[發明專利]電動自行車扭力傳感裝置

有效

• 申請號: 201310342488.1
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103419892A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 溫群峰
• 申請（專利權）人: 蘇州盛億電機有限公司
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 伊美年

技術領域

本發明涉及一種電動自行車扭力傳感裝置。

背景技術

電動自行車由于其輕快省力及無污染等特點，正日益在我國推廣運用。傳統的電動自行車都用手把來調速，即用手把來控制電機的輸出功率，而目前越來越多的電動自行車則主要采用扭力傳感器將人騎行時腳的蹬力轉換成相應的電壓信號輸出，經電機控制電路板放大處理后控制電機的運轉功率，這樣可以大大節省能源。

目前用于電動自行車中的扭力傳感器多為霍爾轉速傳感器，這種傳感器使用磁鋼粘貼在電動自行車的中軸或鏈盤等旋轉部件表面，而在車架主軸等非轉動部件上安裝霍爾元件，當人踏腳蹬時，中軸或鏈盤旋轉產生對應于扭力矩的變化電位，并輸出相應的電壓信號，經放大處理后即可控制電機的輸出功率。這類電動自行車傳感器存在下述問題：1、不能檢測靜態和動態扭矩，測量精度差，在騎行中不能零啟動，在平路和下坡騎行中會出現電動助力過大而使電池產生不必要的放電。2、中軸及鏈盤這類旋轉部件在電動自行車的長期使用過程中易磨損或傾斜，導致其上的磁鋼與霍爾元件之間的位置發生變化，使得感應電位信號的輸出不再準確，傳感器的工作穩定性和可靠性均大大下降。

發明內容

本發明目的是：提供一種能夠檢測靜態和動態扭矩并且工作性能更加穩定可靠的電動自行車扭力傳感裝置，該傳感裝置還可以確保電動自行車在騎行中零啟動并保持行駛性能的穩定。

本發明的技術方案是：一種電動自行車扭力傳感裝置，包括中軸、套設于中軸上的鏈盤及與鏈盤固定的中軸齒輪；其特征在于所述中軸上固定有撥盤，所述撥盤與中軸齒輪之間設有驅動撥盤雙向旋轉復位的徑向彈性復位件，所述中軸上套設有磁感應環，所述磁感應環上設有從動端面凸輪，前述撥盤上固定有推子，所述推子上設有與磁感應環上的從動端面凸輪配合以驅動磁感應環沿中軸移動的主動端面凸輪，同時中軸上設有驅動磁感應環移動復位的軸向彈性復位件，還包括設于磁感應環外圍用于感應磁通變化的線圈。

進一步的，本發明中所述中軸齒輪上設有容納撥盤的中央槽，所述撥盤上沿周向一體間隔設有若干限位柱，所述中央槽四周一體連有供相應的限位柱活動的扇形槽，每個限位柱的兩側與所在的扇形槽內壁間均對稱抵設有所述徑向彈性復位件。

更進一步的，本發明中所述徑向彈性復位件為彈簧，所述扇形槽內壁上開有容納所述彈簧的彈簧安裝孔。

更進一步的，本發明中所述撥盤向兩側轉動的最大偏轉角度均為a；人前蹬時，撥盤上的推子正向旋轉并藉由主動端面凸輪驅動磁感應環沿中軸開始移動時，撥盤的最小偏轉角度為b，所述a>b；人后蹬時，撥盤上的推子反向旋轉并藉由主動端面凸輪驅動磁感應環沿中軸開始移動時，撥盤的最小偏轉角度為c，所述c>a。

進一步的，本發明中所述軸向彈性復位件為彈簧，所述中軸上固定有卡圈，彈簧一端抵在卡圈上，另一端抵在磁感應環上。

進一步的，本發明還包括電機總成和電機控制器，所述電機總成包括電機、行星齒輪減速機構和超越離合器，所述電機的輸出軸通過行星齒輪減速機構與超越離合器相連，所述超越離合器的內圈上固定有離合器齒輪，所述離合器齒輪與中軸齒輪嚙合，所述線圈的引出線與所述電機控制器電連接，而電機控制器則與電機電連接。

本發明中所述電機（定子和轉子組成）、行星齒輪減速機構、超越離合器均參見現有技術。

在實際使用時同常規技術一樣，本發明中的中軸上固定腳拐，而腳拐與自行車腳踏裝配固定，并由人踩踏而帶動中軸旋轉。

本發明的具體工作原理是：在電動自行車啟動和騎行過程中，人往前蹬踩腳踏帶動中軸旋轉，中軸則將扭力傳遞給撥盤。由于在撥盤瞬時受力時，其與中軸齒輪間產生相對轉動（中軸齒輪在慣性作用下保持相對靜止），從而帶動推子轉動。而推子則藉由其上的主動端面凸輪驅動磁感應環沿中軸移動，由于磁感應環外圍設置有線圈故帶來了磁通的變化，產生磁通變化量δ，線圈感應獲得所述磁通變化量δ，并將之轉換成電壓信號輸出給電機控制器。所述電機控制器根據電壓信號的強弱分別輸出相應的控制信號，驅動電機降低或者提高運轉功率以起到很好的助力效果，大大節省能源。

本發明中所述電機控制器的作用即接收線圈輸出的電壓信號，并根據電壓信號輸出相應的控制信號給電機，驅動電機改變輸出功率，其實現方式為本領域技術人員所熟知。