TW201144134A - Crank torsion sensing device and detection method thereof - Google Patents

Crank torsion sensing device and detection method thereof Download PDF

Info

Publication number
TW201144134A
TW201144134A TW99118916A TW99118916A TW201144134A TW 201144134 A TW201144134 A TW 201144134A TW 99118916 A TW99118916 A TW 99118916A TW 99118916 A TW99118916 A TW 99118916A TW 201144134 A TW201144134 A TW 201144134A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sleeve
crank
shaft
sensing device
bearing
Prior art date
Application number
TW99118916A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI410350B (zh
Inventor
Bin-Yan Ma
zhi-qing Yang
Zhu-Yong Chen
Original Assignee
Wiz Energy Technology Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wiz Energy Technology Company filed Critical Wiz Energy Technology Company
Priority to TW99118916A priority Critical patent/TW201144134A/zh
Priority to EP11725920.0A priority patent/EP2580111A1/en
Priority to PCT/EP2011/059748 priority patent/WO2011154546A1/en
Publication of TW201144134A publication Critical patent/TW201144134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI410350B publication Critical patent/TWI410350B/zh

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

201144134 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種曲柄扭力感應裝置及其偵測方法,尤其是一種可檢 知助力型電動車在騎乘中之踏力所產生扭力大小或量測運動時 力大小的裝置,藉級知可㈣軸馬達輸㈣當之輔_力或計 時所消耗的能量。 和 【先前技術】 • 目前助力型電動車之傳動系統大多會包含了一提供輔助動力的電動馬 達,馬達動力與騎乘者的踏力會被整合在一起,並驅動助力型電動車前行, 如此可達到節省騎乘者體力之目的,並能夠配合路面之狀況使馬達調整輸 出動力。為達此-目的,故可在踏力傳遞路徑上設—踏力感測機構以感測 ―加力㈣獻,峨嘛侧输輸出動力 以減輕騎乘者之施力。 而習知具扭力感測功能之助力型電動車主要區分為兩種型式,第一種 • 鱗純之開關控制’當踏力所產生之扭力超過或低於某-大小時,即啟動 或關馬達之動力輸出;而另一種型式係以扭力感測機構感測踏力所產生 才力之大〗、,以扭力之大小來控制電動馬達之輸出動力。若僅以開關控制 馬達之動力輸出’往往無法滿足騎乘者需要彈性助力之需求; 然而目前之扭力_機構雜需要之行星傘絲組產生差動 之效果,再將差動之相對角位移轉換為扭力之感測值,而上述之扭力感測 機構’如中華民國新型專利第092205249號(自行車扭賴測裝置)即是 利用仃星麵輪組配合—_量測元件,在行星錄單元之練承受較犬「、 3 201144134 時可摯動連桿產生微量擺動,並使磁性單元與位移量測元件產 Μ移1¾該位移置測凡件所產生之相對位移係會使該位移量測元 牛感應端韻應_電動勢,而該電動勢係可作為感應的控制訊號,進一 步控制訊號可啟動電力,以達到電力驅動目的。 ’、’、而上述切絲綠㈣構之補秘並需使祕彡的傳動件而 形成相當絲錢構,條^華民赚___7號(自行車用轉 矩察覺器及自行車用曲柄轴連結部組合體)中所述,雖然已將此扭力偵測 整。至五通軸細機構内,但此發明需姻四組壓力侧器來感應踩 腳踏車踏鱗職生的扭力大小,加上侧零組件加讀密*複雜,且 組裝工序仍有改善空間。 , 右缺供—雜造解之扭力制裝置,除了可大幅降低助力 里電動車之生產成本外’亦能降低組裝工序之_度,應為符合目前產業 界之最佳解決方案。 〃 【發明内容】 本發明之目的g卩在於提供—種曲她域絲置及其制方法,係主 要設於五通轴且構造簡單之扭力感應裝置,並僅需利用助力型電動車原有 機構組件及組制自然存在的力矩條件,即可建構踩踏力矩_之機械結 構。 本發明之次—目的即在於提供—種曲柄扭力感應裝置及其偵測方法, 係為了提供-種扭力讀值單純化之扭域應裝置,主要係考慮力矩形成之 要件,必要時並可搭配曲柄之位置,以取得曲柄扭力的單純讀值並可避 免雙腳踩踏咖無絲力所可妓成的干擾。 201144134 本發β之又-目的即在於提供—種曲她力感應裝置及其伽方法, 係為了提供—種扭力讀值可靠性高之扭力感應裝置,只需讀取-非移動且 非旋轉偵取件的電壓值g卩可完雜力計算,故可避免轉式連續電極所 可能產生之不可靠性。 本發明之另-目的即在於提供—種曲柄扭力感應裝置及其_方法, 係為了提供-種無沾汙憂慮之扭力感應裝置,係將_元件及電路封裝於 扭力感應模組外殼内,藉此達到防污防水之功能。
可達成上述發明目的之曲柄扭力感應裝置及其侧方法,該曲柄扭力 ❹ϋ器係主要設置五通轴上,該五通軸之中軸與兩曲柄軸連結部之間係各 設置-環狀凹部’而該曲柄扭力感測器係包含了兩個環狀凹部套設裝置、 一中軸套設裝置、兩個外軸套及—感·,其中該環狀凹部套設裝置係套 設於環狀凹部上,並與套設於中軸之中贿設裝置相互連接,而該環狀凹 部套設裝置及中轴套設裝置上係套設—糊套,以便將該環狀凹部套設裝 置及中轴套設裝置同時固定; 啊狀凹邵奮設裝置係包含了一轴承元件、一乐二内套筒1圓 環片及-内軸套,另外該中轴套設裝置係包含了—第—内套筒—彈片 -磁石及-外套筒’而該彈片係設置於左右兩侧之第二内套筒與_套 間所形成之半_空間内,且該彈片係設置有—頂撐部,該頂撑部係用 直接抵持於第一内套筒外緣上’以便騎乘者踩踏踏板使五通轴產生一向 力量時’該彈片係會反彈產生—向前力量,以使該第—内雜產生固定 向之微小轉’並再藉由設置於磁石姊聰之搭配,可爾磁場之㈣ 來檢知踩踏扭力之大小。 201144134 更具體的說,所述該外套筒係有設置一開口,而該開口係與車架上之 開口位置相對應,以便該曲柄扭力感測器設置於五通軸上後,可插入車架 内安裝使用’因此設置於車架上之感測祕可穿過該車架及外套筒之開 口,與第一内套筒之磁石設置位置相對應。 更具體的說,所述曲柄扭力感測器係設於助力型電動車的五通軸位 置,主要藉由踩踏踏板時大齒鮮動鏈條所受到的反作用力於五通轴支 點產生-㈣後的拉力,#1由量狐向後的拉力大小,即可得知踩踏踏板 所產生的扭力值,而該五通軸所受的向後拉力大小乃透過—個類似彈菁碎 秤的原理’測量五通轴的位移量,錄獅設的料彈力絲及形變量計 算而得’該五通轴因受力產生的位移將使感測器產生—電壓或電流訊號, 將該電氣訊號作Μ應的控制訊號,且該控制訊號可決定驅動電力大小, 以達到助力驅動目的。 另外亦可顧I種實施方式,駐通軸之中㈣、可與第-曲柄軸連 結部之間設置一環狀凹部,而與第二曲柄轴連結部之間係設置了一延伸 部’因此誠柄扭力感測器係包含了—環狀凹部套設裝置兩個磁環、一 延伸部套設裝置、—外套筒、—第—軸套及—第二軸套其中該環狀凹部 套設裝置絲設於環狀凹部上,而制個轉係套設於㈣上且該延伸 部套設裝置則套設於延伸部上,且該外套筒係會將該兩個磁環及該延伸部 套設裝置套設其中,糾該第—軸套直接套設於歡凹縣設裝置及外套 筒一端上,而該第二軸套則套設於外套筒另一端上; 更具體的說,所述該環狀凹部套設裝置係包含了一轴承元件及一扣 環’而該延伸部套紗置係包含—第—轴承套件、—具有磁石之第二财 201144134 套件及-第三轴承套件,其巾該第—轴承套件及第三轴承套件雜入第二 轴承套件之左右關,以進行完·合定位於延伸部上,而卿二轴承套 件外緣上係套設一彈性元件及一磁石。 更具體的說,所述延伸部套設裝置係能夠使用另—種實施方式,該延 伸部套設裝置係使用了兩條環狀鋼珠元件、一軸承套及—彈簧元件,而鲸 彈簧元件所設置之調整拉環係可將彈簧元件錄該軸承套,以㈣板踩動 力量向前時,該彈簧元件係會使肺承套反彈產生固定方向之微小位移, 並藉由軸承套之磁石與感_之搭配,可爾磁場之變化,來檢知踩踏扭 力之大小; 更具體的說,所述該車架上係會設置有一第一開口及一第二開口該 第-開口位置係對應外套筒之第―開口位置相對應,用以提供彈簧元件之 調整拉環放置之開Π,而簧元件之調整拉環射將元件歸該轴 承套,以便踏板踩動力量向前時,該彈簧元件齡使該麻套反彈產生固 定方向之微小位移;而車架上之第二開σ位置則與該外套筒底部之第二開 口位置相制,以便設置於車架上之❹m係可穿職車架及外套筒之第 二開口,與中轴之磁環以及轴承套之磁丨所設置位置相對應,以便藉由相 承套之磁石與感順之搭配,可測得磁場之變化,來檢知踩踏扭力之大小; 更具體的說,所述踩踏踏板使五通轴旋轉時,該中轴上所套設之原點 磁環及角度磁環,其中該原點磁·設置了兩個韻(開始與結束兩個磁 區)’而該角度磁環係設置了四权個麵,藉由對照原點磁環及角度磁環 之磁區,再與❹m之搭配,可測得磁場之變化鮮,來檢知轉速之大小 及曲柄軸角度位置。 μ 201144134 【實施方式】 有關於本發明之前述及其他技術内容、特點與功效,在以下配合參考 圖式之較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。 請參閱圖一為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之工作原理示意 圖,由圖一中可知,當施加向下的力量Fp (踩踏力量)於踏板1〇1上時, 會於五通轴心上產生大小為匕心㈣的扭力τι (τι代表五通轴扭力而 吻代表曲柄102與水平的夾角),此扭力將於鏈條1〇4施加乃的張力(鏈 條張力)。此張力大小為τι/Γ,此處的Γ代表大齒盤1〇3半徑。由力學分析 可知五通轴心將受到一向後拉力Fb (五通軸所受的向後拉力),此&大小 為V Cos02,當上端鍵條1〇4幾乎水平時代表& (Θ2代表鍵條與水平的 夾角)很小’此時FB可近似為Τ!,因此測量ρΒ即可得知鍵條1〇4張力, 進-步反推踩踏該踏板1G1的扭力大小,本發明即_此原理讓原本只 能做旋轉運動的五通軸’能夠以踩騎產生的扭力使五通軸產生一正比於 向後拉力FB的向後位移,並藉由一彈性裝置使五通轴產生一正·踩踏所 產生之扭力的向後轉’再_此位移A小後,將此向後位移量轉化成電 氣訊號,即可完成扭力侧的任務,進—步達成助力型電動車關助力道 控制。 請參閲圖二八及圖二3為本發明曲柄扭力感應裝置及其細方法之第 一實施例之立體結構圖及組合示意圖,由圖二A及圖二B中可知,該曲柄 扭力感測器係主要設置五伽上,而該五_之中軸U與兩曲柄軸連 結部12之間係各設置—環狀凹部13,該曲柄扭力感測⑽主要包括· 兩個環狀凹部套設裝置2,係包含了—軸承树21、—第二内套筒仏 201144134
一具有潤滑功能之麵形環片23及-内轴套24,其中該軸承元件21係套 設於該環狀凹部13上,而該軸承元件21上再套設—第二内套筒22,並於 該第二内套筒22前端套設-内轴套24,該内轴套24外徑係大於該第二内 套筒22,因此該第二内套筒22係會與該内軸套24之間形成-半弧形縫隙 245(請參考圖二E),而左右兩側之相對應半弧形縫隙245則會形成一半弧 形空間,另外該内轴套2 4朝向中軸丨〗之外緣係設置有兩個半圓内凹環如 及兩個半圓外凸環244,而該内轴套24朝向曲柄軸連結部】2之外緣係有凸 出兩條環狀凸條241 ’同時形成兩個定位凹部μ〗; 中轴套設裝置,係包含了一第一内套筒 、一磁石 33 - -外套筒34 ’其中該第—内套”係套設於五_之中㈣上,並固 定於左右兩側軸承元件21之間,逹成與五通軸1連動之目的;而該第一内 套筒31上係套設—外套筒34,而當左右兩側之内軸套皆設置後,再將 ,32及,33設⑽—内套筒31上’而該彈片32係定位於兩 個内軸套24之半圓内凹環243之間,且該第一内套筒Μ及彈片&上係會 再套設-外4相第-_ 斜麵%底_有設置一 開口咖(請參考圖三A),而該開〇311341係與車^ 位置相對應(請參相㈤,且該外細左右_之定位凸部3麵 係會與該兩個内轴套24所設置之定位凹部242相結合; ’ : 抽套41’42 ’係各自套設於該㈣套24與外套筒34上,以藉由 該外軸套41,42撕0找⑽套Μ與外麵34。 8 值得一提的是,該車架6上魏置—5 , 口 61及外套筒34之開口如μ ζ早架6之開
41’與第-内賴31之磁石33設置位置[S 9 201144134 而該感測器5係設置至少有-個能藉由感應磁石33之位移變化,進而改變 所感應到的電氣訊號之霍爾元件,因此當該曲柄1〇2所連結之踏板ι〇ι被 踩動時’ 連結部12齡連_五_ i產生微小位移時,並可藉 由磁石33與感測器5之搭配’可測得磁場之變化,來檢知騎乘者9踩踏踏 板所產生扭力之大小(請參考圖二A、圖二c、圖四a、目四B及圖 五)。 值得-提的是,該外套筒34外緣上係能夠直接裝設—感測器Η (請 參可圖-D) ’故可*必於該車架6外緣打洞來設置—知聰元件,故能夠 增加其裝設便利性。 值得-提的是,鮮二内套筒22與_套24之間,係能放置一外徑 大於該第二内套筒22之姻形環片23,崎峰套24魄所設置之環狀 疋位部241之内徑係等於該侧形環片23,因此該橢圓形環片23係能夠完 全抵持於該環狀定位部241上。 值得-提的是’該外套筒34續旋孔344,與第-内套筒31之防旋 孔312位置(請參考圖三B)以及車架6之防旋孔62位置(請參考圖二c) 相對應,而該防旋孔344,312,62係可藉由一防旋螺絲7 (鎖固件),進而穿 入車架6、外套筒34及内套筒31 ’以便騎乘者9踩麟板1〇1 *使該五通 轴1轉動時,可防止該内套筒Μ及該外套筒34隨意轉動,而導致檢測之 結果不準確的情況發生。 值得一提的是,該彈片32係設置於左右兩側之第二内套筒22與内軸 套24形成之半弧形縫隙245之間,而該彈片32係設置有一頂撐部321,該 頂樓。卩321係用以直接抵持於第一内套筒31外緣上,以便騎乘者9踩踏踏 201144134 板101產生一向後力量FB時,該彈片32係會反彈產生一向前力量Ff,以 使該第一内套筒31產生固定方向之微小位移(請參考圖二a及圖五)。 值得一提的是,當騎乘者9踩踏踏板ιοί時,五通軸丨會在原本車架 6上的五通軸套管内產生一正比於踩踏扭力的向後位移,此五通軸丨的位移 會同步帶動該内套筒31,以使-塊永久磁石33產生同步位移,因此磁石 33將與-固定於車架6五通軸套管上的霍爾鱗產生—相對位移,進而改 變霍爾元件所感應到的電氣訊號,亦即我們可得出—隨著踩踏扭力而改變 鲁 力電氣訊號’並藉由讀取此霍爾元件的電氣訊號以驅動馬達提供所需的輔 助動力(請參考圖二A及圖五)。 請參閱圖六A及圖六B為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之第 一實施例之立體結構圖及組合示意圖,由圖六A及圖六B中可知,該五通 轴20之中轴201係可與第一曲柄軸連結部2〇2之間設置一環狀凹部2⑽, 而與第二曲柄轴連結部203之間係設置了一延伸部2〇5,該曲柄扭力感測器 係主要包括: • —環狀凹部套設裝置3°,係包含了-轴承元件3〇1及-扣環3〇2 ,其 中該環狀凹部上係會套設該軸承元件則,並於該軸承元件3〇1與第一曲柄 軸連結部202之間係套設一扣環so〗; 兩個磁環’係分別為原點磁環4〇1及角度磁環4〇2,各自套設於該五 通抽20之中轴201上,其中該原點磁環4〇1係設置了兩個磁區(開始與結 束兩個磁區),而該角度磁環4〇1係設置了四十八個磁區藉由對照原點磁 環4〇1及角度磁環402之魏,即可判斷出轉速之大小及曲柄抽角度位置; 201144134 -㈣部套設裝£ 50 ’ _設於該五通轴2q之延伸部2〇5上,其中 該延伸部套設裝置50係包含了 —第一軸承套件5〇1、一具有磁石廳之第 軸承套件5〇2及第一轴承套件5〇3,該第一軸承套件則及第三轴承套 件503係各自有設置-環狀凸出部观,細而該第二轴承元件5〇2内部 係有-環狀内緣5〇21 (請參考圖七B),因此該環狀凸出部·,廳係可 插入左右兩側之環狀内緣則,以進行完成密合定位於延伸部挪上而 該第二軸承元件5〇2外緣上係可套設一彈性元件繼及一磁石姻其中 a亥彈性元件5022上係設置一調整拉環50221 ; -外套筒70,係會將該兩個磁環紙他及延伸部套設裝置%套設其 中,而該外套筒70鑛應該彈簣元件助之調整姆5〇221及該第二轴 承元件5〇2之磁石簡,各自設置了一開口 WO2 (請參考圖七A),而 該外套筒7〇朝向軸承元件3〇1之連結套筒7〇3係可直接抵持於轴承元件% 上’另外該外套冑70朝向第二曲她連結部2〇3之間係套設一第二軸套 802 ; -第-軸套8(Π,係套設於軸承元件3〇及外套筒%之連結套筒7〇3 上’而該軸承元件30係會抵持於第一軸套8〇1 _所設置之環狀定位部 8011 上; 一第二軸套802,該第二軸套802朝向外套筒7〇之外緣係有凸出一環 狀凸條8021 ’而該第二軸套802係與該延伸部套設裝置5〇之第三轴承套件 5〇3相互結合’而該第二軸套8〇2之内徑係大於該第三轴承套件5〇3外側之 外徑,另外該彈簧元件5〇22之調整拉環5〇221將彈簧元件5〇22箍緊該第 二軸承元件502時,該第二軸承元件502與第二軸套8〇2之間係會產生一 12 201144134 半弧形縫隙8027 (請參考圖六E);另外該第二轴套8〇2朝向第二曲柄轴連 結部203之内緣’係將一油封元件如穿過第二曲柄軸連結部加,套設於 第二轴套2〇3上。 值得—提的是’該五通軸20之中轴加之外徑係大於該環狀凹部2〇4 之外徑,而該環狀凹部2〇4係為一由中軸加向第一曲柄2〇2轴逐漸放大 之斜向結構(亦可設計成該中軸2()1向第一曲柄2〇2軸逐漸縮小之斜向結 構)’另外該延伸部205之外徑係小於中軸2〇1之外徑,並與第二曲柄轴連 Φ 、结部203之外徑大小相同(請參考圖七八及圖七B)。 值得-提的是,該車架60上係會設置了四侧口咖咖咖鄭,其 中之-係為提供該彈簧元件5〇22之調整拉環5〇221放置之開口 6〇3(係對 應該外套筒7〇之開口 7〇1位置相對應),而該彈簧元件之調整拉環 50221係可將該彈簧元件5〇22箍緊該第二軸承元件5〇2調整使用以便騎 乘者9踩踏踏板1〇1使五通轴2〇產生一向後力量&時,一併驅動套設於 該第二曲柄轴連結部203之齒盤10,該彈簧元件5〇22係會反彈產生一向前 • 力量Ff,以使該延伸部套設裝置5〇產生固定方向之微小位移; 另一個車架上之開口 004位置則與該外套筒70底部之開口 702位置相 對應,以便設置於車架60上之感測器605 (該感測器605係設置至少有一 個能藉由感應磁石5〇23、原點磁環401及角度磁環4〇2之位移變化,進而 改變所感應到的電氣訊號之霍爾元件)係可穿過該車架60及外套筒70之 開口 702 ’與中軸201之磁環(原點磁環401及角度磁環402)以及第二軸 承元件502之磁石5023所設置位置相對應,以便藉由該第二軸承元件502 之磁石5023與感測器605之搭配,可測得磁場之變化,來檢知踩踏扭力d 13 201144134 大小;另外當踩踏踏板HU使五通軸2〇旋轉時,該中軸2〇i上所套設之兩 個磁環401,402,係藉㈣環紙4〇2與感測器6〇5之搭配,可測得磁場之 變化頻率,來檢知轉速之大小(請參考圖五、圖六C、圖七A、圖八A及 圖八B)。 值得-提的是,該外套筒7〇外緣上係能夠直接裝設一感測器Μ (請 參考圖六D) ’故可不必於該車架6外緣打洞來設置—感測器元件,故能夠 增加其裝設便利性。 值得-提的是,該第二轴套8G2之定位孔驗錢車架m之定位孔 6〇1,602位置相對應,而該定位孔卿〇16〇2係可藉由一定位栓咖,進 而穿入車架60及第二轴套8〇2,以便防止騎乘者9踩踏踏板使該五通㈣ 旋轉時,可防止第二触802連帶旋轉,進而影響五通轴2〇上的延伸部套 «又裝置5G向後移動的自由空間,而導致檢測之結果不準確的情況發生(請 參考圖五、圖六A、圖六c及圖七a)。 印參閱圖九A及圖九B為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之第 三實施例之立體結構圖及組合示意圖,由圖九A及圖九B中可知,與第二 實施例差異最大的部份即為該延伸部套設裝置%及其搭配之第二轴套 8〇2,而第三實施例中延伸部套設裝置5〇係套設於該五通轴2〇之延伸部2〇6 上,其中該延伸部套設裝置50係包含了兩條環狀鋼珠元件5〇4、一軸承套 5〇5及-彈簧元件5〇6,其中該兩條環狀鋼珠元件5〇4係套設於該五通轴2〇 之延伸部2G6上,而該兩條環狀鋼珠元件5()4外係再套設一具有磁石5〇9 之轴承套505,另外該轴承套505之外緣係設置有一環狀凹部5〇7 (請參考 圖九B)及兩個定位凸部508,而該環狀凹部507上係套設有一彈簧元件 201144134 506,並於該彈簧元件506上係設置一調整拉環5〇61。 值得-提的是’該外套筒7〇係會將該兩個磁環4〇1,4〇2、轴承套5〇5 及彈簧元件506套設其中,而該外套筒7()係對應該彈簧元件5⑽之調整拉 環5061及該軸承套505之磁石509,各自設置了一開口 7〇17〇2。 值得-提的是,該第二轴套8G2朝向外套筒7G之外緣係有凸出兩條環 狀凸條嶋,同時形成兩個定位凹部8〇25 ’因此該延伸部套設裝置之 兩個定位&。卩5G8係與第二軸套802之兩個定位凹部8()25相互結合,而該 第二轴套802之内徑係大於該延伸部套設裝置5〇之外徑,係會產生一半弧 形縫隙8027 (請參考圖九D)。 值得一提的是,該第二轴套8〇2朝向第二曲柄轴連結部2〇3之内緣, 係設置了-雜定㈣嶋(請參相九c),麟將—關元件9〇穿過 第二曲柄軸連結部2〇3 ’套設於第二轴套2〇3之環狀定位部驅上。 本發明所提供之曲她力錢裝置及其彳貞财法,與其他制技術相 互比較時,更具備下列優點: 1. 本發明之曲柄扭力感應裝置及其_方法,侧用助力型電動車 原有機構組件及組制自然存在的力矩條件,建構力矩偵測的機 械結構’構造簡單化。 2. 本發明之曲柄扭力感應裝置及其_方法,係只需讀取—非移動 且非旋轉偵測元件的電壓值即可完成扭力計算,故可省卻迴轉式 連續電極所可能產生之不可靠性。 3. 本發明之曲柄扭力感應裝置及其_方法,係可使用線性霍爾元 件(感測元件),構建非接觸式扭力檢知系統。 [ 15 201144134 4.本發明之曲柄扭力感應裝置及其_方法,係具有—構件簡單、 組裝合易、且體積小巧之優點’並無祕改車钱何結構即可安 裝本扭力感應器。 藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特 徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來縣發明之範嘴加以 限制。相反地’其目的是希望能涵蓋各觀變及具相雜的安排於本發明 所欲申請之專利範圍的範疇内。 【圖式簡單說明】 圖-為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之工作原理示意圖; 圖二A為本發明曲柄扭力感應裝置及其_方法之第—實施例之立體 架構圖; 圖二3為本制曲她力錢裝置及其細方法之第—實施例之組合 示意圖; 。 c為本發明曲柄扭力感應裝置及其侧方法之第-實施例之感測 器與車架組合仰視示意圖; 為本發明曲柄扭力感應裝置及其债測方法之第一實施例之感測 器另一實施例圖; 圖-E為本發明曲她力錢裝置及其躺方法之第―實施例之第二 内套筒與内軸套組合示意圖; 圖三A為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之第—實施例之垂直 剖面圖; IB為本發明曲柄扭力感應裝置及其制方法之第—實施例之垂直 201144134 剖面分解圖; -圖四A為本發_柄扭力感縣置及其_方法之第—實施例之組裝 不意圖; 圖㈣為本發_柄扭城絲置及其_方法之第_實施例之组裝 示意圖; 圖五為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之操作示意圖; 圖六A為本發_柄扭域縣置及其細方法之第二實施例之立體 架構圖; 圖六B為本發明曲柄扭力感賴置及其_方法之第二實施例之組合 示意圖; 。圖六C為本發明曲柄扭力感應裝置及其制方法之第二實施例之感測 器與車架仰視示意圖; 。圖六D為本發明曲柄扭力感應裝置及其侧方法之第二實施例之感測 器另一實施例圖; 圖六E為本發日肠柄扭城縣置及其_方法之第二實施例之第二 軸套與軸承套組合示意圖; 圖七八為本發_她城縣置及其制枝之第二實施例之垂直 剖面分解圖; 圖七B為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵測方法之第二實施例之垂直 剖面圖; 圖八A為本發_柄扭域縣置及其侧方法之第 之組裝 示意圖; 17 201144134 測方法之第二實施例之組裝 測方法之第三實施例之立體 測方法之第三實施例之垂直 圖八B為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵 示意圖; 圖九A為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵 架構圖; 圖九B為本發明曲柄扭力感應裝置及其偵 剖面圖;
圖九C為本發_柄扭域應裝置及其細方法之第三實施例之垂直 剖面分解圖;以及 圖九D為本發明曲柄扭力錢裝置及其細方法之第三實施例之第二 軸承元件與第二軸套組合示意圖。 【主要元件符號說明】
101 踏板 22 第二内套筒 102 曲柄 23 橢圓形環片 103 大齒盤 24 内軸套 104 鍵條 241 環狀凸條 1 五通轴 242 定位凹部 11 中轴 243 半圓内凹環 12 曲柄軸連結部 244 半圓外凸環 13 環狀凹部 245 半弧形縫隙 2 環狀凹部套設裝置 31 第一内套筒 21 軸承元件 311 開口 18 201144134
312 防旋孔 201 中軸 32 彈片 202 第一曲柄軸連結部 321 頂撐部 203 第二曲柄軸連結部 33 磁石 204 環狀凹部 34 外套筒 205 延伸部 341 開口 206 延伸部 342 定位凸部 30 環狀凹部套設裝置 343 定位凸部 301 軸承元件 344 防旋孔 302 扣環 41 外軸套 401 原點磁環 42 外軸套 402 角度磁環 5 感測器 50 延伸部套設裝置 51 感測器 501 第一軸承套件 52 感測器 5011 環狀凸出部 6 車架 502 第二轴承套件 61 開口 5021 環狀内緣 62 防旋孔 5022 彈性元件 7 防旋螺絲 50221 調整拉環 9 騎乘者 5023 磁石 10 齒盤 503 第三軸承套件 20 五通軸 5031 環狀凸出部 環狀鋼珠元件 8023 定位栓 軸承套 彈簧元件 調整拉環 環狀凹部 定位凸部 車架 開口 開口 開口 開口 感測器 外套筒 開口 開口 連結套筒 第一軸套 環狀定位部 第二軸套 環狀凸條 定位孔 8024 環狀凸條 8025 定位凹部 8026 環狀定位部 8027 半弧形縫隙 90 油封元件
20

Claims (1)

  1. 201144134 七、申請專利範圍: 1, 一種曲柄扭力偵測方法,係以踩踏所產生的扭力使五通轴產生一向後 位移之力量,並藉由一彈性裝置使五通軸產生一正比於踩踏所產生之 扭力的向後位移,再偵測此位移大小即能得知踩踏所產生之扭力。 2· -種曲柄扭力感應裝置,其中該設於五通軸上之曲柄扭力感測器,係 主要安裝於車架内,而該五通軸之中軸與兩曲柄軸連結部之間係各設 置一環狀凹部,而該曲柄扭力感測器係包含:
    兩個環狀凹部套設裝置,係分別套設於環狀凹部上,並與套設於中轴 之中抽套妙置相互連接’麟概m卩套設裝置係包含了—轴承元 件、一第二内套筒、一環片及一内軸套; 一第一内套筒、一彈片 一中軸套設裝置,係套設於中轴上,係包含了 -磁石及-外套筒’而中軸套設裝置及該環狀凹部套設裝置上係各自 套設-外軸套’以便將該環狀凹部套設裝置及中軸套設裝置同時固 定,另外該彈狀磁石係設置於第—_筒上,而解片係設置有一 頂撐部’該頂樓部係用以直接抵持於第一内套筒外緣上; 一感測器,係設置於轉絲套壯,_石設置位置相對應; 當騎乘者踩踏踏板時,娜片係會使該第—内套筒反彈產生固定方向 之微小位移,並再藉由設置於磁錢感_之搭配,肋爾磁場之 變化,來檢知踩踏扭力之大小。 如申請專利娜2衡㈣她域繼,㈣轴承元件係 套設於該環狀凹部上’而該軸承元件上再套設一第二内套筒並於該 第二内套筒前端放置-刻,而勒轴套則套設於該第二内套筒及環” 21 3. 201144134 片上。 L如申請專利範圍第3項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該環片係為一- 麵形,而該環片之外徑係大於第二内套筒,且該内轴套内緣所設置 之環蚊位部之内徑鱗於該侧形環片。 5. 如申4專概圍第4項所述之曲柄扭力感應裂置,其中該第二内套筒 係會與該内軸套之間形成一半弧形縫隙。 6. 如申請專利範圍第2項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該第一内套筒 係套設於中軸上,而該彈片係定位於内轴套之間,且該第一内杳筒及 # 彈片上係會再套設一外套筒。 7·如申凊專魏圍第2項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該第一内套筒 及外套筒係皆有設置-開σ,而該開口係與車架上之開 口位置相對 應’以便感·_穿過該車架之開口及外套筒之開口,與第-内套 筒之磁石設置位置相對應。 如申"月專利範圍第2項所述之曲柄扭力感應裳置,其中該外套筒、第 -内套筒及車架,係各自對應設置有一防旋孔而該防旋孔係再藉由# 一鎖固件’進而穿人外套筒、第—内套筒及車架之防旋孔中。 9.如申請專利範圍第2項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該感測器係設 置至少有-個能藉由感應磁石之位移變化,進而改變所感應到的電氣 訊號之霍爾元件。 1〇· -種曲柄扭力感應裝置,其中該設於五通轴上之曲柄扭力感測器,係 主要钱於車架内,而該五通轴之中轴係與第—曲柄轴連結部之間設 置%狀凹部’而與第二曲柄軸連結部之間係設置了一延伸部,而該 22 201144134 曲柄扭力感測器係包含: i狀凹部套設裝置,麵設於環_上,套設裝置係 包含了一轴承元件及一扣環; 複數個购’絲&於巾軸上,而該複數個磁職藉由磁環與感測器 之搭配,肋測得磁場之變化鮮,來檢知轉速之大小; —延伸部套設裝置’縣設於延伸部上,該延伸縣設裝置係包含—
    第-軸承套件、—具有如之第二麻套似—第三鮮套件,其中 該第-軸承套件及第三轴承套件係插人第二軸承套件之左右兩側以 進行完成密合驗麵伸部上,_第二麻套件外紅絲設一彈 性元件及一磁石; 一外套筒’該外套祕會將複數個磁環、轴承套及彈料件套設其中’· 兩個轴套’係包含了第—轴套及—第二袖套’其中該第-赌直接套 設於環狀_套設裝置及外套筒—端上,_第二轴姻套設於外套 筒另一端上; 一感測器,係設置於車架或外套社,與磁石設置位置相對應; 因此當騎乘者踩踏踏板時,該彈黃元件係會使該轴承套反彈產生固定 方向之微小位移,並藉由雜承套之磁石飾龍之搭配,用以測得 磁場之變化’以及複數個磁環因五通概轉產生的磁場變化頻率來檢 知踩踏扭力及轉速之大小。 1·如申請專利範圍第10項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該轴承元件係 套。又於衣狀凹up上,並於該轴承元件與第一曲柄軸連結部之間係套設 一扣環0 23 201144134 12.如 μ專1m®第iG項所述之蛛扭力感顧置,其中娜性元件係 調签拉環,係用以將彈性元件箍緊該延伸部套設裝置之第二 轴承套件 &如申請專利軸1G項所述之曲柄扭力感應裝置,其谢轴之外徑 係大於奴狀凹部之外徑,而該環狀凹部係為一由中轴向第一曲柄轴 連結部逐漸放大之斜向_。 申凊專利範®第1G項職之曲柄扭力缝裝置,其巾該巾軸之外經 係大於。亥環狀凹部之外經而該環狀凹部係為一由中轴向第一曲柄轴 _ 連結部逐漸縮小之斜向結構。 申月專利範圍第1〇項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該車架上係會 又置了一個開口’其中之一係為提供彈菁元件之調整拉環放置之開 而另個開口位置則與該外套筒之開口位置相對應,以便設置於 車架上之感測器穿過該車架及外套筒之開口與磁環及磁石所設置位 置相對應。 如U利範®第10項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該第 二軸套與 Φ 車架’係各自對應設置有至少一個定位孔,而該定位孔係再藉由一定 位栓,進而穿入車架及第二轴套中。 •如申明專利範圍第10項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該第二軸套上 係能夠放置-油封元件,該油封元件係穿過第二曲柄轴連結部,並藉 由穿入第二轴套與車架之定錄,進行定位。 8.如申請專利範圍帛1〇項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該感測器係設 置至少有一個能藉由感應磁石及磁環之位移變化,進而改變所感應到 24 201144134
    的電氣訊號之霍爾元件。 19.如申請專利範圍第10項所述之曲柄扭力感應裝置,其中該延伸部套設 裝置係包含了複數條環狀鋼珠元件、一轴承套及一彈簧元件,其中該 彈簧元件係套設於軸承套上,而該軸承套上係設置有一磁石。 25
TW99118916A 2010-06-10 2010-06-10 Crank torsion sensing device and detection method thereof TW201144134A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99118916A TW201144134A (en) 2010-06-10 2010-06-10 Crank torsion sensing device and detection method thereof
EP11725920.0A EP2580111A1 (en) 2010-06-10 2011-06-10 An axle bearing assembly
PCT/EP2011/059748 WO2011154546A1 (en) 2010-06-10 2011-06-10 An axle bearing assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99118916A TW201144134A (en) 2010-06-10 2010-06-10 Crank torsion sensing device and detection method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201144134A true TW201144134A (en) 2011-12-16
TWI410350B TWI410350B (zh) 2013-10-01

Family

ID=46765547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99118916A TW201144134A (en) 2010-06-10 2010-06-10 Crank torsion sensing device and detection method thereof

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TW201144134A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2733056A1 (en) 2012-11-19 2014-05-21 J.D Components Co., Ltd. Mid-axle positioning mechanism and bicycle mid-axle structure
CN108791678A (zh) * 2018-06-12 2018-11-13 佛山研强自动化科技有限公司 助力自行车、受力补偿装置及受力补偿方法
TWI823530B (zh) * 2022-08-22 2023-11-21 瞬豐實業股份有限公司 動力工具之扭力感測裝置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0995289A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Honda Motor Co Ltd 補助動力装置付き自転車
US6595072B2 (en) * 2001-10-22 2003-07-22 Gordon Liao Sensor of the pedaling force of a power-assisting bike
CN201177539Y (zh) * 2008-01-31 2009-01-07 严东红 电动自行车磁致扭矩传感装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2733056A1 (en) 2012-11-19 2014-05-21 J.D Components Co., Ltd. Mid-axle positioning mechanism and bicycle mid-axle structure
CN108791678A (zh) * 2018-06-12 2018-11-13 佛山研强自动化科技有限公司 助力自行车、受力补偿装置及受力补偿方法
TWI823530B (zh) * 2022-08-22 2023-11-21 瞬豐實業股份有限公司 動力工具之扭力感測裝置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI410350B (zh) 2013-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106043581B (zh) 驱动单元及电动辅助自行车
CN103863507B (zh) 驱动单元及电动辅助自行车
CN104276251B (zh) 一种电动车中轴力矩传感系统
JP6408150B2 (ja) 電動自転車中心モーター及びそのトルク検知デバイス
CN103171733B (zh) 一种电动自行车中轴力矩传感装置
CN103085932B (zh) 电动自行车中轴力矩传感装置
WO2011026275A1 (zh) 电动自行车的速度踏力传感装置
TW409105B (en) Auxiliary power control unit for auxiliary electromotive bicycle
CN209305765U (zh) 一种扭矩检测传动装置及电动助力系统
TW201226874A (en) Process and device to detect an offset-error of a moment-sensor of a bicycle-pedal drive
TW201144134A (en) Crank torsion sensing device and detection method thereof
JP7149325B2 (ja) 乗物の運転パラメータの検出装置
WO2019042373A1 (zh) 一种助力车的控制方法及系统
JP2013011442A (ja) 電動自転車のトルク検出装置
CN101231203B (zh) 利用中轴支承件变形的电动车助力传感器
TWI226433B (en) Pedaling force detector for motor-assisted bicycle
CN104044682B (zh) 转轴机构
JP3203473U (ja) トルクギア構造
JP5947830B2 (ja) 電動アシスト自転車及び電動アシスト自転車の補助力算出方法
CN103085931B (zh) 电动自行车中轴扭力传感装置
CN108163128A (zh) 一种基于逆磁致伸缩效应的助力自行车双边中轴扭矩传感器
TWI613121B (zh) 使用於助力腳踏車的曲柄傳動機構
JP5127953B2 (ja) 電動自転車の人力駆動力検出装置
CN210310744U (zh) 一种自行车中轴力矩检测装置
Yu et al. The development of non-contact torque and angle sensor for intelligent power assist system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees