一种电动自行车塔基扭矩速度感应装置的制作方法

本实用新型涉及电动自行车领域，具体涉及一种电动自行车塔基扭矩速度感应装置。

背景技术：

随着人们对智能出行不断提出更高要求，力矩传感器越来越多收到人们的青睐，现阶段，电动自行车力矩结构主要有中轴力矩，齿盘力矩，钩爪力矩，但对整车厂特别是代工厂更希望将力矩传感器集成到电机里，这样可以和电机线一起出线，这样对整车组装则更加方便、由于将力矩传感器内置塔基内则更加安全可靠。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构合理的电动自行车塔基扭矩速度感应装置。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种电动自行车塔基扭矩速度感应装置，包括与自行车或电动自行车后轮轴棍装配的塔基，所述塔基包括塔基主体、与飞轮连接的塔基固定外壳，所述塔基主体设有负载连接部，所述负载连接部连接自行车或电动自行车的后轮花鼓或后置轮毂电机，所述塔基主体设有力矩感应形变单元，所述力矩感应形变单元至少设置一个用于感测力矩感应形变单元形变大小的传感器，所述电动自行车塔基扭矩速度感应装置还包括动态组件和静态组件，所述动态组件随塔基主体转动，所述静态组件包括初级控制单元，所述动态组件包括次级控制单元，所述传感器与所述次级控制单元电性连接，所述初级控制单元和次级控制单元之间进行无线信号传递，且所述初级控制单元为所述次级控制单元通过无线方式提供电能。

进一步的，所述静态组件包括初级信号处理器、初级感应线圈，所述初级信号处理器与初级感应线圈电性连接，所述动态组件包括次级信号处理器、次级感应线圈，所述次级信号处理器与次级感应线圈电性连接，所述动态组件与塔基主体的负载连接部连接，所述初级感应线圈和次级感应线圈之间进行无线信号传递，且所述初级信号处理器通过初级感应线圈、次级感应线圈为所述次级信号处理器提供电能；或者所述初级信号处理器和次级信号处理器之间通过红外线元件进行无线信号传递，且所述初级信号处理器通过初级感应线圈、次级感应线圈为所述次级信号处理器提供电能。

进一步的，所述塔基固定外壳与塔基主体通过滚珠滚动连接。

进一步的，所述塔基主体设有塔基锁固支架体连接部，所述塔基锁固支架体连接部连接有塔基锁固支架体，所述塔基锁固支架体与塔基固定外壳通过滚珠滚动连接，所述塔基锁固支架体内设置有与轴棍连接的轴承。

进一步的，所述塔基主体设有棘爪槽，多个棘爪通过弹簧结构体固定在棘爪槽内。

进一步的，所述塔基主体的负载连接部连接有动态组件外壳，所述动态组件外壳连接有次级信号处理器，所述次级信号处理器连接有次级电磁屏蔽体，所述次级电磁屏蔽体连接有次级感应线圈，所述动态组件外壳卡接有静态组件外壳，所述静态组件外壳连接有初级信号处理器，所述初级信号处理器连接有初级电磁屏蔽体，所述初级电磁屏蔽体连接有初级感应线圈，所述初级感应线圈与次级感应线圈对应设置。

进一步的，所述塔基固定外壳的内圈壁上设有速度感应磁环，所述塔基主体内设有速度感应霍尔，所述速度感应磁环与速度感应霍尔对应设置。

进一步的，所述静态组件外壳连接有信号输出线。

进一步的，所述塔基主体的内侧壁设有力矩信号线槽、软pcb过孔和速度感应线槽，所述软pcb过孔内设有软pcb。

进一步的，所述塔基主体的负载连接部与轴棍通过轴承连接。

与现有技术相比，本实用新型电动自行车塔基扭矩速度感应装置的有益效果是：将力矩传感器集成到电动自行车的塔基里，使整车组装更加方便安全，实现了双边扭矩和速度的感测，具有结构合理的优点。传感器的供电和信号传输是通过无线电能传输技术或红外线传输，具有使用寿命长，生产装配简单，信号稳定性高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的爆炸结构示意图。

图3是本实用新型的剖视结构示意图。

图4是图1的部分结构示意图。

图5是图4的部分结构示意图。

图6是图5的部分结构示意图。

图7是本实用新型的使用状态图。

图8是图7的爆炸示意图之一。

图9是图7的爆炸示意图之二。

图中标号如下：

1-塔基固定外壳；

2-塔基主体；

3-塔基锁固支架体；

4-滚珠；

5-速度感应磁环；

6-棘爪；

7-轴承；

8-棘爪线簧；

9-速度感应霍尔；

10-软pcb；

11-力矩感应应变片；

12-动态组件外壳；

13-次级信号处理器；

14-次级电磁屏蔽体；

141-初级电磁屏蔽体；

15-次级感应线圈；

16-初级感应线圈；

17-初级信号处理器；

18-静态组件外壳；

19-信号输出线；

201-速度霍尔固定槽；

202-棘爪槽；

203-力矩感应形变单元；

204-负载连接部；

205-滚珠槽；

206-塔基锁固支架体连接部；

207-力矩信号线槽；

208-软pcb过孔；

209-速度感应线槽；

21-红外线元件；

30-轴棍；

40-后轮花鼓或后置轮毂电机；

50-飞轮。

具体实施方式

请参阅图1至图9，一种电动自行车塔基扭矩速度感应装置，包括与自行车或电动自行车后轮轴棍30装配的塔基，所述塔基包括塔基主体2、与飞轮50连接的塔基固定外壳1，所述塔基主体设有负载连接部204，所述负载连接部204连接自行车或电动自行车的后轮花鼓或后置轮毂电机40。

塔基主体2设有滚珠槽205，滚珠槽205内设有滚珠4，塔基固定外壳1与塔基主体2通过滚珠4滚动连接。塔基主体2设有塔基锁固支架体连接部206，塔基锁固支架体连接部206连接有塔基锁固支架体3，塔基锁固支架体3与塔基固定外壳1通过滚珠滚动连接，塔基锁固支架体3内设置有与轴棍30连接的轴承7。滚珠4既起到周向滚动的作用，也起到塔基固定外壳相对于塔基主体2的左右限位固定作用。

塔基主体2设有棘爪槽202，多个棘爪6通过棘爪线簧8固定在棘爪槽202内，棘爪线簧8作为弹簧结构体起到弹性固定的作用，塔基主体2设有负载连接部204，塔基固定外壳1通过棘爪8单向给塔基主体2施加单向扭力，然传递到塔基主体的负载连接部。塔基主体2设有力矩感应形变单元203，力矩感应形变单元203的内侧壁设有力矩感应应变片11，力矩感应应变片11作为传感器，用来感测力矩感应形变单元203的受外力扭曲形变的大小。塔基主体2的负载连接部204内设有轴承7，轴承7用于和轴棍连接。

塔基固定外壳1的内圈壁上设有速度感应磁环5，速度感应磁环5与塔基固定外壳1相对静止，塔基主体2设有速度霍尔固定槽201，速度霍尔固定槽201内设有速度感应霍尔9，速度感应磁环5与速度感应霍尔9对应设置。通过速度感应霍尔9感测速度感应磁环5的旋转速度来间接感应塔基固定外壳的旋转速度。

电动自行车塔基扭矩速度感应装置还包括动态组件和静态组件，动态组件随塔基主体转动，静态组件包括初级控制单元，动态组件包括次级控制单元，力矩感应应变片11和速度感应霍尔9与次级控制单元电性连接，初级控制单元和次级控制单元之间进行无线信号传递，且初级控制单元为次级控制单元通过无线方式提供电能。

塔基主体2的负载连接部204连接信号处理器，信号处理器由初级信号处理器17和次级信号处理器13组成，次级信号处理器13固定于塔基主体2的负载连接部204，初级信号处理器17与塔基主体相对转动。

静态组件包括初级信号处理器17、初级感应线圈16，初级信号处理器17与初级感应线圈16电性连接，动态组件包括次级信号处理器13、次级感应线圈15，次级信号处理器13与次级感应线圈15电性连接，动态组件与塔基主体2的负载连接部204连接，且动态组件随塔基主体2转动，初级感应线圈16和次级感应线圈15之间进行无线信号传递，且初级信号处理器17通过初级感应线圈16、次级感应线圈15为次级信号处理器13提供电能；或者初级信号处理器和次级信号处理器之间通过红外线元件21进行无线信号传递，且初级信号处理器17通过初级感应线圈、次级感应线圈为次级信号处理器提供电能。

塔基主体2的负载连接部204连接有动态组件外壳12，动态组件外壳12连接有次级信号处理器13，次级信号处理器13连接有次级电磁屏蔽体14，次级电磁屏蔽体14连接有次级感应线圈15，动态组件外壳12卡接有静态组件外壳18，动态组件外壳12与静态组件外壳18相对转动。动态组件外壳12连接有初级信号处理器17，初级信号处理器17连接有初级电磁屏蔽体141，初级电磁屏蔽体141连接有初级感应线圈16，初级感应线圈16与次级感应线圈15对应设置。初级电磁屏蔽体141和次级电磁屏蔽体14用来隔离初级感应线圈16和次级感应线圈15与外界的电磁干扰和提高线圈能量的传递。

静态组件外壳18通过信号输出线19与外界信息传递，静态组件外壳18与外部固定结构体连接相对固定，例如静态组件外壳18与后驱电机的定子连接。

速度感应霍尔9、力矩感应应变片11与次级信号处理器13电性连接，经过信号处理并通过初级感应线圈和次级感应线圈的无线传输方式把力矩信号和速度等信息传输到初级信号处理器17；或者通过初级信号处理器17和次级信号处理器13的红外线元件21的无线红外线信号传输方式把力矩信号和速度等信息传输到初级信号处理器17，初级信号处理器把力矩、速度信号处理好通过信号输出线19或无线信号输出到外界的信号处理器单元。同时初级信号处理器通过初级感应线圈和初级感应线圈给次级信号处理器提供电能。

塔基主体2的内侧壁设有力矩信号线槽207、软pcb过孔208和速度感应线槽209。软pcb过孔208内设有软pcb10。

本实用新型的工作原理：外力通过飞轮给塔基固定外壳施加扭力，塔基固定外壳又通过单向棘爪将扭力传递给塔基主体的相对旋转部，再通过力矩感应形变单元给负载连接部施加扭力，在这个过程中力矩感应形变单元会产生对应扭力大小的形变，对应的力矩感应应变片就会感测对应的扭力大小，并将对应的电阻值电信号传给次级信号处理器。同时速度感应霍尔通过速度感应磁环感应塔基固定外壳转动的速度和方向传给次级信号处理器。次级信号处理器将接收的力矩信号和速度信号通过感应线圈或红外线元件将信息传递到相对静止的初级信号处理器给传递出去，在此过程初级信号处理器通过初级感应线圈和初级感应线圈给次级信号处理器提供电能。

本实用新型将力矩传感器集成到电动自行车的塔基里，使整车组装更加方便安全，实现了双边扭矩和速度的感测，具有结构合理的优点。传感器的供电和信号传输是通过无线电能传输技术或红外线传输，具有使用寿命长，生产装配简单，信号稳定性高的优点。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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。