[发明专利]一种中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种中轴力矩的传感系统，特别是涉及一种用于中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统。

背景技术

目前，有一种用于电动自行车的中轴力矩传感系统，包括电机和控制器，所述控制器设置于电机的外部，控制器控制电机输出恒定的电力，为人力踩踏提供助力。这种电机驱动系统无法以骑行人员的具体要求体统相应的助力。

综上所述，人们迫切需要用于中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统，扭矩传感器通过信号传送器输送给控制器，扭矩传感器反应的是真实的脚踏情况；同时，电机驱动系统根据骑行人员的具体要求提供相应的助力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统，电动自行车上的应变套筒一端连接链轮支架，另一端与中轴固定连接，脚踏力通过中轴直接传递给应变套筒，再通过应变套筒表面的扭矩传感器，产生信号，传递给控制器，控制电机的输出。扭矩传感器反应的是真实的脚踏情况；同时，电机驱动系统根据骑行人员的具体要求提供相应的助力。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：

一种中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统，包括中轴、中置电机和控制器，还包括扭矩传感器、应变套筒，其中：

所述控制器分别与扭矩传感器和中置电机相连，

所述电机包括主壳体、线圈定子、转子、电机输出齿轮轴、行星减速机构和双棘轮离合器，

所述应变套筒的一端与所述双棘轮离合器连接，另一端套装在中轴上，与中轴固定连接，所述扭矩传感器安装在套筒上；

所述电机输出齿轮轴套设于所述中轴上与电机转子为一体结构，所述线圈定子固定于所述主壳体上，所述转子包裹于所述线圈定子外侧且与所述电机输出齿轮轴固定连接，所述行星减速机构设于所述主壳体内，所述电机输出齿轮轴与所述行星减速机构通过齿轮啮合。

进一步地，所述双棘轮离合器是由两个止动方向相反的棘轮轴向叠加而成，分为内圈、中圈和外圈，所述中圈与电动自行车的链轮支架固定连接，所述内圈与所述应变套筒或中轴相连，所述外圈与所述行星减速机构的输出端相连。

进一步地，在所述转子内嵌入磁钢。

进一步地，所述应变套筒的内表面贴合所述中轴的外表面。

进一步地，所述扭矩传感器连接信号传送器，用于将扭力信号传送给所述控制器。

进一步地，所述双棘轮离合器的内圈一部分通过第一花键与套筒连接，第一花键的键齿和键槽呈扭矩行程间隙配合，另一部分在中轴上滑动。

进一步地，所述双棘轮离合器的内圈一部分通过第一花键与套筒连接，另一部分通过第二花键与中轴连接，第二花键的键齿和键槽呈扭矩行程间隙配合。

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

1.本发明提供的中置电机传动系统，所述传感器检测套筒的扭力，将该检测信号传递至控制器，控制器根据检测到的信号调节电机输出，为人力踩踏提供相应的助力，更符合骑行人员的需求。

2.采用本发明的设计，避免了目前普遍存在的力矩传感系统在测量时发生的左右脚检测不平衡的现象，不仅测量的径向扭力准确地反应了踩踏力，而且无论是左脚还是右脚踩踏，都经由应变套筒驱动链轮支架，从而保证了骑行的流畅感，增加骑行的舒适度。

3.由于应变套筒套在中轴上，是滑动配合，两者之间存在一定的配合间隙，因此即使发生非正常情况，如自行车停放时有人踩在脚踏板上玩，此时中轴会产生微量的杠杆变形，该变形通过配合间隙传递到应变套筒上后大幅衰减，加上中轴刚性很强，本身变形量很小，此时应变套筒检测到的扭矩远小于正常踩踏时的扭矩，因此电动车不会启动输出电机驱动力，发出错误动作，克服了目前中轴力矩传感系统的常见缺陷。

附图说明

图1为本发明一实施例的中轴力矩传感系统的结构示意图；

图2为本发明中另一实施例中一级花键的结构示意图；

图3为本发明中另一实施例中两级花键的结构示意图；

图4为本发明中另一实施例中花键的结构示意图。

图5为本发明一实施例的中置电机力矩传动系统的剖面图。

附图标记说明