[發明專利]一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統

有效

• 申請號: 201610240522.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105711727B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 鐘德斌
• 申請（專利權）人: 鐘德斌
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50;B62J6/00;B62J99/00;G01L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統，該助力系統是采用中軸力矩傳感器測出中軸左端力矩和轉速及方向，其特征在于，所述的中軸力矩傳感器包括：端蓋(1)、彈性卡環(2)、球軸承(3)、尼龍軸碗(4)、連接線(5)、PCB板支架(6)、位移霍爾IC(7)、轉速霍爾IC(8)、單極磁環(9)、多極磁環(10)、磁環支架(11)、螺母(12)、碟簧組(13)、鋼珠(14)、限位鋼珠(15)、滑套(16)、軸碗組件(17)、錐形半軸(18)、花鍵半軸(19)、限位環(20)、半軸球軸承(21)；

所述的錐形半軸(18)和花鍵半軸(19)分別設置第一半圓環槽(27)和第二半圓環槽(28)組成封閉環槽，在環槽內設置限位鋼珠(15)使兩者連接和軸向固定，兩者只能相對轉動；

所述錐形半軸(18)和滑套(16)在圓周上分別均布設置半圓主滾道(29)和半圓副滾道(30)組成圓形滾道，設置鋼珠(14)在圓形滾道內滾動傳遞扭矩給滑套(16)；

所述錐形半軸(18)和滑套(16)分別設置限位軸肩(22)和限位臺階(33)，限位軸肩(22)頂住限位臺階(33)時就是碟簧組(13)的最大壓縮位移；

所述錐形半軸(18)在曲柄端設置環槽(61)安裝彈性卡環(2)，軸向固定球軸承(3)；

所述錐形半軸(18)設置有螺紋，其上設置螺母(12)調節碟簧組(13)的尺寸誤差和預壓力；

所述碟簧組(13)由三片碟簧組合而成，大端面頂住滑套(16)，小端面頂住螺母(12)；

所述滑套(16)和花鍵半軸(19)在端面分別設置多組相同的螺旋曲面主動齒(31)和螺旋曲面從動齒(32)，嚙合的曲面處于過圓心的螺旋曲面(60)上螺旋滑動，調節螺旋曲面(60)的節距設置不同的轉動角度和軸向位移；

所述磁環支架(11)一端成套筒狀罩住碟簧組(13)并扣住滑套(16)，另一端套筒開槽成懸臂爪使其具有彈性，安裝相斥排列的兩單極磁環(9)和多極磁環(10)；

所述尼龍軸碗(4)設置有數個穿孔(34)將連接線(5)從五通內部導出，內壁設置有環形凸肩(35)，兩球軸承(3)置其兩邊，軸向固定中軸力矩傳感器，使另一端的軸碗組件(17)與半軸球軸承(21)在軸向浮動連接，設置螺絲將端蓋(1)鎖在尼龍軸碗(4)上并壓住連接線(5)；

所述位移霍爾IC(7)和轉速霍爾IC(8)靠PCB板固定在PCB板支架(6)上成整體，PCB板支架(6)端部內置在尼龍軸碗(4)內靠螺釘固定還可調節與磁環支架(11)的軸向初始位置；

所述兩單極磁環(9)軸向充磁并同心相斥排列，位移霍爾IC(7)插在其之間且與一端近靠；

所述多極磁環(10)徑向多極充磁，轉速霍爾IC(8)置于其上方；

所述限位環(20)一端成錐面扣住花鍵半軸(19)，另一端內壁均布數條環形凸肩(36)，與螺旋曲面主動齒(31)外圓上的環形臺階配合限制滑套(16)的軸向位移，限位環(20)直接將多余的軸向力傳給花鍵半軸(19)，免除限位軸肩(22)加在限位鋼珠(15)上的多余軸向力，進行雙重限位。

2.根據權利要求1所述的一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統，其特征在于：該助力系統包括碼表，所述碼表根據中軸力矩傳感器測出的中軸反轉角度變換助力檔位,當反轉的角度達到預設值時助力檔位就升或降一檔,循環操作,如此在騎行中可用腳反踩或手按碼表的功能鍵變換助力檔位,換檔有提示音和延時背光,不同背光顏色分別對應不同的助力檔位；所述碼表在車速為零時不需手按功能鍵操作,每間隔三至四秒循環顯示各騎行參數。