[实用新型]电动自行车中轴力矩传感装置

说明书

技术领域

本实用新型属于力矩传感器技术领域，具体涉及一种电动自行车中轴力矩传感装置。

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力矩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力矩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飞轮等旋转部件表面，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，中轴或飞轮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。然而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、由于磁钢并未安装在中轴有效的受力部位，其因扭力而产生的位移变化并不明显，往往在低转速时明显，而高转速时则不明显，故使得感应电位信号的输出不准确，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：提供一种感应灵敏度和准确性高、能够检测静态和动态扭矩的电动自行车中轴力矩传感装置，该力矩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：一种电动自行车中轴力矩传感装置，包括通过轴承装配于五通管内的中轴、固定在中轴上的曲柄和套设于中轴上的牙盘；其特征在于还包括力矩感应霍尔组件，该组件包括一连接中轴和牙盘的弹性扭转构件，该弹性扭转构件上固定有藉由其扭转而产生圆周位移的力矩传感磁钢，还包括固定于中轴上并与力矩传感磁钢对应的力矩传感霍尔元件，所述力矩传感霍尔元件经一安装于中轴和五通管内壁间的集电环出线装置与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，本实用新型中所述集电环出线装置包括集电环支架、集电环、出线线路板及导电刷或导电弹簧；所述中轴上固定有集电环支架，所述集电环支架上固定有若干集电环，而所述五通管内壁上固定有出线线路板，所述出线线路板上固定有与所述集电环对应配合的若干导电刷或导电弹簧，所述出线线路板经引出线与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。

更进一步的，本实用新型中所述力矩传感霍尔元件由力矩传感线路板和固定其上的力矩传感霍尔本体构成，所述力矩传感线路板固定在集电环支架上，并藉由导线与所述集电环一一对应相连。

更进一步的，本实用新型中所述五通管内装有出线线路板定位衬套，所述五通管两端通过压入左、右护碗而轴向锁紧所述出线线路板定位衬套；所述出线线路板定位衬套一端内壁上设有内阶槽，所述出线线路板嵌入所述内阶槽内，出线线路板外端则通过套置于中轴上的调整弹簧轴向固定。

进一步的，本实用新型中所述弹性扭转构件优选由拨盘和与拨盘一体相连且带有开口的环套构成，所述拨盘和环套均套设于中轴上，并且拨盘与牙盘固定，而所述环套上从开口处沿圆周开有非闭合切口，所述环套上与拨盘因非闭合切口而脱开的部分固定于所述中轴上，而余下的部分则固定所述力矩传感磁钢。实际操作时，环套与中轴间的固定方式可以借助螺钉、铆钉等紧固件固定，或者藉由键槽固定，或者也可焊接固定，本实用新型对此不作限定。

更进一步的，本实用新型中所述力矩传感磁钢位于环套端部，并固定于环套上的开口一侧端壁上。

进一步的，本实用新型中所述弹性扭转构件也可以采用常规的弹簧。

更进一步的，本实用新型中所述出线线路板上集成有速度感应霍尔本体，而中轴上则固定有与速度感应霍尔本体对应的速度感应磁钢。

本实用新型中涉及的曲柄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。