一种助力自行车用力矩传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种助力自行车用力矩传感器。本实用新型专利技术的技术方案是：包括带套筒并可穿过标准五通管的壳体、可安装于普通自行车曲柄的中轴、连接链轮牙盘的五爪卡盘、固定在中轴法兰上的力矩环、传输信号的滑环、支撑中轴的轴承以及外部防水的防尘罩，所述力矩环包括力矩环内圈和力矩环外圈，所述力矩环内圈外圆上安装有一个磁钢，所述力矩环外圈对应位置处安装有霍尔感应元件，在力矩作用下力矩环内圈相对力矩环外圈产生相对位移，磁钢相对霍尔元件也产生位移。本实用新型专利技术提供的方案系统集成度高、安装和使用都很简单以及系统响应快，灵敏度高，骑行感受好，系统成本可控。系统成本可控。系统成本可控。

【技术实现步骤摘要】
一种助力自行车用力矩传感器


[0001]本技术涉及力矩传感器
，特别涉及一种助力自行车用力矩传感器。

技术介绍

[0002]随着人们环保意识和健康意识的逐渐增强，自行车作为既环保、又方便的短途交通工具重新进入了大众的视野，并成为城市里随处可见的一道独特风景。近几年，相对于传统的自行车而言，电助力自行车以其省力、节能的特点在自行车领域内赢得了越来越多人的青睐。目前电助力自行车常用的助力电机主要分为中置电机和轮毂电机两种形式，中置电机一般将电机、减速机构、力矩传感器和控制集成为一体，同时考虑安装、动力的输入和输出等因素，因而结构更加复杂，价格昂贵；轮毂电机一般只将电机和减速集成，结构上考虑在前后车轮上安装的需要，因而结构相对简单，成本较低，更受市场欢迎。根据传感器信号类型，电助力类型又可以分为转速感应式和力矩感应式两种类型，力矩助力式的助力自行车由于其对踩踏力快速反应的特点而更受市场欢迎。为此，就需要一个专用的力矩传感器，以匹配轮毂电机的大量应用，以适应电助力自行车市场技术特点发展的需要。
[0003]目前轮毂电机助力方式采用较多的是转速感应式传感器，主要原因是转速传感器结构小，成本低，便安装等优点，在市场中的应用量大。但由于转速传感器本身信号特点，导致助力滞后，助力大小的控制原理不合理，骑行感受差。力矩感应式传感器具有较好的响应速度，助力控制原理合理，骑行感受好，但现有的力矩传感器一般具有较复杂的结构和信号传输方式，传感器的可靠性和寿命较低，传感器的安装结构也复杂、要求高，整体成本高，市场应用量较低。r/>[0004]力矩传感器在车上安装常见的位置是五通管、牙盘或者与链条连接的车架上某个位置。安装在标准五通管中的力矩传感器空间紧凑，受力大，对结构和材料的要求高，加工精度高，制造难度大，一般成本较高。安装于牙盘上的力矩传感器同样具有空间小、受力大的特点，同时还存在信号传输的问题，结构也复杂，成本较高。安装于链条相连接的车架其他位置上的力矩传感器，具有安装位置优势，但通过链条受力和变形的响应速度会略有降低，使传感器灵敏度降低，同时也会对链条和车架的安装提出较高要求，从而影响传感器的使用效果。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本技术的主要目的在于提供一种系统集成度高、安装和使用都很简单以及系统响应快，灵敏度高，骑行感受好，系统成本可控的一种盘式力矩传感器。
[0006]为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种助力自行车用力矩传感器，包括带套筒并可穿过标准五通管的壳体、可安装于普通自行车曲柄的中轴、连接链轮牙盘的五爪卡盘、固定在中轴法兰上的力矩环、传输信号的滑环、支撑中轴的轴承以及外部防水的防尘罩，所述力矩环包括力矩环内圈和力矩环外圈，所述力矩环内圈外圆上安装有一
个磁钢，所述力矩环外圈对应位置处安装有霍尔感应元件，在力矩作用下力矩环内圈相对力矩环外圈产生相对位移，磁钢相对霍尔元件也产生位移。
[0007]优选的，所述力矩环上设置有一对滑环副，所述滑环副由滑环转动盘和滑环固定盘组成，二者通过导电触点滑动连接，将电信号由滑环转动盘传输到滑环固定盘。所述滑环副的滑环转动盘与力矩环固定，在相对旋转的过程中不改变接触状态，通过与滑环固定盘连接的信号线束，将力矩信号传输给电机控制器，同时将控制器电源接入霍尔感应元件。
[0008]优选的，所述滑环转动盘的外圆边上安装有多粒磁钢，设置霍尔感应元件安装在滑环固定部分的对应位置上。
[0009]优选的，力矩环的外圈上还安装有销钉，插入传感器卡盘对应位置上的销钉孔内，销钉与销钉孔间隙配合，将力矩环上的踩踏扭矩传递给卡盘，卡盘上设置有5个爪，与链轮牙盘相应结构连接，驱动链条运动实现动力传输。
[0010]优选的，传感器的五爪卡盘中间开孔，与中轴进行配合，使卡盘与中轴形成滑动旋转副。
[0011]本技术相对于现有技术具有如下优点，本专利针对现有力矩传感器所存在的技术问题，设计了一种原理和结构都较简单，系统集成度高的一种盘式力矩传感器。可以安装在传统自行车的标准五通上，可以与轮毂电机匹配使用，可提供踩踏力矩和踏频信号，适应前轮、后轮以及双轮轮毂电机驱动控制等不同的需要。本专利的结构可适用于各种自行车车型，使用传统自行车曲柄，并通过五爪结构与不同齿数的牙盘进行连接，安装和使用都很简单。本专利传感器具有系统响应快，灵敏度高，骑行感受好，系统成本可控等特点，实现低成本轮毂电机系统匹配力矩传感器，取得较好的电助力控制效果和良好骑行体验。
附图说明
[0012]图1为盘式力矩传感器剖面图；
[0013]图2为盘式力矩传感器正面侧视图；
[0014]图3为盘式力矩传感器背面侧视图；
[0015]图4为力矩环结构及其在传感器中的安装图；
[0016]图5为力矩传感器内部滑环副结构；
[0017]图6为盘式力矩传感器的卡盘总成；
[0018]图7为盘式力矩传感器在车架上的安装图；
[0019]图8为盘式力矩传感器在车架五通管里的安装图；
[0020]图9为第二方案盘式力矩传感器背面侧视图；
[0021]图10为第二方案盘式力矩传感器的总体成组图。
[0022]图中：1、盘式力矩传感器总成；1a、中轴；1b、中轴法兰；1c、中轴与力矩环及五爪卡盘的配合面；2、深沟球轴承；3、壳体套筒上的拧紧螺纹；4、传感器壳体；4a、壳体套筒部；5、壳体圆盘部；5a、壳体圆盘背部的波纹盘面；5b、壳体圆盘部外圈端面；6、链轮牙盘；6a、防尘罩；7、带链轮的卡盘总成；7a、链轮护链罩；8、链轮牙盘、护链罩和五爪卡盘连接的铆钉；9、密封圈；10、力矩环；10a—力矩环霍尔感应元件；10b—力矩环内圈上的磁钢；10c、安装在力矩环外圈上的传力销钉；10d、力矩环外圈；10e、力矩环内圈；10f、力矩环与中轴法兰连接的螺钉孔；10g、力矩环与滑环转动盘连接的螺纹孔；10h、力矩环与中轴旋转配合的圆孔；11、
五爪卡盘；11a、五爪卡盘外圈；11b、五爪卡盘销钉孔；11c、五爪卡盘与中轴配合的密封槽； 11d、五爪卡盘与链轮牙盘及链轮护链罩连接的爪；11e、五爪卡盘与中轴的配合孔；12、卡簧；13、滑环副；13a、滑环固定盘；13b、滑环转动盘；13c、滑环转动盘外圈上安装的磁钢；13d、滑环转动盘外圈；13e、滑环转动盘滑道；13f、滑环转动盘与力矩环连接的螺纹孔；13g、滑环固定盘触头；13h、滑环固定盘导电环；13j、滑环固定盘速度模块；20、安装拧紧专用螺母；21、自行车车架；22、自行车曲柄；23、自行车标准五通管；24、传感器主体总成。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0024]如图1所示，一种助力自行车用力矩传感器，包括带套筒并可穿过标准五通管的壳体、可安装于普通自行车曲柄的中轴、连接链轮牙盘的五爪卡盘、固定在中轴法兰上的力矩环、传输信号的滑环、支撑中轴的轴承以及外部防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种助力自行车用力矩传感器，其特征在于：包括带套筒并可穿过标准五通管的壳体、可安装于普通自行车曲柄的中轴、连接链轮牙盘的五爪卡盘、固定在中轴法兰上的力矩环、传输信号的滑环、支撑中轴的轴承以及外部防水的防尘罩，所述力矩环包括力矩环内圈和力矩环外圈，所述力矩环内圈外圆上安装有一个磁钢，所述力矩环外圈对应位置处安装有霍尔感应元件，在力矩作用下力矩环内圈相对力矩环外圈产生相对位移，磁钢相对霍尔元件也产生位移。2.根据权利要求1所述的一种助力自行车用力矩传感器，其特征在于：所述力矩环上设置有一对滑环副，所述滑环副由滑环转动盘和滑环固定盘组成，二者通过导电触点滑动连接，将电信号由滑环转动盘传输到滑环固定盘，所述滑环副的滑环转动盘与力矩环固定，在相对旋转的过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，盛怀超，
申请(专利权)人：苏州力矩优行智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：