[实用新型]电动自行车盘式扭力传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车盘式扭力传感装置。

背景技术

电动自行车由于其轻快省力及无污染等特点，正日益在我国推广运用。传统的电动自行车都用手把来调速，即用手把来控制电机的输出功率，而目前越来越多的电动自行车则主要采用扭力传感器将人骑行时脚的蹬力转换成相应的电压信号输出，经电机控制电路板放大处理后控制电机的运转功率，这样可以大大节省能源。

目前用于电动自行车中的扭力传感器多为霍尔转速传感器，这种传感器使用磁钢粘贴在电动自行车的中轴或链盘等旋转部件表面，而在车架主轴等非转动部件上安装霍尔元件，当人踏脚蹬时，中轴或链盘旋转产生对应于扭力矩的变化电位，并输出相应的电压信号，经放大处理后即可控制电机的输出功率。这类电动自行车传感器存在下述问题：1、不能检测静态和动态扭矩，测量精度差，在骑行中不能零启动，在平路和下坡骑行中会出现电动助力过大而使电池产生不必要的放电。2、中轴及链盘这类旋转部件在电动自行车的长期使用过程中易磨损或倾斜，导致其上的磁钢与霍尔元件之间的位置发生变化，使得感应电位信号的输出不再准确，传感器的工作稳定性和可靠性均大大下降。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种能够检测静态和动态扭矩并且工作性能更加稳定可靠的电动自行车盘式扭力传感装置，该传感装置还可以确保电动自行车在骑行中零启动并保持行驶性能的稳定。

本实用新型的技术方案是：一种电动自行车盘式扭力传感装置，包括五通管、中轴、脚拐和链盘，所述中轴通过轴承装配于五通管内，所述脚拐与中轴一端固定，链盘套设于中轴上；其特征在于还包括与链盘固定的拨盘和设于拨盘上并与脚拐固定的弹性扭转机构，该机构上固定或一体设有磁环，所述磁环上沿圆周均匀间隔设有以S、N极交替排布的若干磁极；所述拨盘上固定或一体设有隔离环，所述隔离环套于磁环上，其上沿圆周均匀间隔开设若干用于导磁的窗口；还包括设于五通管一端并位于隔离环外围用于感应磁通变化的线圈，所述线圈的引出线与电动自行车的电机控制电路板电连接，而电机控制电路板则与电机电连接。

进一步的，本实用新型中所述弹性扭转机构包括一与脚拐固定的旋转构件，所述旋转构件和拨盘之间装配有用于径向带动拨盘旋转和同时用于旋转构件自身旋转复位的弹性件。

更进一步的，本实用新型中所述旋转构件包括与脚拐固定的旋转块，所述拨盘上设有供旋转块嵌入并转动的凹槽，同时旋转块上于四周一体设有若干旋转块弹簧定位块，而所述凹槽内壁上凸设有与旋转块弹簧定位块一一对应的拨盘弹簧定位块，所述旋转块弹簧定位块与相应的拨盘弹簧定位块之间抵设有用于带动拨盘旋转和同时供旋转块自身旋转复位的复位弹簧。

再进一步的，本实用新型中所述磁环由固定或一体设于旋转构件上的定位环和沿圆周以S、N极交替的顺序均匀间隔固定于定位环上的若干磁钢构成。

优选的，本实用新型中所述定位环表面沿圆周均匀间隔设有若干磁钢定位槽，所述磁钢卡固在所述磁钢定位槽内。

进一步的，本实用新型中所述中轴上套设有夹设于五通管与拨盘之间的线圈定位环，所述线圈定位环一端的内壁上对应磁环设有内阶环形槽，所述线圈从线圈定位环一端嵌入所述内阶环形槽内，并且所述线圈定位环上开有通孔，所述通孔供线圈的所述引出线穿过与电动自行车的电机控制电路板电连接。

本实用新型中涉及的脚拐在实际使用时同常规技术一样与自行车脚踏装配固定，并由人踩踏而带动旋转。

本实用新型的具体工作原理是：在电动自行车启动和骑行过程中，人踩脚踏带动脚拐和中轴旋转，脚拐则将扭力传递给弹性扭转机构内的旋转构件。由于在旋转构件瞬时受力时，拨盘在惯性作用下保持相对静止，这样就使得旋转构件和拨盘之间产生相对扭转，也即使得磁环和隔离环之间产生相对转动（转动角度不大，通常2度左右）。而磁环上的磁极与隔离环上对应的窗口之间的错动带来了磁通的变化，产生磁通变化量δ，再由线圈感应获得所述磁通变化量δ，并将之转换成电压信号输出给电机控制电路板。所述电机控制电路板根据电压信号的强弱分别输出相应的控制信号，驱动电机降低或者提高运转功率以起到很好的助力效果，大大节省能源。

本实用新型中所述电机控制电路板的作用即接收线圈输出的电压信号，并根据电压信号输出相应的控制信号给电机，驱动电机改变输出功率，其实现方式为本领域技术人员所熟知。

本实用新型的优点是：