本发明专利技术公开了一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，包括有外管以及经左轴承和右轴承转动支撑安装在外管中的中轴，左轴承安装在外管的左端口中，外管的右端成型有应变部，右轴承安装在应变部成型的右轴承安装孔中；应变部上加工有两道应力梁，两道应力梁包括前应力梁和后应力梁，前应力梁和后应力梁间形成有变形腔；前应力梁的中心成型有与右轴承的外圆紧密顶接相配合的应力传递凸块，应力传递凸块的上下对称加工有两个悬空区；变形腔的中心安装有金属顶针，后应力梁上贴装有应变片，外管上安装有PBC电板。本发明专利技术结构简单，只采集骑行时中轴瞬间的推力，减少了干扰，能连续准确地测量中轴受力的变化。续准确地测量中轴受力的变化。续准确地测量中轴受力的变化。
【技术实现步骤摘要】
一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器
[0001]本专利技术涉及电助力自行车中轴式力矩传感器的设计技术，特别是一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器。
技术介绍
[0002]在如今这个全民健身，绿色出行的时代，自行车运动凭着其接近自然的运动场地，有氧运动的健身方式，已经在越来越多人之间普及开来，而因为我国的基建工作非常优秀，铺设路面总里程全世界第一，柏油公路条件优良，使得我国的自行车运动蓬勃发展。而电助力自行车作为自行车的一个新兴的种类，相比传统无助力的自行车与纯电动的两轮电动车，电助力自行车能够智能地根据使用者的发力提供动力，有效减少使用者的疲劳的同时保证骑行体验与安全性。电助力自行车用作代步、运动等方面的用途近年来越来越受到重视。
[0003]力矩传感器作为电助力自行车上感知使用者发力的元件，是整个电助力自行车系统当中至关重要的组成部分。作为输入端，力矩传感器的精度直接影响控制器的判断与使用者体验。目前市场上电助力自行车常用的传感器有速度传感器、伪力矩传感器、力矩传感器三类。速度传感器只能感知使用者踩踏的速度或者自行车运行的速度，不能有效地对使用者的意图做出反馈；伪力矩传感器通过对速度信号的处理模拟出使用者发力的信号，相对于速度传感器体验更好，但是仍然不能准确地反馈；力矩传感器通过测量使用者骑行时双脚施力的大小与踩踏速度(力矩传感器一般包含速度传感器)，能够准确地根据使用者的意图(发力大小)实时地反馈(控制器根据力矩信号调整电机输出功率)。力矩传感器正在越来越广泛的被电助力车系统所接受。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供结构简单、测量准确，并且安装方便的一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，包括有外管以及经左轴承和右轴承转动支撑穿设安装在该外管中的中轴，左轴承定位安装在外管的左端口中，外管的右端一体成型有应变部，右轴承紧配合安装在应变部成型的右轴承安装孔中；应变部上加工有两道面向电助力自行车后方的应力梁，两道应力梁包括前应力梁和后应力梁，前应力梁和后应力梁间形成有长条状的变形腔；前应力梁的中心成型与右轴承的外圆紧密顶接相配合的应力传递凸块，该应力传递凸块的上下对称加工有两个与右轴承的外圆非接触的悬空区；变形腔的中心安装有用于将前应力梁承受的推力传递给后应力梁的金属顶针，后应力梁上贴装有用于检测后应力梁受力变形的应变片，外管上安装有与应变片电信号相连的PBC电板。
[0006]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述外管的周面上在紧邻应变部的应力梁处成型有内凹的电路板安装位， PBC电板采用粘结剂连接固定在外管的电路板安装位中； PBC电板引出有线缆接头，应变部上成型有与线缆接头固定卡装配合的线缆卡槽。
[0007]上述的中轴上固定套装有与中轴同步转动的磁环，磁环的一周含有24对至32对磁极； PBC电板上设有主控芯片和用于通过检测磁环的磁极变化检测中轴转速的霍尔元件。
[0008]上述变形腔的中心成型用于定位安装金属顶针的定位弧形槽。
[0009]上述应变部的右端面上加工有定位销孔，定位销孔中穿设有用于与电助力车的五通管开的槽进行定位配合的定位销。
[0010]上述的应变部配设有用于防止灰尘进入右轴承安装孔中的右端盖，右端盖经三颗十字螺钉固定安装有应变部上。
[0011]上述外管的左端口中加工有卡簧槽，卡簧槽中卡装有用于防止左轴承轴向串动的孔用挡圈。
[0012]上述外管左端的外周面上加工有外螺纹，该外管的左端通过外螺纹螺旋配装有用于将外管锁紧固定在电助力车五通管上的左牙碗。
[0013]上述中轴的两端成型有四方头，四方头内加工有内螺纹孔；中轴左端的四方头上安装有左曲柄，中轴右端的四方头上安装有一体式牙盘曲柄。
[0014]与现有技术相比，本专利技术外管的一体成型有应变部，应变部设有前后两道应力梁，两道应力梁间设置有金属顶针，前应力梁与右轴承相顶接，在电助力自行车骑行时，链条产生的拉力通过中轴转换成推力作用在右轴承上，右轴承将承受的推力传递给前应力梁，前应力梁变形挤压金属顶针，金属顶针再将承受的推力传递给后应力梁，后应力梁上设有应变片，应变片将感应后应力梁表面应力变化产生的电信号传递给PBC电板，PBC电板对信号进处理后通过线缆接头输出。本专利技术结构简单，只采集骑行时中轴瞬间的推力，减少了干扰，能连续准确地测量中轴受力的变化。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的立体结构示意图之一；图2是本专利技术的立体结构示意图之二；图3是本专利技术的剖视结构图；图4是本专利技术的爆炸图；图5是本专利技术外管的立体结构示意图；图6是本专利技术去除右端盖后的右视图；图7是本专利技术与电助力自行车五通管的装配示意图之一；图8是本专利技术与电助力自行车五通管的装配示意图之二。
具体实施方式
[0016]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。
[0017]图1至8是本专利技术的结构及装配示意图。
[0018]其中的附图标记为：孔用挡圈D、五通管G、变形腔K、定位弧形槽K1、十字螺钉L、左曲柄P1、一体式牙盘曲柄P2、悬空区Q、外螺纹W、线缆接头X、左轴承Z1、右轴承Z2、外管1、电
路板安装位1a、线缆卡槽1b、应变部11、右轴承安装孔11a、前应力梁12、后应力梁13、应力传递凸块121、中轴2、四方头21、内螺纹孔21a、金属顶针3、应变片4、PBC电板5、磁环6、定位销7、右端盖8、左牙碗9。
[0019]本专利技术公开了一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，包括能防转动地插入电助力自行车的五通管G中的外管1，外管1中经左轴承Z1和右轴承Z2转动支撑地穿设有中轴2，左轴承Z1和右轴承Z2的内圆均与中轴2定位相套配，从而使中轴2能相对外管1自由的转动。外管1的左端口扩径形成有左轴承安装腔，左轴承Z1的外圆定位卡装在外管1左端口的左轴承安装腔中。如图3所示，为了防止左轴承Z1轴向串动，外管1左端口的左轴承安装腔中还加工有卡簧槽，卡簧槽中卡装有与左轴承Z1限位配合的孔用挡圈D。本专利技术的重点是：外管1的右端固定安装有或者是一体成型有应变部11，应变部11的直径大于电助力自行车五通管G的直径，使中轴式力矩传感器在安装到五通管G上后，应变部11的左侧面能与五通管G的右端口定位相配合。应变部11成型有右轴承安装孔11a，右轴承Z2的外圆紧配合地卡装在右轴承安装孔11a中。由图6可以清楚的看到，应变部11上共加工有两道应力梁，应力梁与电助力车链条呈相对垂直设置，其外端平面均朝向电助力自行车的后方。两道应力梁包括前应力梁12和后应力梁13，前应力梁12和后应力梁13间隔设置，其中间的间隔形成了长条状的变形腔K。为了保证右轴承Z2承受的推力能准确地传递给前应力梁12，前应力梁12的中心成型与右轴承Z2的外圆紧密顶接相配合的应力传递凸块121，应力传本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，包括有外管(1)以及经左轴承(Z1)和右轴承(Z2)转动支撑穿设安装在该外管(1)中的中轴(2)，所述的左轴承(Z1)定位安装在外管(1)的左端口中，其特征是：所述外管(1)的右端一体成型有应变部(11)，所述的右轴承(Z2)紧配合安装在应变部(11)成型的右轴承安装孔(11a)中；所述的应变部(11)上加工有两道面向电助力自行车后方的应力梁，两道所述的应力梁包括前应力梁(12)和后应力梁(13)，所述的前应力梁(12)和后应力梁(13)间形成有长条状的变形腔(K)；所述前应力梁(12)的中心成型有与右轴承(Z2)的外圆紧密顶接相配合的应力传递凸块(121)，该应力传递凸块(121)的上下对称加工有两个与右轴承(Z2)的外圆非接触的悬空区(Q)；所述变形腔(K)的中心安装有用于将前应力梁(12)承受的推力传递给后应力梁(13)的金属顶针(3)，所述的后应力梁(13)上贴装有用于检测后应力梁(13)受力变形的应变片(4)，所述的外管(1)上安装有与应变片(4)电信号相连的PBC电板(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，其特征是：所述外管(1)的周面上在紧邻应变部(11)的应力梁处成型有内凹的电路板安装位(1a)，所述的PBC电板(5)采用粘结剂连接固定在外管(1)的电路板安装位(1a)中；所述的PBC电板(5)引出有线缆接头(X)，所述的应变部(11)上成型有与线缆接头(X)固定卡装配合的线缆卡槽(1b)。3.根据权利要求2所述的一种基于应变原理的电助力自行车中轴式力矩传感器，其特征是：所述的中轴(2)上固定套装有与中轴(2)同步转动的磁环(6)，所述磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴胜，徐利勇，
申请(专利权)人：宁波巨隆机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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