[發(fā)明專利]一種力矩傳感器及電動助力自行車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110551743.8
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113086079A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃洪岳;徐建
• 申請（專利權(quán)）人: 安乃達(dá)驅(qū)動技術(shù)（上海）股份有限公司
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50;B62J45/41
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 祁春倪;郭國中

本發(fā)明提供了一種力矩傳感器及電動助力自行車，輸出軸的一端同心緊固在BB軸上，另一端連接負(fù)載自由圓周滑配在BB軸上；應(yīng)變片貼敷在輸出軸上；原邊線圈架上設(shè)置有線路連接的原邊線圈和原邊PCB，副邊線圈架上設(shè)置有副邊線圈和副邊PCB，在原邊線圈上供給固定頻率的交變電流后、副邊線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，輸出軸、副邊線圈架隨BB軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。本發(fā)明采用非接觸式的無線供電模式來解決動態(tài)測量力矩的供電問題。采用副邊的負(fù)載變化會引起原邊線圈電流變化的原理來檢測力矩信號變化的原理來采集力矩信號。也可以采用原副邊線圈只起到供電作用，副邊PCB安裝無線發(fā)射單元無線發(fā)射信號，原邊接收信號的方式檢測力矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域，具體地，涉及一種力矩傳感器及電動助力自行車。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，采用了力矩傳感器的電助力自行車騎行感覺舒適、輕松、流暢、跟隨性好，頂風(fēng)爬坡性能優(yōu)良，力矩助力騎行的重大優(yōu)勢在于環(huán)保節(jié)能：由于人力的參與，減少了鋰電池這一車載有限能源的電能消耗。與純電動驅(qū)動相比，在相同的續(xù)航里程的情況下，電池容量可減少一半，電機(jī)所需功率、重量、造價(jià)均可大大減少。基于以上目前多使用的力矩傳感有以下幾種典型方式：

(1)在中軸上安裝，利用轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生軸向位移，利用霍爾檢測軸向位移得到力矩信號。

(2)在中軸上安裝，利用應(yīng)變片，采用集電環(huán)供電給應(yīng)變片，采用集電環(huán)輸出信號。

(3)在中軸上安裝，輸出軸上有花鍵，當(dāng)輸出軸扭轉(zhuǎn)時(shí)兩組花鍵相對位置發(fā)生變化，在其上的兩組線圈的磁感強(qiáng)度發(fā)生變化，磁感強(qiáng)度的變化通過線圈轉(zhuǎn)換為電壓信號，從而獲得力矩信號。

本發(fā)明的目的是針對利用應(yīng)變片，采用集電環(huán)供電給應(yīng)變片，采用集電環(huán)輸出信號的力矩傳感器，該傳感器有以下問題需要解決：在轉(zhuǎn)動過程中集電環(huán)與電刷磨擦供電及采集信號，易造成采集的信號波動，有誤動作的波動信號產(chǎn)生。由于采用集電環(huán)供電及采集信號使用耐久性不好，使用久了以后會有磨損或磨損的粉末，易導(dǎo)致信號失真。對環(huán)境要求較高，集電環(huán)與電刷轉(zhuǎn)動過程的動靜之間的防水防塵不易做到。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種力矩傳感器及電動助力自行車。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種力矩傳感器，包括BB軸2、應(yīng)變片11、輸出軸9、原邊線圈架7、副邊線圈架15，其中：

輸出軸9的一端同心緊固在BB軸2上，另一端連接負(fù)載自由圓周滑配在BB軸2上；

應(yīng)變片11貼敷在輸出軸9上；

原邊線圈架7上設(shè)置有原邊線圈4和原邊PCB14，副邊線圈架15上設(shè)置有副邊線圈6和副邊PCB12，原邊PCB14上設(shè)置有霍爾傳感器1401，原邊線圈4與原邊PCB14線路連接，副邊PCB12與副邊線圈6、應(yīng)變片11線路連接；

原邊線圈4、副邊線圈6同心布置，原邊線圈4上加載固定頻率的交變電流，在副邊線圈6時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

輸出軸9、副邊線圈架15隨BB軸2轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，原邊線圈架7不隨BB軸2轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，BB軸2上旋轉(zhuǎn)緊固有BB軸軸承8，輸出軸9上旋轉(zhuǎn)緊固有輸出軸承10，BB軸軸承8、輸出軸承10分別緊固在中軸螺母3、輸出軸螺母1內(nèi)。

優(yōu)選地，中軸螺母3、輸出軸螺母1緊固在五通13上。

優(yōu)選地，原邊線圈架7緊固在輸出軸螺母1和中軸螺母3上。

優(yōu)選地，還包括磁環(huán)5，所述磁環(huán)5套設(shè)在BB軸2上。

優(yōu)選地，所述霍爾傳感器1401設(shè)置在原邊PCB14上，用于檢測速度信號。

優(yōu)選地，副邊PCB12上還設(shè)置有無線發(fā)射及接收模塊。