[发明专利]适用于电动助力自行车的双边中轴力矩传感机构

说明书

本发明提供了一种适用于电动助力自行车的双边中轴力矩传感机构，包括：弹性扭转模块、力矩传感模块、电动助力自行车左侧踏板、电动助力自行车牙盘以及电动助力自行车右侧踏板；所述弹性扭转模块包括：弹性扭棒1、第一转子载台2、第二转子载台5、外齿轮4、内齿轮7、第一转子载台槽3以及第二转子载台槽6；所述力矩传感模块包括：第一转子模块、第二转子模块、定子模块、电路组件及屏蔽组件；所述第一转子模块包括：第一转子套筒8、第一转子叶片10以及第一转子模块键14；所述第二转子模块包括：第二转子套筒9，第一转子叶片11以及第二转子模块键13；本发明能够保证电机助力均匀平稳，达到高效节能的助力效果。

技术领域

本发明涉及力矩传感器技术领域，具体地，涉及一种适用于电动助力自行车的双边中轴力矩传感机构。

背景技术

电动助力自行车是一种新型二轮车辆，以电池作为辅助动力来源，安装有电机作为动力辅助，是一种能实现人力骑行和电机助力一体化的新型交通工具。

与常用的电动自行车相比，电动助力自行车没有控制阀门(即加速把手)，而是通过采集脚踏板速度、力矩信号，同时配合电机助力来为自行车加速，所以力矩传感器是电动助力自行车上最为关键的部件之一。

目前，常用的电动助力自行车力矩传感器多采用霍尔效应传感器，中国发明专利文献CN103085932B公开了一种电动自行车中轴力矩传感装置，，包括通过轴承装配于五通管内的中轴、固定在中轴上的曲柄和套设于中轴上的牙盘；其特征在于还包括力矩感应霍尔组件，该组件包括一连接中轴和牙盘的弹性扭转构件，该弹性扭转构件上固定有藉由其扭转而产生圆周位移的力矩传感磁钢，还包括固定于中轴上并与力矩传感磁钢对应的力矩传感霍尔元件，所述力矩传感霍尔元件经一安装于中轴和五通管内壁间的集电环出线装置与电机控制电路板电连接，而电机控制电路板则与电机电连接。该专利具有以下缺点：霍尔效应传感器结构复杂，对外界磁场的干扰较为敏感，理论上分辨率最高只能达到14Bit；由于力矩传感器弹性扭转构件并非安装在中轴中间，导致在电动助力自行车骑行过程中，左右脚踏板产生的形变不一致，最终导致电机助力不均匀，不仅会使客户体验降低，也会造成电池能源浪费。

专利文献CN106197255B公开了一种用于汽车EPS系统的电磁感应式扭矩传感器，PCB板上设置至少一组输入轴信号采集单元与输出轴信号采集单元以及信号处理单元，输入轴信号采集单元的输入端连接第一转角、输出端输出第一角度信号，输出轴信号采集单元的输入端连接第二转角、输出端输出第二角度信号，输入轴信号采集单元、输出轴信号采集单元的输出端还分别输出第一角度信号、第二角度信号至信号处理单元的输入端，第一角度信号与霍尔传感器采集的霍尔角度信号通过游标算法得到方向盘角度信号，信号处理单元的输出端输出扭矩信号。该专利具有以下缺点：输入轴线圈形成的第二角度与输出轴线圈形成的第四角度之比为1:2，这使输入轴线圈的第一角度信号分辨率和输出轴线圈的第二角度信号分辨率之比也是1:2，这导致输入轴端段形变角度信号精度和输出轴端形变角度信号精度之比也为1:2，如果将上述扭矩传感器直接使用在电动助力自行车，会导致左右脚踩踏时电机助力不均匀，不仅会使客户体验降低，也会造成电池能源浪费；由于轴线圈形成的第二角度与输出轴线圈形成的第四角度之间的角度比为1:2，这使输入转子形成的第一角度与输出转子形成的第四角度之比为1:2,这使得生产制造中需要制造两个不同类型的转子模具，增加了制造成本；因此，需要在现有电磁感应式扭矩传感器的基础上重新设计一种新型电动助力自行车中轴力矩传感机构来解决上述技术缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于电动助力自行车的双边中轴力矩传感机构。