一种电踏车的扭矩传感器及检测系统技术方案

一种电踏车的扭矩传感器，其包括中轴、感应线圈、信号处理器、应变部件；应变部件设置在中轴上，中轴与自行车链轮相连接并由其驱动，应变部件外周上设置感应线圈及与连接感应线圈的信号处理器，其特征在于：所述应变部件为应变套，应变套采用高磁致伸缩系数高磁导率材料制成，应变套沿外周在中部间隔设置两列呈互相垂直的应变细长纹，应变细长纹的宽度为0.10～0.50mm，细长比为1:100～150。还相应地提供了一种电踏车的检测系统。其具有以下优点：能降低应变套的制作工艺难度，提高扭矩检测的准确性与稳定性。确性与稳定性。确性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电踏车的扭矩传感器及检测系统


[0001]本技术涉及一种电踏车，尤其涉及一种电踏车的扭矩传感器及检测系统。

技术介绍

[0002]传统的电动自行车都用手把来调速，即用手把来控制电机的输出功率，而现阶段越来越多的电踏车则采取在中轴安装力矩传感器，使得在骑行过程中，能够将人骑行时脚的蹬力转换成相应的电压信号输出，经电机控制电路板信号处理后控制电机的输出功率，这样可以大大节省人骑行时脚的蹬力。
[0003]现有一种电踏车扭矩的测量方法，通过检测中轴在扭矩作用下产生的应力或应变来实现扭矩测量，其既可以在中轴上粘附电阻应变仪，也可以在中轴上粘附基于逆磁致伸缩效应的非晶合金薄带，但上述电阻应变仪或导磁合金薄片粘附工艺要求较高，需要将电阻应变仪或导磁合金薄片均匀地粘附在力矩套管表面，并且，长期往复转动会造成局部剥离，影响扭矩检测的稳定性。
[0004]近年来，还出现了电踏车扭矩的另一测量方法，其通过在中轴上电镀、喷涂或溅射一层具有逆磁致伸缩效应的非晶合金材料，配合线圈、信号处理单元和霍尔传感元件实现中轴不同扭矩状态时的电压信号输出，但电镀、喷涂或溅射工艺需要价格昂贵的专用设备，工艺制备复杂，成本高，成品率低。
[0005]此外，现有的中轴上的力矩应变部的结构仍不合理，需要进行改进。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种电踏车的扭矩传感器，其采用具有高磁致伸缩系数高磁导率材料制成的应变套，以降低应变套的制作工艺难度，提高扭矩检测的准确性与稳定性。
[0007]本技术还提供了一种电踏车的的检测系统，其采用具有高磁致伸缩系数高磁导率材料制成的应变套，以降低应变套的制作工艺难度，提高扭矩检测的准确性与稳定性。
[0008]为实现上述技术目的，本技术提供的技术方案为：
[0009]一种电踏车的扭矩传感器，其包括中轴、感应线圈、信号处理器、应变部件；应变部件设置在中轴上，中轴与自行车链轮相连接并由其驱动，应变部件外周上设置感应线圈及与连接感应线圈的信号处理器，其特征在于：所述应变部件为应变套，应变套采用高磁致伸缩系数高磁导率材料制成，应变套沿外周在中部间隔设置两列呈互相垂直的应变细长纹，应变细长纹的宽度为0.10～0.50mm，细长比为1:100～150。
[0010]更好地，所述应变套采用40Cr制成，所述应变细长纹的宽度为0.10～0.30mm，细长比为1:100～150。
[0011]更好地，所述应变套采用12CrNI3或12CrNI4制成时，所述应变细长纹的宽度为0.20～0.50mm，细长比为1:100～150。
[0012]更好地，所述应变细长纹趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力拉伸方向呈45度。
[0013]更好地，所述应变细长纹趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力压缩方向呈45度。
[0014]更好地，所述应变细长纹沿应变套外周均匀设置。
[0015]更好地，所述应变细长齿的周向间距为0.80～1.20 mm，所述细长纹深度大于细长纹宽度。
[0016]更好地，所述应变套外周每列应变细长纹沿轴向延伸的宽度大于感应线圈宽度2～4mm。
[0017]更好地，所述感应线圈最小内圈半径与细长纹外周半径的间隙T为0.5～1.5mm。
[0018]更好地，所述扭矩传感器还包括套设于应变套外周的线圈骨架，所述线圈骨架上设有与所述应变细长纹位置相对应的线槽，所述感应线圈缠绕设置于所述线槽内。
[0019]更好地，所述扭矩传感器还包括设置于所述感应线圈外周的导磁罩。
[0020]本技术还提供一种电踏车的检测系统，其包括所述扭矩传感器、磁环、检测所述磁环转速的霍尔传感器，所述磁环设置在中轴上，相应地，信号处理器中设置霍尔传感器。
[0021]更好地，所述霍尔传感器设置在信号处理器电路板的背面，与磁环相对设置。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术采用具有高磁致伸缩系数高磁导率材料制成的应变套，因此可以取消粘附、电镀、喷涂或溅射工艺，并且，所述应变套外周上的应变细长纹按照材料磁导率的高低进行优化，提高了扭矩检测的准确性、稳定性与可靠性，降低应变套管的制备工艺难度。
[0023]本技术还优化了变套管的结构，使其性能更佳。
附图说明
[0024]图1是本技术实施例扭矩传感器的立体示意图。
[0025]图2是图1中扭矩传感器的分解结构图。
[0026]图3是本技术实施例扭矩传感器的应变套管的结构示意图。
[0027]图4是本技术实施例应变套的正视图，其显示应变套细长纹的尺寸示意。
[0028]图5是图4中A—A剖面图，显示应变套细长纹截面（宽度B、深度H）。
[0029]图6是本技术实施例扭矩传感器的结构示意图。
[0030]图7是图6A部分的局部放大图，显示应变套外周每列应变细长纹与感应线圈轴向布局(T)。
[0031]图8是图6B部分的局部放大图。
具体实施方式
[0032]以下将结合附图所示的实施方式对本技术进行详细描述。
[0033]如图1
‑
8所示，一种电踏车的扭矩传感器，其包括中轴1、感应线圈2、信号处理器5、应变套3和传动管4。
[0034]所述中轴1一侧11由左轴承81滚动支撑，左轴承81连接在左轴承座82上，左轴承座82可以固定在电动自行车的五通管（图中未显示）上。
[0035]所述中轴1另一侧12由右轴承91滚动支撑，右轴承91连接在右轴承座92上，右轴承座82可以固定在电动自行车的五通管（图中未显示）上。
[0036]所述应变套3一端35内侧与中轴1用齿轮14连接，并由阻挡环13阻挡，应变套3另一端外侧与传动管4一端41内侧用齿轮33连接。
[0037]所述传动管4的另一端设置齿轮42，其与自行车链轮相连接（图中未显示）。
[0038]所述应变套3采用导磁材料，特别是高磁致伸缩系数高磁导率材料制成，本实施例中，所述应变套3采用40Cr制成，还可用其他材料，如12CrNI3或12CrNI4制成。
[0039]所述应变套沿外周在中部设置间隔的两列呈互相垂直的应变细长纹31、32，所述应变细长纹沿应变套外周均匀设置。
[0040]本实施例中，所述应变细长纹31、32的宽度B为0.10～0.30mm，应变细长纹间距(C)与长度(L)比(C/L)为1:100～150。
[0041]若应变套材料为12CrNI3或12CrNI4，则所述应变细长纹的宽度为0.20～0.50mm，细长比为1:100～150。
[0042]所述应变细长纹32趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力拉伸方向呈45度。
[0043]所述应变细长纹31趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力压缩方向呈45度。
[0044]所述应变细长齿的周向间距为0.80～1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电踏车的扭矩传感器，其包括中轴、感应线圈、信号处理器、应变部件；应变部件设置在中轴上，中轴与自行车链轮相连接并由其驱动，应变部件外周上设置感应线圈及与连接感应线圈的信号处理器，其特征在于：所述应变部件为应变套，应变套采用高磁致伸缩系数高磁导率材料制成，应变套沿外周在中部间隔设置两列呈互相垂直的应变细长纹，应变细长纹的宽度为0.10～0.50mm，细长比为1:100～150。2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于：所述应变细长纹趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力拉伸方向呈45度。3.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于：所述应变细长纹趋于电踏车前进方向时中轴承受扭力压缩方向呈45度。4.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于：所述应变细长纹沿应变套外周均匀设置。5.根据权利要求3所述的扭矩传感器，其特征在于：所述应变细长纹的法向间距为0.80～1.20 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，王卫，任中庆，
申请(专利权)人：宁波韵声机芯制造有限公司，
类型：新型
国别省市：