[发明专利]点接触力矩传感器及电动助力车

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体地来说，是一种点接触力矩传感器及电动助力车。

背景技术

电动助力车是一种以自行车结构为基础，加配电力驱动单元的骑行车类型。电动助力车可根据骑行者的踩踏力度，提供相应的动力支持，减轻骑行者的骑行负担，使骑行舒适度与骑行里程大为增加，因而逐渐受到市场的欢迎。

其中，力矩传感器是电动助力车的核心部件。力矩传感器用于感应测量骑行者的骑行力矩，为电力驱动单元的动力输出提供判断基础。力矩传感器作为感知骑行者意图的部件，其性能至关重要。

目前，力矩传感器多由国外进口，国内尚无法实现自给自足。即使是国外的现有产品，亦多结构复杂、造价高昂，难以满足迅速发展的市场需要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种点接触力矩传感器及电动助力车，造价低廉、易于实现，并具有结构紧凑、反应灵敏、测量精准等优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种点接触力矩传感器，包括：

本体单元，包括相对设置的第一作用面与第二作用面；

力矩输入端，由待测力矩驱动而旋转，并与所述第一作用面点接触而传递驱动力，所述驱动力用于驱动所述本体单元旋转及沿轴向移动，使所述第二作用面沿轴向接近所述力矩输入端；

压力传感器，用于感应测量轴向力，所述轴向力为所述驱动力的轴向分量；

所述第二作用面、所述压力传感器、所述力矩输入端与所述第一作用面沿所述力矩输入端的旋转轴向依次分布。

作为上述技术方案的改进，所述本体单元包括固定安装的安装本体与压合盖，所述安装本体面向所述力矩输入端的一侧具有所述第一作用面，所述压合盖面向所述力矩输入端的一侧具有所述第二作用面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装本体与所述压合盖螺旋连接，所述力矩输入端、所述压合盖分别通过第一轴承与所述压力传感器连接，所述第一轴承用于承受所述轴向力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装本体与所述压合盖之间通过定位销而实现定位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩输入端面向所述第一作用面的一侧设有滚珠，所述本体单元面向所述力矩输入端的一侧设有锥孔，所述锥孔的高与所述力矩输入端的旋转轴平行，所述锥孔的表面为所述第一作用面，所述滚珠顶紧于所述第一作用面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩输入端面向所述第一作用面的一侧表面设有半球孔，所述滚珠可旋转地保持于所述半球孔内，并可于所述第一作用面上滚动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滚珠与所述锥孔均为复数个，并一一对应地沿所述力矩输入端的旋转圆周均匀分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩输入端包括转动环体与静止件，所述转动环体由所述待测力矩驱动而可旋转地保持于所述静止件上，所述压力传感器安装于所述静止件上。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括转速传感器单元，用于测量所述力矩输入端的转速和/或方向。

一种电动助力车，包括车体、牙盘及以上任一项所述的点接触力矩传感器，所述牙盘可旋转地保持于所述车体上，所述本体单元安装于所述牙盘上，所述力矩输入端用于与中轴连接并受之驱动而旋转。

本发明的有益效果是：

第二作用面、压力传感器、力矩输入端与第一作用面沿力矩输入端的旋转轴向依次分布，待测力矩自力矩输入端输入，经力矩输入端与本体单元之间的点接触作用转换为轴向力，进而传递至压力传感器而实现感应测量，以点接触的高副传动保证传动的灵敏度，且传动链简洁而测量精准，具有结构紧凑、造价低廉、易于实现、反应灵敏、测量精准等优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的点接触力矩传感器的爆炸结构示意图；

图2是本发明实施例提供的点接触力矩传感器的局部剖视结构示意图；

图3是本发明实施例4提供的牙盘组件的爆炸结构示意图。

主要元件符号说明：