CN205664845U - 一体式中轴踏频传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式中轴踏频传感器装置，包括内圈及外圈，内外圈轴向径向相对固定，但可相对旋转，所述内圈紧配于中轴上，所述内圈内装有一个磁环，所述磁环沿圆周设置至少一个SN磁极对，所述SN磁极对有相邻的一个S极和一个N极构成；所述外圈与车架相对固定，所诉外圈内固定有线路板，线路板上设置有与磁环相对并且沿磁环呈弧形分布的N个霍尔元件。其中1<＝N<＝3其中相邻2个霍尔元件与磁环中心连线的夹角β满足下速关系：β＝360°/2T/N+n*360°/2T,而传感器产生的信号周期数:T(N＝1时)；2T(N＝2时)；6T(N＝3时)，其中T为SN磁级对数,1<＝T<＝48；0<＝n<2T。该一体式中轴踏频传感器装置借助极对数和巧妙布置的霍尔元件来增加速度信号产生数，提高控制精度，并且可靠性好，耐久性高，装配拆卸方便，以及中轴通用性好。

Description

一体式中轴踏频传感器装置

技术领域

本实用新型涉及一种一体式中轴踏频传感装置。

背景技术

目前的一类电动助力自行车在行驶中需要将消费者踩踏频率实时通知控制系统，以便控制系统根据消费者的踏频控制电机的输出，使消费者骑乘更顺畅，为此需要安装踏频传感装置。目前传统的电动车踏频传感装置主要有三类：

第一类,包括设置在车盘上的多个磁石和固定在车架上并与磁石相对的霍尔元件，使用时车盘上的磁石根据脚踏转动的快慢来产生磁场的变化，霍尔元件与磁体保持一定距离便可检测到磁场的变化而产生出霍尔电子信号，然后由霍尔元件获得的电子信号通过控制系统传递至显示设备和电机。

第二类,多颗磁石与霍尔元件整合于一圆形装置内，多磁石固定于内圈，霍尔元件固定于外圈，内外圈可相对运动，内圈与中轴相对固定，外圈与车架相对固定，使用时内圈上的磁石随中轴根据脚踏转动的快慢来产生磁场的变化，与车架固定的外圈上的霍尔元件便可检测到磁场的变化而产生出霍尔电子信号，然后由霍尔元件获得的电子信号通过控制系统传递至显示设备和电机。

第三类，用多极磁环代替多颗磁石置于五通内，并与主轴固定，霍尔元件整合于五通内中轴套管上或在五通上钻孔神入 五通内并固定。使用时磁环随中轴根据脚踏转动的快慢来产生磁场的变化，与五通固定的外圈上的霍尔元件便可检测到磁场的变化而产生出霍尔电子信号，然后由霍尔元件获得的电子信号通过控制系统传递至显示设备和电机。

然后目这三类传感装置都存在一定的缺点：

第一类：①速度信号少，不能很好的配合整套系统进行精确的信号控制。常规的解决措施是增加霍尔元件的数量，然而随着数量的增加，不仅取得的效果差，而且会增加投入成本，使得传感器内部空间更加拥挤局促。②磁体设置在车盘上，踩踏时容易使磁体跑偏而导致感应头检测不到信号，可靠行差。③磁体和霍尔元件全部暴露在外，容易累积尘土，氧化而影响磁场效能及无信号暑促，寿命短。

第二类：虽然解决了第一类的第②、③个缺点，但第①个缺点仍未解决。

第三类：虽然解决了第一、二类的缺点，但衍生出新的问题：由于主轴与磁环装配在一起，限制了整车厂对中轴规格及厂商的选用。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种具有踏频信号多、控制精度高、可靠性好、耐久性高、通用性好的一体式中轴踏频传感装置。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一体式中轴踏频传感器装置，包括五通管和主轴，该主轴旋转装配于该五通管内，所述主轴的一端外固定套设有内圈，该 内圈上固定有磁环，该磁环沿其圆周方向设置至少一对磁极对，该磁极对由相邻的一个S极和一个N极构成；另在所述中轴的内圈外还套设有外圈，该外圈包括外圈壳体和外圈盖板，该外圈壳体与所述五通管固定连接，该外圈盖板可拆卸固定于该外圈壳体的一侧面上并将所述内圈包覆其内；所述外圈壳体上固定有线路板，该线路板上设置有与所述磁环相对并且沿所述磁环呈弧形分布的N个霍尔元件。

作为本实用新型的进一步改进，所述的霍尔元件个数为1≦N≦3，相邻2个霍尔元件与磁环中心连线的夹角β满足下述关系：β＝360°/2T/N+n*360°/2T，其中T为S、N磁极对数，1<＝T≦48；0≦n<2T。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁环上的S极和N极交替且等角度间隔分布。

作为本实用新型的进一步改进，所述霍尔元件与磁环的间距为0.3～4mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述内圈通过第一O型橡胶圈紧配于所述主轴上。

作为本实用新型的进一步改进，所述中轴外间隔套设一对轴承，所述五通管的两端内分别固定有左牙碗和右牙碗，另在所述主轴的一对轴承外套设有隔套，该隔套位于所述五通管内且其两端分别与所述左牙碗和右牙碗之间夹紧。

作为本实用新型的进一步改进，所述外圈壳体和外圈盖板组成的外圈通过第二O型橡胶圈紧配固定于左牙碗上。

作为本实用新型的进一步改进，所述五通管的两端设有带内螺纹的安装端，分别与所述带外螺纹的左、右牙碗对应装配 固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述线路板上设有LED灯。

本实用新型的有益效果是：

①本实用新型相比常规技术能够产生更多的速度信号，从而更好地配合整套电动自行车系统实现精确的速度控制。

②本实用新型通过增加磁环上的极对数就能成倍增加速度信号的个数，相比常规技术，无须大量增加霍尔元件的数量，故能够降低生产成本，减少霍尔元件的装配设计难度。

③本实用新型的元件防护较好，使用寿命长，耐久性高。磁环与霍尔元件及电子零件整合与塑料件内，可有效避免外部恶劣环境对感应信号的干扰。

本实用新型结构简单，成本低，装配工艺简单，实用性高。

本实用新型可装配于一般标准中轴，通配性好，安装、拆卸方便。

附图说明

图1为本实用新型的轴向剖面结构示意图；

图2为图1的端面剖面图。

其中，1、引出线，2、螺钉，3、第一O型橡胶圈，4、塑料内圈，5、磁环，6、霍尔元件，7、外圈盖板，8、线路板，9、外圈壳体，10、第二O型橡胶圈，11、左牙碗，12、轴承，13、五通管，114、隔套，15、右牙碗，16、主轴，17、LED灯。

具体实施方式

结合图1和图2所示，为本实用新型所述的一体式中轴踏频传感装置的一种具体实施例，它具体由引出线1，螺钉2，O型橡胶圈3，内圈4，磁环5，霍尔元件6，外圈盖板7，线路板8，外圈壳体9，O型橡胶圈10，左牙碗11，轴承12，五通管13，隔套14，右牙碗15，主轴16，LED灯17这些部件组成。

本实施例中所述主轴16穿设通过五通管13，所述五通管13的左右两侧设有带内螺纹的的安装端，分别与带外螺纹的的左、右牙碗11、15对应装配固定，隔套14套于主轴16上并位于五通管13内。所述隔套14两端分别与所述左、右牙碗11、15之间夹紧有套置于所述主轴16上的轴承12，从而使得主轴16旋转装配与五通管13内。

本实施例中所述内圈4紧配于主轴16上，所述内圈4中套有O型橡胶圈3，其作用为使内圈4与主轴16双重抱紧。所述内圈外装有一个磁环5，所述磁环5沿圆周设置至少一个S、N磁极对，所述磁极对有相邻的一个S极和一个N极构成。所述磁环5上的S、N极交替且等角度间隙分布。

本实施例中所述外圈壳体9与所述外圈盖板7通过三颗螺钉2固定连接。所述外圈壳体上装有O型橡胶圈10。所述外圈壳体9与所述外圈盖板7组成的外圈通过装于外圈壳体9上的O型橡胶圈10紧配固定于左牙碗11上，使所述外圈与所述五通管13及所述左、右牙碗11、15相对固定。因此，与主轴16固定的内圈4及磁环5与所述外圈可相对转动。

所述外圈壳体内固定有线路板8，所述线路板上设置有与 磁环5相对并且沿磁环呈弧形分布的N个霍尔元件6。其中1≤N≤3,相邻2个霍尔元件6与磁环5中心连线的夹角β满足下述关系：β＝360°/2T/N+n*360°/2T，而传感器产生的信号周期数：T(N＝1时)；2T(N＝2时)，6T(N＝3时)，其中T为S、N磁极对数，1≤T≤48；0≤n<2T。所述线路板上设置有LED灯17。

同常规技术一样，本实用新型的线路板8下部通过引出线1引出并与电动自行车的速度显示设备、驱动设备、电机相连，以此传递踏频信号。

当然，上述实施实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解实用新型的的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种一体式中轴踏频传感器装置，包括五通管(13)和主轴(16)，该主轴(16)旋转装配于该五通管(13)内，其特征在于：所述主轴的一端外固定套设有内圈(4)，该内圈(4)上固定有磁环(5)，该磁环(5)沿其圆周方向设置至少一对磁极对，该磁极对由相邻的一个S极和一个N极构成；另在所述中轴的内圈外还套设有外圈，该外圈包括外圈壳体(9)和外圈盖板(7)，该外圈壳体与所述五通管固定连接，该外圈盖板可拆卸固定于该外圈壳体的一侧面上并将所述内圈包覆其内；所述外圈壳体上固定有线路板(8)，该线路板上设置有与所述磁环相对并且沿所述磁环呈弧形分布的N个霍尔元件(6)。

2.根据权利要求1所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述的霍尔元件个数为1≤N≤3，相邻2个霍尔元件(6)与磁环(5)中心连线的夹角β满足下述关系：β＝360°/2T/N+n*360°/2T，其中T为S、N磁极对数，1≤T≤48；0≤n<2T。

3.根据权利要求1所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述磁环上的S极和N极交替且等角度间隔分布。

4.根据权利要求1所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述霍尔元件与磁环的间距为0.3～4mm。

5.根据权利要求1所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述内圈通过第一O型橡胶圈(3)紧配于所述主轴上。

6.根据权利要求1所述的一体式中轴踏频传感器装置， 其特征在于：所述中轴外间隔套设一对轴承(12)，所述五通管的两端内分别固定有左牙碗(11)和右牙碗(15)，另在所述主轴的一对轴承外套设有隔套(14)，该隔套位于所述五通管内且其两端分别与所述左牙碗(11)和右牙碗(15)之间夹紧。

7.根据权利要求6所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述外圈壳体和外圈盖板组成的外圈通过第二O型橡胶圈(10)紧配固定于左牙碗上。

8.根据权利要求6所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述五通管的两端设有带内螺纹的安装端，分别与带外螺纹的所述左、右牙碗对应装配固定。

9.根据权利要求6所述的一体式中轴踏频传感器装置，其特征在于：所述线路板上设有LED灯(17)。