[发明专利]力矩检测传动装置及其应用该装置的电动自行车中置电机

说明书

本发明涉及一种力矩检测传动装置，包括行星架、左右侧行星轮、左、右侧太阳轮和力矩信号转换器，左侧太阳轮通过止转环固定，行星架、左右侧行星轮和左、右侧太阳轮构成行星轮公转与自传方向相同的行星架输出力矩传动机构。应用该装置的电动自行车中置电机，由行星架、左右侧行星轮和左、右侧太阳轮构成行星轮公转与自传方向相同的行星架输出力矩传动机构；左侧太阳轮一端键接有弹性套管，弹性套管另一端键接有止转环，力矩信号转换器套装在弹性套管上，构成固定不转的力矩信号转换器结构。有益效果:利用固定不转的力矩信号转换器结构可以准确地计算骑行者做功功率，很好地匹配电机助力功率，提高了传感器可靠性且大幅减小中置电机的整体尺寸。

技术领域

本发明属于助力电动自行车中置电机，尤其涉及一种力矩检测传动装置及其应用该装置的电动自行车中置电机。

背景技术

目前，电动自行车中置电机按助力信号方式可分为两种。一种是采用速度传感器的速度型助力中置电机，根据骑行者踩踏的速度间接地估算骑行者做功功率，进而控制电机助力功率。速度助力方式结构简单、成本低，但助力效果较差。另一种是采用力矩传感器的力矩型助力中置电机，由于力矩传感器直接感应出骑行者踩踏力矩，因此可准确地计算骑行者做功功率及骑行意图，很好地匹配电机助力功率，实现最佳助力骑行效果。公知的力矩型中置电机，所采用的力矩检测机构为，力矩传感器弹性套筒一端与主轴固接，另一端与牙盘固接，骑行者脚踏的所有力矩将通过力矩传感器传递到牙盘，上述结构中力矩传感器弹性套筒不仅要作为力矩传感器的弹性体，而且还要充当主轴及牙盘的支撑结构件。力矩传感器的弹性套筒本是精密且对冲击敏感的零件，但是由于主轴及牙盘是暴露在电机外部的结构件，经常会受到外部碰撞及冲击，因此公知的结构中力矩传感器极易受损。而且弹性套筒与主轴同步旋转，因此给弹性套筒上力矩应变检测电路供电及检测信号传出，均须通过无线方式供电及信号传出，增加了装置的体积及复杂程度，降低了可靠性。总体上，力矩助力传感器存在体积较大，容易发生故障且价格昂贵等三大缺点。因此市场上的力矩型助力中置电机都是体积庞大、重量重且价格贵，不利于普及。专利文献CN201180022732公开了一种电动自行车的用于转矩检测的传动装置及电动自行车的用于转矩检测的所属方法以及专利文献CN201210564402公开了一种用于自行车的曲柄传动装置，包括：一个踏板轴，用于将两个踏板安设在踏板轴的自由端上；一个用于将力传递到自行车的一个轮上的从动轮；一个具有一个太阳轮、一个齿圈、至少一个行星轮和一个行星支架的行星齿轮传动装置，其中，该行星支架抗旋转地固定在踏板轴上；和一个设置在齿圈上的、用于求出齿圈的支撑力矩的传感器。上述技术方案实现了提高可靠性、降低成本的目的，但是电机体积及尺寸增大了，电机大致尺寸为长×宽×厚＝230×140×100mm，(体积3.2x10⁶mm³)比较笨重，不能满足小型化、轻量化的市场需求。能够设计出小型化且可靠性高的力矩型中置电机是业内亟待解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种力矩检测传动装置及其应用该装置的电动自行车中置电机，采用力矩型助力方式，可以准确地计算骑行者做功功率及骑行意图，很好地匹配电机助力功率，实现最佳助力骑行效果，不但传感器可靠性提高、成本降低且大幅减小中置电机的整体尺寸。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种力矩检测传动装置，

其特征是：包括超越离合器、行星架、左右侧行星轮、左、右侧太阳轮和力矩信号转换器，所述行星架由左右侧行星架扣合呈整体行星架，右行星架内侧端面设有第一超越离合器；左右侧行星轮呈同轴齿轮结构，右侧太阳轮内侧设有第二超越离合器，右侧太阳轮与右侧行星轮啮合，左侧太阳轮与左侧行星轮啮合，左右侧行星轮通过行星轮轴与行星架支撑，所述左侧太阳轮通过止转环固定不转，所述行星架、左右侧行星轮和左、右侧太阳轮构成行星轮公转与自传方向相同的行星架输出力矩传动机构，所述力矩信号转换器套装在弹性套管上构成整体力矩传感器，弹性套管一端与左侧太阳轮键接，弹性套管另一端键接有止转环，整体力矩传感器固定不转。

所述右行星架内侧端面设有2-4个底面带有斜度的滚子槽，滚子槽中置有滚子。