CN104443231A - 电动车车轴轴承碗及其电动车车架组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动车车轴轴承碗，包括轴承套接部和端部，所述轴承套接部为圆筒形且与端部连接为一体；所述轴承套接部包括压力感测部，所述压力感测部设置于所述轴承套接部的圆筒上且为圆筒的一个组成部分；所述压力感测部的外壁和内壁相对于规则的圆筒均有部分缺省，且所述压力感测部内壁的缺省之间的部分到轴心的距离小于所述缺省到轴心的距离；在所述压力感测部与所述端部邻接的位置设一条形孔，通过所述压力感测部感测所述轴承碗的内壁所受到的离心方向上的压力大小。本发明的电动车车轴轴承碗，结构简单且具有车轴力学感测功能，易于装配并能准确感测电动车车轴受力大小，且本发明不改变现有的电动车车轴的整车结构，具有很好的通用性，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承碗，尤其涉及一种具有力学感测装置的电动车车轴轴承碗及其组件。
背景技术
电动车助力控制系统广泛应用于电动车领域。
在电动车的电池续航能力不足或者人们希望通过用力蹬踏电动车的人力驱动轮盘带动链条以锻炼身体时，需要通过力矩传感器感测与电动车的脚蹬相连接的轴辊的受力大小和旋转速度，也即人力蹬踏电动车脚蹬的力度和快慢，以调整电动车的电助力系统的电力矩的输出。例如，当使用者用力并快速蹬踏电动车的脚蹬时，此时力矩传感器感测轴辊的受力大小和转动速度，并据此调整电机扭矩输出的大小，以满足人们更加舒适的骑行效果。
然而，现有技术中的力矩助踩传感器包括中轴花盘力矩传感器等测量装置在采集力矩和速度信号时，结构很复杂，成本很高，且外形笨拙，而现有技术中的后钩爪力矩传感器的通用性比较差，需要改变现有车架结构，不满足车架通用性，也影响整车成本。
亟需研发新的电动车车轴轴承碗以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的之一提供一种结构简单，易于装配的电动车车轴轴承碗。
本发明的另一目的是提供一种不改变现有的整车结构，具有很好的通用性的电动车车轴轴承碗。
本发明的另一目的是提供一种走线简单，制造成本低且易于装配的电动车车轴轴承碗。
本发明的另一目的是提供一种能够感测电动车车轴受力大小和转速大小的电动车车架组件。
为实现上述目的，本发明提供一种电动车车轴轴承碗，包括轴承套接部和端部，所述轴承套接部为圆筒形且与端部连接为一体；所述轴承套接部包括压力感测部，所述压力感测部设置于所述轴承套接部的圆筒上且为圆筒的一个组成部分；所述压力感测部的外壁和内壁相对于规则的圆筒均有部分缺省，且所述压力感测部内壁的缺省之间的部分到轴心的距离小于所述缺省到轴心的距离；在所述压力感测部与所述端部邻接的位置设一条形孔，通过所述压力感测部感测所述轴承碗的内壁所受到的从轴心到所述压力感测部方向上的压力大小。
优选地，所述轴承碗进一步包括套筒套接部，所述套筒套接部与所述轴承套接部连接为一体，且所述套筒套接部的内壁半径大于所述轴承套接部的内壁半径。
优选地，所述压力感测部上设置一卡槽，所述卡槽内固定一压力传感器件或固定压力传感器件的一部分。
优选地，所述卡槽设置于所述压力感测部的外壁或内壁，所述压力传感器件为一应变片。
优选地，所述卡槽设置于所述压力感测部上且靠近所述端部，所述压力传感器件为电磁感应元件或霍尔单元，在端部的传感器件固定槽内放置对应的霍尔单元或电磁感应元件。
优选地，本发明进一步包括一感测电路板，所述感测电路板设置于所述端部上或所述端部的内部；在所述端部上且对应于所述压力感测部的位置开设一传感器件固定槽，且所述压力传感器件或压力传感器件的一部分固定于所述传感器件固定槽中，所述压力传感器件或压力传感器件的一部分与所述感测电路板电连接；所述端部上设置一出线孔，所述感测电路板的电连接线通过所述出线孔送出。
优选地，还包括一速度感应环，所述速度感应环内嵌入铁磁性元件，所述速度感应环固定于轴辊上并随轴辊转动，所述速度感应环对应位置设置速度感应霍尔元件，并电连接于所述感测电路板。
优选地，进一步包括保护固定壳，所述端部的内壁设置有齿状凹槽以与所述保护固定壳相卡接；所述保护固定壳的朝外的内壁内设置均匀分布的齿状凹槽，用于与装配工具相卡接。
本发明还提供一种电动车车架组件，包括上述描述的电动车车轴轴承碗，轴辊，轴承，套筒及车架五通管；所述套筒，轴承和轴承碗依次套接在所述轴辊上，并通过所述轴承碗套接在所述车架五通管上；并根据所述轴承碗上的压力感测信号和速度信号感测单元间接感测脚踏的力量和速度从而提供给电机控制系统来调整电动车的助力动力输出。
本发明的电动车车轴轴承碗，结构精巧简单，易于装配；改善了现有技术中的车轴力学感测装置的走线结构，降低了制造和装配成本，且本发明不改变现有的整车结构，具有很好的通用性，适合批量生产。
附图说明
图1A示出了本发明的电动车车轴轴承碗的结构示意图。
图1B示出了本发明的电动车车轴轴承碗的另一个结构示意图。
图1C示出了本发明的电动车车轴轴承碗应变片卡槽结构示意图。
图2示出了本发明的车轴轴承碗装配后的轴承套接部的横截面示意图。
图3示出了本发明的电动车车轴轴承碗的爆炸图。
图4示出了本发明的电动车车轴轴承碗速度感应环结构。
图5示出了本发明的电动车车轴轴承碗与其他零部件的组装示意图。
图6示出了本发明的电动车车轴轴承碗与其他零部件组装后的示意图。
图7示出了本发明的电动车车架组件示意图。
具体实施方式
在详细说明本发明各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明。需要注意的是，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
图1A示出了本发明的电动车车轴轴承碗的结构图示意图。如图1所示，本发明的电动车车轴轴承碗包括轴承套接部6和端部61，所述轴承套接部6为圆筒形且与端部61连接为一体；所述轴承套接部6包括压力感测部21，所述压力感测部21设置于所述轴承套接部6的圆筒上且为圆筒的一个组成部分；所述压力感测部21的外壁和内壁相对于规则的圆筒均有部分缺省602，且所述压力感测部21内壁的缺省602之间的部分到轴心的距离小于所述缺省602到轴心的距离；在所述压力感测部21与所述端部61邻接的位置设一条形孔18，通过所述压力感测部21感测所述轴承碗的内壁受到的从轴心到压力感测部21方向上的压力大小。
需要说明的是，所述轴心的位置由轴承2的轴心确定，或由所述轴承套接部6的除了所述压力感测部21之外的部分所确定。所述轴承2为规则的圆环形的筒状结构，所述轴承套接部6除去所述压力感测部21之后留下的部分是一个规则圆环的一部分。藉此可以确定其圆心，也即轴心。所述压力感测部(21)内壁的缺省(602)之间的部分到轴心的距离或所述缺省(602)到轴心的距离，指的是在所述轴承套接部6垂直于轴辊的横截面上测得的距离。
另外需要说明的是，所述压力感测部(21)内壁的缺省(602)之间的部分可以是以所述轴心为圆心的规则圆环的一部分，也可以是相对于规则圆环的一部分略有缺省，或略有凸出，其表面可以是规则的弧面，也可以是不规则的弧面或其他形状的表面。所述压力感测部(21)内壁的缺省(602)之间的部分在受到轴承2的作用力时，与轴承2的外壁相抵触。
图1B示出了本发明的电动车车轴轴承碗的另一个结构示意图。如图1B所示，本发明的电动车车轴轴承碗进一步包括套筒套接部62，所述套筒套接部62与所述轴承套接部6连接为一体，且所述套筒套接部62的内壁半径大于所述轴承套接部6的内壁半径。采用这样的结构的有益效果是一方面可以利用套筒套接部62使得本发明的轴承碗与轴辊3上套接的套筒4套接在一起，另一方面，由于套筒套接部62的内壁半径大于轴承套接部6的内壁半径，从而可以为轴承2预留一定的活动空间，避免轴承2被固定死。
图2示出了本发明的电动车车轴轴承碗装配后的轴承套接部的横截面示意图。其中，轴承套接部6套接在轴承2上，而轴承2则套接在轴辊3上；轴承套接部6的外围则是电动车车架的五通管22管壁。如图中所示，所述轴承套接部6的下半部分为规则的圆环，上部中，也即压力感测部21的这一部分则是一个不规则的圆环，也可以理解为规则的圆环中剔除了相应的轴承套接部6的内壁和外壁的一部分；其中，所述压力感测部21内壁的两个缺省602之间的部分到轴心的距离小于所述缺省602到轴心的距离。应当理解的是，也可以设置三个或多个内壁的缺省602。采用这样的结构，使得所述的轴承碗与其他零部件装配到电动车五通管22之后，所述轴辊3受力时，会压迫所述轴承2，所述轴承2的外壁抵触所述两个缺省部602中间凸起的部分，引起所述压力感测部21向上拱起，压力的大小决定了拱起的程度。正因为所述压力感测部21为不规则的圆环状，其与五通管22的内壁之间以及其与轴承2的外壁之间形成了空隙，也为压力感测部21的形变预留了空间。
相对于通过另设压力感测装置的车轴组件，本发明将车轴动力感测装置直接集成在了轴承碗上从而可以根据不同的型号设计不同的轴承碗，而其他配件基本不需要作出改变。再者，把压力感测装置集成在轴承碗上，致使电路连接及走线变得容易，因为轴承碗一般是装配在车架的五通管的外围或端部。另外，轴承碗可以作为独立的配件进行单独设计和生产，具有更好的通配性和更低的制造成本。另外，售后维修的成本更低，因为压力感测装置在出现故障时，只需要更换一个本发明的车轴轴承碗即可，而不需要更换整个电动车车轴组件。
另外，如图1B和图1C所示，可在所述压力感测部21上设置一卡槽16，所述卡槽16内固定一压力传感器件，并紧贴在卡槽16槽内，跟随压力感测部21发生相应的形变，优选地，如图1B所示，所述卡槽16设置于所述压力感测部21的内壁上，所述压力传感器件为一应变片(图中未示)。如图1C所示，所述卡槽16也可以设置在所述压力感测部21的外壁上，所述应变片可以设置在所述卡槽16中，从而使得所属应变片设置于所述压力感测部21的内壁与所述轴承2的外壁之间或压力感测部21的外壁与所述五通管22的内壁之间。当轴辊3受力压迫轴承2并进而抵触所述轴承套接部6的内部缺省602之间的部分时，引起压力感测部21向上拱起，进而致使应变片变形，而应变片可以把压力信号转变成电信号，并传递给与之电连接的感测电路，从而测得所述轴辊3受到的压力。
另外，所述卡槽16还可以设置于所述压力感测部21上且靠近所述端部61，所述压力传感器件为电磁感应元件7(如图3所示)或霍尔单元12(如图3所示)，在端部61的传感器件固定槽17内放置对应的霍尔单元12或电磁感应元件(7)。需要注意的是，这里的电磁感应元件7和霍尔单元12是一种匹配关系，即如果是在压力感测部21边缘的卡槽16中设置电磁感应元件7(如图1A所示)，那么则需要在端部61上的相应部位的传感器件固定槽17设置霍尔元件12，用以感测所述压力感测部21与所属端部61之间的在远离或靠近轴辊的轴心方向上的相对位移；反之，如果是在压力感测部21边缘的卡槽16中设置霍尔元件12，那么则需要在端部61上的相应部位的传感器件固定槽(17)设置电磁感应元件7。另外，所述电磁感应元件7可以是铁磁性部件，例如磁铁，磁石或铁磁性物质等。
图3示出了本发明的电动车车轴轴承碗的爆炸图。如图3所示，优选地，本发明还包括一感测电路板9；所述感测电路板9设置于所述端部61上或所述端部61的内部；在所述端部61上且对应于所述压力感测部21的位置开设一传感器件固定槽17，且所述压力传感器件或压力传感器件的一部分固定于所述传感器件固定槽17中，所述压力传感器件或压力传感器件的一部分与所述感测电路板9电连接；所述端部61上设置一出线孔20，所述感测电路板9的电连接线8通过所述出线孔20送出。需要注意的是，所述传感器件固定槽17还可以起到方向标示的作用，最好开设在对应于所述压力感测部21正中的位置。可以方便轴承碗的压力感测部21装配在正确的方位上，更能准确的感测电动车轴辊的受力大小。并且，本发明采用在所述端部61上的出线孔20，在所述端部61上设置电路板大大缩短了电连接走线的距离，方便装配，减少机构干涉。
如图3及图4所示，本发明的电动车车轴轴承碗还包括一速度感应环10，所述速度感应环10内嵌入铁磁性元件14，所述速度感应环10固定于轴辊3上并随轴辊3转动，在所述速度感应环(10)对应位置设置速度感应霍尔元件(13)，并电连接于所述感测电路板(9)。需要说明的是，所述磁性元件14可以是磁铁、磁石或其他铁磁性的元件。
本发明在感测电动车车轴的轴辊的受力的同时，还可以感测所述轴辊的转动速度和转动方向，并进而根据所感测到的受力大小和转动速度的快慢及转动方向，电机控制系统进而及时快速调整电动助力输出的大小，可以做到智能化的调整和更加安全的电助力骑行，方便了使用者以更加智能的方式使用电助力。
如图3所示，本发明还提供一个与端部61对应的保护固定壳11，所述端部61的内壁设置有齿状凹槽以与所述保护固定壳相卡接；所述保护固定壳11的朝外的内壁内设置均匀分布的齿状凹槽。所述保护固定壳11可以卡接在所述端部61上。一方面可以利用这些所述的齿状凹槽卡接轴承碗装卸工具，在装配时能够快速拧紧轴承碗，方便使用者或工厂装配及使用。
本发明还提供一种电动车车架组件。如图5，图6和图7所示。本发明的电动车车架可以包括上述实施例部分公开的任一种电动车车轴轴承碗5；应当理解的是，这里所说的轴承碗5包括上述说明书部分直接描述的轴承碗结构，也包括各种技术特征任意组合所获得的有各种特色或优势的轴承碗结构。本发明的电动车车架组件还包括轴辊3，轴承2，套筒4及车架五通管22；所述套筒4，轴承2和轴承碗5依次套接在所述轴辊3上，并通过所述轴承碗5和另一轴承碗套接在所述车架五通管22上；并根据所述轴承碗5上的压力感测信号单元和速度感测信号输出调整电动车的助力动力输出。
需要说明的是，需要感测哪个方向的压力，就将本发明的压力感测部21装配朝向那个方向；一般情况下，可以把本发明的轴承碗装配为使压力感测部21朝向电动车后轮的方向。
本发明采用的电动车车架组件，由于采用了在轴承碗上设置压力感测装置和速度感测装置，整体上的结构更加简单，装配起来更加容易，能够提高电动车整车装配效率，并且由于轴承碗作为一个独立的部件，具有更高的适配性和通用性，制造成本也更低。
尽管结合优选实施方案具体描述了本发明的内容，但所属领域的技术人员在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，可以对本发明的具体实施方式进行各种局部不的变化，在形式上和细节上可以对本发明做出各种改变或调整，均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电动车车轴轴承碗，包括轴承套接部(6)和端部(61)，所述轴承套接部(6)为圆筒形且与端部(61)连接为一体；其特征在于，所述轴承套接部(6)包括压力感测部(21)，所述压力感测部(21)设置于所述轴承套接部(6)的圆筒上且为圆筒的一个组成部分；所述压力感测部(21)的外壁和内壁相对于规则的圆筒均有部分缺省(602)，且所述压力感测部(21)内壁的缺省(602)之间的部分到轴心的距离小于所述缺省(602)到轴心的距离；在所述压力感测部(21)与所述端部(61)邻接的位置设一条形孔(18)，通过所述压力感测部(21)感测所述轴承碗的内壁所受到的从轴心到所述压力感测部(21)方向上的压力大小。
2.根据权利要求1所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，所述轴承碗进一步包括套筒套接部(62)，所述套筒套接部(62)与所述轴承套接部(6)连接为一体，且所述套筒套接部(62)的内壁半径大于所述轴承套接部(6)的内壁半径。
3.根据权利要求1所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，所述压力感测部(21)上设置一卡槽(16)，所述卡槽(16)内固定一压力传感器件或固定压力传感器件的一部分。
4.根据权利要求3所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，所述卡槽(16)设置于所述压力感测部(21)的外壁或内壁，所述压力传感器件为一应变片。
5.根据权利要求3所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，所述卡槽(16)设置于所述压力感测部(21)上且靠近所述端部(61)，所述压力传感器件为电磁感应元件(7)或霍尔单元(12)，在端部(61)的传感器件固定槽(17)内放置对应的霍尔单元(12)或电磁感应元件(7)。
6.根据权利要求3-5任一项所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，包括一感测电路板(9)，所述感测电路板(9)设置于所述端部(61)上或所述端部(61)的内部；在所述端部(61)上且对应于所述压力感测部(21)的位置开设一传感器件固定槽(17)，且所述压力传感器件或压力传感器件的一部分固定于所述传感器件固定槽(17)中，所述压力传感器件或压力传感器件的一部分与所述感测电路板(9)电连接；所述端部(61)上设置一出线孔(20)，所述感测电路板(9)的电连接线(8)通过所述出线孔(20)送出。
7.根据权利要求6所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，还包括速度感应环(10)，所述速度感应环(10)内嵌入铁磁性元件(14)，所述速度感应环(10)固定于轴辊(3)上并随轴辊(3)转动，所述速度感应环(10)对应位置设置速度感应霍尔元件(13)，并电连接于所述感测电路板(9)。
8.根据权利要求7所述的电动车车轴轴承碗，其特征在于，进一步包括保护固定壳(11)，所述端部(61)的内壁设置有齿状凹槽以与所述保护固定壳相卡接；所述保护固定壳(11)的朝外的内壁内设置均匀分布的齿状凹槽。
9.一种电动车车架组件，其特征在于，包括权利要求1-5、7和8任一项权利要求所述的电动车车轴轴承碗(5)，轴辊(3)，轴承(2)，套筒(4)及车架五通管(22)；所述套筒(4)，轴承(2)和轴承碗(5)依次套接在所述轴辊(3)上，并通过所述轴承碗(5)套接在所述车架五通管(22)上；并将所述轴承碗(5)上的压力感测信号和速度感测信号输出给控制系统以调整电动车的助力动力输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 215300 Jianwei Auto Parts Logistics Market, 55 Chaoyang East Road, Kunshan Development Zone, Jiangsu Province, 6 1705 Rooms Patentee after: Kunshan climbing Electronic Technology Co., Ltd. Address before: 215300 No. 55 Chaoyang East Road, Kunshan Development Zone, Jiangsu Province, 6-1705 Patentee before: Freq-variable electronic Science and Technology Ltd. is climbed in Kunshan |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 28 hengsi Road, Chengxiang Town, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou moteng Electronic Technology Co., Ltd Address before: 215300 Jianwei Auto Parts Logistics Market, 55 Chaoyang East Road, Kunshan Development Zone, Jiangsu Province, 6 1705 Rooms Patentee before: KUNSHAN PANDENG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |