电动自行车用中轴式力矩传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动自行车技术领域，具体涉及带助力踏板电动自行车用中轴式力矩传感器。
【背景技术】
[0002]电动车、自行车成为人们出行最普遍的代步工具之一，其轻便、灵活、便捷，国外市场上对电动自行车的需求在不断扩大，而国内生产的电动车大都是纯电动的，没有人力驱动踩踏装置，少数的有电动自行车带有脚踏驱动踏板，只是为了保障电动车电力不足时用于踩踏前进，纯电动的往往车速快，耗电量大，增加电池的充、放电次数，缩短电池使用寿命，电动车电力不足情况下的纯踩踏式驱动会很吃力，不如轻便的单骑轻松省力，为了使踩踏式驱动和电动助力驱动很好的结合，使骑行输出力矩和电动轮输出力矩成1:1的比例关系，使骑行更轻松的同时达到锻炼身体的目的。如何监测骑行输出力矩的准确信息是本发明需要解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种电动自行车用中轴式力矩传感器。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:电动自行车用中轴式力矩传感器，包括中轴、偏心套筒、外层安装套筒，所述中轴中部轴段上套接有偏心套筒，外层安装套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的内侧两端与中轴之间设有轴承，外层安装套筒两端开口处与偏心套筒的两端外套筒壁之间设有轴承，所述外层安装套筒的一端设有环形沿边，所述偏心套筒的一端向外延伸并超出外层安装套筒的环形沿边的端面，所述偏心套筒伸出所述环形沿边的端面的一端固定套接有环形力矩传感支架，环形力矩传感支架的外圆周面上设置有两相对应的磁瓦安装架，弹簧限位块，活动端弹簧安装座，环形力矩传感支架锁紧固定座，位于所述外层安装套筒的环形沿边的端面上设有固定端弹簧安装座，所述弹力弹簧的两端分别固定在活动端弹簧安装座和固定端弹簧安装座上，所述外层安装套筒的环形沿边的端面上还设有阻挡弹簧限位块的固定限位座，线路板及线路板保护罩，所述两磁瓦安装架上通过安装槽固定有两相对应的磁瓦，位于两磁瓦安装架之间的线路板上连接有线性霍尔，且线性霍尔位于两磁瓦之间，所述线路板上还连接有助力传感霍尔，位于所述助力传感霍尔正面感应区的是固定连接在磁盘外围的磁环，所述磁盘固定连接于中轴上。
[0005]进一步说，所述环形力矩传感支架锁紧固定座上设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺接有紧定螺钉，紧定螺钉端部顶压于偏心套筒外圆面。
[0006]进一步说，所述的外层安装套筒套设有沿边的一端设有防护罩，所述防护罩通过螺钉与外层安装套筒套紧固相连，其另一端口部内设有环形挡板，环形挡板通过孔用弹性挡圈轴向定位偏心套筒及中轴。
[0007]更进一步说，所述线路板防护罩通过螺丝与外层安装套筒的环形沿边的端面紧固连接，所述线路板上设有信号输出用的引出线。
[0008]本实用新型的有益效果:本实用新型结构紧凑小巧，安装方便，防水、防尘、监测精度高，使用寿命长，很好的将人力踩踏输出力矩与电动输出力矩按照设定比例相匹配，不改变人们单车的骑行习惯，使骑行更加舒适。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为本实用新型一端部去除防护罩后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1和图2所示的电动自行车用中轴式力矩传感器，包括中轴1、偏心套筒3、外层安装套筒10，所述中轴I中部轴段上套接有偏心套筒3，外层安装套筒10套接于偏心套筒3上，所述偏心套筒3的偏心孔的内侧两端与中轴之间设有轴承2，外层安装套筒10两端开口处与偏心套筒3的两端外套筒壁之间设有轴承，所述外层安装套筒10的一端设有环形沿边，所述偏心套筒3的一端向外延伸并超出外层安装套筒10的环形沿边的端面，所述偏心套筒3伸出所述环形沿边的端面的一端固定套接有环形力矩传感支架4，环形力矩传感支架4的外圆周面上设置有两相对应的磁瓦安装架17，弹簧限位块16，活动端弹簧安装座，环形力矩传感支架4锁紧固定座，位于所述外层安装套筒10的环形沿边的端面上设有固定端弹簧安装座，所述弹力弹簧5的两端分别固定在活动端弹簧安装座和固定端弹簧安装座上，所述外层安装套筒10的环形沿边的端面上还设有阻挡弹簧限位块16的固定限位座，线路板9及线路板保护罩15，所述两磁瓦安装架17上通过安装槽固定有两相对应的磁瓦7，位于两磁瓦安装架17之间的线路板上连接有线性霍尔8，且线性霍尔8位于两磁瓦7之间，所述线路板9上还连接有速度传感霍尔12，位于所述速度传感霍尔12正面感应区的是固定连接在磁盘13外围的磁环14，所述磁盘13固定连接于中轴I上。所述速度传感霍尔12的感应距离为4.5mm至5mm。
[0012]优选的，所述环形力矩传感支架4锁紧固定座上设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺接有紧定螺钉，紧定螺钉端部顶压于偏心套筒3外圆面。
[0013]优选的，所述的外层安装套筒10套设有沿边的一端设有防护罩18，所述防护罩18通过螺钉与外层安装套筒10套紧固相连，其另一端口部内设有环形挡板，环形挡板通过孔用弹性挡圈轴向定位偏心套筒及中轴。
[0014]优选的，所述线路板防护罩15通过螺丝与外层安装套筒10的环形沿边的端面紧固连接，所述线路板9上设有信号输出用的引出线11。
[0015]原理说明:外层安装套筒10装在电动自行车五通内，骑行中通过曲柄带动中轴I转动，当踩踏曲柄时，链盘带动后轮转动，此时中轴I受到链条阻力，通过偏心套筒的偏心孔与中轴I之间设置的轴承2将力传递到偏心套筒3上，偏心套筒3跟随中轴I偏转角度，环形力矩传感支架4是与偏心套筒3固定在一起的，所以环形力矩传感支架4也跟随偏转角度，随之带动磁瓦7移动，此时固定在线路板9上的线性霍尔8感应到磁通量的变化，将位置信号转换为电压信号通过引出线11输出到控制器，控制器检测到信号后电机开始输出，同时固定在中轴I上的磁盘13和磁盘13外围的磁环14跟随转动，助力传感霍尔12感应到磁盘13外围上的磁环14信号，将此信号通过引出线11输出到控制器，控制器中处理器通过对两次信号的处理，来控制电机功率，使(人力:电机力)按(1:1)的功率驱动助力车前行，骑行中随着踩踏力矩的增大，压缩弹簧会一直被压缩到极限距离，此时环形力矩传感支架4的外圆周面上设置弹簧限位块16上的弹簧限位螺钉6起作用，将弹力弹簧5压缩位移限定在固定值内，保证了信号的稳定性，当停止踩踏，压缩弹簧5作用将环形力矩传感支架4恢复到起始位置，信号停止输出。线路板保护罩15将所有电子元器件密封保护在内，有效防止潮湿、机械震动等客观因素导致的元器件失效。
[0016]所述力矩传感器，是通过外层安装套筒10与偏心套筒3之间的偏心量，使偏心套筒3与外层安装套筒10之间形成径向的力臂，脚踏力作用在自行车曲柄上，通过中轴I传递给偏心套筒3，偏心套筒3与外层安装套筒10之间产生定比例的扭矩，使偏心套筒3发生转动，带动环形力矩传感器支架4偏转，环形力矩传感器支架4上安装的磁瓦7产生位移，两磁7瓦间的磁场随之变化，线性霍尔8 (助力线性霍尔)感应到磁场变化，将脚踏力转换成助力电压信号通过引线传送到电机控制器。
[0017]所述速度传感器霍尔12，通过感应安装在中轴I上的磁环14磁场，检测中轴I转速及转向，感应信号通过引线传送给控制器，控制器对助力信号及中轴I转速转向信号进行处理，生成电机控制信号，控制电机工作。
[0018]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
【主权项】
1.电动自行车用中轴式力矩传感器，包括中轴、偏心套筒、外层安装套筒、弹力弹簧、两磁瓦安装架、助力传感霍尔正面感应区，所述中轴上套接有偏心套筒，外层安装套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的内侧两端与中轴之间设有轴承，外层安装套筒两端开口处与偏心套筒的两端外套筒壁之间设有轴承，其特征在于，所述外层安装套筒的一端设有环形沿边，所述偏心套筒的一端向外延伸并超出外层安装套筒的环形沿边的端面，所述偏心套筒伸出所述环形沿边的端面的一端固定套接有环形力矩传感支架，环形力矩传感支架的外圆周面上设置有两相对应的磁瓦安装架，弹簧限位块，活动端弹簧安装座，环形力矩传感支架锁紧固定座，位于所述外层安装套筒的环形沿边的端面上设有固定端弹簧安装座，所述弹力弹簧的两端分别固定在活动端弹簧安装座和固定端弹簧安装座上，所述外层安装套筒的环形沿边的端面上还设有阻挡弹簧限位块的固定限位座，线路板及线路板保护罩，所述两磁瓦安装架上通过安装槽固定有两相对应的磁瓦，位于两磁瓦安装架之间的线路板上连接有线性霍尔，且线性霍尔位于两磁瓦之间，所述线路板上还连接有速度传感霍尔，位于所述助力传感霍尔正面感应区的是固定连接在磁盘外围的磁环，所述磁盘固定连接于中轴上。
2.根据权利要求1所述的电动自行车用中轴式力矩传感器，其特征在于，所述环形力矩传感支架锁紧固定座上设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹接有紧定螺钉，紧定螺钉端部顶压于偏心套筒外圆面。
3.根据权利要求1所述的电动自行车用中轴式力矩传感器，其特征在于，所述的外层安装套筒套设有沿边的一端设有电子元器件防护罩，保护电子元器件部件，所述防护罩通过螺钉与外层安装套筒套紧固相连，其另一端口部内设有环形挡板，环形挡板通过孔用弹性挡圈轴向定位偏心套筒及中轴。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的电动自行车用中轴式力矩传感器，其特征在于，所述线路板防护罩通过螺丝与外层安装套筒的环形沿边的端面紧固连接，所述线路板上设有信号输出用的引出线。
【专利摘要】本实用新型公开的电动自行车用中轴式力矩传感器，包括中轴、偏心套筒、外层安装套筒，所述中轴中部轴段上套接有偏心套筒，外层安装套筒套接于偏心套筒上，所述偏心套筒的偏心孔的内侧两端与中轴之间设有轴承，外层安装套筒两端开口处与偏心套筒的两端外套筒壁之间设有轴承，所述外层安装套筒的一端设有环形沿边，所述环形沿边的一端设置有用于监测中轴输出力矩信息的线路板及扭矩传感装置。本实用新型结构紧凑小巧，安装方便，防水、防尘、监测精度高，使用寿命长，很好的将人力踩踏输出力矩与电动输出力矩按照设定比例相匹配，不改变人们单车的骑行习惯，使骑行更加舒适。
【IPC分类】B62M6-50
【公开号】CN204452768
【申请号】CN201420791211
【发明人】翁林华
【申请人】翁林华
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月12日