[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

本發明公開了一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統，該系統采用中軸力矩傳感器測出中軸的扭矩和轉速及方向,經碼表處理后輸出與電動車電子轉把相同的電壓信號給電機驅動器,輪轂電機再輸出相應的功率,與踩踏力矩成比例助力。第一種結構的力矩輸入端為錐形半軸，花鍵半軸是力矩輸出端，還有限位環和半軸球軸承。第二種結構采用錐形中軸兩端力矩輸入，力矩輸出端為螺紋半軸，還有滾針軸承和牙盤四爪。本助力系統騎行時可用腳反踩到一個預設的角度或手按碼表的功能鍵變換助力檔位。

技術領域

本發明涉及自行車技術領域，具體的說是涉及一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統。

背景技術

在國內，自行車上加裝輪轂電機和電池后，是由手控制電子轉把調節電機的功率輸出，屬機動車。助力自行車是指腳踩才啟動電機，腳停斷電并且功率要隨踩踏的力矩變化而變化，乃比例助力屬非機動車且騎行更安全，其關鍵是要能測出踩踏的力矩。

助力自行車主要分為兩類，一類是采用中置電機，已成國際市場主流，如日本的松下和普利斯通；博世；禧瑪諾，其電機設置在車架五通位置，里面集成了力矩傳感器和電機驅動器，優點重心布局最好，缺點體積大，車架復雜，電機減速比大。另一類采用輪轂電機外加力矩傳感器，如日本三洋，電機體積小可前置后置，與車架無關，適用各種車型。輪轂電機在我國產業成熟，廠家眾多，但缺乏穩定可靠的力矩傳感器，阻礙市場占有率。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題在于提供了一種采用中軸力矩傳感器的自行車助力系統。

為解決上述技術問題，本發明通過以下兩個方案來實現，兩個方案分別是：

第一種方案：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，所述的中軸力矩傳感器包括：端蓋、彈性卡環、球軸承、尼龍軸碗、連接線、PCB板支架、位移霍爾IC、轉速霍爾IC、單極磁環、多極磁環、磁環支架、螺母、碟簧組、鋼珠、限位鋼珠、滑套、軸碗組件、錐形半軸、花鍵半軸、限位環、半軸球軸承；

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

所述錐形半軸和滑套在圓周上分別均布設置半圓主滾道和半圓副滾道組成圓形滾道，設置鋼珠在圓形滾道內滾動傳遞扭矩給滑套；

所述錐形半軸和滑套分別設置限位軸肩和限位臺階，限位軸肩頂住限位臺階時就是碟簧組的最大壓縮位移；

所述錐形半軸在曲柄端設置環槽安裝彈性卡環，軸向固定球軸承；

所述錐形半軸設置有螺紋，其上設置螺母調節碟簧組的尺寸誤差和預壓力；

所述碟簧組由三片碟簧組合而成，大端面頂住滑套，小端面頂住螺母；

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

所述磁環支架一端成套筒狀罩住碟簧組并扣住滑套，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和多極磁環；

所述尼龍軸碗設置有數個穿孔將連接線從五通內部導出，內壁設置有環形凸肩，兩球軸承置其兩邊，軸向固定中軸力矩傳感器，使另一端的軸碗組件與半軸球軸承在軸向浮動連接，設置螺絲將端蓋鎖在尼龍軸碗上并壓住連接線；

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

所述兩單極磁環軸向充磁并同心相斥排列，位移霍爾IC插在其之間且與一端近靠；