CN113541403A - 一种内置力矩传感器的轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内置力矩传感器的轮毂电机，包括电机机体和力矩传感盒，所述电机机体的正面安装有端盖前面板，所述端盖前面板的正面安装有力矩传感盒，所述挤压转轮的内部贯穿安装有传动杆，所述电机机体的表面安装有散热防爆盒，所述传动杆的正面安装有密封隔热模块，所述电机机体的表面安装有两组对称布置的绕线柱，所述转子组件的表面安装有两组对称布置的纠正盒。本发明通过安装有力矩传感盒、变形受力块、变形阻力块、一号压力传感器和二号压力传感器，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，即时与动态检测的组合,根据骑行者的踏力大小,不间断的调整控制电机的功率输出，进而辅助骑行者更省力骑行。

Description

一种内置力矩传感器的轮毂电机
技术领域
本发明涉及电磁减速电机技术领域，具体为一种内置力矩传感器的轮毂电机。
背景技术
随着智能出行的发展，电动助力自行车越来越受到人们的青睐，为了实现人力骑踏与电机助力的有机结合,业界正普遍开始重视力矩传感器与电机控制系统的结合方式，本发明为力矩传感器与电机控制系统提供了一种新的方式---内置力矩传感器的轮毂电机。
现有的轮毂电机存在的缺陷是：
1、对比文件CN207082972U公开了一种轮毂电机和轮毂电机系统，“该轮毂电机包括固定座、驱动轮和编码模块；驱动轮通过轮轴与固定座连接；编码模块固定设置在固定座上；驱动轮上设置有主动齿轮，主动齿轮与驱动轮同步转动；主动齿轮与编码模块中的传动齿轮啮合连接；主动齿轮的直径大于传动齿轮的直径；当驱动轮转动时，主动齿轮同步转动；主动齿轮驱动传动齿轮转动，以使编码模块输出编码信号。本实用新型可以提高轮毂电机的编码精度，从而提高轮毂电机运动控制的精确度”，但是该装置在使用时，通过编码模块来控制轮毂电机转矩的输出，但是无法实现机动灵活的调整控制，且缺少即时与动态检测的组合来根据骑行者的踏力大小，不间断的调整控制电机的功率输出；
2、对比文件CN109774457A公开了一种电动汽车用轮毂电机，“包括轮胎轮毂和轮毂电机本体。轮胎轮毂与轮毂电机本体固定连接。轮毂电机本体包括转动部件和固定部件，转动部件铰接于固定部件的固定轴上。本发明整体结构形成箱型、半箱型结构，且定子外壳和转子外壳设置有加强筋结构，具有高强度、高刚度、轻量化的特点，在满足轮毂电机强度和刚度的同时大大降低整车簧下质量，成本低、可靠性及冗余性高、散热性和密封性好、抗振动及冲击性能力强、电机单元性好、提高了功率密度，适应电动汽车、大型特种电动车辆的高功率高扭矩需求”，该轮毂电机在散热时采用循环水冷结构实现降温散热，但是易发生水体渗透事故，影响电机的正常运转；
3、对比文件CN210142953U公开了一种隔热轮毂电机及安装该隔热轮毂电机的车辆，“包括：制动装置、隔热板和轮毂电机；所述隔热板设置在制动装置与轮毂电机之间，并且所述隔热板分别与制动装置和轮毂电机固定连接；所述制动装置与所述隔热板之间设置有空隙；所述隔热板适于阻隔制动装置产生的热量传递至轮毂电机，以防止轮毂电机因制动产生的热能导致温度升高而退磁的情况发生”，该装置在使用时通过隔热板阻止热量传递至电机内部，但是未能实现电机内部热量向外部的传递，从而导致电机内部热量缺少相应的散热结构，影响电机的使用安全，无法保证电机正常运行；
4、对比文件CN208028721U公开了一种轮毂电机及带有制动装置的轮毂电机，“包括电机轴、转子组件以及定子组件，转子组件包括转子本体、面盖组件以及鼓刹盖组件，鼓刹盖组件包括鼓刹盖和刹车圈，鼓刹盖的外侧具有环状筒体，刹车圈设置于环状筒体的内周壁上，且刹车圈内形成刹腔。带有制动装置的轮毂电机在装配过程中，在电机轴上安装制动装置，制动装置的弧形制动块、弹性件、制动轴、定轴以及刹皮伸入刹腔内。在使用过程中，拉动刹车线，涨开两边刹块刹皮，与刹腔内壁接触摩擦，以达到刹车制动的效果。将刹车圈与电机本体设置为一体，使其受外界因素影响减小，没有异响，结构简单，成本较低，安装及更换刹车装置较为方便”，但是该装置在刹车制动时，缺少相应的信号提醒装置，导致带有该轮毂电机的车体在下坡路段行驶时容易发生超速行驶和极速刹车事故，影响骑行安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置力矩传感器的轮毂电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置力矩传感器的轮毂电机，包括电机机体和力矩传感盒，所述电机机体的正面安装有端盖前面板，所述端盖前面板的正面安装有力矩传感盒；
所述力矩传感盒的内部安装有变形受力块，所述变形受力块的内壁安装有内管，所述内管靠近变形受力块的外表面安装有二号压力传感器，所述变形受力块的外表面环绕安装有六组等距布置的变形阻力块，所述变形阻力块的正面安装有一号压力传感器，所述内管远离变形受力块的外表面滑动嵌合安装有挤压转轮；
所述挤压转轮的内部贯穿安装有传动杆，所述电机机体的表面安装有散热防爆盒。
优选的，所述散热防爆盒的内部安装有隔板，所述散热防爆盒的底壁贯穿安装有出风管和进风管，且出风管和进风管分别位于隔板的两侧，所述出风管和进风管的尾端均延伸进电机机体的内部，所述出风管和进风管的内部分别安装有方向相反的单向阀，所述散热防爆盒的内部底壁安装有风机，且风机位于出风管远离隔板的一侧，所述隔板远离风机的一侧表面安装有冷凝板，且冷凝板为栅栏式结构。
优选的，所述传动杆的正面安装有密封隔热模块，所述密封隔热模块包括有导热杆、连接件、隔热杆和插接杆，所述传动杆的正面安装有导热杆，所述导热杆的尾端安装有连接件，所述连接件的内部嵌合安装有插接杆，所述连接件的外表面套接有隔热杆，且隔热杆的直径大于插接杆的尺寸，所述插接杆的截面为正六边形，所述插接杆的正面延伸至隔热杆的前方，所述插接杆的正面端口与飞轮和链条连接。
优选的，所述传动杆的内部安装有内杆，且内杆的正面延伸出传动杆的内部，所述内杆的表面环绕安装有滚珠，所述内杆所述传动杆的内壁设有滑道，所述滑道与滚珠嵌合连接，所述内杆的表面安装有霍尔测速器，且霍尔测速器的高度小于滚珠的高度，所述霍尔测速器位于传动杆的内部且位于滚珠的一侧，所述内杆的内壁安装有PLC集成处理器。
优选的，所述PLC集成处理器与一号压力传感器、二号压力传感器和霍尔测速器电性连接。
优选的，所述电机机体的正面安装有端盖后面板，且端盖后面板与端盖前面板通过螺栓连接，所述电机机体的内部安装有定子组件，所述电机机体的内部安装有转子组件，且转子组件位于定子组件的后方，所述转子组件的内部贯穿安装有轴杆，且轴杆的一端穿过定子组件的内部与传动杆的一端连接，所述电机机体的背面设有贯穿的环绕布置的螺纹连接孔。
优选的，所述变形阻力块与电机机体的后壁板连接，所述变形受力块与传动杆连接。
优选的，所述电机机体的表面安装有两组对称布置的绕线柱，且绕线柱与散热防爆盒间隔布置，所述绕线柱的顶部安装有限位圆盘。
优选的，所述转子组件的表面安装有两组对称布置的纠正盒，且两组纠正盒分别位于转子组件横向直径的两端切点位置处，所述纠正盒的一侧内壁安装有电磁继电器和磁力吸板，且磁力吸板位于电磁继电器的下方，所述磁力吸板的顶部放置有铁柱，且铁柱的直径小于磁力吸板的宽度，所述磁力吸板的顶部安装有隔垫框板，所述隔垫框板的顶部与电磁继电器的底部连接，所述隔垫框板位于铁柱的一侧，所述电磁继电器与霍尔测速器电性连接。
优选的，该装置的工作步骤如下：
S1、在使用本轮毂电机对电动助力自行车提供转矩输出操作时，可先通过螺纹连接孔电机机体固定在电动助力自行车的安装盒体内部，随后将插接杆穿过安装盒体，其中导热杆的正面端口仅露出2cm的长度，使得导热杆的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行；
S2、骑行者骑踏电动助力自行车时，其施加的踏力会通过链条及飞轮传送给插接杆，继而通过插接杆传送至传动杆处，并随着传动杆传动至变形受力块处，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，变形受力块与变形阻力块会产生力差，此力差会使形变块产生形变，变形受力块受到的踏力被一号压力传感器、变形阻力块阻力被二号压力传感器检测，当一号压力传感器和二号压力传感器之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体处，借此调整控制电机机体的输出功率；
S3、当形变量较大强时即为骑行者踏力大，可判断为骑行者需要电机的辅助动力，此时PLC集成处理器会控制电机机体增大输出功率，反之会减小或停止电机机体的功率输出，使得本装置可以根据骑行者的踏力大小，不间断的调整控制电机的功率输出，达到助力骑行的目的；
S4、在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆内部的霍尔测速器仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动；
S5、在电机机体工作时，启动风机，吹出的风力通过出风管进入电机机体的内部，经过热量交换后通过进风管进入散热防爆盒内部，通过冷凝板内部冷凝处理后，通过散热防爆盒顶部的小孔排出，使得电机机体内部的热空气降温处理后排放出电机机体内部，可避免安装盒体内部空间温度快速增长，继而引发气体膨胀爆罩，保护装置的安全性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过安装有力矩传感盒、变形受力块、变形阻力块、一号压力传感器、挤压转轮、内管和二号压力传感器，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，传动杆转动，继而带动挤压转轮转动，对内管内部的一号压力传感器形成挤压作用，继而可对变形受力块受到的踏力予以检测，在此过程中，变形阻力块受到电机机体后壁的阻力影响，同步产生反向的形变，继而可通过二号压力传感器检测其阻力值的大小，当一号压力传感器和二号压力传感器之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体处，借此调整控制电机机体的输出功率，进而辅助骑行者更省力骑行。
2、本发明通过安装有散热防爆盒、隔板、出风管、进风管、风机和冷凝板，通过隔板可将散热防爆盒的内部空间分成独立的两部分，随后启动风机后，其吹出的风力可通过出风管进入电机机体内部，随后实现热量交换后电机机体内部的气体通过进气管单向返回至散热防爆盒的内部，随后通过冷凝板进行降温处理后通过散热防爆盒顶部的小孔流出，继而使得电机机体内部的热空气经过冷凝板内部的水体降温后排出，可避免大量热空气集中排放，引发空气膨胀继而引发爆炸的可能，确保装置的散热安全性，此外由于进风管内部的单向阀，使得冷凝板内部的冷凝水体即使发生泄漏也无法通过进风管进入电机机体内部，保证装置散热的同时，减轻水体负重，减少冗余安装。
3、本发明通过安装有密封隔热模块，包括有导热杆、连接件、隔热杆和插接杆，将插接杆穿过安装盒体，将导热杆的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行，此外通过插接杆可实现装置与电动助力自行车的链条或者飞轮的插接安装，实现一体化连接。
4、本发明通过安装有传动杆、内杆、滚珠和霍尔测速器，在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆内部的霍尔测速器仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部安装结构示意图；
图3为本发明的变形受力块、内管和二号压力传感器安装结构示意图；
图4为本发明的传动杆内部组装结构示意图；
图5为本发明的密封隔热模块组装结构示意图；
图6为本发明的变形受力块、变形阻力块、一号压力传感器、挤压转轮和传动杆安装结构示意图；
图7为本发明的散热防爆盒组装结构示意图；
图8为本发明的纠正盒组装结构示意图。
图中：1、电机机体；101、转子组件；102、定子组件；103、端盖前面板；104、端盖后面板；105、螺纹连接孔；2、力矩传感盒；201、变形受力块；202、变形阻力块；203、一号压力传感器；204、挤压转轮；205、内管；206、二号压力传感器；3、传动杆；301、内杆；302、滚珠；303、PLC集成处理器；304、霍尔测速器；4、密封隔热模块；401、导热杆；402、连接件；403、隔热杆；404、插接杆；5、散热防爆盒；501、出风管；502、进风管；503、冷凝板；504、风机；505、隔板；6、纠正盒；601、电磁继电器；602、铁柱；603、磁力吸板；604、隔垫框板；7、绕线柱；701、限位圆盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图8，本发明提供的一种实施例：一种内置力矩传感器的轮毂电机，包括电机机体1和力矩传感盒2，电机机体1的正面安装有端盖前面板103，为力矩传感盒2的安装提供安装支持，端盖前面板103的正面安装有力矩传感盒2，借助轮毂电机内部结构与外部结构的力的相互作用，利用骑行者的踏力与电机内部之间的阻力，通过检测内部变形受力块201和变形阻力块202之间的力差大小来判断形变量的大小，以形变块的形变量大小来判断骑行者踏力的大小，为调整电机机体1的输出功率提供依据；
力矩传感盒2的内部安装有变形受力块201，变形受力块201的内壁安装有内管205，内管205靠近变形受力块201的外表面安装有二号压力传感器206，变形受力块201的外表面环绕安装有六组等距布置的变形阻力块202，变形阻力块202的正面安装有一号压力传感器203，内管205远离变形受力块201的外表面滑动嵌合安装有挤压转轮204，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，传动杆3转动，继而带动挤压转轮204转动，对内管205内部的一号压力传感器203形成挤压作用，继而可对变形受力块201受到的踏力予以检测，在此过程中，变形阻力块202受到电机机体1后壁的阻力影响，同步产生反向的形变，继而可通过二号压力传感器206检测其阻力值的大小，当一号压力传感器203和二号压力传感器206之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器303内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体1处，借此调整控制电机机体1的输出功率；
挤压转轮204的内部贯穿安装有传动杆3，通过传动杆3可为装置在下坡行驶状态时提供制动信息的参照数据，电机机体1的表面安装有散热防爆盒5，可对电机机体1内部的热空气予以降温处理后排放，避免热空气集中排放引发气体膨胀火爆炸，保证装置的安全性。
进一步，散热防爆盒5的内部安装有隔板505，散热防爆盒5的底壁贯穿安装有出风管501和进风管502，且出风管501和进风管502分别位于隔板505的两侧，出风管501和进风管502的尾端均延伸进电机机体1的内部，出风管501和进风管502的内部分别安装有方向相反的单向阀，散热防爆盒5的内部底壁安装有风机504，且风机504位于出风管501远离隔板505的一侧，隔板505远离风机504的一侧表面安装有冷凝板503，且冷凝板503为栅栏式结构，散热防爆盒5的顶部设有小孔，通过隔板505可将散热防爆盒5的内部空间分成独立的两部分，随后启动风机504后，其吹出的风力可通过出风管501进入电机机体1内部，随后实现热量交换后电机机体1内部的气体通过进风管502单向返回至散热防爆盒5的内部，随后通过冷凝板503进行降温处理后通过散热防爆盒5顶部的小孔流出，继而使得电机机体1内部的热空气经过冷凝板503内部的水体降温后排出，可避免大量热空气集中排放，引发空气膨胀继而引发爆炸的可能，确保装置的散热安全性。
进一步，传动杆3的正面安装有密封隔热模块4，密封隔热模块4包括有导热杆401、连接件402、隔热杆403和插接杆404，传动杆3的正面安装有导热杆401，导热杆401的尾端安装有连接件402，连接件402的内部嵌合安装有插接杆404，连接件402的外表面套接有隔热杆403，且隔热杆403的直径大于插接杆404的尺寸，插接杆404的截面为正六边形，插接杆404的正面延伸至隔热杆403的前方，插接杆404的正面端口与飞轮和链条连接，将插接杆404穿过安装盒体，其中导热杆401的正面端口仅露出2cm的长度，使得导热杆401的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆401可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆403的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行，此外通过插接杆404可实现装置与电动助力自行车的链条或者飞轮的插接安装，实现一体化连接。
进一步，传动杆3的内部安装有内杆301，且内杆301的正面延伸出传动杆3的内部，内杆301的表面环绕安装有滚珠302，内杆301传动杆3的内壁设有滑道，滑道与滚珠302嵌合连接，内杆301的表面安装有霍尔测速器304，且霍尔测速器304的高度小于滚珠302的高度，霍尔测速器304位于传动杆3的内部且位于滚珠302的一侧，内杆301的内壁安装有PLC集成处理器303，在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆3内部的霍尔测速器304仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器304测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器303可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动，且滚准的安装设置，可保证内杆301与传动杆3保持恒定的间距，以保护霍尔测速器304的正常工作。
进一步，PLC集成处理器303与一号压力传感器203、二号压力传感器206和霍尔测速器304电性连接，可使得一号压力传感器203、二号压力传感器206和霍尔测速器304的检测数据均可传递至PLC集成处理器303处仅此鞥换算处理，为装置进行相应的后续操作提供信息参照数据。
进一步，进一步，电机机体1的正面安装有端盖后面板104，且端盖后面板104与端盖前面板103通过螺栓连接，电机机体1的内部安装有定子组件102，电机机体1的内部安装有转子组件101，且转子组件101位于定子组件102的后方，转子组件101的内部贯穿安装有轴杆，且轴杆的一端穿过定子组件102的内部与传动杆3的一端连接，电机机体1的背面设有贯穿的环绕布置的螺纹连接孔105，通过螺纹连接孔105可确保电机机体1能够稳定安装在点从主力自行车车体内部的安装盒体内部，通过端盖前面板103和端盖后面板104的配合，可实现装置的紧凑安装，减少装置安装空间的占据，通过转子组件101和定子组件102的配合使用，可保证电机机体1能够正常输出转矩，辅助电动助力自行车运转，节省骑行者的体力消耗。
进一步，变形阻力块202与电机机体1的后壁连接，变形受力块201与传动杆3连接，为踏板的踏力传送提供前提，继而为后续变形阻力块202表面受到阻力检测和变形受力块201受到踏力检测提供便捷条件。
进一步，电机机体1的表面安装有两组对称布置的绕线柱7，且绕线柱7分别位于散热防爆盒5的两侧，绕线柱7的顶部安装有限位圆盘701，涉及到管线安装时，可将线缆绕在两组绕线柱7的表面，形成长条形的线圈集合，减少线缆堆积的厚度，此外通过限位圆盘701的安装使用，可阻止线缆脱离绕线柱7的表面，确保线缆收卷的顺利进行。
进一步，转子组件101的表面安装有两组对称布置的纠正盒6，且两组纠正盒6分别位于转子组件101横向直径的两端切点位置处，纠正盒6的一侧内壁安装有电磁继电器601和磁力吸板603，且磁力吸板603位于电磁继电器601的下方，磁力吸板603的顶部放置有铁柱602，且铁柱602的直径小于磁力吸板603的宽度，磁力吸板603的顶部安装有隔垫框板604，隔垫框板604的顶部与电磁继电器601的底部连接，隔垫框板604位于铁柱602的一侧，电磁继电器601与霍尔测速器304电性连接，在需要制动减速时，启动电磁继电器601，其产生的磁力可吸引铁柱602上移，在铁柱602运动过程中，通过隔垫框板604的使用，可避免铁柱602脱离磁力吸板603的表面，由于纠正盒6的安装位置处于转子组件101的切点位置处，在铁柱602上移时，可增加转子组件101上部位置的重量，继而减少其转子组件101继续向下偏转的惯性作用，进而减少惯性转矩的输出，起到促进减速的效果。
进一步，该装置的工作步骤如下：
S1、在使用本轮毂电机对电动助力自行车提供转矩输出操作时，可先通过螺纹连接孔105电机机体1固定在电动助力自行车的安装盒体内部，随后将插接杆404穿过安装盒体，其中导热杆401的正面端口仅露出2cm的长度，使得导热杆401的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆401可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆403的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行；
S2、骑行者骑踏电动助力自行车时，其施加的踏力会通过链条及飞轮传送给插接杆404，继而通过插接杆404传送至传动杆3处，并随着传动杆3传动至变形受力块201处，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，变形受力块201与变形阻力块202会产生力差，此力差会使形变块产生形变，变形受力块201受到的踏力被一号压力传感器203、变形阻力块202阻力被二号压力传感器206检测，当一号压力传感器203和二号压力传感器206之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器303内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体1处，借此调整控制电机机体1的输出功率；
S3、当形变量较大强时即为骑行者踏力大，可判断为骑行者需要电机的辅助动力，此时PLC集成处理器303会控制电机机体1增大输出功率，反之会减小或停止电机机体1的功率输出，使得本装置可以根据骑行者的踏力大小，不间断的调整控制电机的功率输出，达到助力骑行的目的；
S4、在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆3内部的霍尔测速器304仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器304测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器303可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动；
S5、在电机机体1工作时，启动风机504，吹出的风力通过出风管501进入电机机体1的内部，经过热量交换后通过进风管502进入散热防爆盒5内部，通过冷凝板503内部冷凝处理后，通过散热防爆盒5顶部的小孔排出，使得电机机体1内部的热空气降温处理后排放出电机机体1内部，可避免安装盒体内部空间温度快速增长，继而引发气体膨胀爆罩，保护装置的安全性。
工作原理：在使用本轮毂电机对电动助力自行车提供转矩输出操作时，可先通过螺纹连接孔105电机机体1固定在电动助力自行车的安装盒体内部，随后将插接杆404穿过安装盒体，其中导热杆401的正面端口仅露出2cm的长度，使得导热杆401的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆401可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆403的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行，骑行者骑踏电动助力自行车时，其施加的踏力会通过链条及飞轮传送给插接杆404，继而通过插接杆404传送至传动杆3处，并随着传动杆3传动至变形受力块201处，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，变形受力块201与变形阻力块202会产生力差，此力差会使形变块产生形变，变形受力块201受到的踏力被一号压力传感器203、变形阻力块202阻力被二号压力传感器206检测，当一号压力传感器203和二号压力传感器206之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器303内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体1处，借此调整控制电机机体1的输出功率，当形变量较大强时即为骑行者踏力大，可判断为骑行者需要电机的辅助动力，此时PLC集成处理器303会控制电机机体1增大输出功率，反之会减小或停止电机机体1的功率输出，使得本装置可以根据骑行者的踏力大小，不间断的调整控制电机的功率输出，达到助力骑行的目的，在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆3内部的霍尔测速器304仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器304测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器303可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动，在电机机体1工作时，启动风机504，吹出的风力通过出风管501进入电机机体1的内部，经过热量交换后通过进风管502进入散热防爆盒5内部，通过冷凝板503内部冷凝处理后，通过散热防爆盒5顶部的小孔排出，使得电机机体1内部的热空气降温处理后排放出电机机体1内部，可避免安装盒体内部空间温度快速增长，继而引发气体膨胀爆罩，保护装置的安全性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种内置力矩传感器的轮毂电机，包括电机机体(1)和力矩传感盒(2)，其特征在于：所述电机机体(1)的正面安装有端盖前面板(103)，所述端盖前面板(103)的正面安装有力矩传感盒(2)；
所述力矩传感盒(2)的内部安装有变形受力块(201)，所述变形受力块(201)的内壁安装有内管(205)，所述内管(205)靠近变形受力块(201)的外表面安装有二号压力传感器(206)，所述变形受力块(201)的外表面环绕安装有六组等距布置的变形阻力块(202)，所述变形阻力块(202)的正面安装有一号压力传感器(203)，所述内管(205)远离变形受力块(201)的外表面滑动嵌合安装有挤压转轮(204)；
所述挤压转轮(204)的内部贯穿安装有传动杆(3)，所述电机机体(1)的表面安装有散热防爆盒(5)。
2.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述散热防爆盒(5)的内部安装有隔板(505)，所述散热防爆盒(5)的底壁贯穿安装有出风管(501)和进风管(502)，且出风管(501)和进风管(502)分别位于隔板(505)的两侧，所述出风管(501)和进风管(502)的尾端均延伸进电机机体(1)的内部，所述出风管(501)和进风管(502)的内部分别安装有方向相反的单向阀，所述散热防爆盒(5)的内部底壁安装有风机(504)，且风机(504)位于出风管(501)远离隔板(505)的一侧，所述隔板(505)远离风机(504)的一侧表面安装有冷凝板(503)，且冷凝板(503)为栅栏式结构。
3.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述传动杆(3)的正面安装有密封隔热模块(4)，所述密封隔热模块(4)包括有导热杆(401)、连接件(402)、隔热杆(403)和插接杆(404)，所述传动杆(3)的正面安装有导热杆(401)，所述导热杆(401)的尾端安装有连接件(402)，所述连接件(402)的内部嵌合安装有插接杆(404)，所述连接件(402)的外表面套接有隔热杆(403)，且隔热杆(403)的直径大于插接杆(404)的尺寸，所述插接杆(404)的截面为正六边形，所述插接杆(404)的正面延伸至隔热杆(403)的前方，所述插接杆(404)的正面端口与飞轮和链条连接。
4.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述传动杆(3)的内部安装有内杆(301)，且内杆(301)的正面延伸出传动杆(3)的内部，所述内杆(301)的表面环绕安装有滚珠(302)，所述内杆(301)所述传动杆(3)的内壁设有滑道，所述滑道与滚珠(302)嵌合连接，所述内杆(301)的表面安装有霍尔测速器(304)，且霍尔测速器(304)的高度小于滚珠(302)的高度，所述霍尔测速器(304)位于传动杆(3)的内部且位于滚珠(302)的一侧，所述内杆(301)的内壁安装有PLC集成处理器(303)。
5.根据权利要求4所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述PLC集成处理器(303)与一号压力传感器(203)、二号压力传感器(206)和霍尔测速器(304)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述电机机体(1)的正面安装有端盖后面板(104)，且端盖后面板(104)与端盖前面板(103)通过螺栓连接，所述电机机体(1)的内部安装有定子组件(102)，所述电机机体(1)的内部安装有转子组件(101)，且转子组件(101)位于定子组件(102)的后方，所述转子组件(101)的内部贯穿安装有轴杆，且轴杆的一端穿过定子组件(102)的内部与传动杆(3)的一端连接，所述电机机体(1)的背面设有贯穿的环绕布置的螺纹连接孔(105)。
7.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述变形阻力块(202)与电机机体(1)的后壁连接，所述变形受力块(201)与传动杆(3)连接。
8.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述电机机体(1)的表面安装有两组对称布置的绕线柱(7)，且绕线柱(7)与散热防爆盒(5)间隔布置，所述绕线柱(7)的顶部安装有限位圆盘(701)。
9.根据权利要求1所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于：所述转子组件((101))的表面安装有两组对称布置的纠正盒(6)，且两组纠正盒(6)分别位于转子组件(101)横向直径的两端切点位置处，所述纠正盒(6)的一侧内壁安装有电磁继电器(601)和磁力吸板(603)，且磁力吸板(603)位于电磁继电器(601)的下方，所述磁力吸板(603)的顶部放置有铁柱(602)，且铁柱(602)的直径小于磁力吸板(603)的宽度，所述磁力吸板(603)的顶部安装有隔垫框板(604)，所述隔垫框板(604)的顶部与电磁继电器(601)的底部连接，所述隔垫框板(604)位于铁柱(602)的一侧，所述电磁继电器(601)与霍尔测速器(304)电性连接。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种内置力矩传感器的轮毂电机，其特征在于，该装置的工作步骤如下：
S1、在使用本轮毂电机对电动助力自行车提供转矩输出操作时，可先通过螺纹连接孔(105)电机机体(1)固定在电动助力自行车的安装盒体内部，随后将插接杆(404)穿过安装盒体，其中导热杆(401)的正面端口仅露出2cm的长度，使得导热杆(401)的大部分杆体均留在安装盒体的内部，使得装置可凭借导热杆(401)可实现部分散热目的的同时，还可通过隔热杆(403)的不良热传导性，阻止外部热量进入安装盒体内部，进而形成较为封闭的环境，以保证轮毂电机的正常运行；
S2、骑行者骑踏电动助力自行车时，其施加的踏力会通过链条及飞轮传送给插接杆(404)，继而通过插接杆(404)传送至传动杆(3)处，并随着传动杆(3)传动至变形受力块(201)处，在自行车由静止状态骑行起动时或骑行过程遇到阻力时，变形受力块(201)与变形阻力块(202)会产生力差，此力差会使形变块产生形变，变形受力块(201)受到的踏力被一号压力传感器(203)、变形阻力块(202)阻力被二号压力传感器(206)检测，当一号压力传感器(203)和二号压力传感器(206)之间的数值差越大，代表形变量越大，此时将相应的数据传送至PLC集成处理器(303)内部，经过电路分析处理后，可得出形变量大小，并将相应的数据传送至电机机体(1)处，借此调整控制电机机体(1)的输出功率；
S3、当形变量较大强时即为骑行者踏力大，可判断为骑行者需要电机的辅助动力，此时PLC集成处理器(303)会控制电机机体(1)增大输出功率，反之会减小或停止电机机体(1)的功率输出，使得本装置可以根据骑行者的踏力大小，不间断的调整控制电机的功率输出，达到助力骑行的目的；
S4、在遇上下坡路段时，骑行者停止踏力供应，但是此时链条仍在转动，因此此时传动杆(3)内部的霍尔测速器(304)仍旧测得转速数值，代表此时车体正处于下坡路段，在霍尔测速器(304)测得数值较大时，代表此下坡路段坡度较大，需要及时采取制动减速操作以保护骑行安全，此时通过PLC集成处理器(303)可向车载语音播放器发送信号，提示骑行者及时减速制动；
S5、在电机机体(1)工作时，启动风机(504)，吹出的风力通过出风管(501)进入电机机体(1)的内部，经过热量交换后通过进风管(502)进入散热防爆盒(5)内部，通过冷凝板(503)内部冷凝处理后，通过散热防爆盒(5)顶部的小孔排出，使得电机机体(1)内部的热空气降温处理后排放出电机机体(1)内部，可避免安装盒体内部空间温度快速增长，继而引发气体膨胀爆罩，保护装置的安全性。
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