感装置，包括穿设在自行车五通管中的中轴(1)、套设在该中轴(1)上的牙盘(2)、以及套在中轴(1)上且当其受到周向扭转力时会产生周向形变的轴套(3)，所述轴套(3)的一端与中轴(1)相对固定，另一端与牙盘(2)相对固定，所述轴套(3)上设置有能够感应轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，所述力矩传感组件的力矩信号输出线(9)经一出线装置与自行车的电机控制器(26)相连，其特征在于：所述出线装置由相互贴合接触且能够相对滑动的动滑座(6)和静滑座(7)构成，其中动滑座(6)与轴套(3)固定，静滑座(7)与自行车五通管相对固定，所述力矩传感组件的力矩信号输出线(9)与动滑座(6)相连，所述静滑座(7)与所述电机控制器(26)之间通过力矩信号引出线(10)相连。
【技术特征摘要】
1. 一种电动自行车中轴力矩传感装置，包括穿设在自行车五通管中的中轴（1)、套设 在该中轴（1)上的牙盘（2)、以及套在中轴（1)上且当其受到周向扭转力时会产生周向形 变的轴套（3)，所述轴套（3)的一端与中轴（1)相对固定，另一端与牙盘（2)相对固定，所 述轴套（3)上设置有能够感应轴套所受周向扭转力大小的力矩传感组件，所述力矩传感组 件的力矩信号输出线（9)经一出线装置与自行车的电机控制器（26)相连，其特征在于：所 述出线装置由相互贴合接触且能够相对滑动的动滑座（6)和静滑座（7)构成，其中动滑座 (6)与轴套（3)固定，静滑座（7)与自行车五通管相对固定，所述力矩传感组件的力矩信号 输出线（9)与动滑座（6)相连，所述静滑座（7)与所述电机控制器（26)之间通过力矩信号 弓丨出线（10)相连。2. 根据权利要求1所述的电动自行车中轴力矩传感装置，其特征在于：所述力矩传感 组件包括力矩传感磁钢（4)以及与所述力矩传感磁钢（4)相对应的霍尔力矩传感器（5)，所 述轴套（3)的管壁上沿圆周方向开设有非闭合切口（301)，所述力矩传感磁钢（4)固定在所 述切口（301)的一侧，所述霍尔力矩传感器（5)固定在所述切口（301)的另一侧，所述力矩 信号输出线（9)连接在所述霍尔力矩传感器（5)上。3. 根据权利要求2所述的电动自行车中轴力矩传感装置，其特征在于：所述力矩传感 磁钢（4)为稀土磁钢，且共设有两个。4. 根据权利要求2所述的电动自行车中轴力矩传感装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：马庆一，
申请(专利权)人：苏州工业园区同盛车业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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