一种电助力自行车中轴力矩传感器系统及电助力自行车技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电助力自行车中轴力矩传感器系统及电助力自行车，电助力自行车中轴力矩传感器系统包括中轴、五通支架、连接牙碗以及盘爪组件，所述中轴上铣有安装槽，所述安装槽内部套设有芯轴支架，所述芯轴支架上套设有磁铁和接收线圈，所述五通支架上设有发射主板和发射线圈，所述连接牙碗与中轴可转动连接并与电助力自行车的车架五通可拆卸连接，所述盘爪组件内部设有应变片和接收主板，本实用新型专利技术将应变片与磁铁、接收线圈、发射线圈在空间上分隔开，既解决了各元件受车架五通空间的限制问题，又解决了传统无线供电受限于线圈周围材料敏感的问题以及采用变压器耦合方案无法进行信号传输的问题。法进行信号传输的问题。法进行信号传输的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电助力自行车中轴力矩传感器系统及电助力自行车


[0001]本技术属于电助力自行车
，具体地说涉及一种电助力自行车中轴力矩传感器系统及电助力自行车。

技术介绍

[0002]电助力自行车的核心部件为力矩传感器，其作用是测量出人的踩踏力。力矩传感器安装主要有以下几种方案：1.在牙盘上安装力矩传感器，简单经济，但是，只能应用于单牙盘而且力矩信号为开关量。2.在链条上安装压链式力矩传感器。3.在飞轮、轮毂上安装后置式力矩传感器。4.在自行车中轴上安装力矩传感器，中轴力矩传感器需装在标准五通内,且承受车架五通空间限制(五通内径约为34.798mm，五通宽度为68mm/73mm/84mm/100mm/120mm等不同规格)。
[0003]目前，市场上的中轴力矩传感器主要采用以下方案：1.采用应变片测扭矩：在中轴上贴应变片,但是，在中轴外圆面上贴片存在工艺性差、弯矩扭矩混杂无法处理等问题，且中轴在骑行时不停转动，无法通过导线来实现供电和传输信号，必须以无线的方式实现供电和反向信号传输，而传统的无线供电方案对线圈周围的金属器件(如铁材料)非常敏感，会导致充电效率下降、温升大等问题。如果用变压器耦合的方案则无法进行信号传输。2.采用机械方式，将扭矩转换成易测量的角度或位移，但是，测量的角度范围越大则踩踏的滞后越大，骑行体验效果差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种电助力自行车中轴力矩传感器系统及电助力自行车。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种电助力自行车中轴力矩传感器系统，包括：
[0007]中轴，所述中轴绕其周向铣有安装槽，所述安装槽内部套设有芯轴支架，所述芯轴支架上套设有磁铁和接收线圈；
[0008]套设于中轴外围的五通支架，所述五通支架上设有发射主板和发射线圈；
[0009]连接牙碗，所述连接牙碗与中轴可转动连接并与电助力自行车的车架五通可拆卸连接；
[0010]以及盘爪组件，所述盘爪组件套设于中轴外围并与中轴传动连接，所述盘爪组件内部设有应变片和接收主板。
[0011]通过采用上述的技术方案，将应变片与磁铁、接收线圈、发射线圈在空间上分隔开，既解决了各元件受车架五通空间的限制问题，又解决了传统无线供电受限于线圈周围材料敏感的问题以及采用变压器耦合方案无法进行信号传输的问题。
[0012]进一步，所述芯轴支架由两个纵截面呈半圆形的子芯轴支架组成，所述子芯轴支架上设有定位筋。
[0013]进一步，所述中轴上铣有与安装槽连通的导线槽，所述定位筋嵌入导线槽内部。
[0014]通过采用上述的技术方案，导向槽与定位筋配合，防止子芯轴支架沿中轴的周向转动，起到定位作用。
[0015]进一步，所述发射主板上设有与其电连接的霍尔感应器，所述霍尔感应器与磁铁径向对应并同轴心设置。
[0016]通过采用上述的技术方案，当中轴与芯轴支架发生转动时，霍尔感应器与磁铁的相对位置随之发生变化。
[0017]进一步，所述接收线圈与发射线圈同轴心设置以构成变压器耦合。
[0018]进一步，所述连接牙碗设有2个，分别为左牙碗和右牙碗，所述左牙碗和右牙碗分别位于中轴的不同端。
[0019]进一步，所述左牙碗的内壁沿其周向开设多个均匀排列的卡槽，所述五通支架上设有多个嵌入卡槽的定位凸点，且定位凸点的个数不多于卡槽的个数。
[0020]进一步，所述卡槽设有20个，所述定位凸点设有4个，保证五通支架在电助力自行车的车架五通内部的旋转间隔为18
°
，便于调整安装角度。
[0021]通过采用上述的技术方案，卡槽与定位凸点配合对五通支架起到止转作用。
[0022]进一步，所述右牙碗与五通支架固定连接，且两者的连接处设有密封圈。
[0023]进一步，所述左牙碗、右牙碗分别与电助力自行车的车架五通螺纹连接。
[0024]进一步，所述左牙碗、右牙碗分别通过轴承与中轴可转动连接，且所述左牙碗、右牙碗与轴承的配合部位设有塑胶盖，以起到保护作用。
[0025]进一步，所述五通支架与左牙碗、右牙碗的单侧装配间隙为0.15mm。
[0026]通过采用上述的技术方案，通过优选五通支架与左牙碗、右牙碗的单侧装配间隙，保证霍尔感应器与磁铁沿着中轴轴向的偏移量≤0.5mm，避免因偏移量过大导致功能失效。
[0027]进一步，所述盘爪组件包括盘爪、内壳及外壳，所述内壳、外壳分别位于盘爪的不同侧以形成用于安装接收主板的密封的安装腔。
[0028]进一步，所述应变片贴设于盘爪的盘平面内，且应变片与接收主板通讯连接。
[0029]通过采用上述的技术方案，应变片贴片工艺易操作，稳定可靠，同时，盘爪的盘平面与中轴中心线为90
°
垂直装配结构，且盘爪的盘平面与电助力自行车链条平行，可有效避免中轴在转动时弯矩对应变片的影响。
[0030]进一步，所述盘爪套设于中轴外围并通过反丝锁环固定，且盘爪上设有卡口，所述中轴上设有与卡口相适配的花键。
[0031]通过采用上述的技术方案，通过卡口与花键配合实现盘爪与中轴传动连接，同时，花键与卡口的装配间隙为0.1mm，防止盘爪在装配时受挤压应力变形，导致应变片测量偏差，同时，反丝锁环能够防止盘爪松脱。
[0032]进一步，所述盘爪上开设与导线槽相对应的引线槽，所述接收线圈的导线依次通过导线槽、引线槽与接收主板电相连。
[0033]进一步，所述中轴为空心结构，相较于现有技术采用实心结构的中轴，能够大幅度降低整体重量。
[0034]另，本技术还提供一种电助力自行车，包括上述的电助力自行车中轴力矩传感器系统。
[0035]本技术的有益效果是：
[0036]1、将应变片与磁铁、接收线圈、发射线圈在空间上分隔开，既解决了各元件受车架五通空间的限制问题，又解决了传统无线供电受限于线圈周围材料敏感的问题以及采用变压器耦合方案无法进行信号传输的问题。
[0037]2、在不改变车架五通的尺寸、结构的前提下，将安装有发射主板和发射线圈的五通支架安装到车架五通内部，并将五通支架安装到左牙碗、右牙碗之间，利用现有结构，便于安装。
[0038]3、应变片贴设于盘爪的盘平面内，贴片工艺易操作，稳定可靠，同时，盘爪的盘平面与中轴中心线为90
°
垂直装配结构，且盘爪的盘平面与电助力自行车链条平行，可有效避免中轴在转动时弯矩对应变片的影响。
附图说明
[0039]图1是本技术的整体结构示意图；
[0040]图2是图1中A
‑
A剖视图；
[0041]图3是左牙碗的结构示意图；
[0042]图4是中轴与五通支架的装配示意图；
[0043]图5是盘爪组件的拆解示意图。
[0044]附图中：1
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中轴、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电助力自行车中轴力矩传感器系统，其特征在于，包括：中轴，所述中轴绕其周向铣有安装槽，所述安装槽内部套设有芯轴支架，所述芯轴支架上套设有磁铁和接收线圈；套设于中轴外围的五通支架，所述五通支架上设有发射主板和发射线圈；连接牙碗，所述连接牙碗与中轴可转动连接并与电助力自行车的车架五通可拆卸连接；以及盘爪组件，所述盘爪组件套设于中轴外围并与中轴传动连接，所述盘爪组件内部设有应变片和接收主板。2.根据权利要求1所述的电助力自行车中轴力矩传感器系统，其特征在于，所述芯轴支架由两个纵截面呈半圆形的子芯轴支架组成，所述子芯轴支架上设有定位筋，所述中轴上铣有与安装槽连通的导线槽，所述定位筋嵌入导线槽内部。3.根据权利要求1所述的电助力自行车中轴力矩传感器系统，其特征在于，所述发射主板上设有与其电连接的霍尔感应器，所述霍尔感应器与磁铁径向对应并同轴心设置。4.根据权利要求1所述的电助力自行车中轴力矩传感器系统，其特征在于，所述连接牙碗设有2个，且2个连接牙碗分别位于中轴的不同端。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：于锋，冷玉亮，
申请(专利权)人：青岛迈金智能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：