一种电助力自行车用力矩检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种电助力自行车用力矩检测装置，属于助力自行车技术领域。

背景技术：

随着中国城市化进程持续，高速增长的城市人口带来了庞大的出行需求，几乎每一个中国大中城市都遇到出行困境，其背后的逻辑是人们高速增长的出行需求与目前现有出行资源供给的不匹配造成的矛盾。

锂电助力自行车作为一种新型的个人交通工具，它的整体构架类似于混合动力车的“并联式混合动力发动机”，有效的将“人力”与“电力”结合到一起，使用力矩检测装置实时精准感知人力。让骑行更为省力轻松，解决了上坡和逆风骑行累的问题，不仅保留了骑行的踩踏本质，还增加了更多乐趣，锂电助力自行车作为便捷交通工具，一旦普及，将对改善城市交通状况大有裨益。

这其中，力矩检测装置起着重要的作用，因此如何设计一款精准、实时、实用的力矩检测装置已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种精准、实时、实用的电助力自行车用力矩检测装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种电助力自行车用力矩检测装置，包括爪盘、曲柄和链轮牙盘；所述爪盘和曲柄为一体式结构，所述爪盘通过空心螺栓固定在链轮牙盘上；所述检测装置还包括力矩感应装置，所述力矩感应装置包括安装在爪盘内侧的应变计、负责传输信号的无线信号发射电路、及为应变计和无线信号发射电路供能的无线能量接收电路；所述无线信号发射电路和无线能量接收电路安装在链轮牙盘上。

力矩检测装置可以将助力自行车在行驶过程中脚踏板上受到的力实时准确地反映给安装在助力自行车上的信号处理装置。信号处理装置包括无线接收电路和电动控制装置，无线接收电路接收由无线发射电路上传来的信号，经过处理后将这个信号处理成电动控制器可以接受的电信号来控制电机的功率输出，从而使得使用者在骑行的过程中得以得到助力，骑行更加的轻便省力。

其中，无线能量接收电路通过高容量锂电池或太阳能的转化为应变计和无线发射电路提供能源，应变计在电源的激励和人在踩踏脚踏而带动曲柄转动的过程中的情况下可以产生一个电信号，这个电信号可以随着踩踏力的大小而有规律的变化。电信号再通过无线发射电路传递给无线接收电路。如骑行中需要加速时或遇上坡路段需要增加蹬力时,自行车的曲柄中的力矩会增加，根据当时人踩踏用力的大小，反馈给电动控制装置，电动控制装置会自动的进行补偿而加大功率输出，产生助力，而使人踩踏脚踏更省力。

进一步地，还包括固定安装链轮牙盘内侧的电路密封护罩，所述无线信号发射电路置于链轮牙盘与电路密封护罩之间。电路密封护罩可以有效地保护无线信号发射电路，使得无线信号发射电路在自行车运动过程中不至于因为颠簸而出现线路接触问题、信号传输稳定性问题等，同时又可以防止无线信号发射电路落灰进水等，极大程度上地保护了无线信号发射电路的安全，使得力矩检测装置能够稳定的运行。

进一步地，所述无线信号发射电路上连接有无线发射天线，所述无线发射天线的信号发射端置于所述电路密封罩之外。无线发射天线的设置可以使得信号的发射更加的顺畅、稳定，从而使得力矩检测装置能够稳定的运行。

进一步地，所述应变计通过防护密封胶包裹在爪盘内侧，防护密封胶能够将应变计紧密地包裹住，使得应变计可以紧密地贴合在爪盘内侧，提高了应变计感应的准确度，同时又不易掉落。

进一步地，所述爪盘上的爪条数量为2—8条，每条爪条内侧均设有应变计；所述爪盘与曲柄之间存在夹角，所述夹角为0—45度。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型实现了助力自行车在运行时的力矩的检测，可以实时准确地反馈骑行信息，为自行车提供助力；曲柄、爪盘和链轮牙盘作为自行车的必备配件，力矩检测装置安装的这三者上，不需要改变传统自行车曲柄的体积和重量，结构简单，制造方便，节省了人力、时间、物流和物料的成本，更加可靠和经济；力矩检测稳定性高；信号通过无线传输，安全、方便；强度高、使用寿命长且不影响美观。

附图说明

图1为本实用新型爪盘和曲柄结构示意图（无防护密封胶）。

图2为图1中A-A剖面结构示意图。

图3为本实用新型爪盘和曲柄结构示意图（带防护密封胶）。

图4为图3的左视结构示意图。

图5为本实用新型与助力自行车配合安装的结构示意图。

图6为图5中局部B的放大结构示意图。

附图中：1为爪盘，2为曲柄，3为链轮牙盘，4为应变计，5为无线信号发射电路，6为无线能量接收电路，7为防护密封胶，8为电路密封护罩，9为无线发射天线。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1-图6，本实施例包括爪盘1、曲柄2、链轮牙盘3和力矩感应装置。

爪盘1通过空心螺栓固定在链轮牙盘3上。

爪盘1和曲柄2为一体式结构，爪盘1上的爪条数量为4条，爪盘1与曲柄2之间存在45夹角。

力矩感应装置包括应变计4、无线信号发射电路5和无线能量接收电路6。

每条爪条内侧均设有应变计4，通过防护密封胶7将应变计4包裹在防护密封胶7和爪条之间，使得应变计4紧密地贴合在爪条内侧。在转动的过程中所产生的剪应力可以使得爪条的表面产生剪应变，该剪应变可以使得应变计4的电阻发生变化，从而感应当前的行车状态。

无线信号发射电路5通过电路密封护罩8安装在链轮牙盘3的内侧，电路密封护罩8可以有效地保护无线信号发射电路5，使得无线信号发射电路5在自行车运动过程中不至于因为颠簸而出现线路接触问题、信号传输稳定性问题等，同时又可以防止无线信号发射电路5落灰进水等，极大程度上地保护了无线信号发射电路5的安全，使得力矩检测装置能够稳定的运行。

无线信号发射电路5上还连接有无线发射天线9，无线发射天线9的信号发射端置于电路密封罩9之外，使得信号的发射更加的顺畅、稳定。

无线能量接收电路6安装在链轮牙盘3的外侧，位于链轮牙盘3与爪盘1之间，能够将太阳能转化为电能，为应变计4和无线信号发射电路5提供能量。

力矩检测装置可以将助力自行车在行驶过程中脚踏板上受到的力通过应变计4实时准确地反映给安装在助力自行车上的信号处理装置，应变计4在电源的激励和人在踩踏脚踏而带动曲柄2转动的过程中的情况下可以产生一个电信号，这个电信号可以随着踩踏力的大小而有规律的变化。电信号再通过无线发射电路6传递给信号处理装置。信号处理装置包括无线接收电路和电动控制装置，无线接收电路接收由无线发射电路6上传来的信号，经过处理后将这个信号处理成电动控制器可以接受的电信号来控制电机的功率输出，从而使得使用者在骑行的过程中得以得到助力，骑行更加的轻便省力。如骑行中需要加速时或遇上坡路段需要增加蹬力时,自行车的曲柄2中的力矩会增加，根据当时人踩踏用力的大小，反馈给电动控制装置，电动控制装置会自动的进行补偿而加大功率输出，产生助力，而使人踩踏脚踏更省力。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。