CN211519778U - 一种实时力矩监控车轴总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机电子技术领域，公开一种实时力矩监控车轴总成，包括中心轴，中心轴的本体中部周向设置有外花键，外花键用于传递动力；人力驱动花键轴套，人力驱动花键轴套为中心开设通孔的结构，人力驱动花键轴套套设于中心轴的外周部，人力驱动花键轴套的通孔的一端设置有内花键，内花键与外花键啮合传动；磁环，磁环套设于中心轴的外周部，磁环用于感应内花键与外花键啮合传输动力时产生的机械变形量。本申请通过一种实时力矩监控车轴总成的磁环感应内花键与外花键啮合传输动力时产生的机械变形量的信息，并通过第一检测装置提供给电子处理器，电子处理器根据磁变现象得知力矩的大小，并根据力矩的大小的信号向电力输出机构发出助力信号。

Description

一种实时力矩监控车轴总成

技术领域

本实用新型涉及电机电子技术领域，尤其涉及一种实时力矩监控车轴总成。

背景技术

当今社会快速发展，私人轿车越来越多，导致道路拥堵问题越来越严重，很多人开始将骑自行车作为出行方式的一种选择，自行车的休闲出行方式也普遍得到广大群众的喜爱，普及率高，自行车作为交通工具的其中一种，市场占有率仍然很高。而为了使出行更加舒适方便快捷，将自行车改进成电动或者助力自行车已成为一种趋势。

电动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个人交通工具。现有的电动自行车虽然可以实现电驱动或脚踏驱动的方式，但是在电动驱动和脚踏驱动之间切换不方便，电动自行车无法自动检测脚踏用力的大小，无法根据脚踏用力的大小提供相对应的电力驱动。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种实时力矩监控车轴总成，能够检测感应所述内花键与所述外花键啮合传输动力时产生的机械变形量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种实时力矩监控车轴总成，包括：

中心轴，所述中心轴的本体中部周向设置有外花键，所述外花键用于传递动力；

人力驱动花键轴套，所述人力驱动花键轴套为中心开设通孔的结构，所述人力驱动花键轴套套设于所述中心轴的外周部，所述人力驱动花键轴套的通孔的一端设置有内花键，所述内花键与所述外花键啮合传动；

磁环，所述磁环套设于所述中心轴的外周部，所述磁环用于感应所述内花键与所述外花键啮合传输动力时产生的机械变形量。

作为一种优选的技术方案，所述中心轴的外周部还设置有支撑凸台，所述支撑凸台位于所述外花键的一侧，所述磁环套设在所述支撑凸台的外侧。

具体地，通过设置所述支撑凸台，能够使所述磁环端面与所述人力驱动花键轴套的端面对齐，从而保证检测可靠性。

作为一种优选的技术方案，所述人力驱动花键轴套具有内花键的一端设置有键套凸台，所述磁环的外周部与所述键套凸台的外周部平齐。

具体地，通过设置键套凸台，在保证内花键强度可靠性的前提下，能够减小所述人力驱动花键轴套其它部分的厚度，从而节省材料和产品重量

作为一种优选的技术方案，还包括转子花键套和设置于所述转子花键套上的第一检测装置，所述转子花键套为中心开设通孔的结构，所述转子花键套套设于所述中心轴的外周部，所述转子花键套位于所述磁环远离所述人力驱动花键轴套的一侧，所述转子花键套的靠近所述磁环的一侧设置第一凹槽，所述第一检测装置用于在所述第一凹槽处检测所述磁环的磁变现象以及所述中心轴的旋转信息。

作为一种优选的技术方案，所述第一检测装置是薄片状结构，所述第一检测装置贴装在所述转子花键套的外周部。

优选的，所述转子花键套的外周部设置有第一安装槽，所述第一检测装置嵌入安装在所述第一安装槽内；通过将第一检测装置嵌装在所述第一安装槽内，有利于减小产品的整体外径，从而利于产品小型化。

作为一种优选的技术方案，还包括定子花键套和设置于所述定子花键套上的电子处理器，所述定子花键套为中心开设通孔的结构，所述定子花键套的靠近所述转子花键套与所述磁环的接触面的一侧设置第一凹孔，所述转子花键套位于所述定子花键套的内部通孔内，所述电子处理器用于在所述第一凹孔处接收所述第一检测装置反馈的磁变现象和旋转信息。

作为一种优选的技术方案，所述电子处理器是薄片状结构，所述电子处理器贴装在所述定子花键套的外周部。

优选的，所述定子花键套的外周部设置有第二安装槽，所述电子处理器嵌入安装在所述第二安装槽内。通过将电子处理器嵌装在所述第二安装槽内，有利于减小产品的整体外径，从而利于产品小型化。

作为一种优选的技术方案，所述中心轴的两端的端面分别设置螺纹孔，所述中心轴的两端的外周部设置定位面，所述定位面用于连接人力动力传输机构，所述螺纹孔用于在所述中心轴的轴向方向锁紧所述人力动力传输机构。

作为一种优选的技术方案，所述人力驱动花键轴套远离所述内花键的一端的外周部设置啮合齿，所述啮合齿用于连接离合器。

本实用新型的有益效果为：提供一种实时力矩监控车轴总成，包括中心轴，所述中心轴的本体中部周向设置有外花键；人力驱动花键轴套，所述人力驱动花键轴套为中心开设通孔的结构，所述人力驱动花键轴套套设于所述中心轴的外周部，所述人力驱动花键轴套的通孔的一端设置有内花键，所述内花键与所述外花键啮合传动，所述中心轴与所述人力驱动花键轴套同轴设置，提高动力传递效率；磁环，所述磁环套设于所述中心轴的外周部并位于所述外花键与所述内花键啮合的一侧，所述内花键与所述外花键啮合传输动力时，所述内花键与所述外花键啮产生微观变形，导致磁场有所改变，所述磁环产生微观磁变现象；第一检测装置，所述转子花键套的靠近所述磁环的一侧设置第一凹槽，所述第一凹槽用于避免所述磁环产生的微观磁变现象传递不通畅，所述第一检测装置贴装在所述转子花键套的外周部，所述第一检测装置用于检测所述磁环产生的微观磁变现象并将微观磁变现象转换成磁变信号和检测所述中心轴的旋转信息；定子花键套,以及设置于所述定子花键套上的电子处理器，所述定子花键套的靠近所述转子花键套与所述磁环的接触面的一侧设置第一凹孔，所述第一凹孔用于方便所述第一检测装置将并经过处理后的磁变信号和旋转信号传递给所述电子处理器，所述电子处理器根据磁变信号获得瞬间的高精度的切面变化数据，并根据切面变化数据算得扭力值，实时跟踪测量扭矩信息并根据旋转信号向电力输出机构发出助力信号，进而使得在人力踩踏用力过度时，电力输出恰到好处的助力，无顿挫感，方便骑行者省力骑行。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为实施例一所述一种实时力矩监控车轴总成的结构爆炸图；

图2为实施例一所述一种实时力矩监控车轴总成的俯视图；

图3为图2的A-A的剖面图；

图4为实施例一所述定子花键套的结构示意图；

图1至图4中：

1、中心轴；11、外花键；12、螺纹孔；13、定位面；14、支撑凸台；

2、人力驱动花键轴套；21、内花键；22、啮合齿；23、键套凸台；

3、磁环；

4、转子花键套；41、第一凹槽；42、第一安装槽；

5、第一检测装置；

6、定子花键套；61、第一凹孔；62、第二安装槽；

7、电子处理器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

如图1至图4所示一种实时力矩监控车轴总成，包括中心轴1，所述中心轴1的本体中部周向设置有外花键11，所述外花键11用于传递动力；人力驱动花键轴套2，所述人力驱动花键轴套2为中心开设通孔的结构，所述人力驱动花键轴套2套设于所述中心轴1的外周部，所述人力驱动花键轴套2的通孔的一端设置有内花键21，所述内花键21与所述外花键11啮合传动；磁环3，所述磁环3套设于所述中心轴1的外周部，所述磁环3用于感应所述内花键21与所述外花键11啮合传输动力时产生的机械变形量。

在本实施例中，所述内花键21与所述外花键11啮合传输动力时产生的机械变形量是指角度变形量。

在本实施例中，人力驱动所述中心轴1旋转，所述外花键11与所述内花键21啮合传动，所述外花键11的键槽与所述内花键21的键齿啮合传动时产生微量变形；或者，所述外花键11的键齿与所述内花键21的键槽啮合传动时产生微量变形；所述磁环3位于所述外花键11与所述内花键21啮合处的一侧，当所述外花键11与所述内花键21啮合发生变形时，导致磁场有所改变，所述磁环3发生磁变现象；采用不同大小的力驱动所述中心轴1旋转，导致所述外花键11与所述内花键21啮合的机械变形量大小不同，所述磁环3发生的磁变现象也不一致。

在本实施例中，所述中心轴1的外周部还设置有支撑凸台14，所述支撑凸台14位于所述外花键11的一侧，所述磁环3套设在所述支撑凸台14的外侧。

具体地，通过设置所述支撑凸台14，能够使所述磁环3端面与所述人力驱动花键轴套2的端面对齐，从而保证检测可靠性。

在本实施例中，所述人力驱动花键轴套2具有内花键21的一端设置有键套凸台23，所述磁环3的外周部与所述键套凸台23的外周部平齐。

具体地，通过设置键套凸台23，在保证内花键21强度可靠性的前提下，能够减小所述人力驱动花键轴套2其它部分的厚度，从而节省材料和产品重量。

在本实施例中，还包括转子花键套4和设置于所述转子花键套4上的第一检测装置5，所述转子花键套4为中心开设通孔的结构，所述转子花键套4套设于所述中心轴1的外周部，所述转子花键套4位于所述磁环3远离所述人力驱动花键轴套2的一侧，所述转子花键套4的靠近所述磁环3的一侧设置第一凹槽41，所述第一检测装置5用于在所述第一凹槽41处检测所述磁环3的磁变现象以及所述中心轴1的旋转信息。

在本实施例中，所述磁环3的磁变现象是指磁致伸缩现象，所述中心轴1的旋转信息是指通过霍尔效应原理得到的所述中心轴1的旋转速度。

在本实施例中，所述第一凹槽41用于方便所述第一检测装置5检测所述磁环3产生的磁变现象，所述第一检测装置5检测所述磁环3产生的磁变现象并将磁变现象转变成磁变信号和检测所述中心轴1的旋转信息。

在本实施例中，所述第一检测装置5是薄片状结构，所述第一检测装置5贴装在所述转子花键套4的外周部。

优选的，所述转子花键套4的外周部设置有第一安装槽42，所述第一检测装置5嵌入安装在所述第一安装槽42内。通过将第一检测装置5嵌装在所述第一安装槽42内，有利于减小产品的整体外径，从而利于产品小型化。

在本实施例中，还包括定子花键套6和设置于所述定子花键套6上的电子处理器7，所述定子花键套6为中心开设通孔的结构，所述定子花键套6的靠近所述转子花键套4与所述磁环3的接触面的一侧设置第一凹孔61，所述转子花键套4位于所述定子花键套6的内部通孔内，所述电子处理器7用于在所述第一凹孔61处接收所述第一检测装置5反馈的磁变现象和旋转信息。

在本实施例中，还包括定子架，所述定子架用于固定安装所述定子花键套6。

在本实施例中，所述第一凹孔61方便所述第一检测装置5将磁变信号和旋转信号传递给所述电子处理器7，所述电子处理器7根据磁变信号获得瞬间的高精度的切面变化数据，并根据切面变化数据算得扭力值，实时跟踪测量扭矩信息并根据旋转信号向电力输出结构发出助力信号。

在本实施例中，所述电子处理器7是薄片状结构，所述电子处理器7贴装在所述定子花键套6的外周部。

优选的，所述定子花键套6的外周部设置有第二安装槽62，所述电子处理器7嵌入安装在所述第二安装槽62内；通过将电子处理器7嵌装在所述第二安装槽62内，有利于减小产品的整体外径，从而利于产品小型化。

在本实施例中，所述中心轴1的两端的端面分别设置螺纹孔12，所述中心轴1的两端的外周部设置定位面13，所述定位面13用于连接人力动力传输机构，所述螺纹孔12用于在所述中心轴1的轴向方向锁紧所述人力动力传输机构。

在本实施例中，所述人力驱动花键轴套2远离所述内花键21的一端的外周部设置啮合齿22，所述啮合齿22用于连接离合器。

在本实施例中，还包括电力输出机构，所述电力输出机构连接离合器，当所述电力输出机构接收到助力信号时，所述电力输出机构输出动力，动力通过离合器和所述人力驱动花键轴套2传递到所述中心轴1，方便骑行者省力骑行。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，包括：

中心轴，所述中心轴的本体中部周向设置有外花键，所述外花键用于传递动力；

人力驱动花键轴套，所述人力驱动花键轴套为中心开设通孔的结构，所述人力驱动花键轴套套设于所述中心轴的外周部，所述人力驱动花键轴套的通孔的一端设置有内花键，所述内花键与所述外花键啮合传动；

磁环，所述磁环套设于所述中心轴的外周部，所述磁环用于感应所述内花键与所述外花键啮合传输动力时产生的机械变形量。

2.根据权利要求1所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述中心轴的外周部还设置有支撑凸台，所述支撑凸台位于所述外花键的一侧，所述磁环套设在所述支撑凸台的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述人力驱动花键轴套具有内花键的一端设置有键套凸台，所述磁环的外周部与所述键套凸台的外周部平齐。

4.根据权利要求1所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，还包括转子花键套和设置于所述转子花键套上的第一检测装置，所述转子花键套为中心开设通孔的结构，所述转子花键套套设于所述中心轴的外周部，所述转子花键套位于所述磁环远离所述人力驱动花键轴套的一侧，所述转子花键套的靠近所述磁环的一侧设置第一凹槽，所述第一检测装置用于在所述第一凹槽处检测所述磁环的磁变现象以及所述中心轴的旋转信息。

5.根据权利要求4所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述第一检测装置是薄片状结构，所述第一检测装置贴装在所述转子花键套的外周部。

6.根据权利要求4所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，还包括定子花键套和设置于所述定子花键套上的电子处理器，所述定子花键套为中心开设通孔的结构，所述定子花键套的靠近所述转子花键套与所述磁环的接触面的一侧设置第一凹孔，所述转子花键套位于所述定子花键套的内部通孔内，所述电子处理器用于在所述第一凹孔处接收所述第一检测装置反馈的磁变现象和旋转信息。

7.根据权利要求6所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述电子处理器是薄片状结构，所述电子处理器贴装在所述定子花键套的外周部。

8.根据权利要求1所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述中心轴的两端的端面分别设置螺纹孔，所述中心轴的两端的外周部设置定位面，所述定位面用于连接人力动力传输机构，所述螺纹孔用于在所述中心轴的轴向方向锁紧所述人力动力传输机构。

9.根据权利要求1所述的一种实时力矩监控车轴总成，其特征在于，所述人力驱动花键轴套远离所述内花键的一端的外周部设置啮合齿，所述啮合齿用于连接离合器。

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