一體容置式扭矩傳感器電機的製作方法
2023-05-24 11:57:21
專利名稱：一體容置式扭矩傳感器電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛電動助力傳動領域，尤其涉及一種自行車電動助力傳感器電機的結
構。
背景技術：
在自行車電動助力傳感器領域中，中國發明專利申請20111012M38.9公開了一種「與自行車後叉配合的電動助力傳感器的結構」，在所述自行車後叉的一側底部設置有一凹槽，凹槽內固定設置一安裝有霍爾元件的電路板，凹槽內還容置有一穿過凹槽底部長槽孔呈活動狀的後軸上的傳感器組件，所述傳感器組件上設置的一永磁體與所述電路板上的霍爾元件磁感應配合；因所述後軸被限定在凹槽底部長槽孔內移動，因此，利用後軸移動時，與後軸相對固定的永磁體及與霍爾元件之間的磁感應變化，輸出電信號而控制自行車電機的加力轉動；該種結構的霍爾傳感器採用機械設置的方式，其工作原理是將與電機分開設置的霍爾傳感器獲得的車輛騎行時產生加速度的力量，轉化為電信號，用於驅動電機加力行駛；顯而易見，該結構給出的電機與霍爾傳感器屬對應分開設置，相對來說，降低了傳感信號的可靠度，且生產工序較多，提高了生產成本，使得其使用範圍受到限制，因而迫切需要設計一種電機與霍爾傳感器結合在一起的新型電機以滿足市場的各種需求。
發明內容
本發明的目的是提供一種標準化的、適用於各種傳感與驅動功能合一的車輛助力用一體容置式扭矩傳感器電機。本發明的技術方案是這樣實現的
提供一種一體容置式扭矩傳感器電機，包括電機軸及設置在電機軸上的電機殼體，所述電機軸上還設置有一傳動用飛輪，其特徵在於所述電機殼體並與電機軸同軸方向上設置一由環狀凸起構成的中空容腔，所述中空容腔內容置並安裝一固定導滑環，所述固定導滑環與一安裝有磁鋼的浮動棘齒感應圈組件動態配合，所述浮動棘齒感應圈組件包括棘齒感應圈，所述飛輪的棘齒與棘齒感應圈內呈環形分布的齒槽相配合，所述電機軸上設置有一霍爾元件，所述浮動棘齒感應圈組件上的磁鋼與所述霍爾元件磁感應配合，從而輸出電信號而控制車輛的加力轉動。採用該技術方案後，可以達到以下的技術效果
當騎行者由靜止向前加速運動時，通過腳踏加力，帶動飛輪上的棘齒，傳力到棘齒感應圈，進而帶動浮動棘齒感應圈組件相對於固定導滑環作水平位移，浮動棘齒感應圈組件上的磁鋼與電機軸上的霍爾元件因產生相對位移而產生電信號，再經過傳感器單片機處理後，發出相應的驅動指令，使車輛得以助力行駛；車輛減速或下坡時，飛輪空轉打滑，浮動棘齒感應圈復原歸位，傳感器單片機輸出電信號截止。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述浮動棘齒感應圈組件由棘齒感應圈、與棘齒感應圈配合的彈性復位元件、與固定導滑環旋轉連接的端蓋組成，將彈性復位元件定位在棘齒感應圈上後，用端蓋將彈性復位元件、棘齒感應圈限定在所述固定導滑環上。從而構成一種相對電機而言，電機外表面相對固定而其內腔呈活動狀態的結構，以利於產生磁感應配合而輸出助力信號。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述固定導滑環的內壁底部呈圓周等分分布有多個彈珠定位斜槽，棘齒感應圈的底圈落位於多個彈珠上，棘齒感應圈受切向力作用而帶動彈珠在斜槽的斜坡面上往復滾動。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述棘齒感應圈上呈圓周分布有彈性元件定位槽。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述彈性復位元件為一聚氨酯軟體。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述聚氨酯軟體上設置有連續伸縮縫。依靠所述聚氨酯軟體受壓形變後所產生的回覆力而使浮動棘齒感應圈組件復位。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述電機軸上設置有霍爾元件安裝槽。如上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述磁鋼同心鑲嵌在棘齒感應圈上。所述浮動棘齒感應圈組件安裝到位後，磁鋼與霍爾元件的磁感應位置相適配，以利於更好地獲得磁感應效果，提高磁感應靈敏度和可靠度，以防止信號失真。本發明巧妙地將霍爾傳感器部件全部設置於電機殼體上，從而構成一體式的扭矩傳感器電機，解決了因功能設置而佔用空間的矛盾，且標準化程度高，適用面廣，磁感應效果明顯，利於集約化生產，低碳、環保，且安裝維修方便。
附圖說
圖1是本發明一種實施例的結構分解圖。圖2是圖1中棘齒感應圈的結構放大圖。圖3是圖1中聚氨酯軟體的結構放大圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但不限於以下各種實施例 參見圖1至圖3，給出了本發明的一種詳細實施例
提供一種一體容置式扭矩傳感器電機，包括電機軸2及設置在電機軸2上的電機殼體 1，所述電機軸2上還設置有一傳動用飛輪8，所述電機殼體1並與電機軸1同軸方向上設置一由環狀凸起11構成的中空容腔12，所述中空容腔12內容置並安裝一固定導滑環3，由棘齒感應圈5、與棘齒感應圈5配合的彈性復位元件6、與固定導滑環3旋轉連接的端蓋7
4共同組成浮動棘齒感應圈組件，將彈性復位元件6定位在棘齒感應圈5上後，用端蓋7將彈性復位元件6、棘齒感應圈5限定在所述固定導滑環3上；所述端蓋7上設置有與固定導滑環3的旋接端耳33配合的槽口，圖1中略；從而構成一種相對電機而言，電機外表面相對固定而其內腔呈活動狀態的結構，以利於產生磁感應配合而輸出助力信號，所述安裝有磁鋼4 的彈性棘齒感應組件與固定導滑環3實現動態配合，即起電磁感應作用的棘齒感應圈被限定在導滑環3內作平移運動；所述飛輪8的棘齒81與棘齒感應圈5內環形分布的齒槽 51相配合，用於傳遞外力，驅動電機工作；所述電機軸2上設置有霍爾元件1的定位槽21， 所述浮動棘齒感應圈組件上的磁鋼4與所述霍爾元件22磁感應配合，從而輸出電信號而控制車輛的加力轉動。所述固定導滑環3的內壁底部呈圓周等分分布有多個彈珠32的定位斜槽31，棘齒感應圈5的底圈落位於多個彈珠32上，棘齒感應圈5受切向力作用而帶動彈珠32在斜槽 31的斜坡面上往復滾動。所述棘齒感應圈5上呈圓周分布有彈性元件安裝槽52。所述彈性復位元件6為一聚氨酯軟體；所述聚氨酯軟體上設置有連續伸縮縫61。 依靠所述聚氨酯軟體受壓形變後所產生的回覆力而使浮動棘齒感應圈組件復位。所述磁鋼4同心鑲嵌在棘齒感應圈5上。所述浮動棘齒感應圈組件安裝到位後， 磁鋼4與霍爾元件22的磁感應位置相適配，以利於更好地獲得磁感應效果，提高磁感應靈敏度，以防止信號失真。下面進一步提供本發明的一種應用實施例
提供一種安裝有本發明所述電機的摺疊式腳踏電動兩用自行車，其電機安裝在所述自行車後軸上，所述傳感器終端顯示屏設置在所述自行車龍頭上，當騎行者用力帶動飛輪時， 本發明所述彈性棘齒感應組件的棘齒感應圈5在彈珠32上沿斜槽31的斜坡面扭轉，從而轉化為棘齒感應圈的水平位移行程，構成切割磁力線動作，使得彈性棘齒感應組件上的磁鋼4與電機軸2上的霍爾元件22產生磁感應信號經傳感器單片機處理後，給出電機的加電信號，電機起到助力作用；當自行車無踩踏力或者減速、下坡時，在聚氨酯軟體的復位作用下，棘齒式扭力感應滑環組件復位，此時，霍爾元件22與磁鋼4的感應信號歸零，中央處理器給出截止信號，電機不予助力；這樣，電機只在所述自行車加速前進時助力。如果本發明實施例中採用設置復位彈簧的方式以取代聚氨酯軟體，只需將彈性元件安裝槽52用復位彈簧定位槽或復位彈簧定位孔取代，仍屬本發明之實施例概述之範圍。綜上，本發明的實質是將棘齒感應圈5的軸向轉動轉化為水平位移，以改變磁通量，再將磁通量的變化轉化為電信號，經車輛上設置的單片機處理後輸出加力信號。上文雖然已示出了本發明的詳盡實施例，顯而易見，本領域的技術人員在不違背本發明的前提下，可進行部分修改和變更；上文的描述和附圖中提及的內容僅作為說明性的例證，並非是對本發明的限制；具有本文所述技術特徵的一體容置式扭矩傳感器電機的結構，均落入本專利保護範圍。
權利要求
1.一體容置式扭矩傳感器電機，包括電機軸及設置在電機軸上的電機殼體，所述電機軸上還設置有一傳動用飛輪，其特徵在於所述電機殼體並與電機軸同軸方向上設置一由環狀凸起構成的中空容腔，所述中空容腔內容置並安裝一固定導滑環，所述固定導滑環與一安裝有磁鋼的浮動棘齒感應圈組件動態配合，所述浮動棘齒感應圈組件包括棘齒感應圈，所述飛輪的棘齒與棘齒感應圈內呈環形分布的齒槽相配合，所述電機軸上設置有一霍爾元件，所述浮動棘齒感應圈組件上的磁鋼與所述霍爾元件磁感應配合，從而輸出電信號而控制車輛的加力轉動。
2.如權利要求1所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述浮動棘齒感應圈組件由棘齒感應圈、與棘齒感應圈配合的彈性復位元件、與固定導滑環旋轉連接的端蓋組成，將彈性復位元件定位在棘齒感應圈上後，用端蓋將彈性復位元件、棘齒感應圈限定在所述固定導滑環上。
3.如權利要求1或2所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述固定導滑環的內壁底部呈圓周等分分布有多個彈珠定位斜槽，棘齒感應圈的底圈落位於多個彈珠上，棘齒感應圈受切向力作用而帶動彈珠在斜槽的斜坡面上往復滾動。
4.如權利要求1或2所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述棘齒感應圈上呈圓周分布有彈性元件定位槽。
5.如權利要求2所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述彈性復位元件為一聚氨酯軟體。
6.如權利要求5所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述聚氨酯軟體上設置有連續伸縮縫。
7.如權利要求1所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述電機軸上設置有霍爾元件安裝槽。
8.如權利要求1上所述的一體容置式扭矩傳感器電機，其特徵在於所述磁鋼同心鑲嵌在棘齒感應圈上。
全文摘要
一體容置式扭矩傳感器電機，所述電機殼體並與電機軸同軸方向上設置一由環狀凸起構成的中空容腔，所述中空容腔內容置並安裝一固定導滑環，所述固定導滑環與一安裝有磁鋼的浮動棘齒感應圈組件動態配合，所述浮動棘齒感應圈組件包括棘齒感應圈，所述飛輪的棘齒與棘齒感應圈內呈環形分布的齒槽相配合，所述電機軸上設置有一霍爾元件，所述浮動棘齒感應圈組件上的磁鋼與所述霍爾元件磁感應配合，從而輸出電信號而控制車輛的加力轉動；本發明巧妙地將霍爾傳感器部件全部設置於電機殼體上，解決了因功能設置而佔用空間的矛盾，標準化程度高，適用面廣，磁感應效果明顯，利於集約化生產，低碳、環保，安裝維修方便。
文檔編號H02K11/00GK102412665SQ20111044999
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者王歡 申請人:無錫尚格工業設計有限公司