[发明专利]电动车用应变式力矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动车力矩传感器，具体是涉及一种电动车用应变式力矩传感器。

背景技术

电动车，特别是轻型骑式电动车，由于具有轻快省力以及无污染等优点，正日益为社会所接收，得到了大力推广。轻型骑式电动车在骑行过程中将骑行者施加于脚蹬上的力通过力矩传感器转换成电动车控制器能够识别的电信号，从而根据骑行者施加的力矩大小控制电机的输出功率，以达到智能控制电动车的目的。

目前，市场上的轻型骑式电动车通常使用霍尔式力矩传感器，这种结构形式的力矩传感器属于非接触式，具有耐用易防水处理的特点，但是这种结构形式的力矩传感器通过测量弹簧的形变量，然后换算成力矩信号，存在以下技术问题：1、需要弹簧形变量大，脚踩上去偏软，容易掉链条。2、信号需要可靠的放大电路，容易受到干扰。 3、信号不是直接力矩信号，而是通过弹簧形变后比较两个霍尔传感器输出的两条正弦波信号的相位差实现，信号是间接力信号，所以计算量大，信号处理电路板的CPU反应速度缓慢。 4、因为磁性材料容易受到外界因素干扰，所以可靠性较差。 5、信号是脉冲式的非连续信号，存在时断时续的问题。 6、不能够准确判断脚踏脚蹬时齿盘是否旋转，当车辆在红绿灯处，没有刹车的情况下，脚踏只要受力就会启动电动机，产生飞车，存在严重的安全隐患。7、大规模生产时的一致性较差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种电动车用应变式力矩传感器，本发明具有优良的安全性、可靠性和一致性，特别适合大规模生产，且能够实时采集脚踏脚蹬时力矩传感器产生的直接力矩信号，且能够准确判定脚踏脚蹬时的齿盘是否旋转，因此，在骑行者没有刹车的情况下，能够有效防止飞车危险的产生。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动车用应变式力矩传感器，包括由外向内依次同轴设置的曲柄、活动盘和齿盘，所述曲柄与所述活动盘中部固定连接，所述活动盘与所述齿盘轴向止动周向相对活动设置，所述活动盘朝向所述齿盘的一侧间隔固设有至少一个应变式传感器，所述活动盘上相邻每个应变式传感器一侧设有第一凸块，对应每个应变式传感器，所述齿盘朝向所述活动盘的一侧设有第一卡口，每个所述应变式传感器和所述第一凸块共同插置于所述第一卡口内，所述曲柄驱动所述活动盘朝向骑行方向转动时，所述应变式传感器挤压所述第一卡口带动所述齿盘转动，所述曲柄驱动所述活动盘背向骑行方向转动时，所述第一凸块挤压所述第一卡口带动所述齿盘转动。

作为本发明的进一步改进，所述活动盘与所述齿盘轴向止动周向相对活动设置的结构是：所述活动盘朝向所述齿盘的一侧周向间隔均匀固设有若干个第二凸块，对应每个第二凸块，所述齿盘朝向所述活动盘的一侧设有第二卡口，所述第二凸块插置于所述第二卡口内轴向止动周向活动。

作为本发明的进一步改进，所述活动盘朝向所述齿盘的一侧以中心为对称点间隔固设有两个所述应变式传感器。

作为本发明的进一步改进，所述应变式传感器包括电阻应变片和弹性体，所述电阻应变片贴装于所述弹性体上。

作为本发明的进一步改进，所述齿盘背向所述活动盘的一侧设有防水外壳，所述防水外壳内包括下盖和上盖，所述下盖朝向所述下盖的一侧间隔固设有若干个磁珠，所述上盖朝向所述下盖的一侧上固设有信号处理电路板，所述信号处理电路板上设有霍尔传感器，所述下盖和所述上盖围成一收容空间，所述下盖相对所述上盖轴向止动周向转动。

作为本发明的进一步改进，所述下盖朝向所述上盖的一侧的中部设有轴承支架，所述轴承支架上依次套设有轴承和换向滑环，所述上盖朝向所述下盖的一侧上间隔设有两电刷，所述下盖与所述上盖合盖时，两个所述电刷排布于所述换向滑环相对的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述电刷和换向滑环为贵金属材质。

作为本发明的进一步改进，所述下盖和所述上盖围成一收容空间，所述下盖相对所述上盖轴向止动周向转动的结构是：所述下盖朝向所述上盖的一侧靠近周边形成有一圈U型槽，所述上盖朝向所述下盖的一侧靠近周边形成有一圈卡环，所述卡环插置于所述U型槽内。

本发明的有益效果是：本发明提供一种电动车用应变式力矩传感器，通过应变式传感器应变式传感器直接采样力矩信号，因此，能够实时反映力矩情况，无间断，实时性能好，且本发明信号处理简单，信号处理电路板的CPU处理速度块，不易受外界环境干扰，可靠性好；此外，本发明不使用弹簧，刚性好，形变量小，能够有效解决弹簧形变量大，脚踩上去偏软，容易掉链条的问题。