[发明专利]适用于中置电机的力矩传感装置

说明书

本发明提供了一种适用于中置电机的力矩传感装置，包括：中轴(1)、轴承部件、变形套(4)、输出轴(7)、离合器内衬(12)、励磁线圈(13)、信号接受线圈(14)以及控制器(16)；所述中轴(1)与变形套(4)相配合；所述控制器(16)与所述变形套(4)相连；所述输出轴(7)与轴承部件相接触；控制器(16)通过励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)来检测变形套(4)的形变量；所述励磁线圈(13)和信号接受线圈(14)安装在变形套(4)外侧。本发明在变形套表面喷涂非晶材料或者粘贴了非晶薄带，利用非晶材料的逆磁滞伸缩效应，控制器通过励磁线圈产生交变磁场，检测踩踏力矩的大小，从而控制电机出力大小。

技术领域

本发明涉及力矩传感技术领域，具体地，涉及适用于中置电机的力矩传感装置。

背景技术

扭矩传感器，又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪，分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动(气动，液力)扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。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。现有技术中亟需一种适用于中置电机的力矩传感装置。传统的力矩传感器使用应变片式或者机械式，随着使用时间的增加，应变片式力矩传感器由于接触碳刷的磨损存在寿命低的问题，机械式力矩传感器由于存在机械摩擦阻力，随着使用时间增加，摩擦阻力的大小会逐渐变小，导致力矩信号漂移，存在力矩不准的缺陷。

专利文献CN109186831B公开了力矩传感器，其包括：固定盘、输入盘、应变梁、浮动梁、支撑梁和电阻应变片；支撑梁一端连接输入盘，另一端连接固定盘；应变梁一端连接固定盘，另一端连接浮动梁；浮动梁一端连接输入盘，另一端连接应变梁，浮动梁和输入盘之间具有预定间距；电阻应变片设置在应变梁的侧面，且电阻应变片相对应变梁和输入盘的中心对称设置，电阻应变片组成全桥电路对应变梁所受应变进行测量。该专利并不能很好地适用于中置电机中。

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中置电机的力矩传感装置。

根据本发明提供的一种适用于中置电机的力矩传感装置，包括：中轴1、轴承部件、变形套4、输出轴7、离合器内衬12、励磁线圈13、信号接受线圈14以及控制器16；所述中轴1与变形套4相配合；所述变形套4与离合器内衬12相配合；所述离合器内衬12与输出轴7相配合；所述中轴1与输出轴7相连接；所述控制器16与励磁线圈13、信号接受线圈14相连；所述控制器16与所述变形套4相连；所述中轴1贯穿轴承部件；所述中轴1贯穿输出轴7；所述输出轴7与轴承部件相接触；控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量；所述励磁线圈13和信号接受线圈14安装在变形套4外侧；当人踩踏中轴1带动输出轴7运动的过程中，变形套4会产生形变，变形套4表面有非晶材料涂层或者粘接了非晶薄带，控制器16通过励磁线圈13和信号接受线圈14来检测变形套4的形变量，将形变量转化为电信号。

优选地，还包括：离合器11；所述离合器内衬12通过离合器11与输出轴7相配合；所述励磁线圈13包括：2组励磁线圈；所述信号接受线圈14包括：2组信号接受线圈。

优选地，所述变形套4的表面设置有任意一种构件：-非晶材料涂层；-非晶薄带。

优选地，还包括：第一花键结构、第二花键结构；所述中轴1通过第一花键结构与变形套4相配合；所述变形套4通过第二花键结构与离合器内衬12相配合。

优选地，所述变形套4的表面具有八字型滚花；所述变形套4的表面喷涂非晶材料或者所述变形套4的表面粘贴八字形非晶薄带。