CN108945270A - 一种电动助力车力矩传感器 - Google Patents

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张军
穆英毅
刘家名
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Suzhou Torque Intelligent Technology Co Ltd
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Suzhou Torque Intelligent Technology Co Ltd
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    • 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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    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
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    • B62K2204/00—Adaptations for driving cycles by electric motor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种电动助力车力矩传感器。本发明的技术方案是：一种电动助力车力矩传感器，包括中轴、力矩环以及感应机构，所述力矩环包括内环与外环，所述感应机构设置在内环与外环之间，所述内环上设置有能够抵触感应机构的触发块，所述中轴带动内环转动时通过触发块激活感应机构，所述内环与外环之间周向设置有若干个能够使得力矩环回弹的变形机构。本发明提供的方案在承受较大扭矩时仍然能正常工作，增加了力矩传感器的使用寿命，变形机构为弹性结构，在保证其刚度的同时，保证其具有最大程度的回弹效果，减小助力衰减，解决了力矩传感器的电池持续供电和应力集中问题。

Description

一种电动助力车力矩传感器
技术领域
本发明涉及力矩传感器技术领域，特别涉及一种电动助力车力矩传感器。
背景技术
随着人们环保意识和健康意识的逐渐增强，自行车作为既环保、又方便的短途交通工具又重新地进入了大众的视野，并成为城市里随处可见的一道独特风景。近几年，相对于传统的单车而言，电动助力自行车以其省力、节能的特点在单车领域内赢得了越来越多人的青睐。而对于一款好的电动助力自行车来说，其内部的核心部件-力矩传感器则是决定其性能好坏的关键所在。
现有技术中的电动助力自行车上配备的力矩传感器通过接收由连接在自行车中轴上的力矩环传递来的应变信号来感应骑行者踩踏时自行车中轴的扭转应变，将其转化成电信号之后发送给控制器，从而向单车提供助力。但是由于力矩环结构的限制，骑行者在踩踏时，力矩环很容易到达屈服极限而使助力减小。与此同时，在骑行过程中，力矩环也很容易出现应力集中的情况，缩短力矩环的使用寿命，给骑行者造成了很大的不便。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种可有效解决电池持续供电和应力集中问题的电动助力车力矩传感器。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种电动助力车力矩传感器，包括中轴、力矩环以及感应机构，所述力矩环包括内环与外环，所述感应机构设置在内环与外环之间，所述内环上设置有能够抵触感应机构的触发块，所述中轴带动内环转动时通过触发块激活感应机构，所述内环与外环之间周向设置有若干个能够使得力矩环回弹的变形机构。
优选的，所述力矩环还包括设置在内环上的限位块以及设置在外环上且能够与限位块抵设的凸起部。
优选的，所述变形机构的形状为波形或S形或Z形或圆形或扇形或三角形或M形。
优选的，所述变形机构的形状为呈橄榄形。
优选的，所述变形机构与内环和外环之间一体成型设置。
优选的，所述感应机构为位移感应传感器，所述位移感应传感器包括与触发块配合的滑块，所述触发块为通过弹簧与内环压紧连接的磁钢。
优选的，所述感应机构通过支架固定设置在外环上。
优选的，所述内环与中轴通过螺纹连接，所述内环上周向设置有若干个螺纹孔。
优选的，所述变形机构的数量为三个，所述感应机构与三个变形机构围绕内环等间距设置。
本发明相对于现有技术具有如下优点，若干个变形机构的设置减小了踩踏力过大时力矩环的应力集中，使其在承受较大扭矩时仍然能正常工作，增加了力矩传感器的使用寿命，变形机构为弹性结构，在保证其刚度的同时，保证其具有最大程度的回弹效果，减小助力衰减，其中限位块的作用保证力矩环即使在承受大扭矩的时候也不会因为达到屈服极限而向控制器传递持续助力信号，增加了骑行者在骑行时的安全系数。
附图说明
图1为本发明的变形机构为波形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图2为本发明的变形机构为S形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图3为本发明的变形机构为Z形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图4为本发明的变形机构为圆形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图5为本发明的变形机构为扇形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图6为本发明的变形机构为三角形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图7为本发明的变形机构为M形的电动助力车力矩传感器的结构示意图；
图8为本发明的变形机构为橄榄形的电动助力车力矩传感器的结构示意图。
图中：1、中轴；2、内环；3、外环；4、感应机构；5、触发块；6、限位块；7、变形机构；8、滑块；9、支架；10、螺纹孔；11、凸起部；12、力矩环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种电动助力车力矩传感器，包括中轴1、力矩环12以及感应机构4，所述力矩环12包括内环2与外环3，所述感应机构4设置在内环2与外环3之间，所述内环2上设置有能够抵触感应机构4的触发块5，所述中轴1带动内环2转动时通过触发块5激活感应机构4，所述内环2与外环3之间周向设置有若干个能够使得力矩环12回弹的变形机构7。
优选的，所述力矩环12还包括设置在内环2上的限位块6以及设置在外环3上且能够与限位块6抵设的凸起部11。
本发明的一种电动助力车力矩传感器，其工作原理是，骑行者踩踏曲柄时，中轴1带动力矩环的内环2发生转动，内环2带动触发块5使得感应机构4发出信号到控制器实现助力需求，其中若干个变形机构7的设置减小了踩踏力过大时力矩环12的应力集中，使其在承受较大扭矩时仍然能正常工作，增加了力矩传感器的使用寿命，变形机构7为弹性结构，在保证其刚度的同时，保证其具有最大程度的回弹效果，减小助力衰减，其中限位块6的作用保证力矩环12即使在承受大扭矩的时候也不会因为达到屈服极限而向控制器传递持续助力信号，增加了骑行者在骑行时的安全系数。
优选的，所述变形机构的形状为波形或S形或Z形或圆形或扇形或三角形或M形。
本方案中的变形结构的形状包括但不限于波形或S形或Z形或圆形或扇形或三角形或M形，只要能够实现减小力矩环12的应力集中以及能够实现回弹效果的结构即可。
优选的，所述变形机构7的形状为呈橄榄形。参照图8，变形机构7为橄榄形的设计，使得内环2在中轴1的带动下转动时变形机构7的形变量相对于上述波形或S形或Z形或圆形或扇形或三角形或M形的变形机构较小，其已经能够满足即使承受大扭矩的时候也不会达到屈服极限，省却了限位块的结构。
优选的，所述变形机构7与内环和外环3之间一体成型设置。这样设置能够增加变形机构7与内环2和外环3之间的连接稳定性。当然，采用焊接方式也可以，本方案优选为一体成型设置。
优选的，所述感应机构4为位移感应传感器，所述位移感应传感器包括与触发块5配合的滑块8，所述触发块5与内环2一体成型设置。骑行者踩踏曲柄时，力矩环12受踩踏力矩作用发生变形，使力矩环12的内环2发生旋转，触发块5带动滑块8发生切向位移，引起周围磁感应强度变化，感应机构4感应到磁场变化后，将磁场信号转变为电压信号，再将这一信号输出给控制器。
优选的，所述感应机构4通过支架9固定设置在外环3上。
优选的，所述内环2与中轴1通过螺纹连接，所述内环2上周向设置有若干个螺纹孔10。这样设置能够保证中轴1与内环2之间的连接强度和稳定性。
优选的，所述变形机构7的数量为三个，所述感应机构4与三个变形机构7围绕内环2等间距设置。这样能够进一步的实现将应力进行分散，使得增加了力矩传感器的使用寿命，变形机构7为弹性结构，在保证其刚度的同时，保证其具有最大程度的回弹效果，减小助力衰减。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：包括中轴、力矩环以及感应机构，所述力矩环包括内环与外环，所述感应机构设置在内环与外环之间，所述内环上设置有能够抵触感应机构的触发块，所述中轴带动内环转动时通过触发块激活感应机构，所述内环与外环之间周向设置有若干个能够使得力矩环回弹的变形机构。
2.根据权利要求1所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述力矩环还包括设置在内环上的限位块以及设置在外环上且能够与限位块抵设的凸起部。
3.根据权利要求2所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述变形机构的形状为波形或S形或Z形或圆形或扇形或三角形或M形。
4.根据权利要求1所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述变形机构的形状为呈橄榄形。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述变形机构与内环和外环之间一体成型设置。
6.根据权利要求5所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述感应机构为位移感应传感器，所述位移感应传感器包括与触发块配合的滑块，所述触发块与内环一体成型设置。
7.根据权利要求6所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述感应机构通过支架固定设置在外环上。
8.根据权利要求7所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述内环与中轴通过螺纹连接，所述内环上周向设置有若干个螺纹孔。
9.根据权利要求3所述的一种电动助力车力矩传感器，其特征在于：所述变形机构的数量为三个，所述感应机构与三个变形机构围绕内环等间距设置。
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