CN212556654U - 适用于中置电机的力矩传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种适用于中置电机的力矩传感装置，包括：中轴(1)、轴承部件、变形套(4)、输出轴(7)、离合器内衬(12)、励磁线圈(13)、信号接受线圈(14)以及控制器(16)；所述中轴(1)与变形套(4)相配合；所述控制器(16)与所述变形套(4)相连；所述输出轴(7)与轴承部件相接触；控制器(16)通过励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)来检测变形套(4)的形变量；所述励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)安装在变形套(4)外侧。本实用新型在变形套表面喷涂非晶材料或者粘贴了非晶薄带，利用非晶材料的逆磁滞伸缩效应，控制器通过励磁线圈产生交变磁场，检测踩踏力矩的大小，从而控制电机出力大小。
Description
技术领域
本实用新型涉及力矩传感技术领域，具体地，涉及适用于中置电机的力矩传感装置。
背景技术
扭矩传感器，又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪，分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动(气动，液力)扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。现阶段，电动自行车越来越多地采取在中轴安装力矩传感器，使得骑行过程中，能够根据所测得的扭矩来调整电动自行车的电机输出功率。现有技术中亟需一种适用于中置电机的力矩传感装置。
专利文献CN109186831B公开了力矩传感器，其包括：固定盘、输入盘、应变梁、浮动梁、支撑梁和电阻应变片；支撑梁一端连接输入盘，另一端连接固定盘；应变梁一端连接固定盘，另一端连接浮动梁；浮动梁一端连接输入盘，另一端连接应变梁，浮动梁和输入盘之间具有预定间距；电阻应变片设置在应变梁的侧面，且电阻应变片相对应变梁和输入盘的中心对称设置，电阻应变片组成全桥电路对应变梁所受应变进行测量。该专利并不能很好地适用于中置电机中。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于中置电机的力矩传感装置。
根据本实用新型提供的一种适用于中置电机的力矩传感装置，包括：中轴1、轴承部件、变形套4、输出轴7、离合器内衬12、励磁线圈13、信号接受线圈14以及控制器16；所述中轴1与变形套4相配合；所述变形套4与离合器内衬12相配合；所述离合器内衬12与输出轴7相配合；所述中轴1与输出轴7相连接；所述控制器16与励磁线圈13、信号接受线圈14相连；所述控制器16与所述变形套4相连；所述中轴1贯穿轴承部件；所述中轴1贯穿输出轴7；所述输出轴7与轴承部件相接触；控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量；所述励磁线圈13和信号接受线圈14安装在变形套4外侧；当人踩踏中轴1带动输出轴7运动的过程中，变形套4会产生形变，变形套4表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量，将形变量转化为电信号。
优选地，还包括：离合器11；所述离合器内衬12通过离合器11与输出轴7相配合；所述励磁线圈13包括：2组励磁线圈；所述信号接受线圈14包括：2组信号接受线圈。
优选地，所述变形套4的表面设置有任意一种构件：-非晶材料涂层；-非晶薄带。
优选地，还包括：第一花键结构、第二花键结构；所述中轴1通过第一花键结构与变形套4相配合；所述变形套4通过第二花键结构与离合器内衬12相配合。
优选地，所述变形套4的表面具有八字型滚花；所述变形套4的表面喷涂非晶材料或者所述变形套4的表面粘贴八字形非晶薄带。
优选地，还包括：磁环15；所述磁环15与中轴1紧固连接；所述控制器16包括：感应霍尔构件；所述磁环15上设置有均匀分布的NS磁极；所述磁环15能够随着中轴1转动而转动。所述控制器16检测磁环15的磁极变化来实现中轴1转速的检测。所述磁环15固定在中轴1上，控制器16上装有感应霍尔，磁环15上有均匀分布的NS磁极，磁环15随着中轴1转动，控制器16检测磁环15的磁极变化来实现中轴1转速的检测。
优选地，还包括：隔磁罩6；所述隔磁罩6为采用导磁材料的隔磁罩；所述隔磁罩6安装于励磁线圈13和信号接受线圈14外侧，用来屏蔽外部磁场对信号接受线圈14的干扰。
优选地，轴承部件还包括：第三轴承9、第四轴承10以及引出线5；所述第三轴承9与第四轴承10相连；所述引出线5与变形套4相连接。
优选地，轴承部件还包括：第一轴承2、第二轴承8；所述第二轴承8与输出轴7相连；所述第一轴承2设置于中轴1上远离第二轴承8的一端。
优选地，还包括：控制器固定支架3；所述控制器16设置于控制器固定支架3上。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型结构合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷；
2、本实用新型能够利用中置电机的优势，在于能够在最大限度上保持电动车的前后平衡性，并且不会影响减震，电机在颠簸路段上受路面的冲击更小，在走线方面因为超高的整合度，可以减少线管的外漏，因此在颠簸路段的操控性、稳定性、通过性等方面要优于搭配轮毂电机的电动车；
3、本实用新型中，在变形套表面喷涂非晶材料或者粘贴了非晶薄带，变形套变形带动表面的非晶材料或者非晶薄带产生变形，利用非晶材料的逆磁滞伸缩效应(材料变形导致材料的导磁率发生变化)，控制器通过励磁线圈产生交变磁场，由于非晶材料导磁率的变化，信号接收线圈的两个线圈会产生电压差，电压差的大小和踩踏力矩大小成正比，从而检测踩踏力矩的大小，从而控制电机出力大小。
4、本发明中，“变形套表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器通过励磁线圈和信号接受线圈来检测变形套的形变量，将形变量转化为电信号”所克服的现有技术缺陷以及产生的技术效果(相较于传统的力矩传感系统所具有的技术优势)
5、本发明采用非接触式磁式力矩传感器，由于为非接触式，随着使用时间的增加，力矩信号依然稳定，且使用寿命长久。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中：
中轴1 第三轴承9
第一轴承2 第四轴承10
控制器固定支架3 离合器11
变形套4 离合器内衬12
引出线5 励磁线圈13
隔磁罩6 信号接受线圈14
输出轴7 磁环15
第二轴承8 控制器16
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，根据本实用新型提供的一种适用于中置电机的力矩传感装置，包括：中轴1、轴承部件、变形套4、隔磁罩6、输出轴7、离合器内衬12、励磁线圈13、信号接受线圈14以及控制器16；所述中轴1与变形套4相配合；所述变形套4与离合器内衬12相配合；所述离合器内衬12与输出轴7相配合；所述中轴1与输出轴7相连接；所述控制器16与励磁线圈13、信号接受线圈14相连；所述控制器16与所述变形套4相连；所述中轴1贯穿轴承部件；所述中轴1贯穿输出轴7；所述输出轴7与轴承部件相接触；控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量；所述励磁线圈13和信号接受线圈14安装在变形套4外侧；当人踩踏中轴1带动输出轴7运动的过程中，变形套4会产生形变，变形套4表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量，将形变量转化为电信号。
优选地，还包括：离合器11；所述离合器内衬12通过离合器11与输出轴7相配合；所述励磁线圈13包括：2组励磁线圈；所述信号接受线圈14包括：2组信号接受线圈。
优选地，所述变形套4的表面设置有任意一种构件：-非晶材料涂层；-非晶薄带。
优选地，还包括：第一花键结构、第二花键结构；所述中轴1通过第一花键结构与变形套4相配合；所述变形套4通过第二花键结构与离合器内衬12相配合。
优选地，所述变形套4的表面具有八字型滚花；所述变形套4的表面喷涂非晶材料或者所述变形套4的表面粘贴八字形非晶薄带。
优选地，还包括：磁环15；所述磁环15与中轴1紧固连接；所述控制器16包括：感应霍尔构件；所述磁环15上设置有均匀分布的NS磁极；所述磁环15能够随着中轴1转动而转动。所述控制器16检测磁环15的磁极变化来实现中轴1转速的检测。所述磁环15固定在中轴1上，控制器16上装有感应霍尔，磁环15上有均匀分布的NS磁极，磁环15随着中轴1转动，控制器16检测磁环15的磁极变化来实现中轴1转速的检测。
优选地，还包括：隔磁罩6；所述隔磁罩6为采用导磁材料的隔磁罩；所述隔磁罩6安装于励磁线圈13和信号接受线圈14外侧，用来屏蔽外部磁场对信号接受线圈14的干扰。
优选地，轴承部件还包括：第三轴承9、第四轴承10以及引出线5；所述第三轴承9与第四轴承10相连；所述引出线5与变形套4相连接。
优选地，轴承部件还包括：第一轴承2、第二轴承8；所述第二轴承8与输出轴7相连；所述第一轴承2设置于中轴1上远离第二轴承8的一端。
优选地，还包括：控制器固定支架3；所述控制器16设置于控制器固定支架3上。
具体地，在一个实施例中，一种于中置电机的力矩传感系统，包括：中轴1、第一轴承2、控制器固定支架3、变形套4、引出线5、隔磁罩6、输出轴7、第二轴承8、第三轴承9、第四轴承10、离合器11、离合器内衬12、励磁线圈13、信号接受线圈14、磁环15、控制器16。
中轴1通过花键结构与变形套4相配合，变形套4通过花键结构与离合器内衬12相配合，离合器内衬12通过离合器11与输出轴7相配合，当人踩踏中轴1带动输出轴7运动的过程中，变形套4会产生形变，变形套4表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量，将形变量转化为电信号。
优选地，所述变形套4表面具有八字型滚花，表面喷涂非晶材料或者粘贴八字形非晶薄带。
优选地，所述励磁线圈13和信号接受线圈14安装在变形套4外侧，分别有2组线圈组成。
优选地，所述磁环15固定在中轴1上，控制器16上装有感应霍尔，磁环15上有均匀分布的NS磁极，磁环15随着中轴1转动，控制器16检测磁环15的磁极变化来实现中轴1转速的检测。
优选地，所述隔磁罩6由为导磁材料，安装于励磁线圈13和信号接受线圈14外侧，用来屏蔽外部磁场对信号接受线圈14的干扰。
优选地，所述中轴1通过花键结构与变形套4相配合，变形套4通过花键结构与离合器内衬12相配合，离合器内衬12通过离合器11与输出轴7相配合，当人踩踏中轴1带动输出轴7运动的过程中，变形套4会产生形变，变形套4表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量，将形变量转化为电信号。
中置电机的优势在于能够在最大限度上保持电动车的前后平衡性，并且不会影响减震，电机在颠簸路段上受路面的冲击更小。在走线方面因为超高的整合度，可以减少线管的外漏，因此在颠簸路段的操控性、稳定性、通过性等方面要优于搭配轮毂电机的电动车。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，包括：中轴(1)、轴承部件、变形套(4)、输出轴(7)、离合器内衬(12)、励磁线圈(13)、信号接受线圈(14)以及控制器(16)；
所述中轴(1)与变形套(4)相配合；
所述变形套(4)与离合器内衬(12)相配合；
所述离合器内衬(12)与输出轴(7)相配合；
所述中轴(1)与输出轴(7)相连接；
所述控制器(16)与励磁线圈(13)、信号接受线圈(14)相连；
所述控制器(16)与所述变形套(4)相连；
所述中轴(1)贯穿轴承部件；
所述中轴(1)贯穿输出轴(7)；
所述输出轴(7)与轴承部件相接触；
所述励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)安装在变形套(4)外侧。
2.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，还包括：离合器(11)；
所述离合器内衬(12)通过离合器(11)与输出轴(7)相配合；
所述励磁线圈(13)包括：两组励磁线圈；
所述信号接受线圈(14)包括：两组信号接受线圈。
3.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，所述变形套(4)的表面设置有任意一种构件：
-非晶材料涂层；
-非晶薄带。
4.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，还包括：第一花键结构、第二花键结构；
所述中轴(1)通过第一花键结构与变形套(4)相配合；
所述变形套(4)通过第二花键结构与离合器内衬(12)相配合。
5.根据权利要求3所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，所述变形套(4)的表面具有八字型滚花；
所述变形套(4)的表面喷涂非晶材料或者
所述变形套(4)的表面粘贴八字形非晶薄带。
6.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，还包括：磁环(15)；
所述磁环(15)与中轴(1)紧固连接；
所述控制器(16)包括：感应霍尔构件；
所述磁环(15)上设置有均匀分布的NS磁极。
7.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，还包括：隔磁罩(6)；
所述隔磁罩(6)为采用导磁材料的隔磁罩；
所述隔磁罩(6)安装于励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)外侧。
8.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，轴承部件还包括：第三轴承(9)、第四轴承(10)以及引出线(5)；
所述第三轴承(9)与第四轴承(10)相连；
所述引出线(5)与变形套(4)相连接。
9.根据权利要求8所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，轴承部件还包括：第一轴承(2)、第二轴承(8)；
所述第二轴承(8)与输出轴(7)相连；
所述第一轴承(2)设置于中轴(1)上远离第二轴承(8)的一端。
10.根据权利要求1所述的适用于中置电机的力矩传感装置，其特征在于，还包括：控制器固定支架(3)；
所述控制器(16)设置于控制器固定支架(3)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021313649.6U CN212556654U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 适用于中置电机的力矩传感装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021313649.6U CN212556654U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 适用于中置电机的力矩传感装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212556654U true CN212556654U (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=74620270
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021313649.6U Active CN212556654U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 适用于中置电机的力矩传感装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2020
- 2020-07-07 CN CN202021313649.6U patent/CN212556654U/zh active Active
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