【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轮毂电机，具体涉及助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构。
技术介绍
1、轮毂电机的电磁驱动结构集合在轮毂的内部，常常使用在各种车辆中车轮结构中，在助力电动自行车的后轮位置使用尤为广泛。当轮毂电机使用在助力自行车的后轮中，轮毂电机通常需要与自行车脚踏轴的输出力集成到轮毂电机上，对助力自行车进行合力输出，因此在助力自行车的后轮中需要将脚踏对自行车后轮的输出力以及后轮轮毂电机的电磁驱动力进行合力输出。这时需要轮毂电机输入的脚踏力进行精准判定。同时助力自行车在骑行时，当需要对助力自行车进行加速时，需要通过用力踩踏自行车中轴脚踏再通过链条将力传导到助力自行车后轮来完成加速驱动，这时助力自行车也需要轮毂电机同步施加电磁力增加自行车后轮的电磁助力。使用后轮轮毂电机的电动自行车后轮的驱动由脚踏输出的合力以及轮毂电机的合力组成，为了在骑行车过程中使得脚踏力与轮毂电机电磁驱动力可以完美结合，电动自行车后轮轮毂电机的电流输出需要以助力自行车脚踏力和脚踏频率作为综合参数来判定。因此在助力自行车后轮轮毂电机中需要可以同时精准判定脚踏传递到后轮的施加力，以及轮毂电机的外部的脚踏速度。
2、在助力自行车中，为了使得装配轮毂电机的后轮可以完美替代自行车的后轮，其小型紧凑化设计一直是助力自行车轮毂电机的设计需要。传统的脚踏传感结构会大大增加轮毂电机的尺寸，因为为了节约尺寸，传统的踏频传感器都装配在中轴部分，但是装配在中轴位置的脚踏频率和直接作用在轮毂电机部分的脚踏传感之间存在一定的力矩传动的滞纳，这使得助力自行车后轮轮毂在进行合力输出
3、另外在公开号位为cn206476041u的中国专利带力矩传感功能的轮毂电机和采用该电机的电动自行车中公开了一种力矩传感结构，在该结构中设计了一种通过后轮主轴向电机轮毂传动的力矩检测结构，在该结构虽然可以更加准确的测定助力自行车后轮轮毂的扭矩，但是由于该结构中使用的驱动轴套需要伸出轮毂电机侧面，因此该结构需要同步使用螺纹旋拧的飞轮座，另外该专利中总体结构较宽，无法使用在用来替代自行车后轮轮毂的电机中。
4、在使用轮毂电机的助力自行车中，装配在中轴位置的踏频传感结构和轮毂电机内的力矩传感器需要一起连接入电路的控制器内，而使用轮毂电机的助力自行车控制器通常设计在轮毂电机内，这时需要从中轴脚踏的力矩传感器外接电路到轮毂电机的控制器内，这样不仅增加的线路连接的繁琐度，同时由于电路外接，很难保证电路整体的防水抗老化效果，使得传统的助力自行车的一体传感结构使用时不够稳定，长期使用时容易产生电路虚接或者断线。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供一种结构紧凑，在轮毂电机内部踏频和力矩测定设计在一起可以同步进行测定的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构包括同轴装配的轮毂壳、支撑轴，所述支撑轴一侧伸入所述轮毂壳内，所述支撑轴上同轴套装有一端伸入轮毂壳内的飞轮座，所述飞轮座伸入轮毂壳的侧面沿水平轴在四周位置均布有四个以上踏频磁钢，所述支撑轴伸入轮毂壳内部的一侧设计有连接轮毂电机内部的固定盘，所述固定盘朝向飞轮座的一侧装配有与踏频磁钢配合使用的踏频信号输出模块。
3、作为优选，所述轮毂壳的内侧同轴装配有弹性盘，所述弹性盘使用弹性材料制作，所述弹性盘包括固定连接轮毂壳的外圈，所述外圈通过筋板一体设计有同轴的内圈，所述内圈与飞轮座伸入轮毂壳内部的一端通过棘轮结构单向传动连接，所述内圈的外壁周面上装配有力矩磁钢，所述外圈上装配用来检测力矩磁钢磁力变化的霍尔元件。
4、作为优选，所述霍尔元件通过力矩输出板装配在所述外圈。
5、作为优选，所述弹性板的一侧同轴装配有用来放大信号的副线圈座板。
6、作为优选，所述轮毂壳包括与飞轮座装配的端盖和环形的轮毂圈。
7、作为优选，所述飞轮座的端部设计有塔套，所述塔套上用来装配有自行车的变速链轮。
8、作为优选，所述飞轮座伸入轮毂壳的侧面沿水平轴在四周位置均布有6个或者8个踏频磁钢。
9、作为优选，所述飞轮座装配踏频磁钢一侧端部设计有用来装配棘轮结构的棘轮槽。
10、本专利技术的有益效果在于：该结构中通过在飞轮座的端部设计踏频磁钢，在支撑轴外侧设计踏频信号输出模块；由于所述飞轮座与助力自行车的中轴通过链轮连接，使得飞轮座只有在踩踏时才会产生相对旋转，这时才会产生踏频输出，而支撑轴与助力自行车的后叉固定连接，这样所述踏频信号输出模块相对车体不动。这样检测出的踏频更加的精准。该结构利用飞轮座相对支撑轴相对旋转来测定助力行车的踏频，大大减化了自行车中轴位置的结构。同时整个踏频测定结构小巧紧凑，装配在轮毂电机内部，使用防尘防水，测定准确，使用安全。
11、另外通过弹性盘的使用，在弹性盘的内圈装配力矩磁钢，在弹性盘的外圈装配霍尔元件，通过骑行力矩传导过程中弹性盘的内圈、外圈的扭动形变，使得所述霍尔元件可以检测到磁钢因为相对位置的变化造成的磁场变化，通过磁场变化的大小可以准确判定脚踏力作用在轮毂电机内部的力矩大小，该结构同样简单紧凑，可以方便的装配在轮毂内部，同时弹性盘内圈与飞轮座固定装配，使得踏频的测定和力矩的测定同步完成，从而可以准确计算出轮毂电机的电流输出，使得轮毂电机的助力效果完美契合脚踏力的输出，从而达更加舒适的助力骑行体验。
12、该结构整体简约紧凑，与传统相比大大节约了从自行车中轴到轮毂电机部分的线路，这样不仅线路排布更加简单，同时可以防止线路错杂造成的信号传递错误，大大提高了踏频测定的安全性和准确性，可以完成装配入助力自行车后轮的轮毂电机内部，在有效保证轮毂电机的小巧尺寸的同时，大大提高了使用该轮毂电机的助力自行车骑行体验。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，它包括同轴装配的轮毂壳（1）、支撑轴（2），所述支撑轴（2）一侧伸入所述轮毂壳（1）内，所述支撑轴（2）上同轴套装有一端伸入轮毂壳（1）内的飞轮座（3）；其特征在于：所述飞轮座（3）伸入轮毂壳（1）的侧面沿水平轴在四周位置均布有四个以上踏频磁钢（31），所述支撑轴（2）伸入轮毂壳（1）内部的一侧设计有与踏频磁钢（31）配合使用的踏频信号输出模块（22）。
2.根据权利要求1所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述支撑轴（2）伸入轮毂壳（1）内部的一侧设计有连接轮毂电机内部的固定盘（21），所述固定盘（21）朝向飞轮座（3）的一侧装配有所述踏频信号输出模块（22）。
3.根据权利要求1所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述轮毂壳（1）的内侧同轴装配有弹性盘（4），所述弹性盘（4）使用弹性材料制作，所述弹性盘（4）包括固定连接轮毂壳（1）的外圈（41），所述外圈（41）通过筋板（42）一体设计有同轴的内圈（43），所述内圈（43）与飞轮座（3）伸入轮毂壳（1）内部的一
4.根据权利要求3所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述霍尔元件（5）通过力矩输出板（51）装配在所述外圈（41）。
5.根据权利要求1-4中任一条所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述弹性板（4）的一侧同轴装配有用来放大信号的副线圈座板（6）。
6.根据权利要求1-4中任一条所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述轮毂壳（1）包括与飞轮座（3）装配的端盖和环形的轮毂圈。
7.根据权利要求1-4中任一条所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述飞轮座（3）的端部设计有塔套，所述塔套上用来装配有自行车的变速链轮。
8.根据权利要求1-4中任一条所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述飞轮座（3）伸入轮毂壳（1）的侧面沿水平轴在四周位置均布有6个或者8个踏频磁钢（31）。
9.根据权利要求3所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述弹性盘使用航空铝或者弹性钢材料制作。
10.根据权利要求1所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述飞轮座（3）装配踏频磁钢（31）一侧端部设计有用来装配棘轮结构的棘轮槽。
...【技术特征摘要】
1.一种助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，它包括同轴装配的轮毂壳（1）、支撑轴（2），所述支撑轴（2）一侧伸入所述轮毂壳（1）内，所述支撑轴（2）上同轴套装有一端伸入轮毂壳（1）内的飞轮座（3）；其特征在于：所述飞轮座（3）伸入轮毂壳（1）的侧面沿水平轴在四周位置均布有四个以上踏频磁钢（31），所述支撑轴（2）伸入轮毂壳（1）内部的一侧设计有与踏频磁钢（31）配合使用的踏频信号输出模块（22）。
2.根据权利要求1所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述支撑轴（2）伸入轮毂壳（1）内部的一侧设计有连接轮毂电机内部的固定盘（21），所述固定盘（21）朝向飞轮座（3）的一侧装配有所述踏频信号输出模块（22）。
3.根据权利要求1所述的助力自行车轮毂电机踏频力矩一体传感结构，其特征在于：所述轮毂壳（1）的内侧同轴装配有弹性盘（4），所述弹性盘（4）使用弹性材料制作，所述弹性盘（4）包括固定连接轮毂壳（1）的外圈（41），所述外圈（41）通过筋板（42）一体设计有同轴的内圈（43），所述内圈（43）与飞轮座（3）伸入轮毂壳（1）内部的一端通过棘轮结构单向传动连接，所述内圈（43）的外壁周面上装配有力矩磁钢（44），所述外圈（41）上装配用来检测力矩磁钢（44）磁力变化的霍尔元件（5）。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈国栋，杨雪冬，
申请(专利权)人：爱克玛电驱动系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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