CN104097453A - 一种内藏式力矩传感器的花鼓装置 - Google Patents

一种内藏式力矩传感器的花鼓装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种内藏式力矩传感器的花鼓装置，包括花鼓、设置在所述花鼓上的主轴和安装在所述花鼓内的行星力矩传感器，所述行星力矩传感器包括安装在所述主轴上的太阳齿轮、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。本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置的有益效果为：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

一种内藏式力矩传感器的花鼓装置
技术领域
本发明涉及一种内藏式力矩传感器的花鼓装置。
背景技术
自行车是一种兼具代步、休闲、运动、健身及竞赛等效用的交通工具，而自行车各元件与组件的发展，为了因应不同的骑乘者、骑乘方式、效用与环境，即便是同一元件或组件，亦均开发有多个种不同的型式，以符合前述不同的需求。
对花鼓而言，目前市面上的花鼓主要分为双向输入单向输出以及单向输入单向输出两种型态，其中所述双向输入单向输出的花鼓是指不论正向或反向踩动自行车踏板时，仅能使车轮正向转动，而单向输入单向输出的花鼓是指不论正向或反向踩动自行车踏板时，皆使车轮产生相对方向的转动，然而，由于此两种型态的花鼓分别属于不同的结构设计，因此，单一花鼓并无法同时适用上述的两种型态，而凸显出现有花鼓适用性的不足。
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、运行平稳的内藏式力矩传感器的花鼓装置。
按照本发明提供的一种内藏式力矩传感器的花鼓装置采用的主要技术方案为：包括花鼓、设置在所述花鼓上的主轴和安装在所述花鼓内的行星力矩传感器，所述行星力矩传感器包括安装在所述主轴上的太阳齿轮、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。
本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置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、限制所述摆杆的限位座以及安装在所述限位座上的限位杆，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位杆位于所述条形孔中。
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，所述齿轮架与飞轮相连接。
所述齿轮架包括架体以及形成在所述架体上的颈部,所述颈部伸出所述花鼓与所述飞轮相连接。
所述限位机构包括设置在所述太阳齿轮上的弧形限位槽以及位于所述限位槽中的限位杆，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。
所述限位座上设置有固定平台，所述限位座通过所述固定平台安装在所述花鼓上。
所述主轴上设置有出线孔。
采用本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置带来的有益效果为：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为本发明第一实施例的结构图。
图2为本发明第一实施例的分解结构图。
图3为本发明第一实施例的剖视图。
图4为本发明第一实施例的内部结构图。
图5为本发明第一实施例中的摆杆的结构图。
图6为本发明第一实施例中的限位座的结构图。
图7为本发明第二实施例中限位机构的结构图。
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6所示，按照本发明提供的一种内藏式力矩传感器的花鼓装置的实施例，包括花鼓8、设置在所述花鼓8上的主轴1和安装在所述花鼓内的行星力矩传感器9，所述行星力矩传感器9包括安装在所述主轴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，在所述行星齿轮组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，当所述行星齿轮组3作为输入部件，所述齿圈4作为动力输出部件时，所述行星齿轮组3带动所述齿圈4和所述太阳齿轮2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只能转动一定角度，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。花鼓根据输入转矩大小作为工作信号，从而对助力自行车实现助力控制。
在本实施例中，动力输入部件的动力输入为助力自行车上的飞轮，能够准确的感知骑行者的骑行状态，根据骑行状态控制花鼓8的工作。动力输出部件是与所述花鼓8相连接，当然太阳齿轮2受到限位机构5的限制，只能做摆动运动，所述行星齿轮组3直接驱动所述齿圈4运动，作为飞轮与花鼓8之间的动力传动机构。本发明中的行星力矩传感器9内置在花鼓8的内部，构成一种内藏式结构，提高了工作的可靠性，延长使用寿命。同时，上述力矩传感器检测更加灵敏。
本发明提供的实施例仅对将行星齿轮组3作为动力输入部件、齿圈4作为动力输出部件的工作原理及结构进行详细说明，齿圈4作为动力输入部件、行星齿轮组3作为动力输出部件的工作原理及结构与上述实施例基本相同，在这里不再赘述。当然，按照本发明提供的上述结构，其中的行星齿轮组3与所述齿圈4中的一个也可以作为摆动件，通过限位机构进行限位，并与力矩信号机构相配合，此时，太阳齿轮则作为动力输入或动力输出，另外一个不作为摆动件的部件作为相应的动力输出或动力输入部件。即在本发明提供的上述方案中，行星齿轮机构中的三个转动部件中的任何一个均可以作为力矩信号检测的摆动件，其余两个部件则可以作为飞轮与花鼓之间的动力传递部件。因此，这些相应的技术方案结构与工作原理与下述各实施例相同，将相应连接关系互换即可。
参见图1至图6，按照本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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以及限制所述摆杆51的限位座53以及安装在所述限位座53上的限位杆52，所述摆杆51上设置有一条形孔54，所述限位杆52位于所述条形孔54中，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1至图6，按照本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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1至图6，按照本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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上的行星齿轮32，所述齿轮架31伸出所述花鼓8与自行车外部的飞轮相连接,所述齿轮架31包括架体311以及形成在所述架体311上的颈部312,所述颈部312伸出所述花鼓7与助力自行车上的飞轮相连接。本发明中的行星齿轮组3是可以转动的，从而能够与飞轮相连接，作为飞轮与花鼓的传动机构，将力矩传感器作为飞轮与花鼓8之间的动力传动部件，能够更好的检测飞轮输入的力矩，实现对花鼓的准确控制。
参见图3，按照本发明提供的内藏式力矩传感器的花鼓装置，在主轴1上设置有出线孔11，所述限位座53上设置有固定平台531，所述限位杆52通过所述固定平台531安装在所述花鼓8上，自行车内的线路通过所述出线孔引出花鼓与外部电源等连接。
参见图7，本发明还提供另一实施例的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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以及位于所述限位槽56中的限位杆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，通过限位杆52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。
本发明的工作原理为：
本发明提供的助力自行车在行进过程中，在需要花鼓8工作时，例如上坡或加速时，就需要对飞轮输出较大转矩，转矩通过飞轮传递给齿轮架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，在太阳齿轮2上设置有驱动太阳齿轮2复位的复位弹簧，当产生在太阳齿轮2上的转矩大于复位弹簧产生的反转矩时，太阳齿轮2连同与之固连的摆杆51便会摆转至复位弹簧的上的反转矩与太阳齿轮2上的转矩相等时，力矩信号机构6即时的采集到摆杆51的摆角信息，并且将采集到的摆角信息传递给助力自行车上的控制电路，控制电路控制花鼓为助力自行车提供辅助动力；当不需要输出较大转矩时，施加在齿轮架31上的转矩相应减小，使得与太阳齿轮2相配合的限位机构反向摆动，力矩信号机构6采集摆角信息输出至控制电路，控制电路控制花鼓8不工作，使得本发明提供的助力自行车的正常骑行或利用惯性滑行，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。

Claims (9)

1.一种内藏式力矩传感器的花鼓装置，包括花鼓、设置在所述花鼓上的主轴和安装在所述花鼓内的行星力矩传感器，其特征在于：所述行星力矩传感器包括安装在所述主轴上的太阳齿轮、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。
2.如权利要求1所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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、限制所述摆杆的限位座以及安装在所述限位座上的限位杆，所述摆杆上设置有一条形孔，所述限位杆位于所述条形孔中。
3.如权利要求2所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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，所述齿轮架与飞轮相连接。
6.如权利要求5所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，其特征在于：所述齿轮架包括架体以及形成在所述架体上的颈部,所述颈部伸出所述花鼓与所述飞轮相连接。
7.如权利要求1所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，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以及位于所述限位槽中的限位杆，所述力矩信号机构与所述太阳齿轮相连接。
8.如权利要求2所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，其特征在于：所述限位座上设置有固定平台，所述限位座通过所述固定平台安装在所述花鼓上。
9.如权利要求1所述的内藏式力矩传感器的花鼓装置，其特征在于：所述主轴上设置有出线孔。
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