CN106953470B - 一种电动车力矩感应测量式电机 - Google Patents

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Abstract

本发明一种电动车力矩感应测量式电机，包括电机轴棍、套设在电机轴棍上的电机定子部和电机转子部，电机转子部连接有第一轴承，电机轴棍的外周套设有力矩感应装置，力矩感应装置包括固定部、移动部和过渡部，以及安装在固定部和移动部之间的至少一个感测固定部和移动部相对位移的力传感器，固定部连接在电机轴棍上，移动部与电机转子部通过第一轴承连接，固定部和移动部通过过渡部连接，电机转子部连接有负载连接部，负载连接部与外力装置或部件进行连接。本发明除了在电机内集成力矩测量装置还集成了速度测量装置，同时感应脚踏的力矩信号和速度信号，解决了单一力矩安全隐患，大大提高骑行的舒适度和安全性，出线简单、维修更换方便。

Description

一种电动车力矩感应测量式电机
技术领域
本发明涉及电动车力矩感应测量式电机，尤其是涉及一种电动车力矩、速度一体式测量装置。
背景技术
现有技术中，电动自行车绝大多传感器都是独立部件，如中轴式力矩、钩爪式力矩、磁盘式力矩，这些分体式传感器对整车来说，结构和装配都很复杂，各个部件安装于整车的不同部位，这种方案影响整车整洁、安装繁琐、线路外漏走线长，售后麻烦，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时感应力矩和速度的电动车力矩感应测量式电机。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种电动车力矩感应测量式电机，包括电机轴棍、套设在所述电机轴棍上的电机定子部和电机转子部，其特征在于：所述电机转子部连接有第一轴承，所述电机轴棍的外周套设有力矩感应装置，所述力矩感应装置包括固定部、移动部和过渡部，以及安装在所述固定部和所述移动部之间的至少一个感测所述固定部和所述移动部相对位移的力传感器，所述固定部连接在所述电机轴棍上，所述移动部与电机转子部通过所述第一轴承连接，所述固定部和移动部通过所述过渡部连接，所述电机转子部连接有负载连接部，所述负载连接部与外力装置或部件进行连接。
进一步的，所述负载连接部为飞轮或其他传动体，所述电机定子部和所述负载连接部之间设有助踩速度传感器，所述助踩速度传感器分为速度感应部和速度旋转部，所述速度感应部固定在电机定子部，所述速度旋转部为铁磁性材料体，铁磁性材料体直接或者通过其他结构体连接飞轮的相对旋转部，或者铁磁性材料体为飞轮的链齿。
进一步的，所述力传感器包括力矩感应霍尔和力矩感应磁石，所述力矩感应霍尔安装在固定部或移动部上，所述力矩感应磁石安装在移动部或固定部上，所述力矩感应霍尔和力矩感应磁石相对设置。
进一步的，所述力传感器为形变感应传感器，所述形变感应传感器设置于所述力矩感应装置的过渡部。
进一步的，所述电机轴棍具有定子安装部、力矩感应装置安装部和第二轴承安装部，所述定子安装部的外周套设有电机定子部，所述力矩感应装置安装部的外周套设有力矩感应装置，所述第二轴承安装部的外周套设有第二轴承。
进一步的，所述电机转子部包括转子磁钢部、电机外壳及电机端盖，所述转子磁钢部与所述电机外壳直接连接或通过其他结构连接。
进一步的，所述电机转子部的内部设有第二轴承槽，所述第二轴承安装在所述第二轴承槽内。
进一步的，所述电机端盖的内侧设有第一轴承槽，所述第一轴承安装在所述第一轴承槽内。
进一步的，所述电动车力矩感应测量式电机还包括控制主板和信号输出线，所述力传感器和速度感应部电气连接控制主板，所述信号输出线与所述控制主板电气连接。
与现有技术相比，本发明电动车力矩感应测量式电机的有益效果是：除了在电机内集成力矩测量装置还集成了速度测量装置，可以同时感应脚踏的力矩信号和速度信号，解决了单一力矩安全隐患，大大提高骑行的舒适度和安全性，同时对整车出线简单、维修更换更方便。
附图说明
图1是电动车力矩感应测量式电机的装配示意图。
图2是图1另一角度的示意图。
图3是电动车力矩感应测量式电机的爆炸示意图。
图4是图3另一角度的示意图。
图5是图3部分结构的放大示意图。
图6是图5的装配示意图。
图7是图5部分结构的放大示意图。
图8是负载连接部与速度旋转部的爆炸示意图。
图9是图8的装配示意图。
图10是电动车力矩感应测量式电机的工作原理图。
图中标号如下：
1-电机轴棍；
11-定子安装部；
12-力矩感应装置安装部；
13-出线孔；
14-第二轴承安装部；
2-电机定子部；
20-电机转子部；
3-电机外壳；
31-第二轴承槽；
32-转子磁钢部；
4-电机端盖；
41-第一轴承槽；
5-第一轴承；
6-力矩感应装置；
61-固定部；
62-移动部；
63-过渡部；
64-力矩感应霍尔安装槽；
65-力矩感应磁石安装槽；
66-速度感应霍尔安装槽；
67-力矩感应霍尔；
68-力矩感应磁石；
69-速度感应霍尔；
7-第二轴承；
8-负载连接部；
80-脚踏盘；
801-链条；
81-飞轮；
82-速度感应盘；
83-速度感应磁石；
9-控制主板；
10-信号输出线。
具体实施方式
请参阅图1至图10，电动车力矩感应测量式电机，包括电机轴棍1、套设在电机轴棍1上的电机定子部2和电机转子部20，电机转子部20包括转子磁钢部32、电机外壳3及电机端盖4，电机转子部20也可为其他结构体，如齿轮结构、棘轮，所述转子磁钢部32与所述电机外壳3直接连接或通过其他结构连接，如齿轮结构。
电机轴棍1具有定子安装部11、力矩感应装置安装部12、出线孔13和第二轴承安装部14。定子安装部11和力矩感应装置安装部12形成第一台阶面，定子安装部11和第二轴承安装部14形成第二台阶面，定子安装部11的外周套设有电机定子部2，力矩感应装置安装部12的外周套设有力矩感应装置6，力矩感应装置6的外周套设有第一轴承5，第一轴承5与电机端盖4连接，电机端盖4的内侧设有第一轴承槽41，第一轴承5安装在第一轴承槽41内。第二轴承安装部14的外周套设有第二轴承7，电机外壳3的内侧设有第二轴承槽31，第二轴承7安装在第二轴承槽31内。
力矩感应装置6包括固定部61、移动部62和过渡部63，以及安装在固定部61和移动部62之间的至少一个感测固定部和移动部相对位移的力传感器，固定部61连接在电机轴棍1上，移动部与电机转子部通过第一轴承连接，移动部62与第一轴承5的内周连接，固定部61和移动部62通过过渡部63连接。力传感器包括力矩感应霍尔67和力矩感应磁石68，固定部61设有力矩感应霍尔安装槽64，力矩感应霍尔安装槽64内设有力矩感应霍尔67，移动部62设有力矩感应磁石安装槽65，力矩感应磁石安装槽65内设有力矩感应磁石68，力矩感应霍尔67与力矩感应磁石68相对设置。在其他实施例中，力矩感应霍尔67可以设在移动部62上，而力矩感应磁石68设在固定部上，只要力矩感应霍尔67与力矩感应磁石68有相对移动即可。
电机端盖4连接有负载连接部8，负载连接部8与外力装置或部件进行连接，负载连接部8带动电机转子部20旋转，负载连接部8为飞轮或其他传动体，电机定子部和负载连接部之间设有助踩速度传感器，助踩速度传感器分为速度感应部和速度旋转部，速度感应部固定在电机定子部，速度旋转部为铁磁性材料体，铁磁性材料体直接或者通过其他结构体连接飞轮的相对旋转部，或者铁磁性材料体为飞轮的链齿。本实施例中，速度旋转部包括速度感应盘82和速度感应磁石83，速度感应盘82与飞轮81的端面连接，速度感应磁石83安装在速度感应盘82上。
本实施例中，速度感应部为速度感应霍尔69，移动部62还设有速度感应霍尔安装槽66，速度感应霍尔安装槽66内设有速度感应霍尔69。其他实施例中，速度感应部也可以是其他的电磁或电容感应元件。
电动车力矩感应测量式电机还包括控制主板9和信号输出线10，力传感器和速度感应部电气连接控制主板，信号输出线10与控制主板9电气连接，信号输出线10穿过出线孔13延伸至电动车力矩感应测量式电机外侧。力矩感应霍尔67、速度感应霍尔69感应到的力矩信号、速度信号被控制主板接收数据处理，然后通过信号输出线10进行输出。
本发明的工作原理为：骑行时，用户通过登脚踏带动脚踏盘80转动，脚踏盘80通过链条801带动负载连接部8转动，此时由于链条801的外力牵引，使得负载连接部8产生径向拉力，由于负载连接部8安装在电机端盖4上，所以带动电机端盖4产生位移，进而带动与其固定的第一轴承5产生位移，进而带动与第一轴承5连接的力矩感应装置的移动部62相对于固定部61产生位移，力矩感应霍尔67感应到力矩感应磁石的位移，从而计算得出用户登脚踏的力矩。同时，位于力矩感应装置6上的速度感应霍尔69通过感应具有铁磁性材料的负载连接部8的旋转体的旋转（负载连接部通常是3部分组成：与电机端盖连接的负载连接部的固定部。与外力机构连接的负载连接部的相对旋转部，在负载连接部的固定部与外力机构连接的负载连接部的相对旋转部之间棘轮结构体），通个脚踏齿盘和负载连接部飞轮的齿数比计数，从而计算得出人体对电动车的脚踏助踩速度。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动车力矩感应测量式电机，包括电机轴棍、电机转子部和套设在所述电机轴棍上的电机定子部，其特征在于：所述电机转子部连接有第一轴承，所述电机轴棍的外周套设有力矩感应装置，所述力矩感应装置包括固定部、移动部和过渡部，以及安装在所述固定部和所述移动部之间的至少一个力传感器，所述力传感器用于感测所述固定部和所述移动部相对位移，所述固定部连接在所述电机轴棍上，所述移动部与电机转子部通过所述第一轴承连接，所述固定部和移动部通过所述过渡部连接，所述电机转子部连接有负载连接部，所述负载连接部与外力装置进行连接。
2.根据权利要求1所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述负载连接部为飞轮，所述电机定子部和所述负载连接部之间设有助踩速度传感器，所述助踩速度传感器分为速度感应部和速度旋转部，所述速度感应部固定在电机定子部，所述速度旋转部为铁磁性材料体，铁磁性材料体直接连接飞轮的相对旋转部，或者铁磁性材料体为飞轮的链齿。
3.根据权利要求1所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述力传感器包括力矩感应霍尔和力矩感应磁石，所述力矩感应霍尔安装在固定部或移动部上，所述力矩感应磁石安装在移动部或固定部上，所述力矩感应霍尔和力矩感应磁石相对设置。
4.根据权利要求1所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述力传感器为形变感应传感器，所述形变感应传感器设置于所述力矩感应装置的过渡部。
5.根据权利要求1所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述电机轴棍具有定子安装部、力矩感应装置安装部和第二轴承安装部，所述定子安装部的外周套设有电机定子部，所述力矩感应装置安装部的外周套设有力矩感应装置，所述第二轴承安装部的外周套设有第二轴承。
6.根据权利要求1所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述电机转子部包括转子磁钢部、电机外壳及电机端盖，所述转子磁钢部与所述电机外壳直接连接或通过其他结构连接。
7.根据权利要求5所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述电机转子部的内部设有第二轴承槽，所述第二轴承安装在所述第二轴承槽内。
8.根据权利要求6所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述电机端盖的内侧设有第一轴承槽，所述第一轴承安装在所述第一轴承槽内。
9.根据权利要求2所述的电动车力矩感应测量式电机，其特征在于：所述电动车力矩感应测量式电机还包括控制主板和信号输出线，所述力传感器和速度感应部电气连接控制主板，所述信号输出线与所述控制主板电气连接。
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