[发明专利]扭力感应器

说明书

技术领域

本发明系一种扭力感应器，尤指一种可感应转轴(中管或内轴)所承受的扭转力的扭力感应器。

背景技术

一般的扭力转换器或是扭力感应器，在使用上必须有一侧是静止的状态，所以无法检测同时旋转运动中的两物体之间的应力(扭力或压力)。

实际上有许多的状况下需要量测旋转运动体的扭力变化，尤其是两个同时转动的运动体。譬如，在一辆以人力驱动的脚踏车在受力运转前进期间，骑乘者踩踏踏板的力会一路传至相接的元件上，并带动各元件一同作动，最后再驱动后轮转动前进。在这个例子当中，前述的一般扭力转换器或是扭力感应器并无法装设在该脚踏车中以检测或量测该骑乘者所施的力。

所以现在风行的脚踏车运动，或者不论是脚踏还是手摇健身器的一大缺憾就是无法真实并正确的显示出使用者出力的大小与功率，更无法计算出运动者的真实运动量。

本发明旨在提出一确实有效而且简单又可靠的扭力感应器解决方案。

发明内容

本发明的主要目的系在于提供一种构造简单、成本低廉且量测精度高的扭力感应器。

为了达到上述的发明目的，本发明所利用的技术手段为设计一种扭力感应器，其包括以同一轴心方式设置的一外管、一中管、一内轴、至少一外轴承、至少一内轴承、一第一感测盘与一第二感测盘，且包括一弹性件与一检测单元，其中：

该中管沿轴向穿设于该外管中；

该内轴沿轴向贯穿该中管；

该外轴承环设于该外管与中管之间；

该内轴承环设于该中管与内轴之间；

该第一感测盘与第二感测盘以同轴心方式环绕并装置在该内轴上，该第一感测盘与第二感测盘相邻并相间隔设置，其中该第一感测盘固接于内轴，该第二感测盘固接于中管；

一弹性件，其系设于该中管与内轴之间，且该弹性件的两端分别连接该中管与内轴；

一检测单元，其系设在该外管上，该检测单元可检测该第一感测盘与第二感测盘间的相角差。

上述第一感测盘可为一基准感测盘，其上沿周缘间隔环绕排列有复数个穿孔(大光罩)；

上述第二感测盘可为一偏转感测盘，其上沿周缘间隔环绕排列有复数个检测部，每一检测部具有复数个检测细栅格(细光罩)，该检测细栅格沿该偏转感测盘的周缘间隔排列设置；

上述检测单元可具有一信号发射元件与一信号接收元件，该信号发射元件会朝该第一感测盘上设有穿孔处发出一信号，该信号接收元件可接收该信号发射元件所发出的信号，在该第一感测盘与第二感测盘在受力而旋转过程中，其上的穿孔与检测部经过该信号发射元件时，可能会一次(在较少应力的情况下)或多次(在较多应力的情况下)让信号通过，并被信号接收元件接收。

上述第二感测盘可为一基准感测盘，其上沿周缘间隔环绕排列有复数个穿孔(大光罩)；

前述第一感测盘可为一偏转感测盘，其上沿周缘间隔环绕排列有复数个检测部，每一检测部具有复数个检测细栅格(细光罩)，该检测细栅格沿该偏转感测盘的周缘间隔排列设置；

上述检测单元可具有一信号发射元件与一信号接收元件，该信号发射元件会朝该第一感测盘上设有穿孔处发出一信号，该信号接收元件可接收该信号发射元件所发出的信号，在该第一感测盘与第二感测盘在受力而旋转过程中，其上的穿孔与检测部经过该信号发射元件时，可能会一次(在较少应力的情况下)或多次(在较多应力的情况下)让信号通过，并被信号接收元件接收。

上述中管的内壁面上间隔设有一第一挡止凸块与一第二挡止凸块，上述内轴的环壁面上亦可设有一第一挡止凸块与一第二挡止凸块，该内轴的第一挡止凸块与第二挡止凸块均位于该中管的第一挡止凸块与第二挡止凸块相对应的侧面之间。

上述弹性件可为一扭转弹簧，其系套设于该内轴上，且两端分别固接于该中管与内轴，当受力达到本扭力感应器最大检测范围时，该内轴与中管两者的第一挡止凸块会相互抵靠，当完全不受力时，该弹性件会使该内轴与中管两者的第二挡止凸块相互抵靠。

上述弹性件亦可为一种可压缩变形的弹性体，其系设置于该中管与内轴的第一挡止凸块之间，当本扭力感应器完全不受力时，上述弹性件会使该内轴与中管两者的第二挡止凸块相互抵靠。

上述中管的其中一端的端缘可进一步内凹成型出一卡槽，上述内轴的环壁面上亦可进一步内凹成型出一卡槽，且该内轴的卡槽进一步贯穿该内轴的其中一端的端面，上述弹性件的两端分别穿设固定于该中管与内轴的卡槽中。