中軸式力矩傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種中軸式力矩傳感器，包括左軸、可相對(duì)左軸旋轉(zhuǎn)的右軸、套設(shè)于左軸和右軸的連接部分上的彈性連接器、套設(shè)于彈性連接器上的軸套、及套設(shè)于左軸且與軸套配合固定的左端蓋，彈性連接器的左、右端分別與左、右軸配合固定，右軸左端銷(xiāo)孔與彈性連接器的限位孔之間插接連接銷(xiāo)，連接銷(xiāo)可在限位孔內(nèi)周向運(yùn)動(dòng)，彈性連接器變形部位兩端分別套設(shè)有磁環(huán)，軸套具有兩組與兩磁環(huán)相對(duì)的霍爾元件，左軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限位孔相對(duì)連接銷(xiāo)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右軸不動(dòng)，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件通過(guò)兩磁環(huán)間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到力矩信號(hào)，以控制電機(jī)輸出功率，提供相應(yīng)助力；當(dāng)扭力繼續(xù)加大后，限位孔端部與連接銷(xiāo)抵觸時(shí)，右軸隨著左軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 中軸式力矩傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及中軸式力矩傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]腳踩助力型電動(dòng)自行車(chē)是目前歐美和日本最為流行的一種車(chē)型，這種車(chē)只有在人腳踩時(shí)檢測(cè)到人腳踩力矩的大小而對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)加力，采集力矩的方式有很多種，其中將力矩傳感器置于中軸(B.B.PART)中是目前歐洲比較流行的方式，其優(yōu)點(diǎn)是體積小隱蔽性好通用性強(qiáng)，由于是自行車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)型部件，因此有利于批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的是:提供一種結(jié)構(gòu)新穎、左腳踩踏時(shí)有輸出的單邊加力模式的中軸式力矩傳感器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種中軸式力矩傳感器，包括左軸、與左軸插接且可相對(duì)左軸旋轉(zhuǎn)的右軸、套設(shè)于左軸和右軸的連接部分上的彈性連接器、套設(shè)于彈性連接器上且可與左軸、右軸及彈性連接器相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸套、及套設(shè)于左軸且與軸套配合固定的左端蓋，所述彈性連接器的左端與左軸配合固定，所述彈性連接器的右端與右軸配合固定，所述右軸左端的銷(xiāo)孔與彈性連接器的限位孔之間插接連接銷(xiāo)，所述連接銷(xiāo)可在限位孔內(nèi)周向運(yùn)動(dòng)，所述彈性連接器變形部位的兩端分別套設(shè)有磁環(huán)，所述軸套一側(cè)具有左、右兩組與兩磁環(huán)相對(duì)的霍爾元件，左軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈性連接器的限位孔相對(duì)右軸左側(cè)的連接銷(xiāo)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右軸不動(dòng)，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件通過(guò)彈性連接器變形后兩磁環(huán)間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，以控制電機(jī)的輸出功率，提供相應(yīng)的助力；當(dāng)彈性連接器的扭力繼續(xù)加大后，限位孔端部與連接銷(xiāo)抵觸時(shí)，右軸隨著左軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]所述彈性連接器的具體結(jié)構(gòu)為:所述彈性連接器包括彈性變形段及設(shè)于彈性變形段左、右兩側(cè)的左固定段和右固定段，所述彈性變形段上具有至少一個(gè)H型槽，所述H型槽具有兩個(gè)周向延伸的弧形槽及連通于兩弧形槽之間的軸向槽，上述弧形槽的周向長(zhǎng)度小于彈性變形段的外周長(zhǎng)度，所述兩磁環(huán)分別套設(shè)于左、右固定段靠近彈性變形段的位置，所述限位孔設(shè)置于彈性變形段的左側(cè)。本實(shí)用新型優(yōu)選的技術(shù)方案為，所述彈性變形段具有兩個(gè)或兩個(gè)以上軸向錯(cuò)開(kāi)且周向錯(cuò)開(kāi)的H型槽，所述H型槽中至少一條弧形槽的外端部伸入相鄰H型槽的兩弧形槽之間。
[0006]所述彈性連接器的左、右端與左、右軸之間的具體固定方式為:所述左軸與彈性連接器的左固定段之間、所述右軸與彈性連接器的右固定段之間均通過(guò)鍵連接實(shí)現(xiàn)配合固定。本實(shí)用新型中，上述鍵連接優(yōu)選花鍵連接。
[0007]所述軸套左側(cè)與左軸之間、軸套右側(cè)與彈性連接器的右固定段之間分別設(shè)有第一軸承和第二軸承。上述第一軸承和第二軸承的設(shè)置，使得軸套在不動(dòng)的狀態(tài)下，左軸、右軸、彈性連接器右側(cè)可相對(duì)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]所述霍爾元件的具體安裝方式為:所述軸套一側(cè)具有軸向延伸的開(kāi)口，該開(kāi)口內(nèi)設(shè)有PBC板，所述兩組霍爾元件設(shè)置于該P(yáng)BC板上。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0010]1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，采用左腳踩踏時(shí)有輸出的單邊加力模式，當(dāng)左腳踩踏加力時(shí)，左軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈性連接器的限位孔相對(duì)右軸左側(cè)的連接銷(xiāo)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右軸不動(dòng)，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，當(dāng)限位孔端部與連接銷(xiāo)抵觸時(shí)，右軸隨著左軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)兩組霍爾元件通過(guò)彈性連接器變形后兩磁環(huán)間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，以控制電機(jī)的輸出功率，提供相應(yīng)的助力。
[0011].本實(shí)用新型中的彈性連接器，其結(jié)構(gòu)較為新穎，與傳統(tǒng)的螺旋槽彈性連接器與平行槽彈性連接器相比，具有變形角度大、應(yīng)力釋放均勻、加工方便、線(xiàn)性好特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0013]圖1、圖2為本實(shí)用新型的剖視圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型的剖視圖之一；(未畫(huà)出軸套及左端蓋)
[0015]圖4為本實(shí)用新型的剖視圖之二 ；(未畫(huà)出軸套及左端蓋)
[0016]圖5為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；(未畫(huà)出軸套及左端蓋)
[0017]圖6、圖7為本實(shí)用新型中立體圖；(未畫(huà)出軸套及左端蓋)
[0018]圖8為本實(shí)用新型中左軸的立體圖；
[0019]圖9為本實(shí)用新型中右軸的剖視圖。
[0020]其中:1左軸；2右軸；21銷(xiāo)孔；3彈性連接器；31彈性變形段；32右固定段；33H型槽；331弧形槽；332軸向槽；34限位孔；35左固定段；4軸套；5左端蓋；6連接銷(xiāo)；7磁環(huán)；8 PBC板；9霍爾元件；10第一軸承；11第二軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例:如圖1至圖9所示，一種中軸式力矩傳感器，所述包括左軸1、與左軸I插接且可相對(duì)左軸旋轉(zhuǎn)的右軸2、套設(shè)于左軸I和右軸2的連接部分上的彈性連接器3、套設(shè)于彈性連接器3上且可與左軸1、右軸2及彈性連接器3相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸套4、及套設(shè)于左軸I且與軸套4配合固定的左端蓋5，所述彈性連接器3的左端與左軸I配合固定，所述彈性連接器3的右端與右軸2配合固定，所述右軸2左端的銷(xiāo)孔21與彈性連接器3的限位孔34之間插接連接銷(xiāo)6，所述連接銷(xiāo)6可在限位孔34內(nèi)周向運(yùn)動(dòng)，所述軸套4 一側(cè)具有軸向延伸的開(kāi)口，該開(kāi)口內(nèi)設(shè)有PBC板8，PBC板8上具有左、右兩組與兩磁環(huán)7相對(duì)的霍爾元件9。
[0022]本實(shí)施例中，所述彈性連接器3的具體結(jié)構(gòu)為:所述彈性連接器3包括彈性變形段31及設(shè)于彈性變形段31左、右兩側(cè)的左固定段35和右固定段32，所述彈性變形段31上具有至少兩個(gè)軸向錯(cuò)開(kāi)且周向錯(cuò)開(kāi)的H型槽33，所述H型槽33具有兩個(gè)周向延伸的弧形槽331及連通于兩弧形槽331之間的軸向槽332，上述弧形槽331的周向長(zhǎng)度小于彈性變形段31的外周長(zhǎng)度，所述H型槽33中一條弧形槽331的兩端部分別伸入另一 H型槽33的兩弧形槽331之間，所述兩磁環(huán)7分別套設(shè)于左、右固定段35，32靠近彈性變形段31的位置，所述限位孔設(shè)置于彈性變形段31的左側(cè)。該連接銷(xiāo)10的設(shè)置，不僅起到了右軸2與左軸I間連接，而且避免了彈性連接器3過(guò)度扭曲而發(fā)生斷裂及塑形變形。上述彈性連接器3的結(jié)構(gòu)較為新穎，與傳統(tǒng)的螺旋槽彈性連接器與平行槽彈性連接器相比，具有變形角度大、應(yīng)力釋放均勻、加工方便、線(xiàn)性好特點(diǎn)。
[0023]所述彈性連接器3的左、右端與左、右軸之間的具體固定方式為:所述左軸I與彈性連接器3的左固定段35之間、所述右軸2與彈性連接器3的右固定段32之間均通過(guò)鍵連接實(shí)現(xiàn)配合固定。本實(shí)用新型中，上述鍵連接優(yōu)選花鍵連接。
[0024]所述軸套4左側(cè)與左軸I之間、軸套4右側(cè)與彈性連接器3的右固定段32之間分別設(shè)有第一軸承10和第二軸承11。上述第一軸承10和第二軸承11的設(shè)置,使得軸套4在不動(dòng)的狀態(tài)下，左軸1、右軸2、彈性連接器3右側(cè)可相對(duì)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]本實(shí)用新型使用時(shí)，左軸I左端是通過(guò)曲柄連接左踏腳組件的，右軸2的右端是通過(guò)曲柄連接右踏腳組件的。齒盤(pán)可與曲柄分開(kāi)，分別設(shè)置于右軸右側(cè)；也可與右側(cè)曲柄做成一體，并設(shè)置于右軸右側(cè)。
[0026]本實(shí)用新型的工作原理為:當(dāng)有負(fù)載情況下左踏腳組件加力時(shí)，左軸I轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性連接器3的限位孔34相對(duì)右軸2左側(cè)的連接銷(xiāo)6運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右軸2不動(dòng)，彈性連接器3受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件9通過(guò)彈性連接器3變形后兩磁環(huán)7間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，以控制電機(jī)的輸出功率，提供相應(yīng)的助力；當(dāng)彈性連接器3的彈性變形段31扭力繼續(xù)加大后，限位孔34端部與連接銷(xiāo)6抵觸時(shí)，右軸2隨著左軸I同步轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型主要利用彈性變形段31工作達(dá)到不同的輸出大小，上述限位孔34端部與連接銷(xiāo)6抵觸時(shí)，加力進(jìn)入飽和段，即以最大值保持輸出。當(dāng)有負(fù)載情況下踩踏右踏腳組件時(shí)，右軸2轉(zhuǎn)動(dòng)且直接帶動(dòng)齒盤(pán)輸出了，彈性連接器及左軸隨著右軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即空轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)而言之，右軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性連接器3不變形，不會(huì)加力。
[0027]本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)較為新穎，替代現(xiàn)有的中軸組件并可以檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，達(dá)到采集人腳踩力矩信號(hào)后的助力作用。
[0028]以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:包括左軸(I)、與左軸(I)插接且可相對(duì)左軸旋轉(zhuǎn)的右軸(2 )、套設(shè)于左軸(I)和右軸(2 )的連接部分上的彈性連接器(3 )、套設(shè)于彈性連接器(3)上且可與左軸(I)、右軸(2)及彈性連接器(3)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸套(4)、及套設(shè)于左軸(I)且與軸套(4)配合固定的左端蓋(5)，所述彈性連接器(3)的左端與左軸(I)配合固定，所述彈性連接器(3)的右端與右軸(2)配合固定，所述右軸(2)左端的銷(xiāo)孔(21)與彈性連接器(3)的限位孔(34)之間插接連接銷(xiāo)(6)，所述連接銷(xiāo)(6)可在限位孔(34)內(nèi)周向運(yùn)動(dòng)，所述彈性連接器(3)變形部位的兩端分別套設(shè)有磁環(huán)(7)，所述軸套(4) 一側(cè)具有左、右兩組與兩磁環(huán)(7)相對(duì)的霍爾元件(9)，左軸(I)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈性連接器(3)的限位孔(34)相對(duì)右軸(2)左側(cè)的連接銷(xiāo)(6)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右軸(2)不動(dòng)，彈性連接器(3)受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件(6)通過(guò)彈性連接器(3)變形后兩磁環(huán)(7)間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，以控制電機(jī)的輸出功率，提供相應(yīng)的助力；當(dāng)彈性連接器(3)的扭力繼續(xù)加大后，限位孔(34)端部與連接銷(xiāo)(6)抵觸時(shí)，右軸(2)隨著左軸(I)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述彈性連接器(3)包括彈性變形段(31)及設(shè)于彈性變形段(31)左、右兩側(cè)的左固定段(35)和右固定段(32)，所述彈性變形段(31)上具有至少一個(gè)H型槽(33)，所述H型槽(33)具有兩個(gè)周向延伸的弧形槽(331)及連通于兩弧形槽(331)之間的軸向槽(332)，上述弧形槽(331)的周向長(zhǎng)度小于彈性變形段(31)的外周長(zhǎng)度，所述兩磁環(huán)(7)分別套設(shè)于左、右固定段(35，32)靠近彈性變形段(31)的位置，所述限位孔(321)設(shè)置于彈性變形段(31)的左側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述彈性變形段(31)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上軸向錯(cuò)開(kāi)且周向錯(cuò)開(kāi)的H型槽(33)，所述H型槽(33)中至少一條弧形槽(331)的外端部伸入相鄰H型槽(33)的兩弧形槽(331)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述左軸(I)與彈性連接器(3)的左固定段(35)之間、所述右軸(2)與彈性連接器(3)的右固定段(32)之間均通過(guò)鍵連接實(shí)現(xiàn)配合固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述軸套(4)左側(cè)與左軸(I)之間、軸套(4)右側(cè)與彈性連接器(3)的右固定段(32)之間分別設(shè)有第一軸承(10 )和第二軸承(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述軸套(4 ) 一側(cè)具有軸向延伸的開(kāi)口，該開(kāi)口內(nèi)設(shè)有PBC板(8 )，所述兩組霍爾元件(9 )設(shè)置于該P(yáng)BC板(8)上。
【文檔編號(hào)】B62M6/50GK203544279SQ201320483243
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】黃巖 申請(qǐng)人:蘇州捷誠(chéng)科技有限公司