[实用新型]用于电动自行车的扭矩传感器及检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动自行车领域，尤其涉及一种用于电动自行车的扭矩传感器及检测系统。

背景技术

现阶段，电动自行车越来越多地采取在中轴安装力矩传感器，使得骑行过程中，能够根据所测得的扭矩来调整电动自行车的电机输出功率。业内已公开有一种测量方法，通过与中轴配合设置的固定套、滑套及压簧，滑套上设置磁环，并通过位移传感器检测磁环的转动以将相应扭矩转换为电信号实现检测。但上述扭矩测量装置结构复杂，且在扭矩作用下滑套及磁环实际位移量较小，较难测得可靠结果。

另一测量中轴的扭矩的方法为通过检测中轴在扭矩作用下产生的主应力或主应变以实现扭矩测量，既可以采用电阻应变仪，也可以利用基于逆磁致伸缩效应的扭矩传感器。所述逆磁致伸缩效应是指铁磁性材料受机械应力，其材料的导磁性发生改变，尤其是磁导率发生变化的现象。

近年来非晶态合金作为一种新型的磁弹性材料具有显著的逆磁致伸缩效应，通过在中轴上贴附或喷涂一层上述非晶态合金材料，配合霍尔元件既能采集中轴不同状态时的扭矩值。本领域亦公开有一种力矩传感装置，通过在力矩套管上设置导磁合金薄片，配合外围布置的用以检测磁性变化的线圈，以检测得到扭矩的变化。但上述导磁合金薄片必然存在接缝，导磁合金薄片在接缝处所受扭矩不均匀，检测信号不稳定；导磁合金薄片贴附工艺要求较高，需要将导磁合金薄片严格均匀地贴附在力矩套管表面，并且，长期往复转动可能还会造成局部剥离，影响扭矩检测的稳定性。

鉴于此，有必要提供一种新的用于电动自行车的扭矩传感器及检测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电动自行车的扭矩传感器及检测系统，能够减少外部应力对应变套管的冲击，减少异常信号输出，避免应变套管的损坏；同时提高扭矩检测的准确性与稳定性，降低应变套管的制备工艺难度。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种用于电动自行车的扭矩传感器，包括中轴、套设于中轴的应变套管与传动套管，所述应变套管沿轴向一体成型有至少两排间隙设置的应变检测部，所述应变套管具有固定至中轴的第一固定部及与传动套管相固定的第二固定部，所述第一固定部与第二固定部沿轴向分别位于应变检测部的两端，所述传动套管远离第二固定部的一端形成有与外部链轮相连接的配合部，所述扭矩传感器还包括设于应变检测部的外周的感应线圈及连接所述感应线圈的信号处理器。

作为本实用新型的进一步改进，所述应变检测部包括沿应变套管的外周均匀设置的斜纹齿，且相邻所述应变检测部的斜纹齿的延伸方向不一致。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜纹齿沿轴向呈45度延伸设置，相邻所述应变检测部的斜纹齿的延伸方向相垂直。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜纹齿的垂直横截面呈三角形、梯形或渐开线齿形且所述斜纹齿的齿深设置为0.3-0.8mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述应变检测部沿轴向延伸的宽度大于感应线圈的宽度，并且每一所述应变检测部沿轴向延伸长度设置为5-10mm。

作为本实用新型的进一步改进，每一所述应变检测部沿轴向两侧均设有一沟槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述扭矩传感器还包括套设于应变套管外周的定位衬套以及分设于所述定位衬套两端的轴套，所述定位衬套上设有与所述应变检测部位置相对应的定位槽，所述感应线圈缠绕设置于所述定位槽内。

作为本实用新型的进一步改进，所述轴套包括第一轴套与第二轴套，所述第一轴套套设于中轴的外侧且位于所述应变套管背离传动套管的一侧，所述第二轴套套设于传动套管的外周，并使得所述中轴及传动套管可分别在第一轴套及第二轴套中旋转。

作为本实用新型的进一步改进，所述扭矩传感器还包括设置于所述感应线圈外周的屏蔽罩。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一固定部设置为内齿圈；所述第二固定部设置为外齿圈。

本实用新型还提供一种用于电动自行车的检测系统，包括所述扭矩传感器以及固定于所述中轴、应变套管或传动套管上的磁环、与磁环相应设置以检测所述磁环转速的霍尔传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型扭矩传感器的应变套管通过传动套管与外部链轮相连接，降低外部应力对应变套管的机械冲击，减少异常信号输出，避免应变套管的损坏；并且，所述应变检测部一体成型于应变套管上，提高扭矩检测的准确性、稳定性与可靠性，降低应变套管的制备工艺难度。除此，具有上述扭矩传感器的检测系统能够根据实时检测得到的扭矩信息及速度信息控制电动自行车的电机输出，改善骑行体验，具有较好的业内推广与应用前景。