[实用新型]一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车的助力传感系统，特别是涉及一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置。

背景技术

电动自行车助力传感器应用于智能型电动助力自行车上，是智能型电动自行车核心部件之一。现在常用的电动自行车助力传感器有下列几种方案：(一)数电机脉冲或中轴脉冲的速度型假助力传感器，利用检测自行车的实际速度来相应增加电机的输出。(二)在中轴与牙盘间或电机与飞轮间装上一套弹性元件，利用弹性元件受力变形后的转差位移，推动相应机械动作，与某静态传感器件间产生磁场、光量等物理量变化，并转换为电量，检测出骑车人的脚蹬力。(三)在中轴与牙盘间或电机与飞轮间装上一套弹性元件，并在弹性元件两端，分别装上脉冲发生装置，利用弹性元件受力变形后的转差位移，使两个脉冲串间产生相位差，经鉴相电路转换，检测出骑车蹬力。(四)在转动的中轴与链轮支架间设变形体，直接粘贴应变片，并设置放大电路，与外界用滑环、电刷连接。(五)在转动的中轴与链轮支架间设变形体，在其上粘贴特殊材料，使其在受力后产生磁导变化，引起与其配套、不跟其转动的线圈组电感变化，通过检测电感或藕合系数转换为相应电量。(六)在链条主回路上有意装上一活动压轮，检测压轮在链条张力下产生的位移，与某静态传感器件间产生磁场、光量等物理量变化，并转换为电量，经线性化换算检测出骑车人的蹬力。上述六大类中，第一种简单、便宜，但不反映真实，在重载、顶风、上坡时， 就不好用了。其它五种，优点是：都能满足使用要求，但各有各的难处，共同点是：体积大、价格高、结构复杂、精度不高、可靠性不够、制造与装配难。

综上所述，人们迫切需要一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置，应变套筒传递从中轴上接受到的踩踏力。踩踏力输出部与应变套筒之间采用两级花键连接的结构，有效保护应变套筒不受暴力踩踏的破坏，提高中轴力矩传动系统的灵敏性、可靠性，从而保证了骑行的流畅感，增加骑行的舒适度。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置，踩踏力输出部与应变套筒通过两级花键连接，形成踩踏力直通通道，防止踩踏力过大时应变套筒损坏。

为实现上述实用新型目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置，包括中轴、应变套筒、踩踏力输出部：

所述应变套筒套装在中轴上，一端与踩踏力输出部通过第一花键相连接，另一端与中轴固定连接，所述应变套筒的内表面贴合所述中轴的外表面；

所述踩踏力输出部分为两部分，一部分与所述应变套筒通过第一花键连接，另一部分与中轴通过第二花键连接，并且第二花键连接具有行程间隙配合。

进一步地，所述应变套筒的外表面粘贴扭矩传感器，扭矩传感器将信号传输至控制器，控制器控制电机输出。

进一步地，所述踩踏力输出部为双向超越离合器的内圈部分，双向超越离合器的中圈与电动自行车的链轮支架固定连接，双向超越离合器外圈与电机输出部相连。

进一步地，所述踩踏力输出部为链轮支架结构。

进一步地，所述双向超越离合器为双棘轮离合器。

进一步地，所述电机包括主壳体、线圈定子、转子、电机输出齿轮轴和行星减速机构，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，采用两级花键连接的踩踏力输出装置应用于中置电机驱动的电动自行车、前置电机驱动的电动自行车或后置电机驱动的电动自行车上。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果有：

1.采用本实用新型的设计，应变套筒之间反应中轴上的踩踏扭力，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。

2.在本实用新型中，踩踏力输出部与应变套筒通过两级花键连接，形成踩踏力直通通道，防止踩踏力过大时应变套筒损坏，延长应变套筒使用寿命。同时，两级花键的设计可以把超过应变套筒形变量的扭力直接中断，中轴通过第二花键进行过大踩踏力的输出，这样本实用新型的应变套筒可以采用较轻薄的材质，从而提高传感器的信号采集灵密度。

附图说明