CN102412666B - 一体交互式扭矩传感器电机 - Google Patents
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Abstract
一体交互式扭矩传感器电机，它的扭力感应座上设置有棘齿飞轮；电机壳体一侧设置的中空容腔内容置带有磁钢的可动扭力感应滑环组件后用所述扭力感应座封闭，扭力感应滑环组件中的扭力感应滑环与扭力感应座之间动态配合；构成中空容腔的环状凸起上设置环形凹槽和立柱，立柱置于扭力感应座上设置的定位槽的一端，定位槽内还置有与环形凹槽的形状相适配的弹簧，扭力感应座在环状凸起上绕电机轴旋转带动扭力感应滑环组件移动；使得磁钢与所述霍尔元件磁感应配合，输出电信号而控制车辆的加力转动。本发明巧妙地将霍尔传感器部件全部设置于电机壳体上，解决了因功能设置而占用空间的矛盾，磁感应效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及车辆电动助力传动领域，尤其涉及一种自行车电动助力传感器电机的结构。
背景技术
在自行车电动助力传感器领域中，中国发明专利申请201110125438.9公开了一种“与自行车后叉配合的电动助力传感器的结构”，在所述自行车后叉的一侧底部设置有一凹槽，凹槽内固定设置一安装有霍尔元件的电路板，凹槽内还容置有一穿过凹槽底部长槽孔呈活动状的后轴上的传感器组件，所述传感器组件上设置的一永磁体与所述电路板上的霍尔元件磁感应配合；因所述后轴被限定在凹槽底部长槽孔内移动，因此，利用后轴移动时，与后轴相对固定的永磁体及与霍尔元件之间的磁感应变化，输出电信号而控制自行车电机的加力转动；该种结构的霍尔传感器采用机械设置的方式，其工作原理是将与电机分开设置的霍尔传感器获得的车辆骑行时产生加速度的力量，转化为电信号，用于驱动电机加力行驶；显而易见，该结构给出的电机与霍尔传感器属对应分开设置，相对来说，降低了传感信号的可靠度，且生产工序较多，提高了生产成本，使得其使用范围受到限制，因而迫切需要设计一种电机与霍尔传感器结合在一起的新型电机以满足市场的各种需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种标准化的、适用于各种传感与驱动功能合一的车辆助力用一体交互式扭矩传感器电机。
本发明的技术方案是这样实现的：
提供一种一体交互式扭矩传感器电机，包括电机轴及设置在电机轴上的电机壳体，其特征在于：设置一扭力感应座，所述扭力感应座上设置有一棘齿飞轮；所述电机壳体一侧设置一由环状凸起构成的中空容腔，所述中空容腔内容置一带有磁钢的可动扭力感应滑环组件后用所述扭力感应座封闭，所述扭力感应滑环组件中的扭力感应滑环与扭力感应座之间动态配合；所述环状凸起上设置一环形凹槽，所述环形凹槽上设置有立柱，所述立柱置于扭力感应座上设置的定位槽的一端，所述定位槽内还置有与环形凹槽的形状相适配的弹簧，即所述弹簧外表紧贴环形凹槽，弹簧本体一端与所述立柱接触，弹簧本体另一端置于定位槽的另一端；从而使得扭力感应座在环状凸起上绕电机轴往复旋转动作，带动扭力感应滑环组件移动；所述电机轴上设置有一霍尔元件，所述扭力感应滑环组件上的磁钢与所述霍尔元件磁感应配合，从而输出电信号而控制车辆的加力转动。
采用该技术方案后，可以达到以下的技术效果：
当骑行者向前加速运动时，通过脚踏加力，带动飞轮，传力到扭力感应座，进而带动扭力感应滑环相对于扭力感应座作水平位移，扭力感应滑环组件上的磁钢与电机轴上的霍尔元件因产生相对位移而产生电信号，再经过传感器中央处理器处理后，发出相应的驱动指令，使车辆得以助力行驶；车辆减速或下坡时。飞轮空转打滑，扭力感应滑环复原归位，传感器中央处理器输出信号截止，电机停止加力，以达到安全行驶和节能的目的。
如上所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述扭力感应滑环组件由与扭力感应滑环配合的弹性复位元件、磁钢组成，将弹性复位元件定位在扭力感应滑环上后，适配于所述中空容腔内。
所述扭力感应座的一端呈半封闭状，所述扭力感应座上设置有一通孔与所述电机轴配合，所述电机轴从所述通孔穿过，与扭力感应滑环组件同轴过渡配合。所述扭力感应座将所述扭力感应滑环组件限定在所述中空容腔内移动，从而构成一种相对电机而言，电机外表面相对固定而电机的中空容腔内呈活动状态的结构，以利于产生磁感应配合而输出助力信号。
如上所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述扭力感应座的内壁底部呈圆周等分分布有多个钢球定位孔，所述扭力感应滑环上则呈圆周等分相对应分布有多个钢球位移斜槽，所述扭力感应滑环落位于多个钢球上，扭力感应滑环受切向力作用而带动钢球在斜槽的斜坡面上往复滚动，进而把圆周运动的力转化为轴向平移的力，达到形成位移之目的。
如上所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述弹性复位元件位于扭力感应滑环的底部与所述中空容腔底部之间。依靠所述弹性元件受压形变后所产生的回复力而使扭力感应滑环组件复位。
如上所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述电机轴上设置有霍尔元件安装槽。
如上所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述磁钢同心镶嵌在所述扭力感应滑环上。所述扭力感应滑环组件安装到位后，磁钢与霍尔元件的磁感应位置相适配，以利于更好地获得磁感应效果，提高磁感应灵敏度和可靠度。
本发明巧妙地将霍尔传感器部件全部设置于电机壳体上，从而构成一体式的扭矩传感器电机，解决了因功能设置而占用空间的矛盾，且标准化程度高，适用面广，磁感应效果明显，利于集约化生产，低碳、环保，且安装维修方便。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构分解图。
图2是本发明所述扭力传感器电机的部分剖面结构放大图。
图3是本发明所述飞轮与扭力感应座的结构分解示意图。
图4是图1中所示扭力感应滑环的结构放大图。
图5是图1所示组合结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不限于以下实施例：
参见图1至图5：
提供一种一体交互式扭矩传感器电机，包括电机轴2及设置在电机轴2上的电机壳体1，设置一扭力感应座6，所述扭力感应座6上设置有一棘齿飞轮7；参见图1，扭力感应座6套接于棘齿飞轮7的轴孔71内，并与棘齿飞轮7相对固定，所述电机壳体1一侧设置一由环状凸起11构成的中空容腔12，所述中空容腔12内容置一带有磁钢4的可动扭力感应滑环组件后用所述扭力感应座6封闭，所述扭力感应滑环组件中的扭力感应滑环5与扭力感应座6之间动态配合；所述环状凸起11上设置一环形凹槽111，所述环形凹槽111上设置有立柱112，所述立柱112置于扭力感应座6上设置的定位槽62的一端，所述定位槽62内还置有与环形凹槽111的形状相适配的弹簧63，所述弹簧63外表紧贴环形凹槽111，弹簧63本体一端与所述立柱112接触，弹簧63本体另一端置于定位槽62的另一端；从而使得扭力感应座6在环状凸起111上绕电机轴2往复旋转动作，带动扭力感应滑环组件移动；所述电机轴2上设置有一霍尔元件22，所述扭力感应滑环组件上的磁钢4与所述霍尔元件22磁感应配合，从而输出电信号而控制车辆的加力转动。
所述扭力感应滑环组件由与扭力感应滑环5配合的弹性复位元件3、磁钢4组成，将弹性复位元件3定位在扭力感应滑环5上后，适配于所述中空容腔12内。
所述扭力感应座6的一端呈半封闭状，所述扭力感应座6上设置有一通孔61与所述电机轴2配合，所述电机轴2从所述通孔2穿过，与扭力感应滑环组件同轴过渡配合。所述扭力感应座6将所述扭力感应滑环组件限定在所述中空容腔12内移动，从而构成一种相对电机而言，电机外表面相对固定而电机的中空容腔12内呈活动状态的结构，以利于产生磁感应配合而输出助力信号。
所述扭力感应座6的内壁底部呈圆周等分分布有多个钢球定位孔64，所述扭力感应滑环5上则呈圆周等分相对应分布有多个钢球位移斜槽51，所述扭力感应滑环5落位于多个钢球52上，扭力感应滑环5受切向力作用而带动钢球52在斜槽51的斜坡面上往复滚动，进而把圆周运动的力转化为轴向平移的力，达到形成位移之目的。
所述弹性复位元件3位于扭力感应滑环5的底部与所述中空容腔12底部之间。依靠所述弹性复位元件3受压形变后所产生的回复力而使扭力感应滑环组件复位；图1中所示，所述弹性复位元件3为一波形弹圈。
所述电机轴2上设置有霍尔元件安装槽21。
所述磁钢4同心镶嵌在所述扭力感应滑环5上。所述扭力感应滑环组件安装到位后，磁钢与霍尔元件的磁感应位置相适配，以利于更好地获得磁感应效果，提高磁感应灵敏度和可靠度。
提供一种安装有本发明所述电机的折叠式脚踏电动两用自行车，其电机安装在所述自行车后轴上，所述传感器终端显示屏设置在所述自行车龙头上，当骑行者用力带动飞轮7时，扭力感应座6围绕电机轴2旋转，从而带动所述扭力感应滑环组件的扭力感应滑环5在钢球52上沿斜槽51的斜坡面扭转，从而转化为扭力感应滑环5的水平位移行程，构成切割磁力线动作，使得扭力感应滑环组件上的磁钢4与电机轴2上的霍尔元件22产生磁感应信号经传感器中央处理器接收后，输出电机的加电信号，电机起到助力作用；当自行车无踩踏力或者减速、下坡时，在复位弹簧63的作用下，扭力感应滑环组件复位，此时，霍尔元件22与磁钢4的感应信号归零，中央处理器给出截止信号，电机不予助力；这样，电机只在所述自行车加速前进时助力。
上文虽然已示出了本发明的详尽实施例，本领域的技术人员在不违背本发明的前提下，可进行部分修改和变更；上文的描述和附图中提及的内容仅作为说明性的例证，并非是对本发明的限制，具有上述技术特征的一体交互式扭矩传感器电机，，均落入本专利保护范围。
Claims (7)
1.一体交互式扭矩传感器电机，包括电机轴及设置在电机轴上的电机壳体，其特征在于：设置一扭力感应座，所述扭力感应座上设置有一棘齿飞轮；所述电机壳体一侧设置一由环状凸起构成的中空容腔，所述中空容腔内容置一带有磁钢的可动扭力感应滑环组件后用所述扭力感应座封闭，所述扭力感应滑环组件中的扭力感应滑环与扭力感应座之间动态配合；所述环状凸起上设置一环形凹槽，所述环形凹槽上设置有立柱，所述立柱置于扭力感应座上设置的定位槽的一端，所述定位槽内还置有与环形凹槽的形状相适配的弹簧，从而使得扭力感应座在环状凸起上绕电机轴往复旋转动作，带动扭力感应滑环组件移动；所述电机轴上设置有一霍尔元件，所述扭力感应滑环组件上的磁钢与所述霍尔元件磁感应配合，从而输出电信号而控制车辆的加力转动。
2.如权利要求1所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述弹簧外表紧贴环形凹槽，弹簧本体一端与所述立柱接触，弹簧本体另一端置于定位槽的另一端。
3.如权利要求1所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述扭力感应滑环组件由与扭力感应滑环配合的弹性复位元件、磁钢组成，将弹性复位元件定位在扭力感应滑环上后，适配于所述中空容腔内。
4.如权利要求1所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述扭力感应座的内壁底部呈圆周等分分布有多个钢球定位孔，所述扭力感应滑环上则呈圆周等分相对应分布有多个钢球位移斜槽，所述扭力感应滑环落位于多个钢球上，扭力感应滑环受切向力作用而带动钢球在斜槽的斜坡面上往复滚动。
5.如权利要求3所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述弹性复位元件位于扭力感应滑环的底部与所述中空容腔底部之间。
6.如权利要求1所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述电机轴上设置有霍尔元件安装槽。
7.如权利要求1所述的一体交互式扭矩传感器电机，其特征在于：所述磁钢同心镶嵌在所述扭力感应滑环上。
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