CN218055496U - 力矩及速度传感装置及电动自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了力矩及速度传感装置及电动自行车，其中力矩及速度传感装置包括中轴、连接件、变形件、安装架、信号处理器、速度感应器、速度磁环和力矩感应器，中轴转动设置于五通管内，连接件套设于中轴的外周，速度磁环套接固定于变形件的外壁，该力矩及速度传感装置通过将速度磁环套接固定于变形件的外壁，使得速度感应器感应的中轴转速及转向信息，能够与力矩感应器感应的力矩信息实现同步，使得信号处理器能够同步获得中轴的速度、转速及力矩信息，从而向控制器发送中轴准确的状态信息，使得控制器能够控制轮毂电机输出更合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而提高用户的骑乘舒适感。

Description

力矩及速度传感装置及电动自行车

技术领域

本实用新型涉及电动自行车技术领域，特别涉及一种力矩及速度传感装置及电动自行车。

背景技术

相关技术中，轮毂电机驱动系统因具有价格优势及改装简便的优点，而在助力电动自行车行业占有一定的市场。轮毂电机的动力驱动如何与人力配合才能使用户获得舒适的骑行感，一直是助力电动自行车从业者追求的目标，而人力的信号采集对驱动控制的依据至关重要。电动自行车轮毂电机的优势之一是对传统自行车的改动小、改装简单，同时传统自行车左右脚踏的动力最早汇集的地方在中轴上，因此如何做到在传统自行车中轴安装的空间实现信号采集且对传统自行车改装最小是助力电动自行车驱动部件设计的难点之一。

目前，市场上现有的产品，转速和转向感应的方案采用的是在中轴上安装一个径向充磁的速度磁环，磁环对应的位置放置速度感应器，中轴受力转动时带动速度磁环同步转动，速度感应器感应速度磁环转动时的磁场变化判断中轴的转速和转向。这种方案存在以下问题：速度磁环固定在中轴上并与中轴同步转动，变形体与中轴通过花键连接，速度感应器通过感应速度磁环的磁场变化而获得中轴的转速及转向数据，力矩感应器通过感应变形体的变形而获得中轴力矩的数据，然而，传动时由于齿侧间隙导致中轴和变形体存在传动滞后，从而导致速度感应器和力矩感应器对中轴的力矩、转速及转向的感应不同步。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种能够同步感应中轴的力矩、转速及转向的力矩及速度传感装置。

本实用新型另外还提供一种具有上述力矩及速度传感装置的电动自行车。

根据本实用新型第一方面实施例的力矩及速度传感装置，包括：

中轴，转动设置于五通管内；

连接件，套设于所述中轴的外周，用于将动力传输至牙盘；

变形件，一端固定连接所述中轴，另一端固定连接所述连接件；

安装架，固定设置于所述五通管内并套设于所述变形件的外周；

速度磁环，套接固定于所述变形件的外壁；

速度感应器，安装于所述安装架，用于感应所述速度磁环的磁场变化；

力矩感应器，安装于所述安装架，用于感应所述变形件的形变；

信号处理器，与所述速度感应器、所述力矩感应器通信连接。

根据本实用新型第一方面实施例的力矩及速度传感装置，至少具有如下有益效果：

用户通过踩踏将动力输入中轴使得中轴旋转时，中轴带动变形件转动使得套接固定于变形件外壁的速度磁环转动，速度感应器感应速度磁环的磁场变化而产生速度信号，然后将速度信号输送至信号处理器以获得中轴的转速和转向，同时变形件将中轴的动力输送至连接件，然后再通过连接件输送至牙盘以带动车轮转动，变形件在输送动力的过程中会产生形变，力矩感应器能够感应变形件的形变而产生力矩信号，然后将力矩信号输送至信号处理器进行处理以获得输入中轴的动力的力矩大小，信号处理器将速度信号和力矩信号初步处理后发送至轮毂电机的控制器，控制器再控制轮毂电机输出合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而使得用户能够获得舒适的骑行感。相对现有的力矩及速度传感器，该力矩及速度传感装置通过将速度磁环套接固定于变形件的外壁，使得速度感应器感应的中轴转速及转向信息，能够与力矩感应器感应的力矩信息实现同步，使得信号处理器能够同步获得中轴的速度、转速及力矩信息，从而向控制器发送中轴准确的状态信息，使得控制器能够控制轮毂电机输出更合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而提高用户的骑乘舒适感。

根据本实用新型的一些实施例，所述速度感应器与所述速度磁环沿轴向相对设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述变形件的外壁设置有凸台，所述速度磁环抵接于所述凸台的侧壁。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装架沿轴向的一端设置有凸环，所述速度感应器和所述力矩感应器分别位于所述凸环沿轴向的两侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述凸环背离所述力矩感应器的端面设置有凹槽，所述速度感应器安装于所述凹槽内。

根据本实用新型的一些实施例，所述速度感应器设置有与所述凹槽的内壁形状匹配的线路板，所述速度感应器通过所述线路板固定于所述凹槽的内壁。

根据本实用新型的一些实施例，所述力矩及速度传感装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件罩设于所述力矩感应器的外周。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装架的外壁设置有凸起，所述屏蔽件卡设于所述凸起和所述凸环之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述速度磁环为轴向充磁磁环。

根据本实用新型的一些实施例，所述力矩感应器包括两个感应线圈，所述安装架的外壁设置有两个环形槽，两个所述感应线圈安装于相应的所述环形槽内。

根据本实用新型的一些实施例，所述力矩感应器还包括第一连接线，所述感应线圈通过所述第一连接线与所述信号处理器连接，所述安装架的外壁设置有用于避让所述第一连接线的第一避让槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述速度感应器还包括第二连接线，所述速度感应器通过所述第二连接线与所述信号处理器连接，所述安装架的外壁设置有用于避让所述第二连接线的第二避让槽。

根据本实用新型第二方面实施例的电动自行车，包括本实用新型第一方面实施例的力矩及速度传感装置。

根据本实用新型第二方面实施例的电动自行车，至少具有如下有益效果：

电动自行车由于采用上述的力矩及速度传感装置，用户通过踩踏将动力输入中轴使得中轴旋转时，中轴带动变形件转动使得套接固定于变形件外壁的速度磁环转动，速度感应器感应速度磁环的磁场变化而产生速度信号，然后将速度信号输送至信号处理器以获得中轴的转速和转向，同时变形件将中轴的动力输送至连接件，然后再通过连接件输送至牙盘以带动车轮转动，变形件在输送动力的过程中会产生形变，力矩感应器能够感应变形件的形变而产生力矩信号，然后将力矩信号输送至信号处理器进行处理以获得输入中轴的动力的力矩大小，信号处理器将速度信号和力矩信号初步处理后发送至轮毂电机的控制器，控制器再控制轮毂电机输出合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而使得用户能够获得舒适的骑行感。相对现有的力矩及速度传感器，该力矩及速度传感装置通过将速度磁环套接固定于变形件的外壁，使得速度感应器感应的中轴转速及转向信息，能够与力矩感应器感应的力矩信息实现同步，使得信号处理器能够同步获得中轴的速度、转速及力矩信息，从而向控制器发送中轴准确的状态信息，使得控制器能够控制轮毂电机输出更合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而提高用户的骑乘舒适感。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型一些实施例的力矩及速度传感装置的剖视结构示意图；

图2是图1中的A处放大图；

图3是本实用新型一些实施例的力矩及速度传感装置的分解结构示意图；

图4是本实用新型一些实施例的中轴的立体结构示意图；

图5是本实用新型一些实施例的安装架、信号处理器、速度感应器和力矩感应器的分解结构示意图；

图6是本实用新型一些实施例的连接件的立体结构示意图；

图7是本实用新型一些实施例的变形件的立体结构示意图；

图8是本实用新型一些实施例的第一安装座的立体结构示意图。

附图标记：

中轴100；安装齿部110；挡环120；

连接件200；配合连接部210；

变形件300；配合齿部310；凸台320；连接齿部330；

安装架400；凹槽410；凸筋420；倒扣结构430；凸环440；环形槽450；第一避让槽460；第二避让槽470；

信号处理器500；信号线510；

速度感应器600；线路板610；第二连接线620；

速度磁环700；

力矩感应器800；感应线圈810；第一连接线820；屏蔽件830；

五通管900；第一安装座910；卡槽911；第二安装座920；第一轴承930；第二轴承940。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、装配、配合等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以接合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

相关技术中，轮毂电机驱动系统因具有价格优势及改装简便的优点，而在助力电动自行车行业占有一定的市场。轮毂电机的动力驱动如何与人力配合才能使用户获得舒适的骑行感，一直是助力电动自行车从业者追求的目标，而人力的信号采集对驱动控制的依据至关重要。电动自行车轮毂电机的优势之一是对传统自行车的改动小、改装简单，同时传统自行车左右脚踏的动力最早汇集的地方在中轴上，因此如何做到在传统自行车中轴安装的空间实现信号采集且对传统自行车改装最小是助力电动自行车驱动部件设计的难点之一。

目前，市场上现有的产品，转速和转向感应的方案采用的是在中轴上安装一个径向充磁的速度磁环，磁环对应的位置放置速度感应器，中轴受力转动时带动速度磁环同步转动，速度感应器感应速度磁环转动时的磁场变化判断中轴的转速和转向。这种方案存在以下问题：速度磁环固定在中轴上并与中轴同步转动，变形体与中轴通过花键连接，速度感应器通过感应速度磁环的磁场变化而获得中轴的转速及转向数据，力矩感应器通过感应变形体的变形而获得中轴力矩的数据，然而，传动时由于齿侧间隙导致中轴和变形体存在传动滞后，从而导致速度感应器和力矩感应器对中轴的力矩、转速及转向的感应不同步。

为了解决上述的至少一个技术问题，本实用新型提出一种力矩及速度传感装置，其能够同步感应中轴的力矩、转速和转向信息。

参照图1至图3，本实用新型第一方面实施例提供的一种力矩及速度传感装置，包括中轴100、连接件200、变形件300、安装架400、信号处理器500、速度感应器600、速度磁环700和力矩感应器800。助力电动自行车的车架设置有五通管900，中轴100设置于五通管900内并能够在五通管900内转动，中轴100的两端连接脚踏板，因此用户在踩踏脚踏板的时候，踩踏的动力将输入中轴100。连接件200套设于中轴100的外周，并与中轴100同轴间隙配合。连接件200与牙盘连接，用于将动力传输至牙盘，牙盘再通过传动机构带动车轮转动。

变形件300的一端与中轴100固定连接，另一端与连接件200固定连接，起到将中轴100的动力传递至连接件200的作用。例如，变形件300大致呈筒体结构，可以将变形件300的一端套接固定于中轴100的外壁，另一端与中轴100同轴间隙配合，连接件200套接固定于变形件300的另一端的外壁。变形件300在传递动力的过程中会受到较大的扭矩，同时会产生一定的形变，因此变形件300可以采用具有较高强度和一定弹性的金属材料制成，例如可以采用铝合金或者钢材制成。

安装架400固定设置于五通管900内，且安装架400套设于变形件300的外周。信号处理器500设置于五通管900内，可以安装于安装架400或是其他部件上，信号处理器500设置有信号线510，信号线510与轮毂电机的控制器连接。信号处理器500的主体可以为普通平PCB板，也可以为软板，软板可以包裹于安装架400的外侧。

速度磁环700套接固定于变形件300的外壁，因此速度磁环700能够跟随变形件300同步转动。速度感应器600固定安装于安装架400，用于感应速度磁环700的磁场变化。速度磁环700跟随变形件300转动时，其磁场发生变化，速度感应器600能够感受到该变化而向信号处理器500发送相应的速度信号。

力矩感应器800安装于安装架400，力矩感应器800能够感应变形件300的形变，以输送力矩信号至信号处理器500。具体的，力矩感应器800位于变形件300的中部位置的外侧，从而可以更为灵敏地感应变形件300的扭曲变形程度。

当用户踩踏踏板时，踏板将动力输入中轴100使得中轴100旋转，中轴100带动变形件300转动使得套接固定于变形件300外壁的速度磁环700转动，速度感应器600感应速度磁环700的磁场变化而产生速度信号，然后将速度信号输送至信号处理器500以获得中轴100的转速和转向，同时变形件300将中轴100的动力输送至连接件200，然后再通过连接件200输送至牙盘以带动车轮转动，变形件300在输送动力的过程中会产生形变，力矩感应器800能够感应变形件300的形变而产生力矩信号，然后将力矩信号输送至信号处理器500进行处理以获得输入中轴100的动力的力矩大小，信号处理器500将速度信号和力矩信号初步处理后发送至轮毂电机的控制器，控制器再控制轮毂电机输出合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而使得用户能够获得舒适的骑行感。相对现有的力矩及速度传感器，该力矩及速度传感装置通过将速度磁环700套接固定于变形件300的外壁，使得速度感应器600感应的中轴100转速及转向信息，能够与力矩感应器800感应的力矩信息实现同步，使得信号处理器500能够同步获得中轴100的速度、转速及力矩信息，从而向控制器发送中轴100准确的状态信息，使得控制器能够控制轮毂电机输出更合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而提高用户的骑乘舒适感。

需要说明的是，现有技术中，速度磁环700采用径向充磁，由于速度磁环700的直径较小，充磁比较困难，导致速度感应器600的感应精度较低，为此，在本实用新型的一些实施例中，速度感应器600与速度磁环700沿轴向相对设置，从而使得速度磁环700能够通过轴向进行充磁，而且变形体外壁的轴向空间比较大，因此速度磁环700和速度感应器600之间沿轴向的距离可以根据需要而适当调整，使得速度磁环700的充磁更为简单，有利于提高速度感应器600的感应精度。

可以理解的是，为了使得速度磁环700安装在变形件300上不易晃动，在本实用新型的一些实施例中，变形件300的外壁设置有凸台320，速度磁环700抵接于凸台320的侧壁，凸台320能够阻挡速度磁环700沿轴向的移动，从而减少速度磁环700的晃动，有利于提高速度感应器600的感应精度。

可以理解的是，为了减少速度磁环700和速度感应器600对力矩感应器800的信号干扰，在本实用新型的一些实施例中，安装架400沿轴向的一端设置有凸环440，速度感应器600和力矩感应器800分别位于凸环440沿轴向的两侧，速度磁环700位于速度感应器600背离力矩感应器800的一侧。通过如上设置，使得凸环440能够将力矩感应器800与速度感应器600及速度磁环700隔开，从而减少速度感应器600及速度磁环700对力矩感应器800的信号干扰。

可以理解的是，为了减少其他部件对速度感应器600的影响，在本实用新型的一些实施例中，凸环440背离力矩感应器800的端面设置有凹槽410，速度感应器600安装于凹槽410内，从而使得速度感应器600不会凸出于凸环440的外端面，防止速度感应器600容易被其他部件碰触而影响其正常工作，同时有利于提高速度感应器600的安装稳固性。

可以理解的是，在本实用新型的一些实施例中，速度感应器600设置有与凹槽410的内壁形状匹配的线路板610，速度感应器600通过线路板610固定于凹槽410的内壁，从而使得速度感应器600能够更为稳固地安装于凹槽410内，避免速度感应器600容易因振动而从安装架400上掉落。具体的，线路板610可以通过螺栓连接于凹槽410的内壁，或者可以通过焊接固定于凹槽410的内壁。

可以理解的是，为了降低外界信号对力矩感应器800的干扰，参照图1和图5，在本实用新型的一些实施例中，该速度及力矩传感装置还包括屏蔽件830，屏蔽件830罩设于力矩感应器800的外周，从而可以隔绝外界的电磁信号干扰，提高力矩感应器800的感应精度。具体的，屏蔽件830采用金属材料制成，例如屏蔽件830可以是金属壳体或者金属丝网构成，能够起到良好的屏蔽作用。

可以理解的是，为了将屏蔽件830限位于安装架400上，参照图5，在本实用新型的一些实施例中，安装架400的外壁设置有凸起，屏蔽件830卡设于凸起和凸环440之间。屏蔽件830罩设于力矩感应器800的外周时，凸起和凸环440能够起到限制屏蔽件830沿轴向移动的作用，从而可以防止屏蔽件830沿轴向窜动，有利于提高屏蔽件830对力矩感应器800的屏蔽效果。具体的，凸起为倒扣结构430，倒扣结构430远离凸环440的一侧具有便于屏蔽件830导入的斜面。安装屏蔽件830时，可以将屏蔽件830由倒扣结构430朝向凸环440的方向移动而套接于力矩感应器800的外周，当屏蔽件830移动至倒扣结构430和凸环440之间时，屏蔽件830将被倒扣结构430和凸环440限位而无法沿轴向移动。

需要说明的是，在本实用新型的一些实施例中，参照图5，力矩感应器800包括两个感应线圈810，安装架400的外壁设置有两个环形槽450，两个感应线圈810绕设安装于相应的环形槽450内，从而使得感应线圈810的安装更加牢固，防止感应线圈810容易晃动而影响对变形件300形变的感应精度。

可以理解的是，在本实用新型的一些实施例中，参照图5，力矩感应器800还包括第一连接线820，感应线圈810通过第一连接线820与信号处理器500连接，安装架400的外壁设置有第一避让槽460，第一连接线820容置于第一避让槽460内，从而可以避免第一连接线820凸出于安装架400的外壁，有利于提高第一连接线820的安装稳固性，同时减少外界对第一连接线820的影响，从而有利于进一步提高力矩感应器800的感应精度。

可以理解的是，在本实用新型的一些实施例中，速度感应器600还包括第二连接线620，速度感应器600通过第二连接线620与信号处理器500连接，安装架400的外壁设置有用于避让第二连接线620的第二避让槽470。第二避让槽470与第一避让槽460沿轴向连通，因此第二连接线620依次经过第二避让槽470和第一避让槽460而与信号处理器500连接。第二连接线620容置于第二避让槽470和第一避让槽460内，从而可以避免第二连接线620凸出于安装架400的外壁，有利于提高第二连接线620的安装稳固性，同时减少外界对第二连接线620的影响，从而有利于进一步提高速度感应器600的感应精度。

可以理解的是，为了方便安装中轴100和连接件200，在本实用新型的一些实施例中，参照图1，力矩及速度传感装置还包括第一安装座910、第二安装座920、第一轴承930和第二轴承940，第一安装座910和第二安装座920安装于五通管900沿轴向的两端，中轴100通过第一轴承930转动安装于第一安装座910，连接件200通过第二轴承940转动安装于第二安装座920。具体的，第一安装座910可以通过螺纹连接或者过盈配合的方式固定安装于五通管900沿轴向的一端，第二安装座920可以通过螺纹连接或者过盈配合的方式固定安装于五通管900沿轴向的另一端。第一安装座910为中空结构，第一轴承930的外圈固定连接于第一安装座910的内壁，第一轴承930的内圈套接固定于中轴100的外壁，因此中轴100能够通过第一轴承930安装于五通管900内，并能够实现顺畅地转动。第二安装座920为中空结构，第二轴承940的外圈固定连接于第二安装座920的内壁，第二轴承940的内圈固定套接于连接件200的外壁，从而使得连接件200能够通过第二轴承940实现顺畅地转动。

当然，还可以在中轴100的外壁和第一安装座910的内壁设置有相配合的第一滚道，第一滚道内安装有滚珠，从而使得中轴100可以转动安装于第一安装座910内。类似的，连接件200的外壁和第二安装座920的内壁也可以设置有相配合的第二滚道，第二滚道内安装有滚珠，从而使得连接件200能够转动安装于第二安装座920内。

可以理解的是，为了能够将安装架400沿周向固定设置于五通管900内，参照图5和图8，在本实用新型的一些实施例中，第一安装座910的内壁设置有卡槽911，安装架400的外壁设置有凸筋420，卡槽911和凸筋420均沿五通管900的轴向设置，安装架400通过凸筋420卡接于卡槽911而安装于第一安装座910，从而使得安装架400能够实现周向的固定，从而可以防止安装架400相对五通管900转动而影响安装在其上的相关部件的正常工作。当然，卡槽911可以设置有多个，多个卡槽911沿周向间隔分布设置，凸筋420也可以设置有多个，多个凸筋420沿周向间隔分布设置，从而通过多个凸筋420分别卡入对应的卡槽911内，使得安装架400能够更为稳固地周向固定在五通管900内。当然，还可以将安装架400固定连接于五通管900的内壁，或者将安装架400固定连接于第二安装座920。

可以理解的是，为了能够在轴向上限位安装架400，防止安装架400沿轴向窜动，在本实用新型的一些实施例中，参照图1和图7，中轴100的外壁安装有限位件，限位件可以起到阻挡安装架400的作用，防止安装架400沿轴向窜动。具体的，限位件可以是卡簧或者轴套等结构，其能够很好地阻挡安装架400沿轴向移动。

可以理解的是，为了能够将中轴100的动力更可靠地传递至变形件300，在本实用新型的一些实施例中，参照图4和图7，中轴100的外壁设置有安装齿部110，安装齿部110包括多个周向均布的齿，变形件300的内壁设置有与安装齿部110配合的配合齿部310，配合齿部310包括多个沿周向均布的配合齿，安装时，将配合齿部310套于安装齿部110的外周，使得变形件300卡接固定于中轴100的外壁，同时通过齿和齿的配合，使得中轴100和变形件300之间的动力传递更可靠，减少动力过大时变形件300相对中轴100打滑的状况。类似的，变形件300与连接件200之间也可以采用相似的结构实现动力的可靠传递。例如，参照图6和图7，变形件300远离配合齿部310的一端的外壁设置有连接齿部330，连接件200一端的内壁设置有配合连接部210，配合连接部210套接于连接齿部330，从而使得连接件200固定连接于变形件300，同时两者之间通过齿和齿的配合传递动力，使得动力的传递更可靠。

需要说明的是，为了防止变形件300沿轴向移动，在本实用新型的一些实施例，参照图1和图4，中轴100的外壁还设置有挡环120，挡环120位于安装齿部110的一侧，挡环120可以起到阻挡变形件300轴向移动的作用，当然，还可以在中轴100的外壁上固定安装卡簧等限位结构，卡簧位于变形件300远离挡环120的一侧，从而通过卡簧和挡环120的配合限制变形件300的轴向移动。

本实用新型第二方面实施例的电动自行车，包括车架、车轮、轮毂电机以及本实用新型第一方面实施例的力矩及速度传感装置。车架设置有五通管900，力矩及速度传感装置安装于五通管900内，车轮可转动安装于车架，轮毂电机的机壳与车轮固定连接。力矩及速度传感装置将采集到的中轴100的转速、转向和力矩信息发送给控制器，控制器根据上述信息控制轮毂电机输出合适的动力，以配合用户踩踏的动力驱使车轮转动而实现良好的助力效果，从而使得用户能够获得舒适的骑行感。

该电动自行车由于采用本实用新型第一方面实施例的力矩及速度传感装置，当用户踩踏踏板时，踏板将动力输入中轴100使得中轴100旋转，中轴100带动变形件300转动使得套接固定于变形件300外壁的速度磁环700转动，速度感应器600感应速度磁环700的磁场变化而产生速度信号，然后将速度信号输送至信号处理器500以获得中轴100的转速和转向，同时变形件300将中轴100的动力输送至连接件200，然后再通过连接件200输送至牙盘以带动车轮转动，变形件300在输送动力的过程中会产生形变，力矩感应器800能够感应变形件300的形变而产生力矩信号，然后将力矩信号输送至信号处理器500进行处理以获得输入中轴100的动力的力矩大小，信号处理器500将速度信号和力矩信号初步处理后发送至轮毂电机的控制器，控制器再控制轮毂电机输出合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而使得用户能够获得舒适的骑行感。相对现有的力矩及速度传感器，该力矩及速度传感装置通过将速度磁环700套接固定于变形件300的外壁，使得速度感应器600感应的中轴100转速及转向信息，能够与力矩感应器800感应的力矩信息实现同步，使得信号处理器500能够同步获得中轴100的速度、转速及力矩信息，从而向控制器发送中轴100准确的状态信息，使得控制器能够控制轮毂电机输出更合适的动力以配合人力驱动车辆行驶，从而提高用户的骑乘舒适感。

上面接合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (13)

1.力矩及速度传感装置，其特征在于，包括：

中轴，转动设置于五通管内；

连接件，套设于所述中轴的外周，用于将动力传输至牙盘；

变形件，一端固定连接所述中轴，另一端固定连接所述连接件；

安装架，固定设置于所述五通管内并套设于所述变形件的外周；

速度磁环，套接固定于所述变形件的外壁；

速度感应器，安装于所述安装架，用于感应所述速度磁环的磁场变化；

力矩感应器，安装于所述安装架，用于感应所述变形件的形变；

信号处理器，与所述速度感应器、所述力矩感应器通信连接。

2.根据权利要求1所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述速度感应器与所述速度磁环沿轴向相对设置。

3.根据权利要求1所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述变形件的外壁设置有凸台，所述速度磁环抵接于所述凸台的侧壁。

4.根据权利要求1所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述安装架沿轴向的一端设置有凸环，所述速度感应器和所述力矩感应器分别位于所述凸环沿轴向的两侧。

5.根据权利要求4所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述凸环背离所述力矩感应器的端面设置有凹槽，所述速度感应器安装于所述凹槽内。

6.根据权利要求5所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述速度感应器设置有与所述凹槽的内壁形状匹配的线路板，所述速度感应器通过所述线路板固定于所述凹槽的内壁。

7.根据权利要求4所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述力矩及速度传感装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件罩设于所述力矩感应器的外周。

8.根据权利要求7所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述安装架的外壁设置有凸起，所述屏蔽件卡设于所述凸起和所述凸环之间。

9.根据权利要求1所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述速度磁环为轴向充磁磁环。

10.根据权利要求1至9任一项所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述力矩感应器包括两个感应线圈，所述安装架的外壁设置有两个环形槽，两个所述感应线圈安装于相应的所述环形槽内。

11.根据权利要求10所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述力矩感应器还包括第一连接线，所述感应线圈通过所述第一连接线与所述信号处理器连接，所述安装架的外壁设置有用于避让所述第一连接线的第一避让槽。

12.根据权利要求11所述的力矩及速度传感装置，其特征在于，所述速度感应器还包括第二连接线，所述速度感应器通过所述第二连接线与所述信号处理器连接，所述安装架的外壁设置有用于避让所述第二连接线的第二避让槽。

13.电动自行车，其特征在于，包括如权利要求1至12任一项所述的力矩及速度传感装置。

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