非接触式中轴力矩传感器制造技术

一种非接触式中轴力矩传感器，包括：中轴，用于固定连接左右曲柄；应变测量单元，贴附于所述中轴的周向表面，用于感应所述中轴的应变并生成可供传输的感测信号；非接触供电单元，用于对所述应变测量单元非接触式供电；信号传输单元，用于实现所述感测信号于所述应变测量单元与控制器之间的非接触式传输。本实用新型专利技术提供的非接触式中轴力矩传感器可直接测量中轴于力矩作用下的应变而规避间接测量的失真，具有非接触式供电与非接触式传输的自由运动特性，提高中轴力矩传感器的灵敏度与测量精度，并简化中轴力矩传感器的运动结构。

Non-contact Medium Axis Torque Sensor

A non-contact mid-axis torque sensor includes: a mid-axis for fixing the left and right cranks; a strain measuring unit attached to the circumferential surface of the mid-axis for sensing the strain of the mid-axis and generating sensing signals for transmission; a non-contact power supply unit for non-contact power supply to the strain measuring unit; and a signal transmission unit for realizing the sensing. The signal is transmitted contactlessly between the strain measuring unit and the controller. The non-contact mid-axis moment sensor provided by the utility model can directly measure the strain of the mid-axis under the action of the moment and avoid the distortion of indirect measurement. It has the free movement characteristics of non-contact power supply and non-contact transmission, improves the sensitivity and measurement accuracy of the mid-axis moment sensor, and simplifies the motion structure of the mid-axis moment sensor.

【技术实现步骤摘要】
非接触式中轴力矩传感器
本技术属于传感器
，具体地来说，是一种非接触式中轴力矩传感器。
技术介绍
电动助力车是一种以自行车结构为基础，加配电力驱动单元的骑行车类型。电动助力车可根据骑行者的踩踏力度，提供相应的动力支持，减轻骑行者的骑行负担，使骑行舒适度与骑行里程大为增加，因而逐渐受到市场的欢迎。其中，中轴力矩传感器是电动助力车的核心部件。中轴力矩传感器用于感应测量骑行者的骑行力矩，为电力驱动单元的动力输出提供判断基础。中轴力矩传感器作为感知骑行者意图的部件，其性能至关重要，是影响骑行动力输出灵敏度与精确度的关键之一。目前的中轴力矩传感器，一般需要将施加于中轴上的径向力转换为轴向力，对轴向力进行测量而间接感测骑行力矩。径向力与轴向力的转换过程必然导致骑行力矩的损失，造成测量结果失真而影响电力驱动单元的输出灵敏度与精确度，增加骑行者的负担。同时，现有结构的电路结构复杂，在动态测量中容易发生线路扭曲、运动干涉及信号干扰，不利于中轴力矩传感器的应用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种非接触式中轴力矩传感器，直接测量中轴于力矩作用下的应变而规避间接测量的失真，具有非接触式供电与非接触式传输的自由运动特性，提高中轴力矩传感器的灵敏度与测量精度，并简化中轴力矩传感器的运动结构。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种非接触式中轴力矩传感器，包括：中轴，用于固定连接左右曲柄；应变测量单元，贴附于所述中轴的周向表面，用于感应所述中轴的应变并生成可供传输的感测信号；非接触供电单元，用于对所述应变测量单元非接触式供电；信号传输单元，用于实现所述感测信号于所述应变测量单元与控制器之间的非接触式传输。作为上述技术方案的改进，所述非接触供电单元包括第一励磁线圈与可旋转地保持于所述第一励磁线圈内的第一感应线圈，所述第一励磁线圈电性连接于电源，所述第一感应线圈设置于所述中轴上并电性连接于所述应变测量单元。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一励磁线圈与所述第一感应线圈共轴设置。作为上述技术方案的进一步改进，所述应变测量单元包括应变计与转换电路，所述应变计贴附于所述中轴的周向表面，所述转换电路用于将所述应变计的电阻变化转换为可供传输的电信号。作为上述技术方案的进一步改进，所述信号传输单元包括第二感应线圈与可旋转地保持于所述第二感应线圈内的第二励磁线圈，所述第二励磁线圈设置于所述中轴上并电性连接于所述应变测量单元，所述第二感应线圈电性连接于控制器。作为上述技术方案的进一步改进，所述第二励磁线圈与所述第二感应线圈共轴设置。作为上述技术方案的进一步改进，所述第二感应线圈连接有信号放大电路。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一励磁线圈与所述第二感应线圈沿所述中轴的轴向固定连接且彼此绝缘，所述第二励磁线圈与所述第一感应线圈沿所述中轴的轴向固定连接且彼此绝缘。作为上述技术方案的进一步改进，所述中轴包括轴套与可旋转地贯设于所述轴套内的芯轴，所述芯轴固定连接所述左曲柄与所述右曲柄，所述轴套与所述芯轴之间形成环形容纳腔，所述非接触供电单元与所述信号传输单元分别套设于所述环形容纳腔内，所述应变测量单元贴附于所述芯轴的周向表面；所述非接触供电单元的输入端与所述信号传输单元的输出端分别附着于所述轴套上，所述非接触供电单元的输出端与所述信号传输单元的输入端分别附着于所述芯轴上。作为上述技术方案的进一步改进，所述非接触式中轴力矩传感器还包括转速传感单元，用于测量所述中轴的转速和/或方向。本技术的有益效果是：于中轴的周向表面贴附应变测量单元，直接测量中轴于力矩作用下的扭转应变，根据应变即可直接获取输入力矩的真实值，规避间接测量的失真问题，提高中轴力矩传感器的灵敏度与测量精度；以非接触供电单元对应变测量单元非接触式供电，以信号传输单元实现感测信号于应变测量单元与控制器之间的非接触式传输，无需布置连接线路而简化电路结构，避免于动态测量中发生线路扭曲、运动干涉及信号干扰，保证信号传输的精度。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术实施例1提供的非接触式中轴力矩传感器的轴测示意图；图2是本技术实施例1提供的非接触式中轴力矩传感器的剖视示意图；图3是图2中非接触式中轴力矩传感器的局部放大示意图；图4是本技术实施例1提供的非接触式中轴力矩传感器的第一局部轴测示意图；图5是本技术实施例1提供的非接触式中轴力矩传感器的第二局部轴测示意图。主要元件符号说明：1000-非接触式中轴力矩传感器，0100-中轴，0110-轴套，0120-芯轴，0130-第一端部组件，0131-第一轴碗，0132-第一密封圈，0133-第一端部轴承，0140-第二端部组件，0141-第二轴碗，0142-第二密封圈，0143-第二端部轴承，0200-应变测量单元，0210-应变计，0220-转换电路，0300-非接触供电单元，0310-第一励磁线圈，0320-第一感应线圈，0400-信号传输单元，0410-第二励磁线圈，0420-第二感应线圈，0430-信号放大电路，0440-信号传输线，0500-第一支架，0600-第二支架，0700-转速传感单元，0710-磁体，0720-霍尔传感器。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对非接触式中轴力矩传感器进行更全面的描述。附图中给出了非接触式中轴力矩传感器的优选实施例。但是，非接触式中轴力矩传感器可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对非接触式中轴力矩传感器的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在非接触式中轴力矩传感器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1请结合参阅图1～5，本实施例公开一种非接触式中轴力矩传感器1000，包括中轴0100、应变测量单元0200、非接触供电单元0300与信号传输单元0400，用于实现应变直接测量与非接触式供电/非接触式信号传输，提高中轴力矩传感器的灵敏度与测量精度，并简化中轴力矩传感器的运动结构。中轴0100用于固定连接左右曲柄，由左曲柄或右曲柄驱动旋转，实现力矩输入。左曲柄末端安装左踏板，右曲柄末端安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，包括：中轴，用于固定连接左曲柄与右曲柄；应变测量单元，贴附于所述中轴的周向表面，用于感应所述中轴的应变并生成可供传输的感测信号；非接触供电单元，用于对所述应变测量单元非接触式供电；信号传输单元，用于实现所述感测信号于所述应变测量单元与控制器之间的非接触式传输。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，包括：中轴，用于固定连接左曲柄与右曲柄；应变测量单元，贴附于所述中轴的周向表面，用于感应所述中轴的应变并生成可供传输的感测信号；非接触供电单元，用于对所述应变测量单元非接触式供电；信号传输单元，用于实现所述感测信号于所述应变测量单元与控制器之间的非接触式传输。2.根据权利要求1所述的非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，所述非接触供电单元包括第一励磁线圈与可旋转地保持于所述第一励磁线圈内的第一感应线圈，所述第一励磁线圈电性连接于电源，所述第一感应线圈设置于所述中轴上并电性连接于所述应变测量单元。3.根据权利要求2所述的非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，所述第一励磁线圈与所述第一感应线圈共轴设置。4.根据权利要求1所述的非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，所述应变测量单元包括应变计与转换电路，所述应变计贴附于所述中轴的周向表面，所述转换电路用于将所述应变计的电阻变化转换为可供传输的电信号。5.根据权利要求1所述的非接触式中轴力矩传感器，其特征在于，所述信号传输单元包括第二感应线圈与可旋转地保持于所述第二感应线圈内的第二励磁线圈，所述第二励磁线圈设置于所述中轴上并电性连接于所述应变测量单元，所述第二感应线圈电性连接于控制器。6.根据权利要求5所述的非接...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅养斌，
申请(专利权)人：深圳市奥酷曼智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44