CN103162885A - 一种行星力矩传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种行星力矩传感器，包括中心轴、安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。本发明提供的行星力矩传感器的有益效果为：本发明具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高，简化了产品的结构，降低了生产成本的特点。

Description

一种行星力矩传感器
技术领域
本发明涉及一种行星力矩传感器。
背景技术
已有的电动助力自行车具有的人机协同系统的电动助力自行车结构复杂，涉及许多精密的传感器和电控系统而成本高。如中国专利号ZL201120112207.X的实用新型专利，公开日为2011年12月21日，公开了一种助力轮椅的一体轮，由轴、电机、驱动控制器、行星齿轮减速器、电池盒、动力电池组、电池均衡器、轮毂、力矩传感器组成，所述电机与所述行星齿轮减速器组成减速电机，所述减速电机装在所述轮毂的中心位置；所述轴为所述减速电机的输出轴，所述轴与所述减速电机为倒装结构；所述轴与所述助力轮椅的车架固定不转动，旋转的所述减速电机的外壳固定在所述轮毂的壳体上；装有所述驱动控制器、动力电池组、电池均衡器的电池盒固定在所述轮毂内，并随所述轮毂同步转动；所述力矩传感器装在所述轮毂外表面上。上述结构将力矩传感器安装在轮毂外表面上使得其测量精度不是很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳的行星力矩传感器。
按照本发明提供的一种行星力矩传感器采用的主要技术方案为：包括中心轴、安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。
本发明提供的行星力矩传感器还可具有如下附属技术特征：
所述限位机构包括一与所述太阳齿轮相连接的摆杆、带动所述摆杆复位的复位弹簧以及限制所述摆杆的限位件，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位件位于所述条形孔中。
所述力矩信号机构与所述摆杆相连接。
所述条形孔的两侧设置有微调螺杆。
所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与外部动力输入部件相连接，所述齿圈与外部的动力输出部件相连接。
所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与外部动力输出部件相连接，所述齿圈与外部的动力输入部件相连接。
所述限位机构包括设置在所述太阳齿轮上的弧形限位槽、位于所述限位槽中的限位件以及驱动所述太阳齿轮复位的复位弹簧，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。
采用本发明提供的行星力矩传感器带来的有益效果为：本发明具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高，简化了产品的结构，降低了生产成本的特点。
附图说明
图1为本发明的分解结构图。
图2为本发明的立体结构图。
图3为本发明的主视图。
图4为本发明的工作原理图。
图5为本发明中摆杆的结构图。
图6为本发明的第二种实施例的结构图。
图7为本发明的第二种实施例中的太阳齿轮的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详述：
如图1至图5所示，按照本发明提供的一种行星力矩传感器的实施例，包括中心轴1、安装在所述中心轴1上的太阳齿轮2、与所述太阳齿轮2相啮合的行星齿轮组3以及与所述行星齿轮组3相啮合的齿圈4，所述行星齿轮组3和所述齿圈4中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮2还设置有限制所述太阳齿轮2转动一定角度的限位机构5，还包括力矩信号机构6，所述力矩信号机构6与所述太阳齿轮2相配合，当所述齿圈4作为动力输入部件，所述行星齿轮组3作为输出部件时，所述齿圈4通过所述行星齿轮组3带动所述太阳齿轮2同步转动，所述的限位机构5将所述太阳齿轮2的转动角度限定在一定范围内，使得太阳齿轮2转动一定角度，通过力矩信号机构6采集太阳齿轮2的转动角度并且对转动角度进行换算，便可得知通过行星齿轮组3输入的转矩大小；当所述齿圈4作为动力输出部件、行星齿轮组3作为动力输入部件时，原理相同，在这里不再赘述。
所述的行星齿轮组、所述太阳齿轮和所述齿圈均为可转动的部件，其中一个作为动力输入部件、一个作为动力输出部件、另一个作为检测部件，三者之间可以互相转换。
参见图1和图5，按照本发明提供的行星力矩传感器，所述限位机构5包括一与所述太阳齿轮2相连接的摆杆51、带动所述摆杆51复位的复位弹簧52以及限制所述摆杆51的限位件53，所述摆杆51上设置有一条形孔54，所述限位件53位于所述条形孔54中。本发明行星力矩传感器外部具有一壳体7,所述的限位件53安装在所述壳体7上的固定件上，具有安全可靠、操作方便，检测精度高，结构紧凑、运行平稳、可靠性高
参见图4和图5，按照本发明提供的行星力矩传感器，所述力矩信号机构6与所述摆杆51相连接，所述条形孔54的两侧设置有微调螺杆55，通过设置在条形孔54两侧的微调螺杆55调节条形孔54的长度已实现太阳齿轮2可转动角度的调节。
参见图2和图3，按照本发明提供的行星力矩传感器，所述行星齿轮组3包括可旋转的齿轮架31以及安装在所述齿轮架31上的行星齿轮32，当行星齿轮组3作为动力输入部件、齿圈4作为动力输出部件时，所述齿轮架31与外部动力输入部件相连接，所述齿圈4与外部的动力输出部件相连接；当行星齿轮组3作为动力输出部件、齿圈4作为动力输入部件时，所述齿轮架31与外部动力输出部件相连接，所述齿圈4与外部的动力输入部件相连接。
参见图6和图7，本发明还提供另一实施例的行星力矩传感器，所述限位机构5包括设置在所述太阳齿轮2上的弧形限位槽56、位于所述限位槽56中的限位件53以及驱动所述太阳齿轮2复位的复位弹簧52，所述力矩信号机构6与所述太阳齿轮2相连接。上述实施例是将限位机构5设置在太阳齿轮2上，通过限位件53直接限制太阳齿轮2的转动角度，力矩信号机构6采集太阳齿轮2的转动角度并且对转动角度进行换算，便可得知通过行星齿轮组3输入的转矩大小，简化了产品的结构，降低了生产成本。
以行星齿轮组3作为动力输入部件、齿圈4作为动力输出部件为例，本发明的工作原理为：
主动转矩通过外部输入部件传递给齿轮架31，齿轮架31通过行星齿轮32将生成的主动转矩的主动力分配给太阳齿轮2和齿圈4，当作用在太阳齿轮2上的力所产生的转矩大于复位弹簧52的弹力所产生的反转矩时，太阳齿轮2连同与之固连的摆杆51便会先行顺时针摆转到复位弹簧52的弹力所产生的反转矩等于太阳齿轮2上的力所产生的转矩时，与此同时，力矩信号机构6便会即时的采集到摆杆51的摆角信息，而齿圈4连续顺时针转动，主动转矩愈大，反转矩就愈大，摆动角度因此而愈大，摆动角度信号因此而愈强。在摆杆51未触及限位件53的摆角范围内，摆动角度信号的强弱与主动转矩的大小成正比。

Claims (7)

1.一种行星力矩传感器，包括中心轴、安装在所述中心轴上的太阳齿轮、与所述太阳齿轮相啮合的行星齿轮组以及与所述行星齿轮组相啮合的齿圈，其特征在于：所述行星齿轮组和所述齿圈中的一个部件作为动力输入部件，另一部件作为动力输出部件，所述太阳齿轮还设置有限制所述太阳齿轮转动一定角度的限位机构，还包括力矩信号机构，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相配合。
2.如权利要求1所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述限位机构包括一与所述太阳齿轮相连接的摆杆、带动所述摆杆复位的复位弹簧以及限制所述摆杆的限位件，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位件位于所述条形孔中。
3.如权利要求2所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述力矩信号机构与所述摆杆相连接。
4.如权利要求2所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述条形孔的两侧设置有微调螺杆。
5.如权利要求1所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与外部动力输入部件相连接，所述齿圈与外部的动力输出部件相连接。
6.如权利要求1所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述行星齿轮组包括可旋转的齿轮架以及安装在所述齿轮架上的行星齿轮，所述齿轮架与外部动力输出部件相连接，所述齿圈与外部的动力输入部件相连接。
7.如权利要求1所述的一种行星力矩传感器，其特征在于：所述限位机构包括设置在所述太阳齿轮上的弧形限位槽、位于所述限位槽中的限位件以及驱动所述太阳齿轮复位的复位弹簧，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。
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