[实用新型]一种非接触电测量自行车脚蹬力矩的装置

说明书

本实用新型系非接触电测量自行车脚蹬力矩的装置，属于扭矩测量技术。

目前，已有测量扭矩的方法及其装置是：通过在旋转件上贴应变片将扭矩以电信号输出。由于应变片在旋转系上，因此需要用电刷--导电环将电信号引出至固定系，并经后级放大器处理为可使用的信号。其主要问题是：

1．结构复杂、造价高；

2．有磨损，寿命低；

3．环节多，整体可靠性低；

4．有不一致性，调整及标定复杂；

5．不能耐水、尘、腐蚀、大温差及机械振动等恶劣环境。

本实用新型的目的是设计一种能够以低造价的简单结构实现对旋转系扭矩的非接触测量，同时满足实际使用所要求的高可靠性及抗恶劣环境性。

本实用新型一种非接触电测量自行车脚蹬力矩的装置，该装置是由中轴24、右脚蹬曲柄25、链轮26、光敏三极管27、栅28、栅29、发光二极管30、滚珠31、车架五通管32、轴碗33、端盖34及应变体35构成；

中轴24、右脚蹬曲柄25、链轮26、栅28、栅29、及应变体35组成旋转系，随人骑行蹬踏同轴旋转；

中轴24通过滚珠31及轴碗33安装于自行车架五通管32内，右脚蹬曲柄25紧固于中轴的右端；

应变体35由多片弹性片连接内外圈构成，其内圈铆于右脚蹬曲柄25端盘上，其外圈铆于链轮26上；

栅28及栅29为径向通光的光栅分别固联于应变体35的内外圈上；

右脚蹬曲柄25端盘外径均布凸齿与链轮26内圈均布凹槽嵌套形成限位机构；

光敏三极管27、发光二极管30、车架五通管32、轴碗33及端盖34组成固定系；

端盖34由轴碗33压紧于车架五通管32上并与应变体35形成防尘气隙；

光敏三极管27与发光二极管30沿经向安装于端盖34上形成测量头，其光通路由栅28、栅29双重遮挡。

骑车时人脚踏自行车脚蹬，力距由左右脚踏发出并由中轴26传递至右脚蹬曲柄25上，右脚蹬曲柄25通过端盘由两条途径将力距传递至链轮26，在量程以内力距由应变体35传递至链轮26，应变体35按所传递力距产生相应的扭向变形并使得栅28、栅29产生相对相位变化，测量头测得栅28、栅29的相位变化并输出正比于所传递力距的电信号。

当力距超过量程时右脚蹬曲柄25与链轮26形成的限位机构限制应变体35进一步变形，力距由右脚蹬曲柄25的端盘外圈传递至链轮26。

本实用新型的优点是：

1．结构简单，造价低；

2．非接触测量，寿命长；

3．环节简单，整体可靠性高；

4．受温度变化引起的漂移小；

5．一致性好，调整及标定简单；

6．可以耐受水、尘、腐蚀、大温差、机械振动等恶劣环境。

本实用新型具有如下附图：

图1传感器工作原理示意图。

图2A、B铰支结构应变体示意图。

图3A、B钢支结构应变体示意图。

图4A、B齿式结构限位机构示意图。

图5A、B、C轴向透射光测量结构示意图。

图6轴向反射光测量结构示意图。

图7A、B径向光测量结构示意图。

图8A、B、C轴向电容测量结构示意图。

图9径向电容测量结构示意图。

图10A、B、C轴向磁测量结构示意图。

图11径向磁测量结构示意图。

图12非接触电测量自行车脚蹬力矩的装置示意图。

图中标号如下：

1轴         2轴         3应变铰支体(应变体)

4限位机构   5栅         6栅

7测量头     8轴承       9弹簧

10承扭盘    11承扭盘    12联接环

13联接环    14弹性片    15限位轮

16限位环    17发光管    18光敏元件

19极板       20极板        21磁轭

22励磁元件   23检磁元件    24中轴

25右脚蹬曲柄 26链轮        27光敏三极管

28栅         29栅          30发光二极管

31滚珠       32车架五通管  33轴碗

34端盖       35应变体

兹配合图式详细说明如下：

请参阅图1传感器工作原理示意图所示，传感器由轴1、轴2、应变体3、限位机构4、栅5、栅6及测量头7组成。