一种扭矩分解传递机构制造技术

本实用新型专利技术涉及助力自行车配件，具体的说是涉及一种扭矩分解传递机构，扭矩分解传递机构包括：扭力输入的主动齿轮、传递扭矩的数个钢珠、扭力输出的叉齿、护圈、压缩碟簧组的滑套、与滑套一同移动的磁环、位移传感器，钢珠沿叉齿的斜面滑动，在碟簧组的弹力下传递扭矩，其扭力与测出的碟簧弹力成正切函数关系。中轴力矩传感器分解的轴向力使滑套压缩碟簧组，带动磁环支架使磁环移动，再由位移传感器测出磁环的绝对位置，计算出碟簧组的轴向力，其与扭矩的切向力成正切函数关系。径向多极磁环及其支架随中轴一同转动，由磁环转速传感器输出中轴的转速和方向。左端方轴与右端培林轴采用螺钉、平面轴承连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及助力自行车配件，具体的说是涉及一种扭矩分解传递机构，扭矩分解传递机构包括：扭力输入的主动齿轮、传递扭矩的数个钢珠、扭力输出的叉齿、护圈、压缩碟簧组的滑套、与滑套一同移动的磁环、位移传感器，钢珠沿叉齿的斜面滑动，在碟簧组的弹力下传递扭矩，其扭力与测出的碟簧弹力成正切函数关系。中轴力矩传感器分解的轴向力使滑套压缩碟簧组，带动磁环支架使磁环移动，再由位移传感器测出磁环的绝对位置，计算出碟簧组的轴向力，其与扭矩的切向力成正切函数关系。径向多极磁环及其支架随中轴一同转动，由磁环转速传感器输出中轴的转速和方向。左端方轴与右端培林轴采用螺钉、平面轴承连接。【专利说明】一种扭矩分解传递机构
本技术涉及助力自行车配件，具体的说是涉及一种扭矩分解传递机构。
技术介绍
智能助力自行车是指脚踩启动，脚停断电的电助力自行车。此种车不具机动功 能，属非机动车，在欧美日本可合法的在人行道上骑行。 智能助力自行车的核心部件是力矩传感器，即要测出人的脚踏力。有几种方 法：1.在牙盘上安装力矩传感器，简单经济，已大批使用，缺点是只能应用于单牙盘而且 力矩信号为开关量。2.在链条上安装压链式力矩传感器，有专利，CITYBUG已量产。3.在 飞轮，厉轴，轮毂上安装，统称后置式力矩传感器，YAMAHA的PAS系统。4.装在自行车中 轴上。 中轴力矩传感器需装在标准五通内，受空间限制(五通长68mm，螺纹外径 34. 798mm)和恶劣的使用状态（中轴冲击扭矩可达160n. m，测量范围60n. m)，能在市场上 批量使用的很少见。1.常采用应变片测扭矩，在中轴上贴应变片，用耦合的方式输入电 源和输出信号，很多厂家已做出样品，贴应变片工艺差，弯矩扭矩混在一起且信号处理 难。2.采用磁致伸缩原理做出的磁弹性扭矩传感器，德国的舍弗勒已成功（THUN使用其专 利），在中轴表面整一层易磁致伸缩的材料，扭矩变化会使材料的磁强度变化，再由传感器 换算扭矩大小。我国90年代起有科研院所已再研究，还在试验阶段。3.采用机械方式，将 扭矩转换成易测量的角度或位移，测量的角度范围越大则踩踏的滞后越大，骑行感不好。 现有技术中的中轴缺点：培林轴端叉齿槽加工成本高；零件多；左端轴与右培林 轴或牙盘有一个相对的转动角度，含加工误差后，最大近七度，会使左踩踏力延后，感觉力 矩传递不直接。
技术实现思路
针对上述技术中的不足，本技术提供了一种扭矩分解传递机构，中轴力矩传 感器在标准五通内安装并能测出左端或两端扭矩和转速及方向的中轴。 为解决上述技术问题，本技术通过以下方案来实现。 -种扭矩分解传递机构，它包括：扭力输入的齿轮、传递扭矩的数个钢珠、扭力输 出的叉齿、护圈、压缩碟簧组的滑套、与滑套一同移动的磁环、位移传感器、中轴左端力矩传 感器，钢珠沿叉齿的斜面滑动，在碟簧组的弹力下传递扭矩，其扭力与测出的碟簧弹力成 正切函数关系。 进一步的，所述叉齿左端均匀分布数个U型叉齿槽，包括产生扭矩分解的斜线面， 与其相连的限制钢珠最大位移的限位直线面。 进一步的，碟簧组由三片标准的碟簧对合而成，形成接触面一端小一端大。 进一步的，所述中轴左端力矩传感器安装在标准五通内，它包括：左轴碗、壳体支 撑轮、左端轴承、多极磁环、多极磁环支架、左方轴、位移磁环、位移磁环支架、碟簧组、滑套、 PCB底壳、PCB壳体、导线、PCB板、磁环位移传感器、磁环转速传感器、齿轮、护圈、钢珠、螺钉 位钢珠、钢珠隔离器、右培林轴、右端轴承、平垫片、弹性垫片、螺钉、防水圈、挡板、右轴碗、 轴碗挡圈；扭力输入的左方轴与扭力输出的右培林轴用螺钉和弹性垫片紧固连接，螺钉位 钢珠和钢珠隔离器及平垫片组成平面轴承；磁环转速传感器和磁环位移传感器贴片焊接在 PCB板上，位移传感器采用BGA封装，转速传感器采用SOIC封装，且共用3伏电源；磁 环支架是铝合金，外牙用于调节位移磁环与位移传感器的初始位置，消除加工组装误差； 凸筋是阻止PCB壳体组件从轴上脱落；凸爪折弯后扣紧磁环；PCB底壳和PCB壳体都是塑胶 件，靠挡边与壳体支撑轮连接定位，卡钩与扣位相扣；所述导线设置有六根，两根为3伏的 电源线，两根是力矩信号线，另两根是转速方向信号线，经壳体支撑轮从左端出，或设置在 轴的中间，从五通与立管的排气孔中引出。 进一步的，所述中轴力矩传感器还包括：角接触钢珠、钢珠隔离器、叉齿、滚针轴 承、橡胶套管、牙盘轮毂、轮毂球轴承、弹性卡环；所述叉齿内部设置有圆锥面，所述圆锥面 压住数个角接触钢珠，所述角接触钢珠一侧设置有提供轴向反作用力的滚珠槽。 进一步的，所述叉齿与牙盘轮毂采用凹凸齿啮合连接，其与右轴碗之间设置有滚 针轴承，所述牙盘轮毂一侧设置有球轴承，球轴承一侧设置有弹性卡环作轴向固定。 本技术与现有力矩中轴相比，其优点如下： 1.首次成功采用机械方式在中轴内加入力矩传感器，可在恶劣环境中使用，没有 应变片和磁弹性力矩传感器复杂的信号处理，没有苛刻的电源要求，没严格的装配工艺。 2.结构简单，所需磁环，传感器，机械配件都是成熟工艺，可低成本批量生产， 普及智能助力自行车，此机构也可代替应变片应用于普通扭矩传感器内。 3.所述中轴左端标准方孔轴，右端标准培林花键轴，只改变右端花键轴长度就可 适合不同尺寸的CHAIN LINE。数据连接线从左端出，可用于后装市场，显示踏频、力矩、功 率。 4.所述中轴只须改变碟簧厚度就可改变力矩测量范围，磁环位移传感器精度 0· 002mm，对应五百分之一的力矩测量范围。 以下是结合【具体实施方式】与【专利附图】【附图说明】对本技术做进一步的描述。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的第一种方案只测左端力矩的结构剖视图。 图2是本技术的第一种方案立体爆炸图。 图3是本技术的第一种方案叉齿立体和剖视图。 图4是本技术碟簧组件剖视图。 图5是本技术磁环转速、位移传感器立体图。 图6是本技术主动圆弧齿轮立体图。 图7是本技术多极磁环支架立体图。 图8是本技术PCB上下壳体立体图； 图9是本技术位移磁环支架立体图； 图10是本技术之钢珠与叉齿斜面机构产生轴向力示意图； 图11是本技术左方轴立体图与滑套剖面图； 图12是本技术壳体支撑轮立体图； 图13是本技术扭矩分解机构示意图。 图14是本技术的第二种方案测两端扭矩之剖面图。 图15是本技术的第二种方案立体爆炸图。 图16是本技术的第二种方案中轴立体图。 图17是本技术的第二种方案叉齿立体和剖面图。 图18是本技术的第二种方案牙盘轮毂立体图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本技术作详细说明。 如图1和图2所不，第一种方案的中轴力矩传感器包括：左轴碗1，壳体支撑轮2， 左端球轴承3,多极磁环4,多极磁环支架5,左方轴6,位移磁环7,位移磁环支架8,碟簧 组9,滑套10, PCB底壳11，PCB壳体12,导线13, PCB板14,位移传感器15,转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩分解传递机构，其特征在于，它包括：扭力输入的主动齿轮（54）、传递扭矩的数个钢珠（19）、扭力输出的叉齿（66）、护圈（18）、压缩碟簧组（9）的滑套（10）、与滑套一同移动的磁环（7）、位移传感器（15）、中轴力矩传感器,钢珠(19)沿叉齿（66）的斜面（32）滑动,在碟簧组（9）的弹力下传递扭矩,其扭力与测出的碟簧弹力成正切函数关系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟德斌，
申请(专利权)人：钟德斌，
类型：新型
国别省市：广东;44