一种电动车的一体式测量中轴装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动车的一体式测量中轴装置，包括中轴、中轴套筒、速度感应磁环、霍尔感应元件、拉力感应磁石以及拉力感应霍尔IC，速度感应磁环固定于中轴，霍尔感应元件固定于中轴套筒，霍尔感应元件靠近速度感应磁环；中轴套筒的后侧筒壁设置有一用于直接或间接通过中轴的作用力而感应传动元件的拉力大小的拉力感应簧，拉力感应磁石固定于拉力感应簧，拉力感应霍尔IC固定于中轴套筒，拉力感应磁石靠近拉力感应霍尔IC，在中轴向后推动拉力感应簧时拉力感应簧产生一定量的变形、拉力感应磁石相对拉力感应霍尔IC移动相应的位移、拉力感应霍尔IC通过霍尔感应到该位移量并输出拉力值信号。结构简单，成本低，测量准确，不影响整车现有结构。
【专利说明】一种电动车的一体式测量中轴装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动车的中轴装置【技术领域】，尤其是涉及一种电动车的一体式测量中轴装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，电动车的助踩系统中的助踩传感器包括中轴花盘力矩、后钩爪力矩传感器等测量装置。花盘中轴力矩传感器采集力矩和速度信号，但其结构复杂，成本高，夕卜形笨拙，实现前变速时，结构更复杂，不良率高。后钩爪力矩传感器是感应链条的拉力大小，并将对应的链条拉力大小转换为相应大小电信号，但它遇到整车强烈振动或长时间骑行都可能使后钩爪产生一定的形变进而影响力矩信号大小的感应，造成电助力的下降。同时它要求车架后右钩爪必须用特殊的才可搭配后钩爪传感器使用，这样不满足车架通用性，也影响整车成本，因此有必要予以改进开发。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种电动车的一体式测量中轴装置，它结构简单，成本低，测量准确，不影整车结构装配。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0005]一种电动车的一体式测量中轴装置，包括一中轴、一中轴套筒、轴承、速度感应磁环及用于霍尔感应速度感应磁环的旋转速度的霍尔感应元件，中轴套筒通过轴承安装于中轴，中轴穿设于中轴套筒，例如通过中轴带动轴承对拉力感应簧施加一个向后的作用力，速度感应磁环套设固定于中轴，霍尔感应元件固定于中轴套筒，霍尔感应元件靠近速度感应磁环；拉力感应磁石以及用于与拉力感应磁石产生霍尔感应而输出拉力值信号的拉力感应霍尔1C，中轴套筒的后侧筒壁设置有用于直接或间接通过中轴的作用力而感应传动元件的拉力大小的拉力感应簧，拉力感应磁石固定于拉力感应簧，拉力感应霍尔IC固定于中轴套筒，拉力感应磁石靠近拉力感应霍尔1C，在中轴向后通过轴承推动拉力感应簧时，拉力感应簧产生一定量的变形，拉力感应磁石相对拉力感应霍尔IC移动相应的位移，拉力感应霍尔IC通过霍尔感应到该位移量并输出对应拉力值信号。
[0006]进一步的技术方案中，所述中轴套筒设置有感应电路，霍尔感应元件和拉力感应霍尔IC分别电连接感应电路。
[0007]进一步的技术方案中，所述中轴套筒开设有感应电路固定槽、拉力感应霍尔IC固定槽和拉力感应磁石固定槽，感应电路嵌设于感应电路固定槽内，拉力感应霍尔IC嵌设于拉力感应霍尔IC固定槽内，拉力感应磁石嵌设于拉力感应磁石固定槽内，感应电路固定槽、拉力感应霍尔IC固定槽和拉力感应磁石固定槽的顶部封盖有胶体。
[0008]进一步的技术方案中，所述中轴套筒的左侧、右侧或两侧固定或一体成型有拉力感应簧，拉力感应簧与中轴套筒之间开设有分隔槽，轴承的外缘抵顶于拉力感应簧，拉力感应簧通过中轴和轴承的作用力产生一向后的形变而带动拉力感应磁石产生一向后的位移。[0009]进一步的技术方案中，所述拉力感应簧局部连结于中轴套筒。
[0010]进一步的技术方案中，所述拉力感应簧的内部或表面固定有一弹性加强片。
[0011]进一步的技术方案中，所述中轴的左端安装有左轴承和左轴承碗，左轴承安装于左轴承碗内，中轴的右端安装有右轴承和右轴承碗，右轴承安装于右轴承碗内，中轴套筒的两端分别固定于左轴承桃和右轴承桃，中轴套筒的右端插设于右轴承和右轴承桃之间的空间层或中轴套筒的左端插设于左轴承和左轴承碗之间的空间层或中轴套筒的左右两端分别插设于左轴承与左轴承碗之间的空间层和右轴承与右轴承碗之间的空间层。
[0012]进一步的技术方案中，所述右轴承碗的内壁面开设有定位槽，中轴套筒的右端部设置有定位部，定位部卡设于定位槽。
[0013]进一步的技术方案中，所述速度感应磁环选用多磁极磁环或组合式磁感应装置或若干个小磁铁直接固定在中轴(4)表面，，速度感应磁环沿其圆周方向设置有若干间隔排列的N极和S极，速度感应磁环套设固定于中轴上，组合式磁感应装置包括一近似于环形的塑胶件和若干磁性体，磁性体组装于塑胶件，磁性体的N极和S极沿塑胶件的圆周方向交错间隔排列或若干个小磁铁N极和S极圆周方向交错间隔排列直接固定在中轴(4)表面。。
[0014]进一步的技术方案中，所述中轴套筒设置有至少两个霍尔感应元件，各霍尔感应元件分别电连接感应电路，霍尔感应元件与速度感应磁环霍尔感应，感应电路根据旋转的速度感应磁环的磁极经过不同霍尔感应元件的先后顺序判断其旋转方向并输出一方向信号。
[0015]采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是:一体式测量中轴装置是侦测脚踩脚踏时传动元件受到的拉力，该拉力传递到中轴，中轴产生一向后的作用力，拉力感应簧通过轴承受到中轴的作用力后产生一定的位移量，通过拉力感应霍尔IC和拉力感应磁石的霍尔感应，配套感应电路输出相应的拉力大小的电信号。一体式测量中轴装置同时也设计了速度和旋转方向感测。其结构紧凑，安装方便，不影响整车现有结构，同时由于采用的是拉力感测，所以可实现左右脚双边信号感测，加上速度和方向信号可以更好的控制电机的电助力骑行效果和实现更好的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是本发明的分解示意图。
[0019]图3是本发明的内部结构示意图。
[0020]图4是本发明的中轴套筒的结构示意图。
[0021]图5是本发明的中轴套筒的结构示意图。
[0022]图6是本发明的右轴承碗的结构示意图。
[0023]图7是本发明的拉力感应簧的受力示意图。
[0024]图中:
[0025]1、左轴承碗
[0026]2、左轴承
[0027]3、速度感应磁环[0028]4、中轴
[0029]5、感应电路
[0030]6、拉力感应磁石
[0031]7、中轴套筒
[0032]8、右轴承
[0033]9、右轴承碗
[0034]10、分隔槽
[0035]11、胶体
[0036]12、拉力感应霍尔IC
[0037]13、感应电路固定槽
[0038]14、拉力感应霍尔IC固定槽
[0039]15、拉力感应磁石固定槽
[0040]16、拉力感应簧
[0041]17、定位部
[0042]18、定位槽
[0043]19、霍尔感应元件
[0044]20、输出数据线。
【具体实施方式】
[0045]以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
[0046]实施例,见图1至图7所示:一种电动车的一体式测量中轴装置,包括一中轴4、一中轴套筒7和轴承，中轴套筒7通过轴承安装于中轴4，中轴4穿设于中轴套筒7。中轴4的左端安装有左轴承2和左轴承碗1，左轴承2安装于左轴承碗I内，中轴4的右端安装有右轴承8和右轴承碗9，右轴承8安装于右轴承碗9内，中轴套筒7的两端分别固定于左轴承桃I和右轴承桃9,中轴套筒7的右端插设于右轴承8和右轴承桃9之间的空间层，或者中轴套筒7的左端插设于左轴承8和左轴承碗9之间的空间层，或者中轴套筒7的左插设于左轴承8与左轴承碗9之间的空间层、右端插设于右轴承8与右轴承碗9之间的空间层。
[0047]一体式测量中轴装置包括速度感应磁环3及霍尔感应元件19,霍尔感应元件19用于与速度感应磁环3产生霍尔感应并一输出中轴4的旋转速度，速度感应磁环3固定于中轴4，霍尔感应元件19固定于中轴套筒7，霍尔感应元件19靠近速度感应磁环3。速度感应磁环3的数量为一个或一个以上,霍尔感应元件19的数量为一个或一个以上。
[0048]一体式测量中轴装置包括拉力感应磁石6以及拉力感应霍尔IC12，拉力感应霍尔IC12用于与拉力感应磁石6产生霍尔感应而输出拉力值信号，中轴套筒7的后侧筒壁设置有拉力感应簧16，拉力感应簧16直接或间接通过中轴4的作用力而感应传动元件的拉力大小，本实施例中，拉力感应簧16通过中轴带动右轴承8对拉力感应簧16施加一个向后的作用力。该作用力的方向为图1、2和7中箭头方向。
[0049]拉力感应磁石6固定于拉力感应簧16，拉力感应霍尔IC12固定于中轴套筒7，拉力感应磁石6靠近拉力感应霍尔IC12，在中轴4通过右轴承8向后推动拉力感应簧16时拉力感应簧16产生一定量的变形、拉力感应磁石6相对拉力感应霍尔IC12移动相应的位移、拉力感应霍尔IC12通过霍尔感应到该位移量并输出对应拉力值大小的电信号。
[0050]上述中轴套筒7设置有一感应电路5，霍尔感应元件19和拉力感应霍尔IC12分别电连接感应电路5，霍尔感应元件19和拉力感应霍尔IC12分别通过感应电路5输出速度信号和拉力值信号。中轴套筒一侧连接一输出数据线20，输出数据线20电连接感应电路5。
[0051]中轴套筒7开设有感应电路固定槽13、拉力感应霍尔IC固定槽14和拉力感应磁石固定槽15，感应电路5嵌设于感应电路固定槽13内，拉力感应霍尔ICl2嵌设于拉力感应霍尔IC固定槽14内，拉力感应磁石6嵌设于拉力感应磁石固定槽15内，感应电路固定槽13、拉力感应霍尔IC固定槽14和拉力感应磁石固定槽15的顶部封盖有胶体11。
[0052]中轴套筒7的左侧、右侧或两侧一体成型有拉力感应簧16，或者中轴套筒7的左侦1K右侧或两侧螺丝连接、焊接等连接方式固定一拉力感应簧16,拉力感应簧16与中轴套筒7之间开设有分隔槽10，拉力感应簧16局部连结于中轴套筒7，右轴承8的外缘抵顶于拉力感应黃16,在中轴4通过右轴承8向后推动拉力感应黃时拉力感应黃广生一定量的变形，从而带动拉力感应磁石6相对拉力感应霍尔IC12产生一向后的位移，拉力感应霍尔IC通过霍尔感应到该位移量并输出对应大小拉力值信号。通过拉力感应簧16所测得的作用力即为电动车的传动元件的拉力。进一步的，还可以在拉力感应簧16的内部或表面固定有一弹性加强片，增加拉力感应簧16的弹性，增加其结构强度和拉力承受能力。
[0053]右轴承碗9的内壁面开设有定位槽18，中轴套筒7的右端部设置有定位部17，定位部17卡设于定位槽18，它使中轴套筒7不相对右轴承碗9旋转。
[0054]速度感应磁环3选用多磁极磁环，速度感应磁环3沿其圆周方向设置有若干间隔排列的N极和S极，速度感应磁环3套设固定于中轴4上。
[0055]速度感应磁环3亦可以选用组合式磁感应装置包括一近似于环形的塑胶件和若干磁性体，磁性体组装于塑胶件，磁性体的N极和S极沿塑胶件的圆周方向交错间隔排列或若干个小磁铁N极和S极圆周方向交错间隔排列直接固定在中轴(4)表面。
[0056]中轴套筒7设置有两个以上的霍尔感应元件19，各霍尔感应元件19分别电连接感应电路5，霍尔感应元件19与速度感应磁环3霍尔感应，感应电路5根据旋转的速度感应磁环3的磁极经过不同霍尔感应元件19的先后顺序即可判断其旋转方向，根据霍尔感应元件19的霍尔感应输出霍尔感应信号，霍尔感应信号可以由感应电路5处理并直接输出方向信号和速度信号，也可以由感应电路输出霍尔感应信号，然后由外部的电路或处理器进行数据处理再输出方向信号和速度信号，速度信号可以直接输出也可经数据处理后带方向信息的速度数据输出。
[0057]—体式测量中轴装置是侦测脚踩脚踏时传动元件受到的拉力，该拉力传递到中轴4，中轴4产生一向后的作用力，中轴4通过右轴承8对拉力感应簧16施加一向后的作用力，拉力感应簧16受中轴4的作用力后产生一向后的形变和位移量，通过拉力感应霍尔IC12和拉力感应磁石6的霍尔感应,配套感应电路5输出相应的拉力大小的电信号。一体式测量中轴装置同时也设计了速度和旋转方向感测。其结构紧凑，安装方便，不影响整车现有结构，同时由于采用的是拉力感测，所以可实现左右脚双边信号感测，加上速度和方向信号可以刚好的控制电机的电助力骑行效果和实现更好的安全性。
[0058]以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种电动车的一体式测量中轴装置，包括一中轴(4)、一中轴套筒(7)和轴承，中轴套筒(7)通过轴承安装于中轴(4)，中轴(4)穿设于中轴套筒(7)，其特征在于:还包括速度感应磁环(3)及用于霍尔感应速度感应磁环(3)的旋转速度的霍尔感应元件(19)，速度感应磁环(3)套设固定于中轴(4),霍尔感应元件(19)固定于中轴套筒(7),霍尔感应元件(19)靠近速度感应磁环(3)； 拉力感应磁石(6)以及用于与拉力感应磁石(6)产生霍尔感应而输出拉力值信号的拉力感应霍尔IC (12)，中轴套筒(7)的后侧筒壁设置有用于直接或间接通过中轴(4)的作用力而感应传动元件的拉力大小的拉力感应簧(16 ),拉力感应磁石(6 )固定于拉力感应簧(16)，拉力感应霍尔IC (12)固定于中轴套筒(7)，拉力感应磁石(6)靠近拉力感应霍尔IC(12)，在中轴(4)向后通过轴承推动拉力感应簧(16)时，拉力感应簧(16)产生一定量的变形，拉力感应磁石(6)相对拉力感应霍尔IC (12)移动相应的位移，拉力感应霍尔IC (12)通过霍尔感应到该位移量并输出对应拉力值信号。
2.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述中轴套筒(7)设置有感应电路(5)，霍尔感应元件(19)和拉力感应霍尔IC (12)分别电连接感应电路(5)。
3.根据权利要求2所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述中轴套筒(7)开设有感应电路固定槽(13)、拉力感应霍尔IC固定槽(14)和拉力感应磁石固定槽(15)，感应电路(5)嵌设于感应电路固定槽(13)内，拉力感应霍尔IC (12)嵌设于拉力感应霍尔IC固定槽(1 4)内，拉力感应磁石(6 )嵌设于拉力感应磁石固定槽(15 )内，感应电路固定槽(13)、拉力感应霍尔IC固定槽(14)和拉力感应磁石固定槽(15)的顶部封盖有胶体(11)。
4.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述中轴套筒(7)的左侧、右侧或两侧固定或一体成型有拉力感应簧(16),拉力感应簧(16)与中轴套筒(7)之间开设有分隔槽(10)，轴承的外缘抵顶于拉力感应簧(16)，拉力感应簧(16)通过中轴(4)和轴承的作用力产生一向后的形变而带动拉力感应磁石(6)产生一向后的位移。
5.根据权利要求4所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述拉力感应簧(16)局部连结于中轴套筒(7)。
6.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述拉力感应簧(16)的内部或表面固定有一弹性加强片。
7.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述中轴(4)的左端安装有左轴承(2 )和左轴承碗(I)，左轴承(2 )安装于左轴承碗(I)内，中轴(4)的右端安装有右轴承(8)和右轴承碗(9)，右轴承(8)安装于右轴承碗(9)内，中轴套筒(7)的两端分别固定于左轴承桃(I)和右轴承桃(9)，中轴套筒(7)的右端插设于右轴承(8)和右轴承碗(9)之间的空间层或中轴套筒(7)的左端插设于左轴承(8)和左轴承碗(9)之间的空间层或中轴套筒(7)的左右两端分别插设于左轴承(8)与左轴承碗(9)之间的空间层和右轴承(8 )与右轴承碗(9 )之间的空间层。
8.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述右轴承碗(9)的内壁面开设有定位槽(18)，中轴套筒(7)的右端部设置有定位部(17)，定位部(17)卡设于定位槽(18)。
9.根据权利要求1所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述速度感应磁环(3)选用多磁极磁环或组合式磁感应装置或若干个小磁铁直接固定在中轴(4)表面，速度感应磁环(3 )沿其圆周方向设置有若干间隔排列的N极和S极，速度感应磁环(3 )套设固定于中轴(4)上，组合式磁感应装置包括一近似于环形的塑胶件和若干磁性体，磁性体组装于塑胶件，磁性体的N极和S极沿塑胶件的圆周方向交错间隔排列或若干个小磁铁N极和S极圆周方向交错间隔排列直接固定在中轴(4)表面。
10.根据权利要求2所述的一种电动车的一体式测量中轴装置，其特征在于:所述中轴套筒(7)设置有至少两个霍尔感应元件(19)，各霍尔感应元件(19)分别电连接感应电路(5)，霍尔感应元件(19)与速度感应磁环(3)霍尔感应，感应电路(5)直接输出霍尔感应元件(19)的霍尔感应信号或根据旋转的速度感应磁环(3)的磁极经过不同霍尔感应元件(19)的先后顺序判断其旋转方向并输出一含方向信号的速度信号。
【文档编号】G01D21/02GK103935457SQ201410132027
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】康献兵 申请人:昆山攀登变频电子科技有限公司