電動自行車力矩傳感器的製造方法
2023-09-18 14:40:05
電動自行車力矩傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動自行車力矩傳感器，該力矩傳感器中的主動部件與被動部件在圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度，磁組件固設於主動部件上且能夠隨主動部件同步運動；感應組件固設於被動部件上且能夠隨被動部件同步運動；磁組件包括呈環形排布的若干對S-N磁極對，其中每個S級或N級相鄰的磁極均為異性磁極，且所述磁極的一端朝向所述環形中心，感應組件在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線，產生渦流電信號向外輸出，再通過傳感器感應電信號，最後實現控制器對電機轉速的控制。該結構改變了傳統結構中採用主、被動雙磁環的方式，簡化了力矩傳感器的構造，且信號可靠實用。
【專利說明】電動自行車力矩傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器，尤其涉及一種用於電動自行車的力矩傳感器。
【背景技術】
[0002]目前市場上的電動自行車一般安裝有力矩傳感器，用於將騎行者施加到腳踏上的力轉換成電動自行車控制器能夠識別的電信號，以控制電機的輸出功率，實現助力效果。目前常見力矩傳感器的工作方式為:人力蹬踏腳踏，帶動齒盤曲柄、傳感器磁碟及五通軸心相對車架轉動，而傳感器探頭相對車架固定不動，當傳感器磁碟進行旋轉時，磁碟中的磁極會產生變化的磁場，該變化的磁場不斷的給傳感器探頭信號，傳感器探頭將所得到的信號進行處理後傳遞給電動車控制器，則控制器控制電機旋轉帶動電動自行車行駛。
[0003]目前常見力矩傳感器最關鍵的兩部分為磁組件和能夠與磁組件感應的霍爾元件，其中磁組件一般包括安裝在齒盤曲柄輪盤上的主動磁組件，和安裝在齒盤曲柄齒盤上的被動磁組件，主動磁組件與被動磁組件能夠相對轉動，當主、被動磁組件相對轉動從而使二者之間形成的磁場發生變化後，則施加到霍爾元件上的磁場大小就會發生變化，從而使霍爾元件產生的力矩電信號發生變化，控制器根據隨腳踏轉動發生改變的力矩電信號控制電機輸出功率的大小。但在實際使用中，當前電動自行車力矩傳感器仍存在著結構複雜、反應不可靠等缺陷。
【發明內容】
[0004]為了克服上述技術缺陷，本發明提供了一種電動自行車力矩傳感器，該力矩傳感器用於檢測電動自行車人力騎行時的力矩電信號，結構簡單、可靠實用。
[0005]本發明為了解決上述技術問題所採用的技術方案是:
[0006]一種電動自行車力矩傳感器，包括能夠以五通中軸為中心轉動的主動部件，與主動部件平行設置且軸向固定的被動部件，所述主動部件與所述被動部件圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度，其特徵在於:還包括一磁組件和一感應組件，所述磁組件固設於所述主動部件上且能夠隨主動部件同步運動；所述感應組件固設於所述被動部件上且能夠隨被動部件同步運動；所述磁組件包括呈環形排布的若干對S-N磁極對，其中每個S級或N級相鄰的磁極均為異性磁極，且所述磁極的一端朝向所述環形中心，感應組件在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線。
[0007]本發明進一步的技術方案是:
[0008]所述感應組件在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線的結構是:所述磁組件包括一環形圈，所述環形圈沿周向開設有溝槽，所述溝槽中均勻間隔固設有若干磁極對；所述感應組件包括一環形定位圈，所述環形定位圈向朝主動部件一側延伸形成翻邊，所述翻邊上徑向向內設有與所述磁極對一一對應的導電感應片；所述環形圈同心活動套設於所述環形定位圈中，且所述導電感應片位於所述磁極對的外圈。
[0009]所述主動部件與所述被動部件圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度的結構是:所述被動部件上沿周向均勻開設有若干個彈簧安裝孔，所述主動部件上設有與所述彈簧安裝孔相對應的安裝凸塊，所述安裝凸塊伸入彈簧安裝孔的一端並與彈簧安裝孔的另一端之間設有彈簧；所述主動部件上沿周向均布設有若干個凸臺一，所述被動部件上開設有與所述凸臺一相對應的開孔，所述凸臺一穿設在相應開孔中且可在圓周方向上相對滑動配合；所述安裝凸塊與所述凸臺一同圓周間隔排布。
[0010]所述凸臺一上開設有內螺紋孔，設有阻擋件，所述阻擋件由大頭端和具有外螺紋的小頭端組成，所述阻擋件小頭端穿設過開孔與所述凸臺一上的內螺紋孔螺紋連接，且所述阻擋件大頭端橫截面尺寸大於所述開孔尺寸。
[0011]所述磁組件固設於所述主動部件上的結構是:所述主動部件包括呈一體式結構的主動齒盤和曲柄杆，所述主動齒盤上開設有能夠與五通中軸裝配的中軸裝配孔，所述中軸裝配孔的孔壁朝向鏈條一側延伸形成連接圈，所述連接圈徑向向外延伸形成凸臺二，所述磁組件恰能卡設於所述凸臺二上。
[0012]所述感應組件固設於所述被動部件上的結構是:設有能夠帶動鏈條轉動的鏈輪環，所述鏈輪環與所述被動部件固定連接，所述鏈輪環內圈徑向朝內形成若干凸起，所述環形定位圈朝向鏈條一側表面對應凸起處設有凹槽，所述凸起恰能卡制於所述凹槽中並壓緊所述凹槽。
[0013]所述鏈輪環與所述被動部件固定連接的結構是:所述鏈輪環上沿周向開設有若干通孔一，所述被動部件上沿周向且位於彈簧安裝孔外圈處開設有通孔二，設有連接件組，所述鏈輪環與所述被動部件通過所述連接件組固定連接。
[0014]所述連接件組包括對插鉚釘和套筒，所述套筒夾設於所述鏈輪環與所述被動部件之間且對應通孔一和通孔二，所述對插鉚釘穿設過通孔一、套筒和通孔二並鎖緊在一起。
[0015]所述主動部件(8)為齒盤曲柄。
[0016]本發明的有益技術效果為:該力矩傳感器中的主動部件與被動部件彈性連接且可相對轉動，磁組件固設於主動部件上且能夠隨主動部件同步運動；感應組件固設於被動部件上且能夠隨被動部件同步運動；且感應組件在運動過程中能夠切割所述磁組件產生磁力線，產生渦流電信號向外輸出，再通過傳感器感應電信號，最後實現控制器對電機轉速的控制。該結構改變了傳統結構中採用主、被動雙磁環的方式，簡化了力矩傳感器的構造，且信號可靠實用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的爆炸結構圖；
[0018]圖2為本發明結構的輪盤組裝圖；
[0019]其中:1_連接件組；11-對插鉚釘；12-套筒；
[0020]2-鏈輪環；21-通孔一 ；22-凸起；
[0021]3-感應組件；31_環形定位圈；32_凹槽；
[0022]4-磁組件；41-環形圈；
[0023]5-被動部件；51_彈簧安裝孔；52_開孔；53_通孔二 ；
[0024]6-彈簧；
[0025]7-阻擋件；[0026]8-主動部件；81-安裝凸塊；82_凸臺一 ；83_主動齒盤；831_中軸裝配孔；832_凸臺二 ；84_曲柄杆；
[0027]9-腳踏。
【具體實施方式】
[0028]結合圖1和圖2對本發明做進一步的詳細說明。
[0029]一種電動自行車力矩傳感器，包括能夠以五通中軸為中心轉動的主動部件8，與主動部件8平行設置且軸向固定的被動部件5，所述主動部件8與所述被動部件5圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度，還包括一磁組件4和一感應組件3，所述磁組件4固設於所述主動部件8上且能夠隨主動部件8同步運動；所述感應組件3固設於所述被動部件5上且能夠隨被動部件5同步運動；所述磁組件4包括呈環形排布的若干對S-N磁極對，其中每個S級或N級相鄰的磁極均為異性磁極，且所述磁極的一端朝向所述環形中心，感應組件3在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線。
[0030]所述感應組件3在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線的結構是:所述磁組件4包括一環形圈41，所述環形圈41沿周向開設有溝槽，所述溝槽中均勻間隔固設有若干磁極對，磁極對的數量最優為6對；所述感應組件3包括一環形定位圈31，所述環形定位圈31向朝主動部件一側延伸形成翻邊，所述翻邊上徑向向內設有與所述磁極對一一對應的導電感應片；所述環形圈41同心活動套設於所述環形定位圈31中，且所述導電感應片位於所述磁極對的外圈。導電感應片位於磁極對外圈時，當主動部件8與被動部件5進行相對轉動時，所述導電感應片恰好在磁極對產生的磁力線範圍內進行磁力線的切割。所述溝槽的開口處設有密封蓋，該密封蓋採用鋁質材料製備而成，可有效實現電磁屏蔽。
[0031]所述主動部件8與所述被動部件5圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度的結構是:所述被動部件5上沿周向均勻開設有若干個彈簧安裝孔51，所述主動部件8上設有與所述彈簧安裝孔51相對應的安裝凸塊81，所述安裝凸塊81伸入彈簧安裝孔51的一端並與彈簧安裝孔51的另一端之間設有彈簧6 ;所述主動部件8上沿周向均布設有若干個凸臺一 82，所述被動部件5上開設有與所述凸臺一 82相對應的開孔52，所述凸臺一 82穿設在相應開孔52中且可在圓周方向上相對滑動配合；所述安裝凸塊81與所述凸臺一 82同圓周間隔排布。
[0032]所述凸臺一82上開設有內螺紋孔，設有阻擋件7，所述阻擋件7由大頭端和具有外螺紋的小頭端組成，所述阻擋件7小頭端穿設過開孔52與所述凸臺一 82上的內螺紋孔螺紋連接，且所述阻擋件7大頭端橫截面尺寸大於所述開孔52尺寸，阻擋件7的大頭端可防止被動部件5與主動部件8彈性連接時脫開。
[0033]所述磁組件4固設於所述主動部件8上的結構是:所述主動部件8包括呈一體式結構的主動齒盤83和曲柄杆84，所述主動齒盤83上開設有能夠與五通中軸裝配的中軸裝配孔831，所述中軸裝配孔831的孔壁朝向鏈條一側延伸形成連接圈，所述連接圈徑向向外延伸形成凸臺二 832，所述磁組件4恰能卡設於所述凸臺二 832上。
[0034]所述感應組件3固設於所述被動部件5上的結構是:設有能夠帶動鏈條轉動的鏈輪環2，所述鏈輪環2與所述被動部件5固定連接，所述鏈輪環2內圈徑向朝內形成若干凸起22，所述環形定位圈31朝向鏈條一側表面對應凸起22處設有凹槽32，所述凸起22恰能卡制於所述凹槽32中並壓緊所述凹槽32。由於鏈輪環2與被動部件5固定連接，鏈輪環2隨被動部件5的運動而運動，因此利用鏈輪環2與感應組件3的環形定位圈31之間的卡制壓緊作用，將感應組件3定位於被動部件5上，使得感應組件3能夠隨被動部件5運動。而磁組件4通過卡設於主動部件8的凸臺二 832上與主動部件8固定連接。而主動部件8與被動部件5之間通過彈簧6彈性連接，當腳踏9帶動主動部件8轉動時，由於彈簧6的壓縮作用，和凸臺一 82在開孔52中的滑動作用，被動部件5暫時不發生轉動，因此磁組件4與感應組件3之間產生角位移，感應組件3中的導電感應片切割磁極對產生的磁力線。
[0035]所述鏈輪環2與所述被動部件5固定連接的結構是:所述鏈輪環2上沿周向開設有若干通孔一 21，所述被動部件5上沿周向且位於彈簧安裝孔51外圈處開設有通孔二 53，設有連接件組1，所述鏈輪環2與所述被動部件5通過所述連接件組I固定連接。
[0036]所述連接件組I包括對插鉚釘11和套筒12，所述套筒12夾設於所述鏈輪環2與所述被動部件5之間且對應通孔一 21和通孔二 53，所述對插鉚釘11穿設過通孔一 21、套筒12和通孔二 53並鎖緊在一起。所述主動部件8為齒盤曲柄。
【權利要求】
1.一種電動自行車力矩傳感器，包括能夠以五通中軸為中心轉動的主動部件(8)，與主動部件(8)平行設置且軸向固定的被動部件(5)，所述主動部件(8)與所述被動部件(5)圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度，其特徵在於:還包括一磁組件(4)和一感應組件(3)，所述磁組件(4)固設於所述主動部件(8)上且能夠隨主動部件(8)同步運動；所述感應組件(3)固設於所述被動部件(5)上且能夠隨被動部件(5)同步運動；所述磁組件(4)包括呈環形排布的若干對S-N磁極對，其中每個S級或N級相鄰的磁極均為異性磁極，且所述磁極的一端朝向所述環形中心，感應組件(3)在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線。
2. 根據權利要求1所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述感應組件(3)在運動過程中能夠切割所述磁極對產生的磁力線的結構是:所述磁組件(4)包括一環形圈(41)，所述環形圈(41)沿周向開設有溝槽，所述溝槽中均勻間隔固設有若干磁極對；所述感應組件(3)包括一環形定位圈(31)，所述環形定位圈(31)向朝主動部件一側延伸形成翻邊，所述翻邊上徑向向內設有與所述磁極對一一對應的導電感應片；所述環形圈(41)同心活動套設於所述環形定位圈(31)中，且所述導電感應片位於所述磁極對的外圈。
3.根據權利要求1所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述主動部件(8)與所述被動部件(5)圓周方向彈性連接且可相對轉動一定角度的結構是:所述被動部件(5)上沿周向均勻開設有若干個彈簧安裝孔(51)，所述主動部件(8)上設有與所述彈簧安裝孔(51)相對應的安裝凸塊(81)，所述安裝凸塊(81)伸入彈簧安裝孔(51)的一端並與彈簧安裝孔(51)的另一端之間設有彈簧(6);所述主動部件(8)上沿周向均布設有若干個凸臺一(82)，所述被動部件(5)上開設有與所述凸臺一(82)相對應的開孔(52)，所述凸臺一(82)穿設在相應開孔(52)中且可在圓周方向上相對滑動配合；所述安裝凸塊(81)與所述凸臺一(82)同圓周間隔排布。
4.根據權利要求3所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述凸臺一(82)上開設有內螺紋孔，設有阻擋件(7)，所述阻擋件(7)由大頭端和具有外螺紋的小頭端組成，所述阻擋件(7)小頭端穿設過開孔(52)與所述凸臺一(82)上的內螺紋孔螺紋連接，且所述阻擋件(7)大頭端橫截面尺寸大於所述開孔(52)尺寸。
5.根據權利要求1所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述磁組件(4)固設於所述主動部件(8)上的結構是:所述主動部件(8)包括呈一體式結構的主動齒盤(83)和曲柄杆(84)，所述主動齒盤(83)上開設有能夠與五通中軸裝配的中軸裝配孔(831)，所述中軸裝配孔(831)的孔壁朝向鏈條一側延伸形成連接圈，所述連接圈徑向向外延伸形成凸臺二(832)，所述磁組件(4)恰能卡設於所述凸臺二(832)上。
6.根據權利要求2所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述感應組件(3)固設於所述被動部件(5)上的結構是:設有能夠帶動鏈條轉動的鏈輪環(2)，所述鏈輪環(2)與所述被動部件(5)固定連接，所述鏈輪環(2)內圈徑向朝內形成若干凸起(22)，所述環形定位圈(31)朝向鏈條一側表面對應凸起(22 )處設有凹槽(32 )，所述凸起(22 )恰能卡制於所述凹槽(32)中並壓緊所述凹槽(32)。
7.根據權利要求6所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述鏈輪環(2)與所述被動部件(5)固定連接的結構是:所述鏈輪環(2)上沿周向開設有若干通孔一(21)，所述被動部件(5)上沿周向且位於彈簧安裝孔(51)外圈處開設有通孔二(53)，設有連接件組(1)，所述鏈輪環(2)與所述被動部件(5)通過所述連接件組(I)固定連接。
8.根據權利要求7所述的電動自行車力矩傳感器，其特徵在於:所述連接件組(I)包括對插鉚釘(11)和套筒(12)，所述套筒(12)夾設於所述鏈輪環(2)與所述被動部件(5)之間且對應通孔一(21)和通孔二( 53 )，所述對插鉚釘(11)穿設過通孔一(21)、套筒(12 )和通孔二(53)並鎖緊在一起。
9.根據權利要求1所述的電動自 行車用力矩傳感器，其特徵在於:所述主動部件(8)為齒盤曲柄。
【文檔編號】G01L3/00GK103542964SQ201210246660
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】李邦欣 申請人:耀馬車業(中國)有限公司