曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车，包括圆形套筒、第一轴承、第一轴承座、第二轴承、承载模块及传感装置；承载模块具有安装孔，安装孔为阶梯孔，阶梯孔包括用于容置第一轴承座的第一孔部和孔径小于第一轴承的外径的第二孔部，第一孔部作为导向腔，承载模块的一端具有凸台，第二孔部置于凸台内，凸台安装在圆形套筒上；传感装置设置在承载模块或/和第一轴承座上，用于测量第一轴承座与承载模块之间的相对位移值或压力值。本实用新型还提供了一种电动自行车和智能自行车。其结构简单，组装方便，对信号的采集和传输的稳定性高，降低了制造成本。
【专利说明】
曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动自行车和智能自行车领域，特别是涉及一种曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车。
【背景技术】
[0002]电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的广泛使用的交通工具；其最重要的特征是将电机动力与骑乘者的踏力整合在一起，作为驱动力；为达到人力和电力的有机结合，需要在电动自行车脚踏的曲柄扭矩传递路径上设一个感测装置，以感测曲柄的扭矩的大小，并根据感测结果控制电机输出的动力，以减轻骑乘者施加的脚踏力，减轻骑乘者的累感。
[0003]在普通自行车上设置测力计等辅助测量工具后被称为智能自行车，用作训练器械或身体复健。
[0004]传统的速度传感器没有对电动自行车或智能自行车的脚踏部位的曲柄扭矩进行测量，无法判断骑行人踩踏脚踏时曲柄的扭矩，使人力和电力无法有机的结合，因而容易造成骑行时失去控制、推行时飞车等严重的安全隐患；而目前常用的力矩感应器是从电动自行车上旋转的链盘上测量扭矩信号，这种方式的信号采集和传输的稳定性差，并且结构复杂、生产成本较高，因而无法真正在市场上推广普及使用。
【实用新型内容】
[0005]基于此，本实用新型提供一种结构简单、设计合理的电动自行车的曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车，其使电动自行车的控制器可以根据采集的位移或压力电信号来调节电机扭矩大小，从而实现电动自行车人力和电力的有机结合;或实现智能自行车准确的计算出骑行人的用力状态。本实用新型实现上述目的所采用的技术方案是:
[0006]一种曲柄扭矩测量装置，其设置于电动自行车车架的底部或智能自行车车架的底部，并与设置于电动自行车上的控制器或智能自行车上的仪表连接，所述曲柄扭矩测量装置包括圆形套筒、第一轴承、第一轴承座、第二轴承、承载模块及传感装置;所述第一轴承安装于所述第一轴承座中，所述第一轴承及所述第二轴承用于设置在所述电动自行车的中轴上或所述智能自行车的中轴上，所述中轴贯穿所述圆形套筒、所述第一轴承及所述第二轴承，所述中轴的两端分别外露于所述圆形套筒的两侧；
[0007]所述承载模块靠近所述中轴的链盘端，所述承载模块具有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括用于容置所述第一轴承座的第一孔部和孔径小于所述第一轴承的外径的第二孔部，所述第一轴承座设置于所述第一孔部内，所述第一孔部作为导向腔，所述承载模块的一端具有凸台，所述第二孔部置于所述凸台内，所述凸台安装在所述圆形套筒上；
[0008]所述传感装置设置在所述承载模块或/和所述第一轴承座上，用于测量所述第一轴承座与所述承载模块之间的相对位移值或压力值。
[0009]在其中一个实施例中，所述第一孔部的内壁包括依次首尾连接的第一直线边段、第一圆弧边段、第二直线边段及第二圆弧边段，所述第一直线边段与所述第二直线边段平行；
[0010]所述第一轴承座的外壁包括相互平行的第三直线边段和第四直线边段，所述第三直线边段与所述第一直线边段相配合，所述第四直线边段与所述第二直线边段相配合，使得所述第一轴承座与所述第一孔部相配合，所述第一轴承座能够沿着所述第一直线边段靠近或远离所述传感装置移动。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一轴承座的外周面上设置有用于抵接所述第一圆弧边段的凸起，所述承载模块的外周面上对应所述凸起的位置开设有凹槽，所述传感装置安装于所述凹槽中，所述凸起的两侧的所述第一圆弧边段分别与所述第一轴承座形成避位空间。
[0012]在其中一个实施例中，所述承载模块的外轮廓为阶梯轴，所述承载模块包括依次连接的第一段轴和第二段轴，所述第一段轴的外径大于所述第二段轴的外径，所述第一孔部置于所述第一段轴内，所述第二段轴作为所述凸台；
[0013]所述凹槽的内底面为弧形面，所述传感装置为电阻应变片，所述电阻应变片贴合在所述弧形面上。
[0014]在其中一个实施例中，所述传感装置为电子位移感应元件，所述电子位移感应元件包括第一霍尔组件和可与所述第一霍尔组件通过相对位移而产生电动势的第一磁体；
[0015]所述第一霍尔组件设置于所述承载模块上，所述第一磁体设置于所述第一轴承座上，所述第一霍尔组件和所述第一磁体相邻设置，所述第一霍尔组件与所述第一磁体之间产生的电动势把所述第一轴承座与所述承载模块之间的相对位移量传递给所述控制器或所述仪表。
[0016]在其中一个实施例中，所述凸台的外表面设置外螺纹，所述圆形套筒的内壁处设置内螺纹，所述凸台与所述圆形套筒螺纹配合连接。
[0017]在其中一个实施例中，所述曲柄扭矩测量装置还包括第二轴承座，所述第二轴承座为中空的阶梯轴，包括依次连接的第一轴体和第二轴体，所述第一轴体的外径大于所述第二轴体的外径，所述第二轴体的外表面设置外螺纹，所述圆形套筒的内壁处设置内螺纹，所述第二轴体与所述圆形套筒螺纹配合连接；
[0018]所述阶梯轴的中空部分为阶梯孔，包括用于容置所述第二轴承的第一孔段和孔径小于所述第二轴承的外径的第二孔段，所述第一孔段置于所述第一轴体内，所述第二孔段置于所述第二轴体内，所述第二轴承座设置于所述第一孔段内。
[0019]在其中一个实施例中，所述曲柄扭矩测量装置还包括测量所述中轴转速的测速装置，所述测速装置包括第二霍尔组件、套环和设置在所述套环上的若干磁铁；
[0020]所述第二霍尔组件设置在所述圆形套筒上，所述套环用于套设在所述中轴上，并置于所述圆形套筒内，所述若干磁铁均匀分布在所述套环上；
[0021]在所述套环随所述中轴同步转动时，所述第二霍尔组件产生的电信号传送至所述控制器或所述仪表。
[0022]还涉及一种电动自行车，包括车架、设置在车架上的控制器，以及中轴，所述中轴的一端装载有电动自行车的链盘及一脚踏曲柄，另一端装载有电动自行车的另一个脚踏曲柄，还包括如上述任一技术特征所述的曲柄扭矩测量装置，所述曲柄扭矩测量装置设置于所述电动自行车车架的底部。
[0023]还涉及一种智能自行车，所述智能自行车不以蓄电池作为辅助能源，包括车架、测量仪表和中轴，所述中轴的一端装载有自行车的链盘及一脚踏曲柄，另一端装载有自行车的另一个脚踏曲柄，还包括如上述任一技术特征所述的曲柄扭矩测量装置，所述曲柄扭矩测量装置设置于所述智能自行车车架的底部，与所述测量仪表电连接。
[0024]本实用新型的有益效果是:
[0025]本实用新型的曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车，承载模块的安装孔为阶梯孔，第一轴承座位于圆形套筒的外端部，增大了承载模块的设计空间，电动自行车的控制器可以根据采集的位移或压力电信号调节电机扭矩大小，从而实现电动自行车人力和电力的有机结合，协调工作;智能自行车的测量仪表可以实时计算和记录曲柄扭矩;其结构简单，组装方便，对信号的采集和传输的稳定性高，降低了制造成本，便于普及。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型一实施例的曲柄扭矩测量装置应用于电动自行车或智能自行车的原理图；
[0027]图2为本实用新型一实施例的曲柄扭矩测量装置的分解主视结构示意图；
[0028]图3为图2所示曲柄扭矩测量装置装配后的主视结构示意图；
[0029]图4为图3所示曲柄扭矩测量装置在改变电阻应变片设置位置后的一实施例的左视结构示意图；
[0030]图5为图4所示的曲柄扭矩测量装置中承载模块的主视结构示意图；
[0031 ]图6为图5所示的承载模块的左视结构示意图；
[0032]图7为图4所示的曲柄扭矩测量装置中第一轴承座的主视结构示意图；
[0033]图8为图7所不的第一轴承座的右视结构不意图；
[0034]图9为图3所示的曲柄扭矩测量装置中第二轴承座及第二轴承配合的主视结构示意图；
[0035]图10为图9所示的第二轴承座及第二轴承配合的右视结构示意图；
[0036]其中:
[0037]100-车架；101-中轴；102-脚踏；103-脚踏曲柄；104-链条；105-链盘；106-后轴；107-飞轮；108-圆形套筒；109-第一轴承；110-第一轴承座；1101-凸起；1102-第三直线边段；1103-第四直线边段；111-第二轴承；112-承载模块；1121-第一段轴；11211-凹槽；11212-导向腔；11213-凸台；11214-第一直线边段；11215-第一圆弧边段；11216-第二直线边段；11217-第二圆弧边段；1122-电阻应变片；1123-第二孔部；113-第二轴承座；1131-第一轴体;1132-第二轴体;114-避位空间。
【具体实施方式】
[0038]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]参见图1至图10，本实用新型提供了一种曲柄扭矩测量装置，设置于电动自行车车架100的底部或智能自行车车架100的底部，并与设置于电动自行车上的控制器或智能自行车上的仪表连接。在本实施例中，以曲柄扭矩测量装置安装于电动自行车的车架100为例进行说明。电动自行车包括车架100，设置在车架100上的控制器(未示出)，曲柄扭矩测量装置，以及中轴101。
[0040]本实施例中，曲柄扭矩测量装置包括圆形套筒108、第一轴承109、第一轴承座110、第二轴承111、承载模块112及传感装置。第一轴承109及第二轴承111用于设置在电动自行车的中轴101上或智能自行车的中轴101上，第一轴承109安装于第一轴承座110中。
[0041]圆形套筒108套设于中轴101的外部，且位于第一轴承109与第二轴承111之间。圆形套筒108通过第一轴承座110与第二轴承111支撑于中轴101上。承载模块112套设于第一轴承座110上，并靠近中轴101的链盘端设置。中轴101的链盘端是指中轴101的用于安装链盘105的一端。
[0042]电动自行车的中轴101从第一轴承109、圆形套筒108和第二轴承111内贯穿，中轴101的两端分别外露于第一轴承109与第二轴承111的两侧，当然，中轴101的两端分别外露于所述圆形套筒108的两侧。中轴101的一端装载有电动自行车的链盘105及一个脚踏曲柄103，另一端装载有电动自行车的另一个脚踏曲柄103。本实施例中，中轴101优选为一空心圆通。在其它实施例中，中轴101也可为实心轴。
[0043]传感装置设置在承载模块112或/和第一轴承座110上，用于测量第一轴承座110与承载模块112之间的相对位移值或压力值。
[0044]第一轴承109位于圆形套筒108的外侧，第一轴承109安装于第一轴承座110中，并且，承载模块112套设于第一轴承座110上。这样能够增大承载模块112的设计空间，使得具有曲柄扭矩测量装置的电动自行车和智能自行车的结构简单，组装方便，对信号的采集和传输的稳定性高，降低了制造成本，便于普及。
[0045]作为一种可优选方式，承载模块112具有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括用于容置第一轴承座110的第一孔部和孔径小于第一轴承111的外径的第二孔部1123，第一轴承座110设置于所述第一孔部内，所述第一孔部作为导向腔11212，承载模块112的一端具有凸台，第二孔部1123置于所述凸台11213内，凸台11213安装在圆形套筒108上;传感装置设置在承载模块112或/和第一轴承座110上，用于测量第一轴承座110与承载模块112之间的相对位移值或压力值。
[0046]优选地，所述第一孔部的内壁包括依次首尾连接的第一直线边段11214(图5中的上侧)、第一圆弧边段11215(图5中的左侧)、第二直线边段11216(图5中的下侧)及第二圆弧边段11217(图5中的右侧)。第一直线边段11214与第二直线边段11216平行。较佳地，第一圆弧边段11215与第二圆弧边段11217的开口方向相对。
[0047]第一轴承座110的外壁包括相互平行的第三直线边段1102(图7中的上侧)和第四直线边段1103(图7中的下侧)，第三直线边段1102与第一直线边段11214相配合，第四直线边段1103与第二直线边段11216相配合，使得第一轴承座110与所述第一孔部相配合，第一轴承座110能够沿着所述第一直线边段11214靠近或远离所述传感装置移动。
[0048]第一轴承座110的外周面上设置有用于抵接第一圆弧边段11215的凸起1101，承载模块112的外周面上对应凸起1101的位置开设有凹槽11211，传感装置安装于凹槽11211中。凸起1101的两侧的第一圆弧边段11215分别与第一轴承座110形成避位空间114。设置避位空间114，提高了传感装置测量的准确度。凹槽11211设置在与第一圆弧边段11215对应的承载模块112的外周面上，使得第一圆弧边段11215所在的承载模块112部分可作为弹性弧。
[0049]凸起1101能够与承载模块112抵接，传感装置能够测量第一轴承座110与承载模块112之间的相对位移值或压力值。传感装置可为电阻应变片1122。
[0050]承载模块112的外轮廓为阶梯轴，承载模块112包括依次连接的第一段轴1121和第二段轴，第一段轴1121的外径大于所述第二段轴的外径，所述第一孔部置于第一段轴1121内，所述第二段轴作为凸台11213;
[0051]凹槽11211的内底面为弧形面，电阻应变片1122贴合在所述弧形面上，这样进一步提高了传感装置测量的准确性。优选地，所述弧形面圆心与第一段轴1121同心。当然，在其它实施方式中，所述弧形面圆心与第一段轴1121也可不同心设置。
[0052]在其它实施例中，所述传感装置也可为电子位移感应元件，所述电子位移感应元件包括第一霍尔组件和可与第一霍尔组件通过相对位移而产生电动势的第一磁体。第一霍尔组件设置于承载模块112上，第一磁体设置于第一轴承座110上，第一霍尔组件和第一磁体相邻设置，第一霍尔组件与第一磁体之间产生的电动势把第一轴承座110与承载模块112之间的相对位移量传递给所述控制器或所述仪表。
[0053]第一轴承座110置于向腔11212中，并通过传感装置测量第一轴承座110与第一段轴1121之间的相对位移值或压力值。具体为，第一轴承座110上的凸起1101与第一段轴1121的内壁(即第一孔部的内壁)抵接，第一轴承座110相对于第一段轴1121运动时，凸起1101通过与凸起1101抵接的第一段轴1121将位移或者压力传递给电阻应变片1122，并且，电阻应变片1122能够将位移或者压力传递给控制器，以实现测量相对位移值或压力值。在本实施例中，电阻应变片1122能够将压力传递给控制器，以测量相对压力值。当然，在其他实施方式中，电阻应变片1122能够将位移传递给控制器，控制器将相对位移值转换成压力值。
[0054]通过凹槽11211容纳传感装置，能够避免通过弹片来固定感应片，使得曲柄扭矩测量装置的结构更加简单，便于装配，提高装配效率，同时，还能够减少位移值或者压力值的传递时存在的偏差，保证测量结果准确。
[0055]进一步地，凸起1101具有尖端，第一轴承座110通过尖端与第一段轴1121的内壁抵接，以保证电阻应变片1122感应灵敏，提高可靠性。
[0056]电阻应变片1122的底部形状为弧形，弧形的电阻应变片1122与凹槽11211的底部形状相适应。电阻应变片1122与凹槽11211的槽底相贴合。也就是说，第一段轴1121具有部分弹性弧，通过弹性弧便于电阻应变片1122的安装，并且，凸起1101位于弹性弧的另一侧，这样能够进一步提高电阻应变片1122感应的灵敏度。
[0057]第一段轴1121在轴向上呈阶梯状设置，以便于第一段轴1121与圆形套筒108连接。具体为，第一段轴1121朝向套筒的一端具有凸台11213，凸台11213的外径与圆形套筒108的内径相适配。第一轴承座通过第一段轴1121的凸台11213与圆形套筒108连接。凸台11213与圆形套筒108配合，并通过螺纹配合、铆钉配合或螺钉配合连接。在本实施例中，第一段轴1121的凸台11213通过螺纹配合与圆形套筒108连接。
[0058]作为一种可实施方式，曲柄扭矩测量装置还包括支撑第二轴承111的第二轴承座113。第二轴承座113为中空的阶梯轴，包括依次连接的第一轴体1131和第二轴体1132，第一轴体1131的外径大于第二轴体1132的外径，第二轴体1132的外表面设置外螺纹，圆形套筒108的内壁处设置内螺纹，第二轴体1132与圆形套筒108螺纹配合连接；
[0059]本实施方式中，该阶梯轴的中空部分为阶梯孔，包括用于容置第二轴承111的第一孔段和孔径小于第二轴承111的外径的第二孔段，所述第一孔段置于第一轴体1131内，所述第二孔段置于第二轴体1132内，第二轴承座113设置于所述第一孔段内。
[0060]具体为，第二轴承111安装于第二轴承座113中，第二轴承座113朝向套筒的一端具有第二轴体1132，第二轴体1132的外径与圆形套筒108的内径相适配。第二轴承111通过第二轴承座113的第二轴体1132与圆形套筒108连接。第二轴体1132与圆形套筒108配合，并通过螺纹配合、铆钉配合或螺钉配合连接。在本实施例中，第二轴承座113的第二轴体1132通过螺纹配合与圆形套筒108连接。
[0061]曲柄扭矩测量装置安装在电动自行车或智能自行车后，导向腔11212的上侧内壁与导向腔11212的下侧内壁平行，第一轴承座110的上侧外壁与下侧外壁平行;导向腔11212的上侧内壁与第一轴承座110的上侧外壁接触，导向腔11212的下侧内壁与第一轴承座110的下侧外壁接触，使第一轴承座110与导向腔11212相配合，第一轴承座110在导向腔11212内可沿着导向腔11212的上侧内壁和下侧内壁与导向腔11212产生相对位移，导向腔11212对第一轴承座110起导向作用。
[0062]当然，导向腔11212与第一轴承座110的形状还可以为其他形式，如导向腔11212的形状四边形、六边形或类六边形，其中至少有两侧内壁平行。第一轴承座110的纵截面外围形状为四边形、六边形或类六边形，其中至少有两侧外壁平行。内壁分别与外壁相配合，使第一轴承座110与导向腔11212相配合，凸起1101能够沿着平行的内壁靠近或远离电阻应变片1122移动。
[0063]作为一种可实施方式，电阻应变片1122嵌于第一段轴1121的凹槽11211中，并且，电阻应变片1122与控制器或者仪表之间通过连接导线连接。电阻应变片1122与第一段轴1121的凹槽11211的槽底相贴合，第一轴承座110的凸起1101与第一段轴1121的内壁抵接时，第一轴承座110的凸起1101能够将运动通过第一段轴1121传递给电阻应变片，进而实现电阻应变片1122测量第一轴承座110与承载模本体之间的相对位移量或者压力值，并通过连接导线传递给控制器或者仪表。
[0064]当然，电阻应变片1122还可以为电子位移感应元件。电子位移感应元件包括第一霍尔组件和可与第一霍尔组件通过相对位移而产生电动势的第一磁体。第一霍尔组件设置于第一段轴1121上，第一磁体设置于第一轴承座110上，且第一霍尔组件和第一磁体相邻设置。第一霍尔组件与第一磁体之间产生的电动势把第一轴承座110与承载模本体之间的相对位移量传递给控制器或仪表。
[0065]第一霍尔组件与第一磁体之间产生的电动势把第一轴承座110与承载模块112之间的相对位移量传递给控制器或仪表。其中，第一磁体包括两块永久磁铁，两块永久磁铁的N极和S极相对应，即第一块永久磁铁的N极与第二块永久磁铁的S相接触，通过两者接触处的磁通量最小。
[0066]作为一种可优选方式，承载模块112上设置有用于对其紧固和定位的第一预紧螺母。第二轴承座113上设置有用于对其紧固的第二预紧螺母。第一预紧螺母与承载模块112螺纹连接，承载模块112通过凸台11213与圆形套筒108连接后，第一预紧螺母将承载模块112紧固，使其定位固定在圆形套筒108上。
[0067]优选的，曲柄扭矩测量装置安装在电动自行车或智能自行车后，导向腔11212的上侧内壁保持水平，第一段轴1121的内壁与第一轴承座110的凸起1101接触，并使第一段轴1121的受力F4方向朝向后轴106，飞轮107安装于后轴106上。第二预紧螺母与第二轴承座113螺纹连接，第二轴承座113通过第二轴体1132与圆形套筒108连接后，第二预紧螺母安装在第二轴承座113上，使第二轴承座113紧固在圆形套筒108上。
[0068]优选的，第一轴承109为滚针轴承或球轴承，第二轴承111为球轴承。
[0069]作为一种可实施方式，曲柄扭矩测量装置还包括测量中轴101转速的测速装置。测速装置包括第二霍尔组件、套环和设置在套环上的若干磁铁。第二霍尔组件设置在圆形套筒108上，套环用于套设在中轴101上，并置于圆形套筒108内，若干磁铁均匀分布在套环上。在套环随中轴101同步转动时，第二霍尔组件产生的电信号传送至控制器或仪表。
[0070]套环可由塑料制成，也可采用两个半圆形的塑料件对接而成，磁铁设置在套环上。磁铁可为永久磁铁或磁钢片，镶嵌在套环中，在磁铁随中轴101同步转动时，第二霍尔组件产生电信号并传送至控制器或仪表。
[0071]以上实施例中的曲柄扭矩测量装置的工作原理是:如图1至图4所示，当骑行人踩踏脚踏102时，产生一个向下的压力Fl，相应的扭矩为Tl =Fl X LI (LI为踩踏力Fl的力臂)，此时链条104拉紧，产生一个反作用力F2，相应的扭矩T2 = F2XL2(L2为反作用力F2的力臂，由于链条104在链盘105的边缘圆周上，故L2为链盘105的半径)，由于T1 = T2，链盘105把力F2传导给中轴101，中轴101产生一个和F2相等的压力F3，中轴101把此压力传导给第一轴承座110，由于第一轴承座受力F3后与电阻应变片1122接触，电阻应变片1122受力F4产生变形，其中F4 = F3，电阻应变片1122能够测出压力F4的大小，因此就可得出曲柄扭矩的函数关系为:T1=F4XL2;当电阻应变片112 2把代表压力F4大小的电信号传递给电机控制器时，电机控制器也可以反推出的曲柄13的扭矩TI的大小，并自动调节电动自行车电机的输出扭矩大小，从而也可以实现电动自行车人力和电力的有机结合。
[0072]上述实施例中的曲柄扭矩测量装置，第一轴承座110上设置有凸起1101，承载模块112套设于第一轴承座110上，凸起1101能够与第一段轴1121的内壁抵接。由于第一轴承109与第一轴承座110均位于圆形套筒108的外侧，使得承载模块112也位于圆形套筒108的外侦U，增大了承载模块112的设计空间，其结构简单，设计巧妙，根据凸起1101抵接第一段轴1121将变形准确的传递给电阻应变片1122，使得电阻应变片1122能够测出受力的大小，从而计算出脚踏102扭矩的大小，电动自行车电机根据脚踏102扭矩大小来调节电动自行车电机的输出扭矩，协调工作。
[0073]本实用新型还提供了一种电动自行车，包括车架100、设置在车架100上的控制器，以及中轴101，中轴101的一端装载有电动自行车的链盘105及一脚踏曲柄103，另一端装载有电动自行车的另一个脚踏曲柄103，还包括上述实施例中的曲柄扭矩测量装置，曲柄扭矩测量装置设置于电动自行车车架100的底部。
[0074]本实用新型还提供了一种智能自行车，智能自行车不以蓄电池作为辅助能源，包括车架100、测量仪表和中轴1I，中轴1I的一端装载有自行车的链盘105及一脚踏曲柄103，另一端装载有自行车的另一个脚踏曲柄103，还包括上述实施例中的曲柄扭矩测量装置，曲柄扭矩测量装置设置于智能自行车车架100的底部，与测量仪表电连接。
[0075]以上实施例中，由于电动自行车的除曲柄扭矩测量装置以外的其它部件为现有技术，智能自行车的除曲柄扭矩测量装置以外的其它部件也为现有技术，此处不再对电动自行车和智能自行车一一赘述。
[0076]以上各实施例的曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车，承载模块112的安装孔为阶梯孔，第一轴承座110位于圆形套筒108的外端部，增大了承载模块112的设计空间，电动自行车的控制器可以根据采集的位移或压力电信号来调节电机扭矩大小，从而实现电动自行车人力和电力的有机结合，协调工作；智能自行车的测量仪表可以实时计算和记录曲柄扭矩;其结构简单，组装方便，对信号的采集和传输的稳定性高，降低了制造成本，便于普及。
[0077]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种曲柄扭矩测量装置，设置于电动自行车车架的底部或智能自行车车架的底部，并与设置于电动自行车上的控制器或智能自行车上的仪表连接，其特征在于: 所述曲柄扭矩测量装置包括圆形套筒、第一轴承、第一轴承座、第二轴承、承载模块及传感装置;所述第一轴承安装于所述第一轴承座中，所述第一轴承及所述第二轴承用于设置在所述电动自行车的中轴上或所述智能自行车的中轴上，所述中轴贯穿所述圆形套筒、所述第一轴承及所述第二轴承，所述中轴的两端分别外露于所述圆形套筒的两侧； 所述承载模块靠近所述中轴的链盘端，所述承载模块具有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括用于容置所述第一轴承座的第一孔部和孔径小于所述第一轴承的外径的第二孔部，所述第一轴承座设置于所述第一孔部内，所述第一孔部作为导向腔，所述承载模块的一端具有凸台，所述第二孔部置于所述凸台内，所述凸台安装在所述圆形套筒上； 所述传感装置设置在所述承载模块或/和所述第一轴承座上，用于测量所述第一轴承座与所述承载模块之间的相对位移值或压力值。2.根据权利要求1所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 所述第一孔部的内壁包括依次首尾连接的第一直线边段、第一圆弧边段、第二直线边段及第二圆弧边段，所述第一直线边段与所述第二直线边段平行； 所述第一轴承座的外壁包括相互平行的第三直线边段和第四直线边段，所述第三直线边段与所述第一直线边段相配合，所述第四直线边段与所述第二直线边段相配合，使得所述第一轴承座与所述第一孔部相配合，所述第一轴承座能够沿着所述第一直线边段靠近或远离所述传感装置移动。3.根据权利要求2所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 所述第一轴承座的外周面上设置有用于抵接所述第一圆弧边段的凸起，所述承载模块的外周面上对应所述凸起的位置开设有凹槽，所述传感装置安装于所述凹槽中，所述凸起的两侧的所述第一圆弧边段分别与所述第一轴承座形成避位空间。4.根据权利要求3所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 所述承载模块的外轮廓为阶梯轴，所述承载模块包括依次连接的第一段轴和第二段轴，所述第一段轴的外径大于所述第二段轴的外径，所述第一孔部置于所述第一段轴内，所述第二段轴作为所述凸台； 所述凹槽的内底面为弧形面，所述传感装置为电阻应变片，所述电阻应变片贴合在所述弧形面上。5.根据权利要求1所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 所述传感装置为电子位移感应元件，所述电子位移感应元件包括第一霍尔组件和可与所述第一霍尔组件通过相对位移而产生电动势的第一磁体； 所述第一霍尔组件设置于所述承载模块上，所述第一磁体设置于所述第一轴承座上，所述第一霍尔组件和所述第一磁体相邻设置，所述第一霍尔组件与所述第一磁体之间产生的电动势把所述第一轴承座与所述承载模块之间的相对位移量传递给所述控制器或所述仪表。6.根据权利要求1至5任一项所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 所述凸台的外表面设置外螺纹，所述圆形套筒的内壁处设置内螺纹，所述凸台与所述圆形套筒螺纹配合连接。7.根据权利要求1至5任一项所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于: 还包括第二轴承座，所述第二轴承座为中空的阶梯轴，包括依次连接的第一轴体和第二轴体，所述第一轴体的外径大于所述第二轴体的外径，所述第二轴体的外表面设置外螺纹，所述圆形套筒的内壁处设置内螺纹，所述第二轴体与所述圆形套筒螺纹配合连接； 所述阶梯轴的中空部分为阶梯孔，包括用于容置所述第二轴承的第一孔段和孔径小于所述第二轴承的外径的第二孔段，所述第一孔段置于所述第一轴体内，所述第二孔段置于所述第二轴体内，所述第二轴承座设置于所述第一孔段内。8.根据权利要求1至5任一项所述的曲柄扭矩测量装置，其特征在于，还包括测量所述中轴转速的测速装置，所述测速装置包括第二霍尔组件、套环和设置在所述套环上的若干磁铁； 所述第二霍尔组件设置在所述圆形套筒上，所述套环用于套设在所述中轴上，并置于所述圆形套筒内，所述若干磁铁均匀分布在所述套环上； 在所述套环随所述中轴同步转动时，所述第二霍尔组件产生的电信号传送至所述控制器或所述仪表。9.一种电动自行车，包括车架、设置在车架上的控制器，以及中轴，所述中轴的一端装载有电动自行车的链盘及一脚踏曲柄，另一端装载有电动自行车的另一个脚踏曲柄，其特征在于: 还包括如权利要求1至8任一项所述的曲柄扭矩测量装置，所述曲柄扭矩测量装置设置于所述电动自行车车架的底部。10.—种智能自行车，所述智能自行车不以蓄电池作为辅助能源，包括车架、测量仪表和中轴，所述中轴的一端装载有自行车的链盘及一脚踏曲柄，另一端装载有自行车的另一个脚踏曲柄，其特征在于: 还包括如权利要求1至8任一项所述的曲柄扭矩测量装置，所述曲柄扭矩测量装置设置于所述智能自行车车架的底部，与所述测量仪表电连接。
【文档编号】B62M6/50GK205707131SQ201620664498
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】尚林山
【申请人】尚林山