CN107031784A - 自行车的牙盘式力矩传感装置 - Google Patents

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陈世伟
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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Abstract

本发明涉及一种自行车的牙盘式力矩传感装置,牙盘包括内圈和外圈,内圈与曲柄固定连接，外圈设有牙盘齿片，内圈和外圈之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁，弹性梁的中部位置开设有通孔，与通孔所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片,通孔的中心线垂直于牙盘的表面，每个弹性梁上的通孔为两个，并且相互连通。本发明牙盘式力矩传感装置设置于牙盘上，利用了现有牙盘的结构，结构简单精巧，安装方便，即使出现故障检修方便。

Description

自行车的牙盘式力矩传感装置
技术领域
本发明涉及自行车领域，尤其涉及一种自行车的牙盘式力矩传感装置。
背景技术
随着人们环保意识的的增强，具有高效节能的电动自行车越来越受到人们的青睐，现有的电动自行车用以检测踏力的扭力传感器一般安设于中轴上，结构设计复杂，并且安装不方便，如出现故障，检修起来也很麻烦。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种自行车的牙盘式力矩传感装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自行车的牙盘式力矩传感装置,牙盘包括内圈和外圈,所述内圈与曲柄固定连接，所述外圈设有牙盘齿片，所述内圈和外圈之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁，所述弹性梁的中部位置开设有通孔，与所述通孔所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片,所述通孔的中心线垂直于牙盘的表面，每个弹性梁上的通孔为两个，并且相互连通。
优选地，所述曲柄上设有至少有一个限位凸台，所述限位凸台与所述弹性梁临近外圈的侧壁相对应，所述弹性梁发生过载变形时，所述限位凸台压合于弹性梁的侧壁上，减轻内圈的负载并防止弹性梁进一步变形。
优选地，所述曲柄上设有至少有一个限位凸台，所述限位凸台插于外圈的凹槽内，所述弹性梁发生过载变形时，所述限位凸台压合于外圈的凹槽内壁，减轻内圈的负载并防止弹性梁进一步变形。
优选地，所述弹性梁和外圈与曲柄之间留有间隙。
优选地，所述弹性梁和外圈与曲柄之间的间隙设有弹性垫圈。
优选地，所述外圈上设有转子电路板，所述转子电路板与应变片连接，转子电路板设有电源无线接收模块和信号无线发射模块，车架五通上与所述转子电路板相对应的设有定子电路板，所述定子电路板上设有电源无线发射模块和信号无线接收模块。
优选地，所述转子电路板和定子电路板外套设防护罩，所述防护罩和所述外圈固定连接。
优选地，所述内圈上还设有齿轮形状金属体，车架五通上对应齿轮形状金属体设有齿轮传感器，所述齿轮传感器用以检测牙盘相对车架五通转动的信号。
优选地，所述定子电路板设齿轮传感器或霍尔传感器，对应的牙盘位置上设有齿轮形状金属体或者磁铁，用以检测牙盘相对车架五通转动的信号。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1)本发明牙盘式力矩传感装置设置于牙盘上，利用了现有牙盘的结构，结构简单精巧，安装方便，即使出现故障检修方便。
2)设有过载保护装置，防止弹性应变梁受力过大造成不可恢复的变形，延长弹性梁的使用寿命，并且保证了应变片测量形变的精度。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明优选实施例的爆炸结构示意图；
图2为本发明优选实施例的剖视结构示意图；
图3为本发明优选实施例在未过载状态下的正视结构示意图；
图4为本发明优选实施例在过载状态下的正视结构示意图；
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
如图1至图4所示，一种自行车的牙盘式力矩传感装置,牙盘包括内圈1和外圈2,内圈1与曲柄3固定连接，外圈2设有牙盘齿片4，内圈1和外圈2之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁5，弹性梁5的中部位置开设有通孔51，与通孔51所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片6，通孔51的中心线垂直于牙盘的表面，每个弹性梁5上的通孔51为两个，并且相互连通。脚踏在曲柄3上施力时，踏力通过内圈1、弹性梁5、外圈2依次传递转换扭力到牙盘齿片4，弹性梁5上设有通孔51为两个，在保证弹性梁5强度的同时，对弹性梁5所受扭力所表现的形变更为敏感，应变片6对应于通孔51所对应的弹性梁外表面，更易于敏锐的检测到弹性梁5的形变，进而依据形变所生成的电信号计算出扭力的大小。
在上述方案的基础上，曲柄3上设有至少有一个限位凸台31，限位凸台31与弹性梁5临近外圈2的侧壁相对应，弹性梁5发生过载变形时，限位凸台31压合于弹性梁5的侧壁上，则扭力的传递顺序由曲柄3、内圈1、弹性梁5、外圈2、牙盘齿片4变为曲柄3、临近外圈2的弹性梁侧壁、外圈2、牙盘齿片4，减轻内圈1的负载并防止弹性梁5进一步变形。本实施例所设有的过载保护结构，能够防止弹性梁5受力过大造成不可恢复的变形，延长弹性梁5的使用寿命，并且保证了应变片6测量形变的精度。
相对上述过载保护结构的另一种变型，曲柄3上设有至少有一个限位凸台31，限位凸台31插于外圈2的凹槽内，弹性梁5发生过载变形时，限位凸台31压合于外圈2的凹槽内壁，则扭力的传递顺序由曲柄3、内圈1、弹性梁5、外圈2、牙盘齿片4变为曲柄3、外圈2、牙盘齿片4，减轻内圈1的负载并防止弹性梁5进一步变形。本实施例所设有的过载保护结构，同样能够防止弹性梁5受力过大造成不可恢复的变形，延长弹性梁5的使用寿命，并且保证了应变片6测量形变的精度。
具体的，弹性梁5和外圈2与曲柄3之间留有间隙，保证他们能够相对转动。
具体的，弹性梁5和外圈2与曲柄之间的间隙设有弹性垫圈13，作为辅助支撑。
具体的，外圈2上设有转子电路板7，转子电路板7与应变片6连接，转子电路板7设有电源无线接收模块和信号无线发射模块，车架五通8上与转子电路板7相对应的设有定子电路板9，定子电路板9上设有电源无线发射模块和信号无线接收模块。应变片6检测到的形变信号由转子电路板7的信号无线发射模块传输至定子电路板9的信号无线接收模块，并由定子电路板9的信号无线接收模块进一步传输至控制单元。
具体的，转子电路板7和定子电路板9外套设防护罩10，防护罩10和外圈2固定连接，用以防止灰尘。
具体的，内圈1上还设有齿轮形状金属体11，车架五通8上对应齿轮形状金属体11设有齿轮传感器12，齿轮传感器用12以检测牙盘相对车架五通8转动的信号。
具体的，定子电路板9设齿轮传感器或霍尔传感器，对应的牙盘位置上设有齿轮形状金属体11或者磁铁，用以检测牙盘相对车架五通8转动的信号。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，其中各部件的局部结构、连接方式可以根据实际情况有所调整，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (9)

1.一种自行车的牙盘式力矩传感装置,牙盘包括内圈和外圈,所述内圈与曲柄固定连接，所述外圈设有牙盘齿片，其特征在于，所述内圈和外圈之间均匀设有三个或三个以上的弹性梁，所述弹性梁的中部位置开设有通孔，与所述通孔所对应的弹性梁外表面设有至少一个应变片,所述通孔的中心线垂直于牙盘的表面，每个弹性梁上的通孔为两个，并且相互连通。
2.根据权利要求1所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述曲柄上设有至少有一个限位凸台，所述限位凸台与所述弹性梁临近外圈的侧壁相对应，所述弹性梁发生过载变形时，所述限位凸台压合于弹性梁的侧壁上，减轻内圈的负载并防止弹性梁进一步变形。
3.根据权利要求1所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述曲柄上设有至少有一个限位凸台，所述限位凸台插于外圈的凹槽内，所述弹性梁发生过载变形时，所述限位凸台压合于外圈的凹槽内壁，减轻内圈的负载并防止弹性梁进一步变形。
4.根据权利要求1至3任一所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述弹性梁和外圈与曲柄之间留有间隙。
5.权利要求4所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述弹性梁和外圈与曲柄之间的间隙设有弹性垫圈。
6.根据权利要求1至3任一所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述外圈上设有转子电路板，所述转子电路板与应变片连接，转子电路板设有电源无线接收模块和信号无线发射模块，车架五通上与所述转子电路板相对应的设有定子电路板，所述定子电路板上设有电源无线发射模块和信号无线接收模块。
7.根据权利要求6所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述转子电路板和定子电路板外套设防护罩，所述防护罩和所述外圈固定连接。
8.根据权利要求6所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述内圈上还设有齿轮形状金属体，车架五通上对应齿轮形状金属体设有齿轮传感器，所述齿轮传感器用以检测牙盘相对车架五通转动的信号。
9.根据权利要求6所述自行车的牙盘式力矩传感装置，其特征在于，所述定子电路板设齿轮传感器或霍尔传感器，对应的牙盘位置上设有齿轮形状金属体或者磁铁，用以检测牙盘相对车架五通转动的信号。
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