CN205916281U - 中轴传感器系统以及电动助力自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及交通机械技术领域，尤其是涉及一种中轴传感器系统以及电动助力自行车。该系统包括：左中轴、右中轴、弹性体和力矩传感器；左中轴的一端和右中轴的一端连接，弹性体套设在左中轴上，力矩传感器设置在弹性体上；左中轴的另一端和右中轴的另一端分别用于与脚踏曲柄连接。当使用者实际输出行进动力时，输出的动力才会通过弹性体发生形变而被力矩传感器检测到并带动电动助力车行进，从而提高了力矩传感器测量的精准度，便于使用者使用，也提高了电动助力自行车的安全性。另外，将弹性体仅设置在左中轴上，可以有效的缩短弹性体的长度，使得弹性体的力矩行程变短，即使碰到暴力踩踏，也不易发生不可逆的形变而导致检测精度下降。

Description

中轴传感器系统以及电动助力自行车

技术领域

本实用新型涉及交通机械技术领域，尤其是涉及一种中轴传感器系统以及电动助力自行车。

背景技术

电动助力自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的交通工具。

现有技术中的电动助力自行车，其包含有一设于自行车中轴的力矩传感器、一与中轴相对固定的无线信号发射器，以及一无线信号接收器，该无线信号接收器设于固定的该自行车车体的一邻近中轴的位置，该无线信号发射器用以接收该力矩传感器所发出的感测信号，再以非接触方式发送至该无线信号接收器。

现有技术还有一种电动助力自行车，其包括电机、中轴、应变套筒、扭矩传感器、双向超越离合器、链轮支架和五通，应变套筒套装在中轴上，一端固定在五通上并与双向超越离合器相连接，另一端与中轴固定连接，应变套筒的内表面贴合中轴的外表面；应变套筒的外表面粘贴扭矩传感器，扭矩传感器将信号传输至控制器，控制器控制电机输出；双向超越离合器分为内圈、中圈和外圈，中圈与链轮支架固定连接，内圈与应变套筒相连，外圈与电机输出部相连。

但是，现有技术中的前一种电动助力自行车，其力矩传感器设于自行车的中轴。在测量力矩时，会由于左右脚的用力差异而出现检测 不平衡的现象；而且，当左右脚同时用力踩踏时，自行车中轴由于踩踏而发生形变，但实际并没有输出行进动力，而位于中轴的力矩传感器将无法准确判断出踩踏的实际情况，易发生助力错误的情况，不便于使用者使用，且安全性能差。

而后一种电动车，中轴上的应变套筒与中轴固定连接，脚踏曲柄直接安装在应变套筒的外表面，应变套筒另一端与双向超越离合器相连，踩踏力完全通过应变套筒传递，且应变套筒的扭矩行程较长，如碰到暴力踩踏，很可能会发生不可逆的变形，导致检测精度下降。

故而，现有技术中的电动助力自行车存在无法准确判断出踩踏的实际情况，易发生助力错误的情况，以及应变套筒易发生变形而导致测量不精准，不便于使用者使用，且安全性能差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供中轴传感器系统以及电动助力自行车，以解决现有技术中存在的无法准确判断出踩踏的实际情况，易发生助力错误的情况，以及应变套筒易发生变形而导致测量不精准，不便于使用者使用，且安全性能差的技术问题。

本实用新型提供的一种中轴传感器系统，包括：左中轴、右中轴、弹性体和力矩传感器；左中轴的一端和右中轴的一端连接，弹性体套设在左中轴上，力矩传感器设置在弹性体上；左中轴的另一端和右中轴的另一端分别用于与脚踏曲柄连接。

进一步地，左中轴和右中轴均为空心轴。

进一步地，左中轴和右中轴通过轴连接器连接。

进一步地，中轴传感器还包括输出盘；输出盘套设在弹性体上，且输出盘位于左中轴和右中轴的连接处；输出盘用于与齿盘传动连接。

进一步地，输出盘包括输入端和输出端；输入端和输出端均为中空的圆柱体；输入端与弹性体连接，输出端用于与齿盘传动连接。

进一步地，中轴传感器还包括行星机构；行星机构套设在输出端外；输出端通过行星机构与齿盘传动连接。

进一步地，弹性体为两端开口的中空壳体；弹性体的一侧开口与左中轴固定连接，弹性体的另一侧开口插接在输入端内。

本实用新型还提供了一种电动助力自行车，包括车架以及上述的中轴传感器系统；左中轴和右中轴均转动连接在车架上。

本实用新型还提供了一种电动助力自行车，包括车架、齿盘以及上述中轴传感器系统；左中轴和右中轴均转动连接在车架上；齿盘转动连接在车架上，输出盘与齿盘转动连接。

进一步地，电动助力自行车还包括电机、控制器和电池；电机、控制器和电池均设置在车架上，电机与齿盘传动连接，电机和力矩传感器均与控制器电连接；电池与控制器电连接，以向控制器供电。

本实用新型提供的中轴传感器系统，其将左中轴的一端与右中轴的一端连接，将弹性体设置在左中轴上，并将力矩传感器设置在弹性体上，这样，左中轴的踩踏力和右中轴的踩踏力均通过弹性体传递，避免了当左右脚的用力差异而出现检测不平衡的现象。

当左右脚同时用力踩踏时，自行车中轴由于踩踏而发生形变，但实际并没有输出行进动力，由于弹性体仅设置于左中轴上，并不会在该情况下发生形变。

而当使用者实际输出行进动力时，输出的动力才会通过弹性体发生形变而被力矩传感器检测到并带动电动助力自行车行进，从而提高了力矩传感器测量的精准度，便于使用者使用，也提高了电动助力自行车的安全性。

另外，将弹性体仅设置在左中轴上，可以有效的缩短弹性体的长度，使得弹性体的力矩行程变短，如碰到暴力踩踏，不易发生不可逆的形变而导致检测精度下降。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的中轴传感器系统的原理图；

图2为本实用新型实施例提供的中轴传感器系统的结构示意图。

附图标记：

1-左中轴； 2-弹性体； 3-力矩传感器；

4-输出盘； 5-右中轴； 6-轴连接器；

7-行星机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的中轴传感器系统的原理图。如图1所示，本实施例提供的一种中轴传感器系统，包括：左中轴1、右中轴5、弹性体2和力矩传感器3；左中轴1的一端和右中轴5的一端连接，弹性体2套设在左中轴1上，力矩传感器3设置在弹性体2上；左中轴1的另一端和右中轴5的另一端分别用于与脚踏曲柄连接。

其中，弹性体2的结构形式可以为多种，例如：弹性体2呈圆锥或者棱锥体，且其为两端开口的中空壳体；弹性体2套设在左中轴1上，其一端与左中轴1固定，另一端通过传动部件与齿盘转动连接。当然，弹性体2也可以呈波纹管状、正方体或者长方体等内部中空的壳体等等。

弹性体2的材质也可以为多种，例如：不锈钢、铜、铝合金或者硬塑料等等。

左中轴1和右中轴5的连接方式可以为多种，例如：在左中轴1和右中轴5上都设置有外螺纹，通过一个具有与外螺纹相配合的内螺纹的套管连接。当然，为了使左中轴1和右中轴5的连接更加的稳定， 可以在套管的侧壁上、左中轴1的侧壁上和右中轴5的侧壁上均设置有螺纹孔，利用螺栓将套管与左中轴1，以及套管与右中轴5连接。当然，也可以通过卡箍、法兰盘或者焊接等方式进行连接。

较佳地，左中轴1和右中轴5通过轴连接器6连接。当然，为了提高左中轴1和右中轴5之间的强度，可以在轴连接器6的侧壁、左中轴1的侧壁和右中轴5的侧壁上均设置有螺纹孔，利用螺栓分别将轴连接器6和左中轴1以及轴连接器6和右中轴5加固，从而提高了左中轴1和右中轴5的连接强度，提高了中轴传感器系统的使用性能以及使用寿命。

本实施例提供的中轴传感器系统，其将左中轴1的一端与右中轴5的一端连接，将弹性体2设置在左中轴1上，并将力矩传感器3设置在弹性体2上，这样，左中轴1的踩踏力和右中轴5的踩踏力均通过弹性体2传递，避免了当左右脚的用力差异而出现检测不平衡的现象。

当左右脚同时用力踩踏时，自行车中轴由于踩踏而发生形变，但实际并没有输出行进动力，弹性体2并不会发生形变。

而当使用者实际输出进行动力时，输出的动力才会通过弹性体2发生形变而被力矩传感器3检测到并带动电动助力自行车行进，从而提高了力矩传感器3测量的精准度，便于使用者使用，也提高了电动助力自行车的安全性。

另外，将弹性体2仅设置在左中轴1上，可以有效的缩短弹性体2的长度，使得弹性体2的力矩行程变短，如碰到暴力踩踏，不易发生不可逆的形变而导致检测精度下降。

图2为本实用新型实施例提供的中轴传感器系统的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，左中轴1和右中轴5均为空心轴。

在本实施例中，将左中轴1和右中轴5设计成空心轴，可以减少中置电机的重量，提高了中置电机的工作效率。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，中轴传感器还包括输出盘4；输出盘4套设在弹性体2上，且输出盘4位于左中轴1和右中轴5的连接处；输出盘用于与齿盘传动连接。

其中，输出盘4与弹性体2的连接方式可以为多种，例如：输出盘4和弹性体2可以焊接、花键连接或者通过齿轮的啮合等等。

输出盘4与齿盘的传动连接方式可以为多种，例如：输出盘4上设置有齿轮，齿轮和齿盘通过链条传动连接；当然，也可以通过至少一级齿轮与齿盘啮合等等。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，输出盘4包括输入端和输出端；输入端和输出端均为中空的圆柱体；输入端与弹性体2连接，输出端用于与齿盘传动连接。

在本实施例中，将输出盘4设计成一个直径大的输出端和一个直径小的输入端，将直径小的输出端与弹性体2连接，将直径大的输出端与齿盘传动连接，从而减少弹性体2尺寸，进而降低弹性体2塑性变形的几率，提高了中轴传感器系统的使用性能。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，中轴传感器还包括行星机构7；行星机构7套设在输出端外；输出端通过行星机构7与齿盘传动连接。

在输出盘4外套设行星机构7，利用行星机构7进行加速，以提高踩踏力输出的效率。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，弹性体2为两端开口的中空壳体；弹性体2的一侧开口与左中轴1固定连接，弹性体2的另一侧开口插接在输入端内。

本实施例还提供了一种电动助力自行车，包括车架以及上述的中轴传感器系统；左中轴1和右中轴5均转动连接在车架上。

本实施例提供的中轴传感器系统，其将左中轴1的一端与右中轴5的一端连接，将弹性体2设置在左中轴1上，并将力矩传感器3设置在弹性体2上，这样，左中轴1的踩踏力和右中轴5的踩踏力均通过弹性体2传递，避免了当左右脚的用力差异而出现检测不平衡的现象。

当左右脚同时用力踩踏时，自行车中轴由于踩踏而发生形变，但实际并没有输出行进动力，弹性体2并不会发生形变。

而当使用者实际输出行进动力时，输出的动力才会通过弹性体2发生形变而被力矩传感器3检测到并带动电动助力自行车行进，从而提高了力矩传感器3测量的精准度，便于使用者使用，也提高了电动助力车的安全性。

另外，将弹性体2仅设置在左中轴1上，可以有效的缩短弹性体2的长度，使得弹性体2的力矩行程变短，如碰到暴力踩踏，不易发生不可逆的形变而导致检测精度下降。

本实施例还提供了一种电动助力自行车，包括车架、齿盘以及上述中轴传感器系统；左中轴1和右中轴5均转动连接在车架上；齿盘转动连接在车架上，输出盘4与齿盘转动连接。

进一步地，电动助力自行车还包括电机、控制器和电池；电机、控制器和电池均设置在车架上，电机与齿盘传动连接，电机和力矩传感器3均与控制器电连接；电池与控制器电连接，以向控制器供电。

利用上述实施例中的中轴力矩传感器3系统，能够有效的提高电动助力自行车的助力的准确性，提高电动助力自行车的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细 的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种中轴传感器系统，其特征在于，包括：左中轴、右中轴、弹性体和力矩传感器；

所述左中轴的一端和所述右中轴的一端连接，所述弹性体套设在所述左中轴上，所述力矩传感器设置在所述弹性体上；所述左中轴的另一端和所述右中轴的另一端分别用于与脚踏曲柄连接。

2.根据权利要求1所述的中轴传感器系统，其特征在于，所述左中轴和所述右中轴均为空心轴。

3.根据权利要求1所述的中轴传感器系统，其特征在于，所述左中轴和所述右中轴通过轴连接器连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的中轴传感器系统，其特征在于，还包括输出盘；所述输出盘套设在所述弹性体上，且所述输出盘位于所述左中轴和所述右中轴的连接处；所述输出盘用于与齿盘传动连接。

5.根据权利要求4所述的中轴传感器系统，其特征在于，所述输出盘包括输入端和输出端；所述输入端和所述输出端均为中空的圆柱体；所述输入端与所述弹性体连接，所述输出端用于与齿盘传动连接。

6.根据权利要求5所述的中轴传感器系统，其特征在于，还包括行星机构；所述行星机构套设在所述输出端外；所述输出端通过所述行星机构与齿盘传动连接。

7.根据权利要求6所述的中轴传感器系统，其特征在于，所述弹性体为两端开口的中空壳体；所述弹性体的一侧开口与所述左中轴固定连接，所述弹性体的另一侧开口插接在所述输入端内。

8.一种电动助力自行车，其特征在于，包括车架以及如权利要求1-7任一项所述的中轴传感器系统；

所述左中轴和所述右中轴均转动连接在所述车架上。

9.一种电动助力自行车，其特征在于，包括车架、齿盘以及如权利要求4-7任一项所述中轴传感器系统；

所述左中轴和所述右中轴均转动连接在所述车架上；所述齿盘转动连接在所述车架上，所述输出盘与所述齿盘转动连接。

10.根据权利要求9所述的电动助力自行车，其特征在于，还包括电机、控制器和电池；

所述电机、所述控制器和所述电池均设置在所述车架上，所述电机与所述齿盘传动连接，所述电机和所述力矩传感器均与所述控制器电连接；所述电池与所述控制器电连接，以向所述控制器供电。