CN112026978A - 一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统 - Google Patents

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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
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
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Abstract

本发明属于自行车助力装置，具体涉及一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：曲柄(1)与中轴轴芯(2)相连，中轴轴芯(2)与单向棘轮(4)相连，单向棘轮(4)压缩设置在中轴轴芯(2)上的弹簧(5)，弹簧(5)通过压缩力作用于连接在轴套(3)上的牙盘座(6)和牙盘。本发明踩踏曲柄、电机助力、几乎同步、结构体积小、重量轻、安装方便。

Description

一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统
技术领域
本发明属于自行车助力装置，具体涉及一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统。
背景技术
首先自行车中电机结构存在体积大、结构不紧凑、重量大；其次摆线变速器外壳存在类似空回的窜动，空耗传动能量；最后控制反应慢、不及时、不随动，可控能力差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种同步输出、电机助力、结构体积小、重量轻、安装方便的自行车中置电机脚踏扭力传感器系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：曲柄(1)与中轴轴芯(2)相连，中轴轴芯(2)与单向棘轮(4)相连，单向棘轮(4)压缩设置在中轴轴芯(2)上的弹簧(5)，弹簧(5)通过压缩力作用于连接在(3)轴套上的牙盘座(6)和牙盘。
进一步地，牙盘通过链条与车轮相连，轴套(3)设置在中轴轴芯(2)外部，当弹簧扭力和车轮阻力相等后，通过弹簧(5)实现中轴轴芯(2)和轴套(3)同步旋转。
进一步地，旋转轴套(8)通过摩擦套(9)套设在中轴轴芯(2)尾部，旋转轴套(8)、旋转块(7)、摩擦套(9)套设在轴套(3)尾部；当中轴轴芯(2)和轴套(3)发生旋转位移时，压缩夹在旋转轴套(8)和旋转块(7)之间的压力传感头(12)产生电阻变化。
进一步地，压力传感头(12)产生电阻变化是由旋转轴套(8)和旋转块(7)之间压力差引起的。
进一步地，旋转轴套(8)和旋转块(7)之间压力差是由摩擦套(9)旋转阻力引起的。
进一步地，压力传感头(12)通过套设在旋转轴套(8)上的铜滑环(10)和弹性铜片(11)输出线性电阻，并通过控制部(13)的控制信号控制电机运转。
进一步地，控制部(13)的控制信号为信号电压。
进一步地，控制部(13)的控制信号由电压转换模块转化而成。
进一步地，包括：两个铜滑环(10)、两个弹性铜片(11)。
进一步地，中轴轴芯(2)头部带梯形花键槽，作用于花键槽同心的单向棘轮(4)分上下两片，接触面带扇形齿，通过滑动和咬合实现单向功能。
本发明的有益效果为：
初级端弹簧压缩力大，轴芯和轴套产生旋转位移小，同步到末端只需要克服摩擦块阻力，压力传感头受力很小，同步输出从小到大匹配脚踏力大小的线性电阻。踩踏曲柄，电机助力，直接线性，几乎同步，骑行感受好，结构体积小，重量轻，安装方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为单向棘轮-弹簧-牙盘座的局部放大示意图；
其中，1：曲柄，2：中轴轴芯，3：轴套,4：单向棘轮,5：弹簧,6：牙盘座,7：旋转块,8：旋转轴套，9：摩擦套，10：铜滑环，11：弹性铜片，12：压力传感头，13：控制部。
具体实施方式
如图1-2所示，首先人踏自行车脚踏板作用于左右曲柄1，与曲柄1连接的中轴轴芯2同步转动。中轴轴芯2头部带梯形花键槽，作用于花键槽同心的单向棘轮4分上下两片，接触面带扇形齿，通过滑动和咬合实现单向功能。曲柄1转动，带动单向棘轮咬合旋转，同时压缩分布在轴芯一圈6个弹簧5。弹簧通过压缩力作用于连接在3轴套上的牙盘座6和牙盘，由于牙盘通过链条同步与车轮，受到很大转动阻力，所以单向棘轮4压缩弹簧5，产生相对的旋转位移，当扭力超过车轮阻力车轮和中轴轴套曲柄同步旋转。实现中轴轴芯2和轴套3通过弹簧5耦合发生了相对的旋转位移，压力到一定值后同步旋转。
套在尾部的旋转轴套8通过摩擦套9套在中轴轴芯2尾部，增加旋转阻力。同心固定在轴套3尾部上的带槽旋转块7、旋转轴套8、摩擦套9同心套在一起。当中轴轴芯2和轴套3发生旋转位移时，压缩夹在旋转轴套8和旋转块7之间的压力传感头12产生电阻变化。压力传感头12通过连接套在旋转轴套8上的两个铜滑环10和两个弹性铜片11输出线性电阻。再通过电压转换模块，转换成1-5V信号电压控制电机运转。
由于摩擦套9产生旋转阻力，导致旋转轴套8、旋转块7产生压力差，旋转轴套8、旋转块7相对旋转间隙压缩压力传感头12产生变化电阻，旋转轴套8、旋转块7、中轴轴芯2和轴套3同步，当克服阻力轴套3和中轴轴芯(2)一起同步旋转时，旋转轴套8、旋转块7同步旋转，压力传感头12输出对应的线性电阻。
在此简要描述中，已经参考了各种实施例。关于一个例子的特征或功能的描述表明那些特征或功能存在于该例子中。在文本中使用术语“示例”或“例如”或“可以”表示，无论是否明确说明，这些特征或功能至少存在于所描述的例子中，无论是否被描述为例子，并且它们可以存在于一些或所有其它例子中，但不是必须存在于这些例子中。因此，“示例”，“例如”或“可以”指的是一类示例中的特定实例。实例的属性可以是仅该实例的属性，或者是类的属性，或者是包括类中的一些但不是所有实例的类的子类的属性。因此，隐含地公开了参考一个例子而不是参考另一个例子所描述的特征可以在可能的情况下用于该另一个例子中，但是不必在该另一个例子中使用。
虽然在前面的段落中已经参考各种实施例描述了本发明的实施例，但是应当理解，在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下，可以对所给出的实施例进行修改。
前面描述中所描述的特征可以在除了明确描述的组合之外的组合中使用。
尽管已经参考某些特征描述了功能，但是无论是否描述，这些功能都可以由其它特征来执行。
尽管已经参考某些实施例描述了特征，但是无论是否描述，这些特征也可以存在于其它实施例中。
虽然在前面的说明书中试图引起对认为特别重要的本发明的那些特征的注意，但是应当理解，申请人要求保护前面提到和/或在附图中示出的任何可专利特征或特征的组合，不管是在附图中还是不在附图中。

Claims (8)

1.一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：曲柄(1)与中轴轴芯(2)相连，中轴轴芯(2)与单向棘轮(4)相连，单向棘轮(4)压缩设置在中轴轴芯(2)上的弹簧(5)，弹簧(5)通过压缩力作用于连接在轴套(3)上的牙盘座(6)和牙盘。
2.根据权利要求1所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：牙盘通过链条与车轮相连，轴套(3)设置在中轴轴芯(2)外部，当弹簧扭力和车轮阻力相等后，通过弹簧(5)实现中轴轴芯(2)和轴套(3)同步旋转。
3.根据权利要求1或2所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：旋转轴套(8)通过摩擦套(9)套设在中轴轴芯(2)尾部，旋转轴套(8)、旋转块(7)、摩擦套(9)套设在轴套(3)尾部；当中轴轴芯(2)和轴套(3)发生旋转位移时，设置在旋转轴套(8)和旋转块(7)之间的压力传感头(12)产生电阻变化。
4.根据权利要求3所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：压力传感头(12)产生电阻变化是由旋转轴套(8)和旋转块(7)之间压力差引起的。
5.根据权利要求4所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：旋转轴套(8)和旋转块(7)之间压力差是由摩擦套(9)旋转阻力引起的。
6.根据权利要求4所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：压力传感头(12)通过套设在旋转轴套(8)上的铜滑环(10)和弹性铜片(11)输出线性电阻，并通过控制部(13)的控制信号控制电机运转。
7.根据权利要求6所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于，包括：两个铜滑环(10)、两个弹性铜片(11)。
8.根据权利要求1所述的一种自行车中置电机脚踏扭力传感器系统，其特征在于：中轴轴芯(2)头部带梯形花键槽，作用于花键槽同心的单向棘轮(4)分上下两片，接触面带扇形齿，通过滑动和咬合实现单向功能。
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