用于電動自行車的扭矩傳感器及檢測系統技術方案

本發明專利技術提供了一種用于電動自行車的扭矩傳感器及檢測系統，所述扭矩傳感器包括中軸、套設于中軸的應變套管與傳動套管，所述應變套管沿軸向一體成型有至少兩排間隙設置的應變檢測部，所述扭矩傳感器還包括設于應變檢測部的外周的感應線圈及連接所述感應線圈的信號處理器。所述檢測系統包括所述扭矩傳感器、固定于所述中軸、應變套管或傳動套管上的磁環及用以檢測所述磁環轉速的霍爾傳感器。所述傳動套管能夠減少外部應力對應變套管的沖擊，減少異常信號輸出，避免應變套管的損壞；所述應變檢測部一體成型于應變套管上，提高扭矩檢測的準確性、穩定性與可靠性，降低應變套管的制備工藝難度，具有較好的業內推廣與應用前景。

Torque sensor and detection system for electric bicycle

The present invention provides a method for the torque sensor and the detecting system of electric bicycle, and the transmission of the casing casing strain torque sensor is arranged on the central axis of the central axis, including the strain, strain detection of casing at least two rows arranged along the axial gap formed integrally, the torque sensor also comprises a strain detecting unit of induction the periphery of the coil and connected with the induction coil signal processor. The detection system comprises a torque sensor, a magnetic ring fixed on the central shaft, a strain sleeve or a transmission sleeve, and a Holzer sensor for detecting the rotation speed of the magnetic ring. The transmission casing can reduce the external stress strain of casing impact, reduce the abnormal signal output, to avoid damage to the casing strain; strain detection integrated on the strain on the tube to improve the accuracy, stability and reliability of torque measurement, the difficulty of process preparation to reduce strain casing, has good application prospects and promotion industry the.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動自行車領域，尤其涉及一種用于電動自行車的扭矩傳感器及檢測系統。
技術介紹
現階段，電動自行車越來越多地采取在中軸安裝力矩傳感器，使得騎行過程中，能夠根據所測得的扭矩來調整電動自行車的電機輸出功率。業內已公開有一種測量方法，通過與中軸配合設置的固定套、滑套及壓簧，滑套上設置磁環，并通過位移傳感器檢測磁環的轉動以將相應扭矩轉換為電信號實現檢測。但上述扭矩測量裝置結構復雜，且在扭矩作用下滑套及磁環實際位移量較小，較難測得可靠結果。另一測量中軸的扭矩的方法為通過檢測中軸在扭矩作用下產生的主應力或主應變以實現扭矩測量，既可以采用電阻應變儀，也可以利用基于逆磁致伸縮效應的扭矩傳感器。所述逆磁致伸縮效應是指鐵磁性材料受機械應力，其材料的導磁性發生改變，尤其是磁導率發生變化的現象。近年來非晶態合金作為一種新型的磁彈性材料具有顯著的逆磁致伸縮效應，通過在中軸上貼附或噴涂一層上述非晶態合金材料，配合霍爾元件既能采集中軸不同狀態時的扭矩值。本領域亦公開有一種力矩傳感裝置，通過在力矩套管上設置導磁合金薄片，配合外圍布置的用以檢測磁性變化的線圈，以檢測得到扭矩的變化。但上述導磁合金薄片必然存在接縫，導磁合金薄片在接縫處所受扭矩不均勻，檢測信號不穩定；導磁合金薄片貼附工藝要求較高，需要將導磁合金薄片嚴格均勻地貼附在力矩套管表面，并且，長期往復轉動可能還會造成局部剝離，影響扭矩檢測的穩定性。鑒于此，有必要提供一種新的用于電動自行車的扭矩傳感器及檢測系統。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于電動自行車的扭矩傳感器及檢測系統，能夠減少外部應力對應變套管的沖擊，減少異常信號輸出，避免應變套管的損壞；同時提高扭矩檢測的準確性與穩定性，降低應變套管的制備工藝難度。為實現上述專利技術目的，本專利技術提供了一種用于電動自行車的扭矩傳感器，包括中軸、套設于中軸的應變套管與傳動套管，所述應變套管沿軸向一體成型有至少兩排間隙設置的應變檢測部，所述應變套管具有固定至中軸的第一固定部及與傳動套管相固定的第二固定部，所述第一固定部與第二固定部沿軸向分別位于應變檢測部的兩端，所述傳動套管遠離第二固定部的一端形成有與外部鏈輪相連接的配合部，所述扭矩傳感器還包括設于應變檢測部的外周的感應線圈及連接所述感應線圈的信號處理器。作為本專利技術的進一步改進，所述應變檢測部包括沿應變套管的外周均勻設置的斜紋齒，且相鄰所述應變檢測部的斜紋齒的延伸方向不一致。作為本專利技術的進一步改進，所述斜紋齒沿軸向呈45度延伸設置，相鄰所述應變檢測部的斜紋齒的延伸方向相垂直。作為本專利技術的進一步改進，所述斜紋齒的垂直橫截面呈三角形、梯形或漸開線齒形且所述斜紋齒的齒深設置為0.3-0.8mm。作為本專利技術的進一步改進，所述應變檢測部沿軸向延伸的寬度大于感應線圈的寬度，并且每一所述應變檢測部沿軸向延伸長度設置為5-10mm。作為本專利技術的進一步改進，每一所述應變檢測部沿軸向兩側均設有一溝槽。作為本專利技術的進一步改進，所述扭矩傳感器還包括套設于應變套管外周的定位襯套以及分設于所述定位襯套兩端的軸套，所述定位襯套上設有與所述應變檢測部位置相對應的定位槽，所述感應線圈纏繞設置于所述定位槽內。作為本專利技術的進一步改進，所述軸套包括第一軸套與第二軸套，所述第一軸套套設于中軸的外側且位于所述應變套管背離傳動套管的一側，所述第二軸套套設于傳動套管的外周，并使得所述中軸及傳動套管可分別在第一軸套及第二軸套中旋轉。作為本專利技術的進一步改進，所述扭矩傳感器還包括設置于所述感應線圈外周的屏蔽罩。作為本專利技術的進一步改進，所述第一固定部設置為內齒圈；所述第二固定部設置為外齒圈。本專利技術還提供一種用于電動自行車的檢測系統，包括所述扭矩傳感器以及固定于所述中軸、應變套管或傳動套管上的磁環、與磁環相應設置以檢測所述磁環轉速的霍爾傳感器。本專利技術的有益效果是：本專利技術扭矩傳感器的應變套管通過傳動套管與外部鏈輪相連接，降低外部應力對應變套管的機械沖擊，減少異常信號輸出，避免應變套管的損壞；并且，所述應變檢測部一體成型于應變套管上，提高扭矩檢測的準確性、穩定性與可靠性，降低應變套管的制備工藝難度。除此，具有上述扭矩傳感器的檢測系統能夠根據實時檢測得到的扭矩信息及速度信息控制電動自行車的電機輸出，改善騎行體驗，具有較好的業內推廣與應用前景。附圖說明圖1是本專利技術扭矩傳感器的整體結構示意圖；圖2是圖1中扭矩傳感器的分解結構示意圖；圖3是本專利技術扭矩傳感器的應變套管的結構示意圖；圖4是圖3中應變套管另一角度的結構示意圖；圖5是本專利技術檢測系統的整體裝配示意圖；圖6是圖6檢測系統的分解結構示意圖；圖7是圖1中檢測系統的剖視圖。具體實施方式以下將結合附圖所示的實施方式對本專利技術進行詳細描述。但該實施方式并不限制本專利技術，本領域的普通技術人員根據該實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本專利技術的保護范圍內。請參閱圖1至圖7為本專利技術一較佳實施方式。本專利技術提供的扭矩傳感器100用以裝配至電動自行車的五通管（未圖示）內，所述扭矩傳感器100包括中軸10、套設于中軸10的應變套管20與傳動套管30以及設置于所述應變套管20外側的感應線圈40。所述感應線圈40均勻纏繞設置于所述應變檢測部21的外周。所述中軸10的兩端與所述電動自行車的蹬踏部件相連接。所述應變套管20沿軸向一體成型有至少兩排間隙設置的應變檢測部21，所述應變套管20還具有固定至中軸10的第一固定部22及與傳動套管30相固定的第二固定部23，所述第一固定部22與第二固定部23沿軸向分別位于應變檢測部21的兩端。在本實施例中，所述第一固定部22設置為內齒圈，所述中軸10對應于所述內齒圈的位置形成有與所述內齒圈22相配合固定的嚙合部11；所述第二固定部23設置為外齒圈，所述傳動套管30朝向所述應變套管20的一端形成有與所述外齒圈相配合固定的嚙合內齒圈。所述中軸10還形成有用以阻擋應變套管20沿軸向滑動的止擋部12，所述止擋部12設置為沿徑向突伸的圓環，所述圓環位于第一嚙合部11遠離傳動套管30的一側。所述傳動套管30遠離第二固定部23的一端還形成有與外部鏈輪相連接的配合部31，所述配合部31設置為適配于外部鏈輪的嚙合外齒圈。所述應變檢測部21設置為兩排且每一應變檢測部21均包括沿應變套管20的外周均勻設置的斜紋齒211，相鄰所述應變檢測部21的斜紋齒211的延伸方向不一致。為提高應變套管20表面在扭矩作用下的磁導率變化靈敏度，進而實現最佳檢測結果，所述斜紋齒211在應變套管20的表面沿軸向呈45度延伸設置，相鄰所述應變檢測部21的斜紋齒211的延伸方向相垂直。每一所述應變檢測部21沿軸向兩側均還設有一溝槽24。優選地，每一所述應變檢測部21沿軸向延伸長度L設置為5-10mm，并且所述應變檢測部21沿軸向延伸的寬度大于其所對應的感應線圈40的寬度。根據所述應變套管20的應變檢測部21的外徑確定加工模數m為0.3，進而得出所述斜紋齒211的齒距為0.942mm。其中，所述斜紋齒211的垂直橫截面呈三角形、梯形或漸開線齒形且所述斜紋齒211的齒深設置為0.3-0.8mm。所述扭矩傳感器100還包括套設于應變套管20外周的定位襯套50以及分設于所述定位襯套50兩端的第一護套61與第二護套62。所述第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電動自行車的扭矩傳感器，其特征在于：所述扭矩傳感器包括中軸、套設于中軸的應變套管與傳動套管，所述應變套管沿軸向一體成型有至少兩排間隙設置的應變檢測部，所述應變套管具有固定至中軸的第一固定部及與傳動套管相固定的第二固定部，所述第一固定部與第二固定部沿軸向分別位于應變檢測部的兩端，所述傳動套管遠離第二固定部的一端形成有與外部鏈輪相連接的配合部，所述扭矩傳感器還包括設于應變檢測部的外周的感應線圈及連接所述感應線圈的信號處理器。

【技術特征摘要】
1.一種用于電動自行車的扭矩傳感器，其特征在于：所述扭矩傳感器包括中軸、套設于中軸的應變套管與傳動套管，所述應變套管沿軸向一體成型有至少兩排間隙設置的應變檢測部，所述應變套管具有固定至中軸的第一固定部及與傳動套管相固定的第二固定部，所述第一固定部與第二固定部沿軸向分別位于應變檢測部的兩端，所述傳動套管遠離第二固定部的一端形成有與外部鏈輪相連接的配合部，所述扭矩傳感器還包括設于應變檢測部的外周的感應線圈及連接所述感應線圈的信號處理器。2.根據權利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于：所述應變檢測部包括沿應變套管的外周均勻設置的斜紋齒，且相鄰所述應變檢測部的斜紋齒的延伸方向不一致。3.根據權利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于：所述斜紋齒沿軸向呈45度延伸設置，相鄰所述應變檢測部的斜紋齒的延伸方向相垂直。4.根據權利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于：所述斜紋齒的垂直橫截面呈三角形、梯形或漸開線齒形且所述斜紋齒的齒深設置為0.3-0.8mm。5.根據權利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于：所述應變檢測部沿軸向延伸的寬度大于感應線圈的寬度，并且每一所述應變檢測部沿軸向延伸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張揚梅，
申請(專利權)人：昆山朗德森機電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32