[發(fā)明專利]電動助力自行車用雙邊線性扭矩中軸傳感器

在審

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• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112644632A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐利勇;吳勝
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波巨隆機械股份有限公司
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50;G01L5/22
• 代理公司: 寧波市天晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠;鄭慰祖

本發(fā)明公開了電動助力自行車用雙邊線性扭矩中軸傳感器，包括左端套裝有左支撐碗組的中軸，中軸上套裝有帶有磁場的感應(yīng)軸套，感應(yīng)軸套的左端通過花鍵與中軸扭力傳遞相連接，感應(yīng)軸套的右端成型有用于連接牙盤實現(xiàn)扭力傳遞輸出的軸套花鍵齒，并且該感應(yīng)軸套的右端設(shè)有右支撐碗組和牙盤鎖母；左支撐碗組和右支撐碗組間設(shè)有與感應(yīng)軸套非接觸套裝配合的中管，該中管中安裝有PCB電板，PCB電板連接有用于測量感應(yīng)軸套受力變形時由磁彈性原理產(chǎn)生的磁通量變化的感應(yīng)線圈，中軸上位于左支撐碗組和感應(yīng)軸套之間設(shè)置有磁環(huán)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，并能夠連續(xù)準(zhǔn)確地測量出中軸受力的變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電助力自行車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及電助力自行車的一種中軸式力矩傳感器，具體地說是電動助力自行車用雙邊線性扭矩中軸傳感器。

背景技術(shù)

在如今這個全民健身，綠色出行的時代，自行車運動憑著其接近自然的運動場地，有氧運動的健身方式，已經(jīng)在越來越多人之間普及開來，而因為我國的基建工作非常優(yōu)秀，鋪設(shè)路面總里程全世界第一，柏油公路條件優(yōu)良，使得我國的自行車運動蓬勃發(fā)展。而電助力自行車作為自行車的一個新興的種類，相比傳統(tǒng)無助力的自行車和純電動的兩輪電動車，電助力自行車能夠智能地根據(jù)使用者的發(fā)力提供動力，有效減少使用者疲勞的同時保證騎行體驗與安全性。電助力自行車用作代步、運動等方面的用途近年來越來越受到重視。

力矩傳感器作為電助力自行車上感知使用者發(fā)力的元件，是整個電助力自行車系統(tǒng)當(dāng)中至關(guān)重要的組成部分。作為輸入端，力矩傳感器的精度直接影響控制器的判斷與使用者的體驗。目前市場上電助力自行車常用的傳感器有速度傳感器、偽力矩傳感器、力矩傳感器三類。速度傳感器只能感知使用者踩踏的速度或者自行車運行的速度，不能有效地對使用者的意圖做出反饋；偽力矩傳感器通過對速度信號的處理模擬出使用者發(fā)力的信號，相對于速度傳感器體驗更好，但是仍然不能準(zhǔn)確地反饋；力矩傳感器通過測量使用者騎行時雙腳施力的大小與踩踏速度(力矩傳感器一般包含速度傳感器)，能夠準(zhǔn)確地根據(jù)使用者的意圖(發(fā)力大小)實時地反饋(控制器根據(jù)力矩信號調(diào)整電機輸出功率)。力矩傳感器正在越來越廣泛的被電助力車系統(tǒng)所接受。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，而提供結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，并反饋靈敏的電動助力自行車用雙邊線性扭矩中軸傳感器。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

電動助力自行車用雙邊線性扭矩中軸傳感器，包括左端轉(zhuǎn)動套裝有左支撐碗組的中軸，中軸上套裝有帶有磁場的感應(yīng)軸套，該感應(yīng)軸套的左端通過花鍵與中軸扭力傳遞相連接，感應(yīng)軸套的右端成型有用于連接牙盤實現(xiàn)扭力傳遞輸出的軸套花鍵齒，并且該感應(yīng)軸套的右端設(shè)有起轉(zhuǎn)動支撐作用的右支撐碗組和用于防止牙盤脫落的牙盤鎖母；左支撐碗組和右支撐碗組間設(shè)有與感應(yīng)軸套非接觸套裝配合的中管，該中管中安裝有PCB電板，PCB電板連接有用于測量感應(yīng)軸套受力變形時由磁彈性原理產(chǎn)生的磁通量變化的感應(yīng)線圈，中軸上位于左支撐碗組和感應(yīng)軸套之間設(shè)置有磁環(huán)。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

上述中軸的左右兩端均加工有四方頭和螺紋孔，并且中軸上成型有用于與感應(yīng)軸套的左端面定位配合的定位凸臺和用于與感應(yīng)軸套花鍵配合的中軸花鍵齒，相應(yīng)地感應(yīng)軸套的左端孔內(nèi)成型有用于與中軸的中軸花鍵齒花鍵相連的軸套花鍵槽；中軸的右端卡裝有用于與感應(yīng)軸套的右端面限位配合的軸用卡簧，感應(yīng)軸套的右端孔內(nèi)安裝有與中軸密封相套配用于起防塵防水作用的密封圈。

上述的左支撐碗組由左牙碗和左支撐軸承組成；左支撐軸承的外圈定位卡裝在左牙碗成型的碗腔內(nèi)，該左支撐軸承的內(nèi)圈緊配合套裝固定在中軸成型的左軸承安裝位上，左軸承安裝位位于中軸定位凸臺的左側(cè)。

上述的磁環(huán)為帶有24對至36對磁極的磁環(huán)，該磁環(huán)定位套裝在中軸上，并且磁環(huán)的右端面與定位凸臺的左側(cè)面定位相配合，左支撐軸承安裝在磁環(huán)的左側(cè)。

上述的左牙碗的碗腔中設(shè)有用于抵消裝配間隙的波形墊片，左支撐軸承的內(nèi)圈與磁環(huán)間墊配有墊圈。