CN103847921A - 扭力传感齿盘机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种扭力传感齿盘机构，其应用一组配在齿盘结构上的传感单元以传感骑乘者踩踏时产生的扭力，而后通过计算出当前使用者脚踏动作所遭遇的阻力值，以达到即时地以电机驱动装置提供辅助动力的目的，进而可即时地减少使用者施力上的负荷。

Description

扭力传感齿盘机构
【技术领域】
本发明是有关于一种扭力传感齿盘机构，特别是关于一种可传感相对扭力的电动自行车齿盘结构。
【背景技术】
自行车为最普及受到广泛应用的休闲运动及代步工具之一，其主要概念为利用骑乘者的脚踏力量踩动齿盘并连带驱动后轮旋转，进而作为前进的动力源，然而当使用者在骑乘至具有斜度的上坡地形或者是需要骑乘一相当远的长途距离时，或可能发生脚力不足，亦或者是脚力不胜负荷、过度疲劳而影响骑乘，尤其是对于老人家、女性朋友或者幼童而言，脚力吃重的骑乘行程更可能是一种障碍，而基于此考量，故遂有电动自行车的问世。
而随着技术的不断进步，电动自行车除了做为以推进力辅助骑乘者之外，亦逐渐地朝自动化设计，以便可因应使用者骑乘所碰到的阻力强度而选择性提供不同程度的推进力辅助，但在此发展中最大的技术瓶颈则来自于如何判断骑乘者踩踏时所使用的力道强度，以做为其所遭逢的阻力的依据，而现有技术中显然未见有能有效做精准量测的机制，故综观上述，本发明的发明人思索并设计一种扭力传感齿盘机构，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
【发明内容】
有鉴于上述现有的问题，本发明的主要目的就是在提供一种具备新颖性、进步性及产业利用性等专利要件的扭力传感齿盘机构，以期克服现有技术的难点。
为达到上述目的，本发明所采用的技术手段为设计一种扭力传感齿盘机构，其包含:
主齿盘座，其为用以固定至少一自行车驱动齿盘的座体，其外环处延伸设有数个固定架，且所述主齿盘座贯穿设有轴孔以供一自行车的脚踏轴穿过，此外所述主齿盘座朝前侧延伸设有接环结构，并在所述接环结构的外环壁面设有数个相互间隔的扣块，且在各扣块间形成配置空间，并在各所述配置空间内配置有弹性元件，而各扣块在同一转向处凹入设有扣槽，并在各所述扣槽的底壁上设有滑移孔，此外所述主齿盘座的后侧壁面上凹入设有第一环槽，所述第一环槽交叠在各所述滑移孔，此外在对应所述第一环槽的内侧处进一步凹入设有第二环槽，其与所述第一环槽呈同心配置；第一磁环，其对应配置设在所述第一环槽内，所述第一磁环上等间隔地分布有数个第一磁件，此外，在所述第一磁环对应于各所述滑移孔处进一步固定设有导柱，且各所述导柱穿过所述滑移孔而延伸至所述扣槽内；第二磁环，其是对应固定在所述第二环槽内，且其上呈等间隔地分布有数量等同在所述第一磁件的数个第二磁件；轴接盘，其对应可旋转地套设在所述接环结构上，且其上设有贯孔，所述贯孔对应套设在所述自行车的脚踏轴，且在所述轴接盘内部设有单向离合轴承，进而令所述自行车的脚踏轴可在受踩动旋转的方向上单向地驱动所述轴接盘旋转，且在所述轴接盘的后侧壁面上对应于各所述扣槽设有扣件，所述扣件延伸穿入所述扣槽中，扣件并可在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转时朝所述扣槽外移动并顶推在所述弹性元件，而后将所述弹性元件挤压并顶推所述主齿盘座以驱动其旋转，且所述扣件上设有导孔，所述导孔是对应套设在所述导柱上；以及传感单元，其对应设在所述第一磁环及所述第二磁环的后侧处，其可在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转而驱动所述自行车前进时传感旋转中的所述第二磁环所落后所述第一磁环的移动距离，即为所述弹性元件受压缩的长度。
其中，所述扭力传感齿盘机构进一步包含底盘，其对应套设固定在所述主齿盘座的后侧，且所述传感单元固定在所述底盘上；其中，所述传感单元电性连接至计算器上，所述计算器可根据所述弹性单元的弹性系数以及所述弹性元件受压缩的长度而计算出当前使用者脚踏动作所遭遇的阻力值。
其中，所述传感单元设置有两个霍尔传感器，其分别对应在所述第一磁环及所述第二磁环，进而透过各所述第一磁件及所述第二磁件的通过频率而可判断出所述第二磁环所落后所述第一磁环的移动距离。
其中，所述扭力传感齿盘机构进一步包含套壳，其对应套设在所述接环结构外侧，进而可固定所述弹性元件在所述配置空间内；其中，各所述第二磁件在所述第一磁环上的配置是对齐于各所述第一磁件；其中，所述滑移孔为顺延所述扣槽配置的弧形长槽；其中，所述弹性元件为弹簧；其中，所述固定架是呈辐射状配置；且其中，所述单向离合轴承的外环固定在所述轴接盘，而所述单向离合轴承的内环固定在所述自行车的脚踏轴。
本发明的扭力传感齿盘机构在设计上利用结构的配合，进而在前端产生一铲状的切割构造，且在切割构造的前端底部处设有平缓的顶靠部，如此一来在切割软板的过程中将可做为与承板的接触缓冲面，可避免因力量过大而造成承板或者刀具的损伤，以提高其使用的寿命，此外，本发明在两侧具有两第一斜壁的设计，进而在切割的同时，更可因斜向的分力而造成切割过后的软板略朝上翘起，而产生破真空的效果以脱离与承板的粘合，可令后序作业员较易将其自承板上撕离，在实际应用上提供了高度的便利性，而为了让上述目的、技术特征以及实际实施后的增益性更为明显易懂，在下文中将是以优选的实施范例辅佐对应相关的附图来进行更详细的说明。
【附图说明】
图1为本发明的扭力传感齿盘机构的外观组合图。
图2为本发明的扭力传感齿盘机构的外观分解图。
图3为本发明的扭力传感齿盘机构的另一视角外观组合图。
图4为本发明的扭力传感齿盘机构的另一视角外观分解图。
主齿盘座(10)
固定架(11)
轴孔(12)
接环结构(13)
扣块(14)
扣槽(141)
滑移孔(142)
弹性元件(15)
第一环槽(16)
第二环槽(17)
第一磁环(20)
第一磁件(21)
导柱(22)
第二磁环(30)
第二磁件(31)
轴接盘(40)
贯孔(41)
单向离合轴承(42)
扣件(43)
导孔(431)
套壳(50)
底盘(60)
传感单元(70)
霍尔传感器(71)
【具体实施方式】
为利于了解本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系局限本发明在实际实施上的权利要求范围。
本发明的优点、特征以及达到的技术方案将参照例示性实施例及附图进行更详细地描述而更容易理解，且本发明或可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对本领域的普通技术人员而言，所提供的实施例将使本披露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为权利要求范围所定义。
而除非另外定义，所有使用在后文的术语(包含科技及科学术语)与专有名词，在实质上是与本领域的普通技术人员一般所理解的意思相同，而例如在一般所使用的字典所定义的那些术语应被理解为具有与相关领域的内容一致的意思，且除非明显地定义在后文，将不以过度理想化或过度正式的意思理解，合先叙明。
请配合参看图1至图4所示，本发明为一种扭力传感齿盘机构，其在一较佳的实施方式中包含一主齿盘座10、一第一磁环20、一第二磁环30、一轴接盘40、一套壳50、一底盘60及一传感单元70。
前述的主齿盘座10为一用以固定至少一自行车的驱动齿盘的座体，其呈环状且外环处延伸设有数个呈辐射状配置的固定架11，所述固定架11可供螺锁固定自行车的驱动齿盘，且所述主齿盘座10中央贯穿设有一轴孔12以供一自行车的脚踏轴穿过，此外且在所述主齿盘座10上朝前侧对应延伸设有一接环结构13，并在所述接环结构13的外环设有数个相互间隔的扣块14，且在各扣块14间形成一配置空间，并在各所述配置空间内配置有一弹性元件15，其或可为弹簧，而各扣块14在同一转向处凹入设有一扣槽141，并在各所述扣槽141的底壁上贯穿设有一滑移孔142，所述滑移孔142或可为顺延所述扣槽141配置的弧形长槽，此外所述主齿盘座10的后侧壁面上凹入设有一第一环槽16，所述第一环槽16交叠在各所述滑移孔142，此外在对应所述第一环槽16的内侧处进一步凹入设有一第二环槽17，其与所述第一环槽16呈同心的配置。
前述的第一磁环20对应配置设在所述第一环槽16，且可对应于所述第一环槽16中转动，此外所述第一磁环20上呈等间隔地分布有数个第一磁件21，此外，在所述第一磁环20对应于各所述滑移孔142处进一步固定设有一导柱22，且各所述导柱22穿过所述滑移孔142而延伸至所述扣槽141内。
前述的第二磁环30对应固定在所述第二环槽17内，且其上呈等间隔地分布有数量等同在所述第一环槽16的所述第一磁件21的数个第二磁件31，且各所述第二磁件31在配置上是对应于一所述第一磁件21。
前述的轴接盘40对应可旋转地套设在所述接环结构13上，且其上设有一贯孔41，所述贯孔41对应配合套设在所述自行车的脚踏轴，且在所述轴接盘40内部设有一单向离合轴承42，所述单向离合轴承42的一外环固定在所述轴接盘40，而所述单向离合轴承42的一内环固定在所述自行车的脚踏轴，进而令所述自行车的脚踏轴可在受踩动旋转的方向上单向地驱动所述轴接盘40旋转，且在所述轴接盘40的后侧壁面上对应于各所述扣槽141设有一扣件43，所述扣件43延伸穿入所述扣槽141中，扣件43并可在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转时朝所述扣槽141外移动并顶推于所述弹性元件15，而后将所述弹性元件15挤压后间接顶推所述主齿盘座10以驱动其旋转，进而令所述自行车的脚踏轴可在单向上驱动所述主齿盘座10旋转，而反向则呈现踩空的空转，此外，在所述扣件43上设有一导孔431，所述导孔431对应套设在所述导柱22上，进而轴接盘40旋转时可带动所述第一磁环20旋转。
前述的套壳50对应套设在所述接环结构13外侧，进而可对所述弹性元件15固定在所述配置空间内，以防止所述弹性元件15自所述配置空间中掉出。
前述的底盘60对应套设固定在所述主齿盘座10的后侧上。
前述的传感单元70对应设在所述底盘60上对应在所述第一磁环20及所述第二磁环30的后侧处，其可在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转而驱动所述自行车前进时传感旋转中的所述第二磁环30所落后所述第一磁环20的移动距离，亦即为所述弹性元件15受压缩的长度，而或可进一步将所述传感单元70电性连接至一计算器上，即可根据所述弹性单元70的弹性系数以及所述弹性元件15受压缩的长度而计算出当前使用者脚踏动作所遭遇的阻力值，而其中所述传感单元70上设置有两霍尔传感器71，其分别对应在所述第一磁环20及所述第二磁环30，进而透过各所述第一磁件21及所述第二磁件31的通过频率而可判断出即时的距离差。
透过本发明的扭力传感齿盘机构在设计上的巧思变化，其可透过组配在齿盘结构上的传感单元70传感骑乘者踩踏时产生的扭力，而后通过计算出当前使用者脚踏动作所遭遇的阻力值而可达到能即时地以电机驱动装置提供辅助动力，以减少使用者施力上的负荷，而达到随时调整动力输出的功能，而除了可适时地辅助使用者的骑乘外，亦可免去使用者需要不时地控制电机驱动装置的输出功率的不便性，以避免输出过大或过小，在实际应用上提供了高度的便利性，为现有技术所不能及者，故可见其增益性所在。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的权利要求范围，即大凡依本发明所披露的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。
综观上述，可见本发明在突破先前的技术下，确实已达到所欲增进的功效，且也非熟悉该项技艺者所易于思及，其所具的创造性、实用性，显已符合专利的申请要件。

Claims (10)

1.一种扭力传感齿盘机构，其特征在于，它包含：
主齿盘座，所述主齿盘座为用以固定至少一自行车驱动齿盘的座体，所述主齿盘座外环处延伸设有数个固定架，且所述主齿盘座贯穿设有轴孔以供自行车的脚踏轴穿过，此外所述主齿盘座朝前侧延伸设有接环结构，并在所述接环结构的外环壁面设有数个相互间隔的扣块，且在各扣块间形成配置空间，并在各所述配置空间内配置有弹性元件，而各所述扣块在同一转向处凹入设有扣槽，并在各所述扣槽的底壁上设有滑移孔，此外所述主齿盘座的后侧壁面上凹入设有第一环槽，所述第一环槽交叠于各所述滑移孔，此外在对应所述第一环槽的内侧处进一步凹入设有第二环槽，所述第二环槽与所述第一环槽呈同心配置；
第一磁环，所述第一磁环对应配置设在所述第一环槽内，所述第一磁环上等间隔地分布有数个第一磁件，此外，在所述第一磁环对应于各所述滑移孔处进一步固定设有导柱，且各所述导柱穿过所述滑移孔而延伸至所述扣槽内；
第二磁环，所述第二磁环对应固定在所述第二环槽内，且所述第二磁环上呈等间隔地分布有数量等同于所述第一磁件的数个第二磁件；
轴接盘，所述轴接盘对应可旋转地套设在所述接环结构上，且所述轴接盘上设有贯孔，所述贯孔对应套设在所述自行车的脚踏轴，且在所述轴接盘内部设有单向离合轴承，进而令所述自行车的脚踏轴能够在受踩动旋转的方向上单向地驱动所述轴接盘旋转，且在所述轴接盘的后侧壁面上对应在各所述扣槽设有扣件，所述扣件延伸穿入所述扣槽中，所述扣件能够在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转时朝所述扣槽外移动并顶推于所述弹性元件，而后将所述弹性元件挤压并顶推所述主齿盘座以驱动所述主齿盘座旋转，且所述扣件上设有导孔，所述导孔对应套设在所述导柱上；以及
传感单元，所述传感单元对应设在所述第一磁环及所述第二磁环的后侧处，所述传感单元能够在所述自行车的脚踏轴受踩动旋转而驱动所述自行车前进时传感旋转中的所述第二磁环所落后所述第一磁环的移动距离，即为所述弹性元件受压缩的长度。
2.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述扭力传感齿盘机构进一步包含底盘，所述底盘对应套设固定在所述主齿盘座的后侧，且所述传感单元固定在所述底盘上。
3.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述传感单元电性连接至计算器上，所述计算器能够根据所述弹性单元的弹性系数以及所述弹性元件受压缩的长度而计算出当前使用者脚踏动作所遭遇的阻力值。
4.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述传感单元设置有两个霍尔传感器，所述两个霍尔传感器分别对应于所述第一磁环及所述第二磁环，进而透过各所述第一磁件及所述第二磁件的通过频率而能够判断出所述第二磁环所落后所述第一磁环的移动距离。
5.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述扭力传感齿盘机构进一步包含套壳，所述套壳对应套设在所述接环结构外侧，进而能够固定所述弹性元件在所述配置空间内。
6.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，各所述第二磁件在所述第一磁环上的配置是对齐在各所述第一磁件。
7.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述滑移孔为顺延所述扣槽配置的弧形长槽。
8.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。
9.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述固定架呈辐射状配置。
10.如权利要求1所述的扭力传感齿盘机构，其特征在于，所述单向离合轴承的外环固定在所述轴接盘，而所述单向离合轴承的内环固定在所述自行车的脚踏轴。
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