[实用新型]一种用于助力车的扭矩传感器

说明书

本实用新型属于助力车传感器，为了解决现有技术中用于助力车的速度传感器或是无法在爬坡时准确提供助力，或是灵敏度低、精度差、结构复杂的问题，提供一种用于助力车的扭矩传感器，包括环形磁铁和中间体；所述中间体为中间开设有螺旋槽的圆形套筒，所述圆形套筒的两端均设有可编程磁编码器；所述环形磁铁设于中间体的两端，且与中间体之间留有间隙，环形磁铁的半个圆环为南极，另外半个圆环为北极；所述中间体的两端分别连接有输入联接机构和输出联接结构，串联于两个待测部件之间。

技术领域

本实用新型属于助力车传感器，具体涉及一种用于助力车的扭矩传感器。

背景技术

随着生活水平的提高，电动助力车除了作为一种出行工具外，还被用作健身器材，使用范围也逐渐扩大。电动助力车需要安装力矩传感器，用以检测人力蹬踏脚踏板的力矩，并输出给电机驱动控制器，电机驱动控制器根据该力矩判知骑车者蹬踏脚踏板时力的大小，进而控制电机输出功率，使骑车者获得助力，既能够实现锻炼身体的作用，又不会感觉不适。

目前市场上的电动助力车使用的力矩传感器普遍有如下问题：1.不能真正测量力矩，只是测量脚踏板的速度，但在电动助力车上坡时，脚踏板的速度并不快，就无法对电机的输出功率进行正确及时的调整；2.即使能够测量力矩，测量精度也较低，导致用户体验差。

图1为现有的一种速度传感器结构示意图，原理为转盘1和定子3分别安装在电动自行车中轴和车架上，中轴带动转盘1每转一周，在转盘1上的4个磁铁2四次经过定子3上的霍尔开关4，每转一周就会产生4个脉冲从霍尔开关4上输出。转盘1随着脚踏板转动速度增快，单位时间内霍尔开关4输出的脉冲越多，也反向证明脚踏板转动速度越快。整个控制的逻辑为，脚踏板转动速度越快，需要电机输出的功率越大，助力电动自行车性能要越好。实践证明在有些情况下并不成立，如骑行人在爬坡时，虽然用了很大的蹬力，但车子转速并不快，转速传感器发给电机的助力信号很弱，电机就没有额外助力力矩输出，但此时骑车人需要电机助力助其爬坡，因此速度传感器不能满足电动助力车的要求。

图2为现有的另一种速度传感器结构示意图，主体是一个弹性主体6，弹性主体6是中段开设有螺旋槽的类似于弹簧结构的圆套筒，弹性主体6两端面上沿圆周方向分别粘贴有一圈磁钢，磁钢是由多片相邻异极性的小磁钢沿圆周方向粘贴构成，与两圈磁钢相应的支承件上安装有霍尔传感器5，每个霍尔传感器5分别与一圈磁钢相接近，弹性主体6两端还分别有输入联接机构和输出联接机构，串联在需要检测力矩的两个零部件之间。踩脚踏板时，磁场N极和S极不停交替，输出方波脉冲，此时两端输出的相位差为0。如图3，在爬坡或蹬力很大时，踩两个脚踏板时力的输出会有明显差异，因此两端输出会有明显的相位差，另外，单位时间内输出的方波越多，说明转动速度越快。此时，传感器能够测量力矩，但仍有很多缺点：(1)结构复杂、可靠性不高；(2)南北极磁铁7精度差，性价比不高；(3)灵敏度差，磁钢转一圈会有64对方波输出，即变化5°-6°的情况下才能感知扭力的存在；(4)南北极磁铁7均匀性不好，脚踏板转动时，两个霍尔传感器输出的方波会出现如图3所示不均匀的情况。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中用于助力车的速度传感器或是无法在爬坡时准确提供助力，或是灵敏度低、精度差、结构复杂的问题，提供一种用于助力车的扭矩传感器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于助力车的扭矩传感器，其特殊之处在于，包括环形磁铁中间体；

所述中间体为中间开设有螺旋槽的具有弹性的圆形套筒，所述圆形套筒的两端均设有可编程磁编码器；

或者，所述中间体为实心钢性杆，所述实心钢性杆的两端均设有可编程磁编码器；

所述环形磁铁设于中间体的两端，且与中间体之间留有间隙；环形磁铁的半个圆环为南极，另外半个圆环为北极；所述中间体的两端分别连接有输入联接机构和输出联接结构，串联于两个待测部件之间。