专利名称：利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案的制作方法
利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案执术领壤本发明厲于机电领域，特别涉及一种电动自行车助力传感器的 新设计，尤其是一种利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案。背*执术现在常用的电动自行车助力传感器有下列几种方案1. 数电机脉冲或中轴脉冲的速度型假助力传感器。2. 在中轴与牙盘阎或电机与飞轮间装上一套弹性元件，利用 弹性元件受力变形后的转差位移，推动相应机械动作，与 某静态传想器件间产生磁场、光量等物理釁变化，并转换 为电置，检测出骑车人的脚蹬力。3. 在中轴与牙盘闾或电机与飞轮间装上一套弹性元件，并在 弹性元件两端，分别装上脉冲发生装置，利用弹性元件受 力变形后的转差位移，使两个脉冲串间产生相位差，经鉴 相电路转换，检测出骑车蹬力。4. 在转动的中轴与链轮闾设变形体，直接粘贴应变片，并设 置放大电路，与外界用滑环、电刷连接。5. 在转动的中轴与链轮间设变形体，在其上沾贴特殊材料， 使其在受力后产生磁导变化，引起与其配套、不跟其转动 的线圏组电感变化，通过检測电感或藕合系数转换为相应6. 在链条主回路上有意装上一活动压轮，检测压轮在链条张 力下产生的位移，与某静态传感器件间产生磁场、光置等 物理量变化，并转换为电釁，经线性化换算检测出骑车人 的蹬力。上述六大类中，第一种簡单、偏宜，但不反映夷实，在重载、顶风、上坡吋，就不好用了。其它五种，优点是都能满足使用要 求，但各有各的难处，共同点是体积大、价格高、结构复杂、糖度不高、可靠性不够、制造与 装配难。其中有些方案(如2、 3、 6)不但结构复杂，而且测量误差大， 有些误差还很难消除。方案4使用有刷方式，难以保证长期稳定的 测试糖度。有些传感器方案(如方案6)测试输出与链条长度和松紧 度相关，电釁的换算和线性化还相当麻烦，增加了二次检測电路的 复杂性，相对降低了系统可靠性。方案5看起来很先进，但成本很 高，体积不小，与现有车辆的兼容性不够好。如何设计一种性价比更高的物美价簾的助力传感器产品，成为 电动助力车行业很迫切的需求。
发明内容
本发明是在分析现有电动自行车助力传想器的基础上，逬一步 优化结构.采用了一种独创的方案，目的是设计性价比更惠的新型 助力传想器，特别是一种利用中轴支承件变形的电动车助力传感器 方案。本发明的技术方案是这样实现的 一种利用中轴支承件变形的 电动车助力传感器方案，由五通、中轴、套筒、轴承、牙盘、链条、 传想元件等组成，其特征是中轴至少靠链条一侧用轴承支承在套 筒上，套筒固定在五通内，套筒靠近链条一侧愚空，套筒上粘贴有 应变片作为传感元件，利用链条的拉力造成套筒变形，由应变片检 测出中轴通过牙盘链条传出的力矩。本发明原理是采用直接检测链条拉力的方法，其拉力大小在链 轮安装位置和尺寸确定后，与脚蹬输出转矩成正比矢系.与链条松、 紧，以及磨损等无关。本方案的套筒在弹性范围内，变形量符合虎 克定律，其上沾贴应变片的原理与电子称相同，因此其线性度好、 測量糖度高，并能保持长期稳定的测置糖度。合理选择应变片的粘 贴位置与电桥电路的取样方实，本发明能容易地消除双脚同吋踩踏板吋带来的与链条拉力方向相正交的非转矩地心引力。所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，其特征是套筒与五通形成一体，应变片直接沾贴在其筒壁上。这是一种 最简单的结构，缺点是通用性最差，适用于自己有元器件加工制造 能力的整车厂。所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，其^EM:套筒紧 固于五通内。所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传想器方案，其特征 是套筒紧固于过渡套内，过渡套用常规方案固定在五通内。这种 方案的通用性最强，适用于由专业的中轴厂大批制造。本发明设计合理，结构简单、牢固、可靠，检测电路配合方便， 测试糖确度离，与自行车兼容性好，装配容易、成本低、性价比高， 尤其是在出口电动助力车产品上，有很大的实用价值。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明 图l两筒中轴助力传感器方案示憲图 图2三筒中轴助力传感器方案示意图 其中l-中轴 2-轴承3-端盖 4-套筒5-过渡套 6-五通 7-应变片 8-螺钉具体实她方式实施例一两簿中轴助力传感器方案参照图1,中轴(1)由一对轴承(2)支承在套筒(4)上，套 筒(4)的左边由端盖(3)紧固在五通(6)上，套筒(4)的中间教 粗，与五通(6)配合，被螺钉(8)定位并锁紧在五通(6)上，套 筒(4)的右边(上链条侧)是愚空的，其上沾贴有应变片(7),应 变片沾贴的方向是一前、 一后两片就够了。当人踩车吋，链条拉动中轴右侧向后，中轴把力通过轴承传给套筒，套左半边被五通固定，右半边，尤其是贴应变片附近区段被削弱， 产生变形，通过应变片转换为电量，经后续电路处理，控制电机隨骑 车人脚蹬力大小按比例产生助力。实施例二三筒中轴助力传想器方案参照图2，与实施例一相比，多了一个过渡套(5),左轴承装在 过渡套内，右轴承装在套筒(4)内。为防止套筒在过渡套内活动， 二者间还设计了紧定螺钉。考虑到右轴承外径减小后承载力可能不 足，该例选了双轴承方案。与螺钉(8)相配合的过渡套上的凹形定 位孔改为键槽，可避免与两端盖产生轴向过定位干涉，有利于装配。该例看起来虽复杂些，但靠虑到与现有车辆通用件和装配方式相 兼容问题，有利于专业厂家大批置生产。
权利要求
1. 一种利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，由五通、中轴、套筒、轴承、牙盘、链条、传感元件等组成，其特征是中轴上至少靠近链条一侧用轴承支承在套筒上，套筒固定在五通内，套筒靠近链条一侧悬空，套筒上粘贴有应变片作为传感元件，利用链条的拉力造成套筒变形，由应变片检测出中轴通过牙盘链条传出的力矩。
2、 根据权利要求1所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，其特征是套筒与五通形成一体，应变片直接沾貼在其筒 壁上。
3、 根据权利要求1所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，其特征是套筒紧固于五通内。
4、 根据权利要求1所述的利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，其特征是套筒紧固于过渡套内，过渡套用常规方案固定 在五通内。
全文摘要
本发明是在分析现有电动自行车助力传感器的基础上，采用一种独特的方案设计的新型助力传感器，特别是一种利用中轴支承件变形的电动车助力传感器方案，由五通、中轴、套筒、轴承、牙盘、链条、传感元件等组成，其特征是中轴至少靠链条一侧用轴承支承在套筒上，套筒紧固在五通上，套筒靠近链条一侧悬空，套筒上粘贴有应变片作为传感元件，利用链条的拉力造成套筒变形，由应变片检测出中轴通过牙盘链条传出的力矩。本发明设计合理，结构简单、可靠，检测电路配合方便，与自行车兼容性好，装配容易。
文档编号G01L5/22GK101231203SQ20071000600
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月23日 优先权日2007年1月23日
发明者朱正风, 李家俊 申请人:苏州扬名机电有限公司;朱正风;李家俊