一种力矩传感器及电动助力自行车制造技术

本发明专利技术提供了一种力矩传感器及电动助力自行车，输出轴的一端同心紧固在BB轴上，另一端连接负载自由圆周滑配在BB轴上；应变片贴敷在输出轴上；原边线圈架上设置有线路连接的原边线圈和原边PCB，副边线圈架上设置有副边线圈和副边PCB，在原边线圈上供给固定频率的交变电流后、副边线圈产生感应电流，输出轴、副边线圈架随BB轴转动而转动。本发明专利技术采用非接触式的无线供电模式来解决动态测量力矩的供电问题。采用副边的负载变化会引起原边线圈电流变化的原理来检测力矩信号变化的原理来采集力矩信号。也可以采用原副边线圈只起到供电作用，副边PCB安装无线发射单元无线发射信号，原边接收信号的方式检测力矩。边接收信号的方式检测力矩。边接收信号的方式检测力矩。

【技术实现步骤摘要】
一种力矩传感器及电动助力自行车


[0001]本专利技术涉及电机驱动领域，具体地，涉及一种力矩传感器及电动助力自行车。

技术介绍

[0002]现有技术中，采用了力矩传感器的电助力自行车骑行感觉舒适、轻松、流畅、跟随性好，顶风爬坡性能优良，力矩助力骑行的重大优势在于环保节能：由于人力的参与，减少了锂电池这一车载有限能源的电能消耗。与纯电动驱动相比，在相同的续航里程的情况下，电池容量可减少一半，电机所需功率、重量、造价均可大大减少。基于以上目前多使用的力矩传感有以下几种典型方式：
[0003](1)在中轴上安装，利用转矩产生轴向位移，利用霍尔检测轴向位移得到力矩信号。
[0004](2)在中轴上安装，利用应变片，采用集电环供电给应变片，采用集电环输出信号。
[0005](3)在中轴上安装，输出轴上有花键，当输出轴扭转时两组花键相对位置发生变化，在其上的两组线圈的磁感强度发生变化，磁感强度的变化通过线圈转换为电压信号，从而获得力矩信号。
[0006]本专利技术的目的是针对利用应变片，采用集电环供电给应变片，采用集电环输出信号的力矩传感器，该传感器有以下问题需要解决：在转动过程中集电环与电刷磨擦供电及采集信号，易造成采集的信号波动，有误动作的波动信号产生。由于采用集电环供电及采集信号使用耐久性不好，使用久了以后会有磨损或磨损的粉末，易导致信号失真。对环境要求较高，集电环与电刷转动过程的动静之间的防水防尘不易做到。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种力矩传感器及电动助力自行车。
[0008]根据本专利技术提供的一种力矩传感器，包括BB轴2、应变片11、输出轴9、原边线圈架7、副边线圈架15，其中：
[0009]输出轴9的一端同心紧固在BB轴2上，另一端连接负载自由圆周滑配在BB轴2上；
[0010]应变片11贴敷在输出轴9上；
[0011]原边线圈架7上设置有原边线圈4和原边PCB14，副边线圈架15上设置有副边线圈6和副边PCB12，原边PCB14上设置有霍尔传感器1401，原边线圈4与原边PCB14线路连接，副边PCB12与副边线圈6、应变片11线路连接；
[0012]原边线圈4、副边线圈6同心布置，原边线圈4上加载固定频率的交变电流，在副边线圈6时产生感应电流。
[0013]输出轴9、副边线圈架15随BB轴2转动而转动，原边线圈架7不随BB轴2转动而转动。
[0014]优选地，BB轴2上旋转紧固有BB轴轴承8，输出轴9上旋转紧固有输出轴承10，BB轴轴承8、输出轴承10分别紧固在中轴螺母3、输出轴螺母1内。
[0015]优选地，中轴螺母3、输出轴螺母1紧固在五通13上。
[0016]优选地，原边线圈架7紧固在输出轴螺母1和中轴螺母3上。
[0017]优选地，还包括磁环5，所述磁环5套设在BB轴2上。
[0018]优选地，所述霍尔传感器1401设置在原边PCB14上，用于检测速度信号。
[0019]优选地，副边PCB12上还设置有无线发射及接收模块。
[0020]优选地，外部电源连接原边PCB14，外部电源为交流电源。
[0021]优选地，原边线圈4产生交变磁场时，在副边线圈架15上缠绕的副边线圈6感应得电；
[0022]副边线圈6的负载变化时，会引起原边线圈4的电流变化。
[0023]本专利技术还提供一种电动助力自行车，包括上述的力矩传感器。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0025]1、本专利技术用无线供电解决了应变片检测力矩信号时的接触与非接触问题，使得在动态测量力矩时旋转部分和固定部分无结构上的联系，防水可以各自防水，不必做动静部件之间的防水，易于制作。
[0026]2、本专利技术是非接触式的，避免接触式的接触不良，引起的信号不稳。
[0027]3、本专利技术是非接触式的，提高了使用的耐久，不会因接触磨擦引起产品失效。
[0028]4、本专利技术采用非接触式的无线供电模式来解决动态测量力矩的供电问题。采用无线供电的原边线圈，在副边线圈连接的应变片电阻变化引起副边负载变化，副边负载变化时会引起原边线圈电流变化的原理来检测力矩信号变化的原理来采集力矩信号。
[0029]5、本专利技术可以使用原副边线圈的感应原理，只起到供电作用，副边PCB上有无线发射单元，原边PCB上有无线接收单元，来解决非接触信号采样的功能。
附图说明
[0030]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0031]图1为本专利技术的结构示意图。
[0032]图中示出：
[0033]输出轴螺母1
[0034]BB轴2
[0035]中轴螺母3
[0036]原边线圈4
[0037]磁环5
[0038]副边线圈6
[0039]原边线圈架7
[0040]BB轴轴承8
[0041]输出轴9
[0042]输出轴承10
[0043]应变片11
[0044]副边PCB12
[0045]五通13
[0046]原边PCB14
[0047]霍尔传感器1401
[0048]副边线圈架15
具体实施方式
[0049]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0050]如图1所示，根据本专利技术提供的一种力矩传感器及电动助力自行车，包括BB轴2、应变片11、输出轴9、原边线圈架7、副边线圈架15，其中：输出轴9的一端同心紧固在BB轴2上，另一端连接负载自由圆周滑配在BB轴2上；应变片11贴敷在输出轴9上；原边线圈架7上设置有原边线圈4和原边PCB14，副边线圈架15上设置有副边线圈6和副边PCB12，原边线圈4与原边PCB14线路连接，副边PCB12与副边线圈6、应变片11线路连接；原边线圈4、副边线圈6同心布置，原边线圈4、副边线圈6相对转动时产生电流变化；输出轴9、副边线圈架15随BB轴2转动而转动，原边线圈架7不随BB轴2转动而转动。BB轴2上旋转紧固有BB轴轴承8，输出轴9上旋转紧固有输出轴承10，BB轴轴承8、输出轴承10分别紧固在中轴螺母3、输出轴螺母1内。中轴螺母3、输出轴螺母1紧固在五通13上。原边线圈架7紧固在输出轴螺母1和中轴螺母3上。还包括磁环5，所述磁环5套设在BB轴2上。还包括霍尔传感器1401，所述霍尔传感器1401设置在原边PCB14上。副边PCB12上还设置有无线发射单元。外部电源连接原边PCB14，外部电源为直流电源经电源芯片转为固定频率的交流电给原边线圈4供给交变电流时，在副边线圈架15上缠绕的副边线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力矩传感器，其特征在于，包括BB轴(2)、应变片(11)、输出轴(9)、原边线圈架(7)、副边线圈架(15)，其中：输出轴(9)的一端同心紧固在BB轴(2)上，另一端连接负载自由圆周滑配在BB轴(2)上；应变片(11)贴敷在输出轴(9)上；原边线圈架(7)上设置有原边线圈(4)和原边PCB(14)，副边线圈架(15)上设置有副边线圈(6)和副边PCB(12)，原边PCB(14)上设置有霍尔传感器(1401)，原边线圈(4)与原边PCB(14)线路连接，副边PCB(12)与副边线圈(6)、应变片(11)线路连接；原边线圈(4)、副边线圈(6)同心布置，原边线圈(4)上加载固定频率的交变电流，在副边线圈(6)时产生感应电流；输出轴(9)、副边线圈架(15)随BB轴(2)转动而转动，原边线圈架(7)不随BB轴(2)转动而转动。2.根据权利要求1所述的力矩传感器，其特征在于，BB轴(2)上旋转紧固有BB轴轴承(8)，输出轴(9)上旋转紧固有输出轴承(10)，BB轴轴承(8)、输出轴承(10)分别紧固在中轴螺母(3)、输出轴螺母(1)内。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄洪岳，徐建，
申请(专利权)人：安乃达驱动技术上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：