[发明专利]轮毂力矩传感器、工作方法及交通工具

权利要求书

1.一种轮毂力矩传感器，其特征在于，包括：输出轴(1)、磁钢(2)、力矩内套(3)、轴(4)、弹性元件(6)、力矩外套(7)以及斜齿轮套(9)；

所述轴(4)周侧套装所述输出轴(1)、所述力矩内套(3)、所述力矩外套(7)以及所述斜齿轮套(9)；

所述输出轴(1)和所述斜齿轮套(9)之间通过斜齿啮合，所述斜齿轮套(9)连接所述力矩内套(3)，所述输出轴(1)通过所述斜齿轮套(9)带动所述力矩内套(3)轴向移动；

所述力矩内套(3)外侧套装所述力矩外套(7)，所述力矩内套(3)和所述力矩外套(7)轴向之间安装所述弹性元件(6)，所述力矩内套(3)允许相对所述力矩外套(7)轴向移动；

所述力矩内套(3)安装所述磁钢(2)，所述力矩外套(7)安装霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述轴(4)沿周侧向外延伸出飞边，所述力矩外套(7)一侧固定安装在所述飞边上；

所述力矩外套(7)另一侧内部安装所述力矩内套(3)，所述力矩内套(3)允许相对所述轴(4)沿轴向移动。

3.根据权利要求2所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述力矩内套(3)背向所述弹性元件(6)一侧内侧安装推力球轴承；

所述推力球轴承背向所述弹性元件(6)一侧连接滑动套(8)一侧；

所述推力球轴承和所述滑动套(8)允许相对所述轴(4)沿轴向移动。

4.根据权利要求3所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述滑动套(8)另一侧连接所述斜齿轮套(9)一侧；

所述斜齿轮套(9)另一侧内侧通过所述斜齿啮合安装所述输出轴(1)；

所述输出轴(1)同轴转动连接所述轴(4)。

5.根据权利要求4所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述力矩外套(7)固定安装PCB板，所述PCB板安装所述霍尔传感器。

6.根据权利要求5所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述输出轴(1)背向所述弹性元件(6)一侧安装端盖(10)；

所述输出轴(1)部分穿过所述端盖(10)。

7.根据权利要求6所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述端盖(10)朝向所述弹性元件(6)一侧通过螺丝(11)固定安装轮毂(5)；

所述轮毂(5)内设置空腔，所述飞边、所述输出轴(1)、所述磁钢(2)、所述力矩内套(3)、所述弹性元件(6)、所述力矩外套(7)、所述斜齿轮套(9)、所述霍尔传感器、所述推力球轴承以及所述滑动套(8)均安装在所述空腔内。

8.根据权利要求7所述轮毂力矩传感器，其特征在于：所述轮毂(5)和所述轴(4)之间安装第一轴承；

所述输出轴(1)和所述端盖(10)之间安装第二轴承；

所述输出轴(1)和所述轴(4)之间安装第三轴承。

9.一种权利要求8所述轮毂力矩传感器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，所述输出轴(1)通过施加力矩转动，所述输出轴(1)驱动所述斜齿轮套(9)、所述轮毂(5)以及所述端盖(10)同轴转动；

步骤S2，所述输出轴(1)通过外部负载产生与转动方向相反力矩，所述相反力矩通过所述斜齿啮合传动所述斜齿轮套(9)；

步骤S3、所述斜齿轮套(9)通过所述斜齿啮合实现轴向移动，所述斜齿轮套(9)推动所述滑动套(8)、所述推力球轴承以及所述力矩内套(3)轴向移动；

步骤S4，所述力矩内套(3)压缩所述弹性元件(6)，所述磁钢(2)通过所述力矩内套(3)带动轴向移动，所述霍尔传感器感应磁场变化输出信号；

步骤S5，当所述输出轴(1)停止转动，所述滑动套(8)、所述推力球轴承以及所述力矩内套(3)通过所述弹性元件(6)弹力复位。

10.一种交通工具，其特征在于：所述交通工具采用权利要求1-8任一项所述轮毂力矩传感器。