本發明專利技術公開了一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，包括有外管以及經左軸承和右軸承轉動支撐安裝在外管中的中軸，左軸承安裝在外管的左端口中，外管的右端成型有應變部，右軸承安裝在應變部成型的右軸承安裝孔中；應變部上加工有兩道應力梁，兩道應力梁包括前應力梁和后應力梁，前應力梁和后應力梁間形成有變形腔；前應力梁的中心成型有與右軸承的外圓緊密頂接相配合的應力傳遞凸塊，應力傳遞凸塊的上下對稱加工有兩個懸空區；變形腔的中心安裝有金屬頂針，后應力梁上貼裝有應變片，外管上安裝有PBC電板。本發明專利技術結構簡單，只采集騎行時中軸瞬間的推力，減少了干擾，能連續準確地測量中軸受力的變化。續準確地測量中軸受力的變化。續準確地測量中軸受力的變化。
【技術實現步驟摘要】
一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器
[0001]本專利技術涉及電助力自行車中軸式力矩傳感器的設計技術，特別是一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器。
技術介紹
[0002]在如今這個全民健身，綠色出行的時代，自行車運動憑著其接近自然的運動場地，有氧運動的健身方式，已經在越來越多人之間普及開來，而因為我國的基建工作非常優秀，鋪設路面總里程全世界第一，柏油公路條件優良，使得我國的自行車運動蓬勃發展。而電助力自行車作為自行車的一個新興的種類，相比傳統無助力的自行車與純電動的兩輪電動車，電助力自行車能夠智能地根據使用者的發力提供動力，有效減少使用者的疲勞的同時保證騎行體驗與安全性。電助力自行車用作代步、運動等方面的用途近年來越來越受到重視。
[0003]力矩傳感器作為電助力自行車上感知使用者發力的元件，是整個電助力自行車系統當中至關重要的組成部分。作為輸入端，力矩傳感器的精度直接影響控制器的判斷與使用者體驗。目前市場上電助力自行車常用的傳感器有速度傳感器、偽力矩傳感器、力矩傳感器三類。速度傳感器只能感知使用者踩踏的速度或者自行車運行的速度，不能有效地對使用者的意圖做出反饋；偽力矩傳感器通過對速度信號的處理模擬出使用者發力的信號，相對于速度傳感器體驗更好，但是仍然不能準確地反饋；力矩傳感器通過測量使用者騎行時雙腳施力的大小與踩踏速度(力矩傳感器一般包含速度傳感器)，能夠準確地根據使用者的意圖(發力大小)實時地反饋(控制器根據力矩信號調整電機輸出功率)。力矩傳感器正在越來越廣泛的被電助力車系統所接受。
技術實現思路
[0004]本專利技術所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，而提供結構簡單、測量準確，并且安裝方便的一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器。
[0005]本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，包括有外管以及經左軸承和右軸承轉動支撐穿設安裝在該外管中的中軸，左軸承定位安裝在外管的左端口中，外管的右端一體成型有應變部，右軸承緊配合安裝在應變部成型的右軸承安裝孔中；應變部上加工有兩道面向電助力自行車后方的應力梁，兩道應力梁包括前應力梁和后應力梁，前應力梁和后應力梁間形成有長條狀的變形腔；前應力梁的中心成型與右軸承的外圓緊密頂接相配合的應力傳遞凸塊，該應力傳遞凸塊的上下對稱加工有兩個與右軸承的外圓非接觸的懸空區；變形腔的中心安裝有用于將前應力梁承受的推力傳遞給后應力梁的金屬頂針，后應力梁上貼裝有用于檢測后應力梁受力變形的應變片，外管上安裝有與應變片電信號相連的PBC電板。
[0006]為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
上述外管的周面上在緊鄰應變部的應力梁處成型有內凹的電路板安裝位， PBC電板采用粘結劑連接固定在外管的電路板安裝位中； PBC電板引出有線纜接頭，應變部上成型有與線纜接頭固定卡裝配合的線纜卡槽。
[0007]上述的中軸上固定套裝有與中軸同步轉動的磁環，磁環的一周含有24對至32對磁極； PBC電板上設有主控芯片和用于通過檢測磁環的磁極變化檢測中軸轉速的霍爾元件。
[0008]上述變形腔的中心成型用于定位安裝金屬頂針的定位弧形槽。
[0009]上述應變部的右端面上加工有定位銷孔，定位銷孔中穿設有用于與電助力車的五通管開的槽進行定位配合的定位銷。
[0010]上述的應變部配設有用于防止灰塵進入右軸承安裝孔中的右端蓋，右端蓋經三顆十字螺釘固定安裝有應變部上。
[0011]上述外管的左端口中加工有卡簧槽，卡簧槽中卡裝有用于防止左軸承軸向串動的孔用擋圈。
[0012]上述外管左端的外周面上加工有外螺紋，該外管的左端通過外螺紋螺旋配裝有用于將外管鎖緊固定在電助力車五通管上的左牙碗。
[0013]上述中軸的兩端成型有四方頭，四方頭內加工有內螺紋孔；中軸左端的四方頭上安裝有左曲柄，中軸右端的四方頭上安裝有一體式牙盤曲柄。
[0014]與現有技術相比，本專利技術外管的一體成型有應變部，應變部設有前后兩道應力梁，兩道應力梁間設置有金屬頂針，前應力梁與右軸承相頂接，在電助力自行車騎行時，鏈條產生的拉力通過中軸轉換成推力作用在右軸承上，右軸承將承受的推力傳遞給前應力梁，前應力梁變形擠壓金屬頂針，金屬頂針再將承受的推力傳遞給后應力梁，后應力梁上設有應變片，應變片將感應后應力梁表面應力變化產生的電信號傳遞給PBC電板，PBC電板對信號進處理后通過線纜接頭輸出。本專利技術結構簡單，只采集騎行時中軸瞬間的推力，減少了干擾，能連續準確地測量中軸受力的變化。
附圖說明
[0015]圖1是本專利技術的立體結構示意圖之一；圖2是本專利技術的立體結構示意圖之二；圖3是本專利技術的剖視結構圖；圖4是本專利技術的爆炸圖；圖5是本專利技術外管的立體結構示意圖；圖6是本專利技術去除右端蓋后的右視圖；圖7是本專利技術與電助力自行車五通管的裝配示意圖之一；圖8是本專利技術與電助力自行車五通管的裝配示意圖之二。
具體實施方式
[0016]以下結合附圖對本專利技術的實施例作進一步詳細描述。
[0017]圖1至8是本專利技術的結構及裝配示意圖。
[0018]其中的附圖標記為：孔用擋圈D、五通管G、變形腔K、定位弧形槽K1、十字螺釘L、左曲柄P1、一體式牙盤曲柄P2、懸空區Q、外螺紋W、線纜接頭X、左軸承Z1、右軸承Z2、外管1、電
路板安裝位1a、線纜卡槽1b、應變部11、右軸承安裝孔11a、前應力梁12、后應力梁13、應力傳遞凸塊121、中軸2、四方頭21、內螺紋孔21a、金屬頂針3、應變片4、PBC電板5、磁環6、定位銷7、右端蓋8、左牙碗9。
[0019]本專利技術公開了一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，包括能防轉動地插入電助力自行車的五通管G中的外管1，外管1中經左軸承Z1和右軸承Z2轉動支撐地穿設有中軸2，左軸承Z1和右軸承Z2的內圓均與中軸2定位相套配，從而使中軸2能相對外管1自由的轉動。外管1的左端口擴徑形成有左軸承安裝腔，左軸承Z1的外圓定位卡裝在外管1左端口的左軸承安裝腔中。如圖3所示，為了防止左軸承Z1軸向串動，外管1左端口的左軸承安裝腔中還加工有卡簧槽，卡簧槽中卡裝有與左軸承Z1限位配合的孔用擋圈D。本專利技術的重點是：外管1的右端固定安裝有或者是一體成型有應變部11，應變部11的直徑大于電助力自行車五通管G的直徑，使中軸式力矩傳感器在安裝到五通管G上后，應變部11的左側面能與五通管G的右端口定位相配合。應變部11成型有右軸承安裝孔11a，右軸承Z2的外圓緊配合地卡裝在右軸承安裝孔11a中。由圖6可以清楚的看到，應變部11上共加工有兩道應力梁，應力梁與電助力車鏈條呈相對垂直設置，其外端平面均朝向電助力自行車的后方。兩道應力梁包括前應力梁12和后應力梁13，前應力梁12和后應力梁13間隔設置，其中間的間隔形成了長條狀的變形腔K。為了保證右軸承Z2承受的推力能準確地傳遞給前應力梁12，前應力梁12的中心成型與右軸承Z2的外圓緊密頂接相配合的應力傳遞凸塊121，應力傳本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，包括有外管(1)以及經左軸承(Z1)和右軸承(Z2)轉動支撐穿設安裝在該外管(1)中的中軸(2)，所述的左軸承(Z1)定位安裝在外管(1)的左端口中，其特征是：所述外管(1)的右端一體成型有應變部(11)，所述的右軸承(Z2)緊配合安裝在應變部(11)成型的右軸承安裝孔(11a)中；所述的應變部(11)上加工有兩道面向電助力自行車后方的應力梁，兩道所述的應力梁包括前應力梁(12)和后應力梁(13)，所述的前應力梁(12)和后應力梁(13)間形成有長條狀的變形腔(K)；所述前應力梁(12)的中心成型有與右軸承(Z2)的外圓緊密頂接相配合的應力傳遞凸塊(121)，該應力傳遞凸塊(121)的上下對稱加工有兩個與右軸承(Z2)的外圓非接觸的懸空區(Q)；所述變形腔(K)的中心安裝有用于將前應力梁(12)承受的推力傳遞給后應力梁(13)的金屬頂針(3)，所述的后應力梁(13)上貼裝有用于檢測后應力梁(13)受力變形的應變片(4)，所述的外管(1)上安裝有與應變片(4)電信號相連的PBC電板(5)。2.根據權利要求1所述的一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，其特征是：所述外管(1)的周面上在緊鄰應變部(11)的應力梁處成型有內凹的電路板安裝位(1a)，所述的PBC電板(5)采用粘結劑連接固定在外管(1)的電路板安裝位(1a)中；所述的PBC電板(5)引出有線纜接頭(X)，所述的應變部(11)上成型有與線纜接頭(X)固定卡裝配合的線纜卡槽(1b)。3.根據權利要求2所述的一種基于應變原理的電助力自行車中軸式力矩傳感器，其特征是：所述的中軸(2)上固定套裝有與中軸(2)同步轉動的磁環(6)，所述磁...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳勝，徐利勇，
申請(專利權)人：寧波巨隆機械股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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