[实用新型]一种非接触供电力矩测量的电动自行车轮盘

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动自行车产品领域，更具体地说，是涉及一种非接触供电力矩测量的电动自行车轮盘。

背景技术

目前电动自行车产品越来越得到国际社会的认可了，但是有的国家对电动自行车脚蹬力和电力驱动力，有严格的比例要求。这就要求电动自行车的脚踏传动系统有测量力矩的机构。目前日本有好几个公司在电动自行车脚踏力矩测量方面有成熟的技术，其技术和产品在国际上处于垄断地位。

从我们目前能查到的资料和能收集到的实物样品来看，国内外的测量方法很多，大致分类如下：

1.利用机械弹性元件位移测量脚蹬力矩的方法。脚蹬力通过机械弹性元件传递到另一个受力部件，通过测量宏观位移的变化能分析出脚蹬扭矩的大小。测量宏观位移的方法一般有光敏元件检测角度位移法、电感测量线性位移法，电位器测量角度位移法，霍尔元件测量线性位移法，霍尔元件测量角度位移法等。

2.利用力敏磁性材料，测量脚蹬力矩的方法。在电动车的中轴或者传递扭矩的轴上贴装这种材料，一旦轴受到力发生微观变形后，这种材料的导磁率会发生明显的变化，通过线圈测量材料的导磁率能分析出机械轴受到多大的扭矩。

3.利用电阻应变测量受力轴的应力变化。在电动自行车的受力轴上贴电阻应变片，通过测量受力轴的应变，把应变信号通过机械接触的导电装置把信号传递给控制器。

以上测量方法的评述如下：

第一种方法电路供电引线和信号传递引线相对简单、防水性能好、电路成本相对最低。但是存在以下缺点：测量精度较差；弹性元件会产生疲劳；批量一致性较差；机械部件比较复杂，成本较高；机械部件容易磨损。与测量部件配合的自行车部件要做相应的改变。

第二种方法测量精度较高、电路信号传递引线相对简单、防水性能好。但是存在以下缺点：力敏磁性材料的温度漂移比较大，需要温度补偿；力敏磁性材料的工艺成本高；机械部件成本较高。与测量部件配合的自行车部件要做相应的改变。

第三种方法虽然测量精度高，但是存在以下缺点：机械部件成本较高；电信号传递机械部件复杂；与测量部件配合的自行车部件要做相应的改变。防水性能差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种非接触供电力矩测量的电动自行车轮盘。

本实用新型一种非接触供电力矩测量的电动自行车轮盘，通过下述技术方案予以实现，所述轮盘与五通之间设置测量装置，所述测量装置包括固定环形体和回转环形体；所述固定环形体由回转变压器固定环、回转变压器固定线圈和固定环组成，回转变压器固定环内嵌回转变压器固定线圈，固定环内相邻设置回转变压器固定环，固定环外相邻设置挡圈；所述回转环形体由回转变压器旋转环、回转变压器旋转线圈和旋转环组成，回转变压器旋转环内嵌回转变压器旋转线圈，旋转环内相邻设置回转变压器旋转环；回转变压器旋转环内相邻设置测量电路；轮盘周面设置四个电阻应变片，四个电阻应变片构成应变桥并与测量电路连接。

本实用新型所述测量电路由固定于车体上的传输输出电路和固定于轮盘的应变测量电路组成；传输输出电路的传输输出单片机提供高频脉冲信号给回转变压器的原边线圈，原边线圈将感应的信号经低通滤波后传给传输输出单片机后输出；应变测量电路的回转变压器的副边线圈感应电压整流、滤波、后，给应变测量单片机、模拟信号放大器和应变桥供电，应变桥信号被放大后经过应变测量单片机A/D转换，输出频率相对较低的数字信号于回转变压器的副边线圈上。

本实用新型所述回转变压器铁芯由高分子复合材料参杂导磁铁粉压制而成。

本实用新型是通过电阻应变片测量轮盘的应变获得力矩信号，通过绕中轴转动的回转变压器实现非接触供电和非接触信号传递。本实用新型测量精度高；不需要做温度补偿；不改变自行车其它配件；防水性能好。本实用新型在满足高精度测量的前提下，降低非接触扭矩测量的成本和不改变自行车工业体系中的通用标准件。

从通用性上讲：国外公司的非接触扭矩测量都是针对某一款特定的电动车车型，设计专用的扭矩测量装置，以适配特定的车型，这样做的缺点是通用性差，材料成本和工艺成本高。