扭矩传感器及其扭力桶制造技术

本申请实施例提供一种扭矩传感器，包括扭力桶和感测模块。扭力桶上间隔设置有二感测区，其中环绕设置多个沟槽。感测模块包括光电传感器，用以检测多个沟槽的光线变化，并对应输出模拟信号；以及处理器，用以将所述模拟信号处理为相应的方波信号，以及根据所述方波信号的相位差输出扭矩信号。在本申请实施例中，在扭力桶上设置多个沟槽，并通过对多个沟槽的槽顶和槽底对于光源照射时，在其表面形成反射光线的强弱变化，可以更加精确的获得扭矩数据，从而在应用于车辆的运转上更好的输出助力，提升骑行效率。提升骑行效率。提升骑行效率。

【技术实现步骤摘要】
扭矩传感器及其扭力桶


[0001]本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种扭矩传感器及其扭力桶。

技术介绍

[0002]基于扭角相位差原理的扭矩传感器主要通过扭力桶上的两个传感器感应各自对应的参照输出各自的信号。理论上感应到的二个对应参照的值一样，所以得到的信号也应该是一样的。但实际上由于加工误差和装配误差，两个传感器感应到的对应参照的值会有偏差，就会导致数据不够准确。因此，为了得到更好的信号数据，需要在加工扭力桶的工艺流程中产生更小的误差。

技术实现思路

[0003]本申请的多个方面提供一种扭矩传感器及其扭力桶，通过设计优化扭力桶的加工工艺，从而提升传感器对扭力桶上参照检测的准确度。
[0004]本申请实施例提供一种扭矩传感器，包括：扭力桶，其表面沿轴心方向间隔设置有第一感测区和第二感测区，各个所述感测区包括多个沟槽，环绕设置于所述表面上，且所述多个沟槽的槽顶和槽底沿所述扭力桶的圆周交错排列；以及感测模块，包括第一光电传感器和第二光电传感器，一一对应于所述第一感测区和所述第二感测区，用以检测相对应的感测区的所述槽顶和所述槽底的反射光线的强弱变化，并对应输出第一模拟信号和第二模拟信号；以及处理器，电性连接于所述第一光电传感器以及所述第二光电传感器，用以将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号处理为相应的第一方波信号和第二方波信号，以及根据所述第一方波信号和所述第二方波信号的相位差输出扭矩信号；其中，所述多个沟槽可相对所述第一光电传感器和所述第二光电传感器转动，以产生所述反射光线的强弱变化。
[0005]优选地，各个所述槽顶为经表面处理后对光线具有高折射率的表面，各个所述非槽底为经表面处理后对光线具有低折射率的表面。
[0006]优选地，所述多个沟槽的宽度相等。
[0007]优选地，所述槽底为内凹的弧面或曲面。
[0008]优选地，所述沟槽的宽度自所述槽底朝向所述槽顶渐增。
[0009]优选地，所述扭矩传感器还包括壳体和转轴，所述壳体套设于扭力桶上，所述转轴沿轴心方向穿设于所述扭力桶内，其中所述感测模块设置于所述壳体上，所述扭力桶通过所述转轴带动，相对所述感测模块转动。
[0010]优选地，所述扭力桶包括相对的入力端和出力端，分别对应于所述第一光电传感器和所述第二光电传感器，其中所述入力端的内径表面设置有内花键，用以卡合于所述转轴上，所述出力端的外径表面设置有外花键，用以卡合于链轮法兰上。
[0011]本申请实施例还提供一种扭矩传感器，包括：感测模块，包括第一光电传感器和第二光电传感器；以及扭力桶，包括入力端和出力端，分别对应于所述第一光电传感器和所述第二光电传感器，所述入力端和所述出力端的表面分别设置有多个沟槽，所述多个沟槽的
槽顶和槽底沿所述扭力桶的圆周交错排列，环绕设置于所述表面上，其中扭力桶可相对所述感测模块转动，带动所述多个沟槽分别对所述第一光电传感器和所述第二光电传感器提供反射光线的强弱变化。
[0012]本申请实施例同时提供一种扭力桶，其包括入力端和出力端，所述入力端和所述出力端的表面分别设置有感测区，所述感测区包括多个沟槽，所述多个沟槽的槽顶和槽底沿所述扭力桶的圆周交错排列，环绕设置于所述表面上，其中所述槽顶和所述槽底的光反射率相异。
[0013]在本申请实施例中，通过在扭力桶相对两端的表面上加工形成由多个沟槽组成的感测区，以及配置相对应的光电传感器，通过光电传感器的检测光线照射在多个沟槽的槽顶和槽底时，对应的产生反射光线的强弱变化，提升传感器对扭力桶上参照检测的准确度，得到更好的信号数据，有助于计算出更加精确的扭矩数据，从而在应用于车辆的运转上更好的调整输出的助力，提升骑行效率。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0015]图1为本申请实施例的扭矩传感器的立体图。
[0016]图2为本申请实施例的扭矩传感器的应用场景示意图。
[0017]图3为本申请实施例的扭矩传感器在工作状态下的剖面示意图。
[0018]图4为本申请实施例的扭矩传感器的方波信号图。
具体实施方式
[0019]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0021]请参阅图1，本申请实施例提供一种扭矩传感器1，其包括扭力桶10和感测模块20。扭力桶10包括本体110以及设置在本体110上的多个沟槽120，其中本体110可以是但并不局限于呈长条状的中空套管。本体110具有相对的入力端111和出力端112，并且在靠近入力端111的内径表面上设置有内花键113，以及在靠近出力端112的外径表面上设置有外花键114。多个沟槽120以间隔排列的方式分别沿着扭力桶10的圆周方向环绕设置在入力端111和出力端112的表面，从而在扭力桶10上形成沿着轴心方向间隔排列的二感测区。为了便于描述，在以下的说明中将所述二感测区分别以第一感测区130和第二感测区140来作说明，以示区隔。
[0022]多个沟槽120可以是通过滚齿机对扭力桶10的本体110上预设为感测区的相应位置进行滚齿，在感测区形成齿轮状结构，并且使齿轮的齿顶和齿槽宽度相等，例如在滚齿前将感测区的外圆车至齿轮分度圆直径，再进行正常滚齿，成型后齿轮的齿顶和齿槽宽度相等。其中，齿轮的齿槽即为凹陷于本体110表面的沟槽120，齿轮的齿顶为本体110表面介于相邻的二齿槽之间的局部区域，可以作为沟槽120的槽顶121，而齿槽的底面即作为沟槽120的槽底122。此外，在上述的滚齿加工过程中，也可以一次装夹加工两个齿轮，使形成于第一感测区130中的多个沟槽120与形成于第二感测区140中的多个沟槽120的相对位置一一对应，也就是在第一感测区130中的多个沟槽120和第二感测区140中的多个沟槽120相互对称，使二感测区内相对应的沟槽120位于同一水平位置上。
[0023]在本实施例中，由于沟槽本身的槽顶121和槽底122具有高低差，因此，当光线照射在沟槽120时，即会受此高低差的作用而在感测区上形成反射光线的强弱对比，而产生明暗变化。此外，在本申请的某些实施例中，还可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扭矩传感器，其特征在于，包括：扭力桶，其表面沿轴心方向间隔设置有第一感测区和第二感测区，各个所述感测区包括多个沟槽，环绕设置于所述表面上，且所述多个沟槽的槽顶和槽底沿所述扭力桶的圆周交错排列；以及感测模块，包括：第一光电传感器和第二光电传感器，一一对应于所述第一感测区和所述第二感测区，用以检测相对应的感测区的所述槽顶和所述槽底的反射光线的强弱变化，并对应输出第一模拟信号和第二模拟信号；以及处理器，电性连接于所述第一光电传感器以及所述第二光电传感器，用以将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号处理为相应的第一方波信号和第二方波信号，以及根据所述第一方波信号和所述第二方波信号的相位差输出扭矩信号；其中，所述多个沟槽可相对所述第一光电传感器和所述第二光电传感器转动，以产生所述反射光线的强弱变化。2.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，各个所述槽顶为经表面处理后对光线具有高折射率的表面，各个所述槽底为经表面处理后对光线具有低折射率的表面。3.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述多个沟槽的宽度相等。4.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述槽底为内凹的弧面或曲面。5.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述沟槽的宽度自所述槽底朝向所述槽顶渐增。6.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，还包括壳体和转轴，所述壳体套设于扭力桶上，所述转轴沿轴心方向穿设于所述扭力桶内，其中所述感测模块设置于所述壳体上，所述扭力桶通过所述转轴带动，相对所述壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：北京零极创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：