一种助力自行车扭矩传感器及助力自行车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种助力自行车扭矩传感器及助力自行车，其中助力自行车扭矩传感器包括中轴、设置在中轴上的应变检测单元、感应线圈及与感应线圈电连接的信号处理单元；感应线圈沿应变检测单元的外周布置；应变检测单元包括沿中轴的周向均匀涂设在中轴的外侧壁上的若干应变检测条，应变检测条的两端为自由端。本实用新型专利技术提高了应变检测单元在中轴上安装的稳定性，且提高了应变检测单元的在扭矩作用下的磁导率变化的灵敏度。

A kind of torque sensor and power assisted bicycle

【技术实现步骤摘要】
一种助力自行车扭矩传感器及助力自行车
本技术涉及助力自行车
，特别是一种助力自行车扭矩传感器及助力自行车。
技术介绍
助力自行车，是一种新型二轮车辆，属于自行车的一种，以电池作为辅助动力来源，安有电机,并具备动力辅助系统，能实现人力骑行和电机助动一体化的新型交通工具。扭矩传感器是助力自行车电动助力系统理解骑行者意图的核心部件，由于扭矩传感器的存在使得在骑行过程中，能够根据所测得的扭矩来调整电动自行车的电机输出功率，提高骑乘的舒适度。现阶段，助力自行车越来越多地采取在中轴安装力矩传感器，目前行业内常用的方案为在中轴或与中轴连接的套管上粘贴应变片，通过应变片感应踩踏的扭力大小，通过信号处理后输出电压信号，进而控制电机的输出功率。该方案对于应变片的黏贴要求较高，供电及信号的传输方式复杂，并且在长期动态受力及震动情况下有应变片剥离的隐患，因此这种方案的扭矩传感器稳定性、可靠性不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种助力自行车扭矩传感器，以解决现有技术中的技术问题，提高了应变检测单元在中轴上安装的稳定性，且提高了应变检测单元的在扭矩作用下的磁导率变化的灵敏度。本技术提供了一种助力自行车扭矩传感器，包括中轴、设置在所述中轴上的应变检测单元、感应线圈及与所述感应线圈电连接的信号处理单元；所述感应线圈沿所述应变检测单元的外周布置；所述应变检测单元包括沿所述中轴的周向均匀涂设在所述中轴的外侧壁上的若干应变检测条，所述应变检测条的两端为自由端；相邻两个所述应变检测条的两端自由端沿所述中轴的周向均相互间隔。作为本技术的进一步改进，所述应变检测条的一个自由端延伸至所述中轴的限位环。作为本技术的进一步改进，所述应变检测条具有平行四边形结构。作为本技术的进一步改进，所述应变检测条在所述中轴的轴截面上的投影与所述中轴的延伸方向呈45°斜交。作为本技术的进一步改进，所述应变检测单元设置有两个，两个所述应变检测单元之间设置有间隙。作为本技术的进一步改进，两个所述应变检测单元上的应变检测条的延伸方向不一致。作为本技术的进一步改进，两个所述应变检测单元上的应变检测条在所述中轴的轴截面上的投影相互垂直。作为本技术的进一步改进，所述助力自行车扭矩传感器还包括套管，所述套管套设置在所述中轴的外侧，所述套管上设置有用于安装固定所述感应线圈的线圈固定槽；所述信号处理单元固定在所述套管上。作为本技术的进一步改进，所述助力自行车扭矩传感器还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩套设在所述套管的外侧。本技术另一实施例还公开了一种助力自行车，包括上述所述的自动车扭矩传感器、套设在所述中轴上的磁环、与所述磁环相应设置以检测所述中轴的转速的霍尔传感器、分别套设在所述中轴上第一轴承与第二轴承、套设在所述第一轴承上的左牙碗和套设在所述第二轴承上的右牙碗，所述左牙碗和所述右牙碗的外侧壁上均设置有用于与五通连接固定的外螺纹；所述霍尔传感器设置在所述磁环的外周并与所述信号处理单元电连接。与现有技术相比，本技术通过现代生产工艺涂设的方式将磁性材料设置在中轴上以形成应变检测单元，相比于现有技术中通过在中轴上贴应变片的方式其更加的牢固，避免了检测单元在长时间使用过程中出现的脱落，使检测单元与中轴的结合更加的牢固，提高了扭矩传感器扭矩检测的可靠性和稳定性。同时通过将检测单元设置为多个呈条带状的应变检测条相互间隔，间隔的存在也有利于放大了应变检测条的形变量，并且使应变检测条的两端设置为自由端而非固定在一定的环形部件上，避免了环形部件的存在对应变检测条形变的束缚，从而进一步提高应变检测单元的在扭矩作用下的磁导率变化灵敏度。附图说明图1是本技术实施例公开的助力自行车扭矩传感器的内部结构示意图；图2是本技术实施例公开的第一实施例中助力自行车扭矩传感器中应变检测单元与中轴固定后在平面上的投影的结构示意图；图3是本技术实施例公开的第二实施例中助力自行车扭矩传感器中应变检测单元与中轴固定后在平面上的投影的结构示意图；图4是本技术实施例公开的设置有斜齿纹的中轴的结构示意图；附图标记说明：1-中轴，11-限位环，12-斜齿纹，2-应变检测单元，21-应变检测条，3-感应线圈，4-信号处理单元，5-套管，51-线圈固定槽，6-屏蔽罩，7-磁环，100-第一轴承，200-第二轴承，300-左牙碗，400-右牙碗。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本技术的实施例公开了一种助力自行车扭矩传感器，参阅图1-2所示，包括中轴1、设置在所述中轴1上的应变检测单元2、感应线圈3和与所述感应线圈3电连接的信号处理单元4。所述感应线圈3沿所述应变检测单元2的外周布置，感应线圈3与应变检测单元2的位置相对以使感应线圈3能够检测应变检测单元2磁性变化，感应线圈3将感应到的磁性变化信号传递给信号处理单元4，信号处理单元4根据磁性变化获取中轴1上的力矩的大小。所述应变检测单元2包括沿所述中轴1的周向均匀涂设在所述中轴1的外侧壁上的若干应变检测条21，所述应变检测条21的两端为自由端。多个应变检测条21沿所述中轴1的周向均匀间隔的设置，以使应变检测单元2在受到中轴1的作用力时，应变检测条21的各部位形变量相同。应变检测条21呈条带状沿中轴1的外侧壁设置，条带状形状能够方便检测到由于应变检测条21的形变造成的磁导率的变化。在本实施例中应变检测条21为磁性材料。通过现代生产工艺涂设的方式将磁性材料设置在中轴1上以形成应变检测单元2，相比于现有技术中通过在中轴1贴应变片的方式其更加的牢固，避免了检测单元在长时间使用过程中出现的脱落，使检测单元2与中轴1的结合更加的牢固，提高了扭矩传感器扭矩检测的可靠性和稳定性。此外在另一实施例中，如图4所示，所述中轴1的外侧壁上设置有沿所述中轴1的周向排布的若干斜齿纹12，所述应变检测条21通过现在生产工艺涂设在所述斜齿纹12上，所述斜纹齿12的垂直横截面呈三角形、矩形、梯形或渐开线齿形。中轴1的两端分别设置有用于与自行车的曲柄可拆卸连接的曲柄安装部，自行车的脚蹬安装固定到曲柄上，在骑行过程中通过脚蹬带动中轴1的转动。同时，中轴1连接到链轮，通过链轮与链条的配合实现将脚蹬力传递到后轮。在骑行助力自行车过程中脚蹬自行车，中轴1受到周向的扭矩，该扭转力扭矩带动应变检测条21产生形变，使应变检测条21的磁导率产生变化，从而使感应线圈3周围的磁场产生变化，进而使感应线圈3的感应电动势产生变化。信号处理单元4根据感应电动势产生变化情况能够获取中轴1上受到的扭矩的大小。本技术将检测单元2设置为多个呈条带状的应变检测条21相互间隔，间隔的存在也有利于放大了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种助力自行车扭矩传感器，包括中轴、设置在所述中轴上的应变检测单元、感应线圈及与所述感应线圈电连接的信号处理单元；所述感应线圈沿所述应变检测单元的外周布置；其特征在于：所述应变检测单元包括沿所述中轴的周向均匀涂设在所述中轴的外侧壁上的若干应变检测条，相邻两个所述应变检测条的两端自由端沿所述中轴的周向均相互间隔。/n

【技术特征摘要】
1.一种助力自行车扭矩传感器，包括中轴、设置在所述中轴上的应变检测单元、感应线圈及与所述感应线圈电连接的信号处理单元；所述感应线圈沿所述应变检测单元的外周布置；其特征在于：所述应变检测单元包括沿所述中轴的周向均匀涂设在所述中轴的外侧壁上的若干应变检测条，相邻两个所述应变检测条的两端自由端沿所述中轴的周向均相互间隔。


2.根据权利要求1所述的助力自行车扭矩传感器，其特征在于：所述中轴的外侧壁上设置有沿所述中轴的周向排布的若干斜齿纹，所述应变检测条涂设在所述斜齿纹上。


3.根据权利要求1所述的助力自行车扭矩传感器，其特征在于：所述应变检测条为平行四边形结构。


4.根据权利要求1所述的助力自行车扭矩传感器，其特征在于：所述应变检测条在所述中轴的轴截面上的投影与所述中轴的延伸方向呈45°斜交。


5.根据权利要求1所述的助力自行车扭矩传感器，其特征在于：所述应变检测单元设置有两个，两个所述应变检测单元之间设置有间隙。


6.根据权利要求5所述的助力自行车扭矩传感器，其特征在于：两个所述应...

【专利技术属性】
技术研发人员：许刚华，陆青，罗青松，
申请(专利权)人：昆山朗德森机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32