力矩傳感器以及包括此力矩傳感器的騎行裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種力矩傳感器，包括行星變速器，所述行星變速器包括行星架、太陽輪、多個行星輪、內(nèi)齒環(huán)和齒環(huán)外套，所述行星架的左面為平面，所述行星架的右面為向內(nèi)凹陷的殼體；所述太陽輪的左部為用于與行星輪配合的齒紋，所述太陽輪的中部為用于與所述行星架轉(zhuǎn)動連接的凸起部，所述太陽輪的右部為用于與五通連接的螺紋；所述內(nèi)齒環(huán)嵌設(shè)在齒環(huán)外套內(nèi)部；所述太陽輪上設(shè)置有用于采集力矩信號的力矩傳感器。本發(fā)明的有益效果是在太陽輪的側(cè)部設(shè)置有力矩傳感器，當太陽輪收到行星輪的擠壓后產(chǎn)生形變，使力矩傳感器發(fā)生電信號的改變，從而據(jù)此得出力矩的大小。
【專利說明】
力矩傳感器以及包括此力矩傳感器的騎行裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及傳感器設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種力矩傳感器以及包括此力矩傳感器的騎行裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自行車通過人腳踩踏板，將力傳遞給鏈條，鏈條再將力量傳遞給后輪，從而帶動車體整體移動，在這種情況下，僅僅依靠人輸出的動力對自行車進行帶動;現(xiàn)有技術(shù)通過測定人體輸出扭力值的大小，作為電機輸出的功率大小的依據(jù)，來調(diào)節(jié)電機的輸出功率。
[0003]在專利號為CN1071659C，名為電動助動車的專利中，提供了一種使用彈簧測定扭矩的方法，此種方式中存在的問題在于，踩踏過程中，彈簧反復(fù)的拉伸，容易造成金屬疲勞，當使用時間過長，彈簧失去彈力或者受到腐蝕，此種技術(shù)方案的使用壽命短，不易長時間使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種力矩傳感器以及包括此力矩傳感器的騎行裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種力矩傳感器，包括行星變速器，所述行星變速器包括行星架、太陽輪、多個行星輪、內(nèi)齒環(huán)和齒環(huán)外套，
[0007]所述行星架的左面為平面，所述行星架的右面為向內(nèi)凹陷的殼體；
[0008]所述太陽輪的左部為用于與行星輪配合的齒紋，所述太陽輪的中部為用于與所述行星架轉(zhuǎn)動連接的凸起部，所述太陽輪的右部為用于與五通連接的螺紋；
[0009]所述內(nèi)齒環(huán)嵌設(shè)在齒環(huán)外套內(nèi)部；
[0010]所述太陽輪上設(shè)置有用于采集力矩信號的力矩傳感器。
[0011]進一步，所述行星架的外側(cè)設(shè)置有一圈牙盤。
[0012]進一步，所述太陽輪的左部穿過所述行星架與所述行星齒輪位于同一平面上，所述凸起部與所述行星架的殼體之間設(shè)置有軸承，所述軸承的外圈與所述行星架的殼體的內(nèi)側(cè)過盈連接，所述軸承的內(nèi)圈與所述凸起部過盈連接。
[0013]進一步，所述太陽輪的右部內(nèi)側(cè)過盈連接有軸承。
[0014]進一步，還包括中軸，所述中軸的左端與所述齒環(huán)外套的中心部固定連接，所述中軸靠近左端的部分設(shè)置有限位環(huán)，當所述中軸插設(shè)在所述太陽輪內(nèi)側(cè)時，所述限位環(huán)限制所述太陽輪的內(nèi)部的軸承的軸向位移。
[0015]進一步，所述行星架的外緣上設(shè)置有多個安裝孔，所述牙盤通過所述安裝孔與所述行星架固定連接。
[0016]本申請還提供了一種騎行裝置，包括力矩傳感器，所述力矩傳感器為本申請中提供的任一一項所述的力矩傳感器。此種騎行裝置可以在騎行的過程中測定騎行的扭力值，此扭力值可以用于測定運動員的身體數(shù)據(jù)，又可以以此信號為依據(jù)，控制電動自行車的電機轉(zhuǎn)速，使其輸出功率根據(jù)踩踏輸出的力度進行調(diào)節(jié)，節(jié)約電量。
[0017]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:由于采用上述技術(shù)方案，本申請具有如下特點:
[0018]1、在太陽輪的側(cè)部設(shè)置有力矩傳感器，當太陽輪收到行星輪的擠壓后產(chǎn)生形變，使力矩傳感器發(fā)生電信號的改變，從而據(jù)此得出力矩的大小。
[0019]2、齒環(huán)外套的作用在于保護行星輪和太陽輪，以免雜物落入，影響行星輪與太陽輪之間的相互配合，齒環(huán)外套還加固了內(nèi)齒環(huán)，以免行星輪和太陽輪在轉(zhuǎn)動的過程中，給內(nèi)齒環(huán)過大的張力，倒是間隙變大，產(chǎn)生跳齒現(xiàn)象。
[0020]3、在太陽輪和中軸之間，在行星架和太陽輪之間設(shè)置有軸承，用于減少摩擦阻力。[0021 ] 4、在軸承的一端上設(shè)置有限位環(huán)，由于此部件是裝在自行車五通上的，當踩踏踏板時，由于受力不均衡容易給軸帶來徑向方向的力，為此添加此結(jié)構(gòu)可以防止中軸滑脫。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的傳感器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:
[0025]1、行星架 2、太陽輪 3、行星輪
[0026]4、內(nèi)齒環(huán) 5、齒環(huán)外套6、凸起部
[0027]7、力矩傳感器8、牙盤 9、中軸
[0028]10、限位環(huán) 11、安裝孔 12、軸承
【具體實施方式】
[0029]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0030]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0031]為描述方便，將太陽輪帶有齒紋的一端定義為左端，將太陽輪帶有螺紋的一端定義為右端
[0032]如圖1、2所示，本發(fā)明一種力矩傳感器7，包括行星變速器，所述行星變速器包括行星架1、太陽輪2、多個行星輪3、內(nèi)齒環(huán)4和齒環(huán)外套5，其中行星輪3圍繞著太陽輪2轉(zhuǎn)動設(shè)置在行星架I上，內(nèi)齒環(huán)4套設(shè)在多個行星輪3的外側(cè)，齒環(huán)外套5緊固在內(nèi)齒環(huán)4套的外側(cè)，當行星輪3圍繞太陽輪2轉(zhuǎn)動時，在給太陽輪2帶來擠壓作用的同時，會給內(nèi)齒環(huán)4也帶來巨大的應(yīng)力，再此設(shè)置齒環(huán)外套5可以對內(nèi)齒環(huán)4起到緊固作用，加強其強度，同時可以防止異物進入齒縫之間，影響齒輪轉(zhuǎn)動。行星齒輪傳動的主要特點是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)，
[0033]所述行星架I的左面為平面，所述行星架I的右面為向內(nèi)凹陷的殼體;此部分向內(nèi)凹陷的殼體用于連接內(nèi)齒環(huán)4，內(nèi)齒環(huán)4與其相互卡接。
[0034]所述太陽輪2的左部為用于與行星輪3配合的齒紋，所述太陽輪2的中部為用于與所述行星架I轉(zhuǎn)動連接的凸起部6，所述太陽輪2的右部為用于與五通連接的螺紋;此部分太陽輪2可以是一體成型，但為了加工方便也可以制作成分體結(jié)構(gòu)，一部分為太陽輪2，另外一部分為外側(cè)帶有螺紋的空心柱，兩者固定連接，此種分體式的結(jié)構(gòu)較一體式的結(jié)構(gòu)加工更加方便。
[0035]所述太陽輪2上設(shè)置有用于采集力矩信號的力矩傳感器7，當行星輪3圍繞太陽輪2的軸側(cè)旋轉(zhuǎn)時，行星輪3會對太陽輪2進行擠壓，太陽輪2會發(fā)生形變，力矩傳感器7。
[0036]所述行星架I的外側(cè)設(shè)置有一圈牙盤8。牙盤8用于與與鏈條連接。
[0037]所述太陽輪2的左部穿過所述行星架I與所述行星齒輪位于同一平面上，所述凸起部6與所述行星架I的殼體之間設(shè)置有軸承12，所述軸承12的外圈與所述行星架I的殼體的內(nèi)側(cè)過盈連接，所述軸承12的內(nèi)圈與所述凸起部6過盈連接。
[0038]所述太陽輪2的右部內(nèi)側(cè)過盈連接有軸承12。
[0039]本裝置還包括中軸9，所述中軸9的左端與所述齒環(huán)外套5的中心部固定連接，所述中軸9靠近左端的部分設(shè)置有限位環(huán)10，當所述中軸9插設(shè)在所述太陽輪2內(nèi)側(cè)時，所述限位環(huán)10限制所述太陽輪2的內(nèi)部的軸承12的軸向位移。
[0040]由于本裝置是裝配在自行車上，當用腳踩踏踏板時，容易對中軸9產(chǎn)生軸向的上的力，為防止這一事故的發(fā)生，在軸承12上開設(shè)有限位環(huán)10。
[0041]所述行星架I的外緣上設(shè)置有多個安裝孔11，所述牙盤8通過所述安裝孔11與所述行星架I固定連接。由于牙盤8是一個容易磨損的部件，為此我們將牙盤8設(shè)置成容易更換的部件，當使用時間過長，牙盤8斷齒時，可以更換牙盤8，而不必將所有的部件全部更換。
[0042]本申請還提供了一種騎行裝置，包括力矩傳感器7，所述力矩傳感器7為本申請中提供的任一一項所述的力矩傳感器7。此種騎行裝置可以在騎行的過程中測定騎行的扭力值，此扭力值可以用于測定運動員的身體數(shù)據(jù)，又可以以此信號為依據(jù)，控制電動自行車的電機轉(zhuǎn)速，使其輸出功率根據(jù)踩踏輸出的力度進行調(diào)節(jié)，節(jié)約電量。
[0043]本實例的工作過程:首先通過太陽輪2的右端螺母與自行車的五通進行連接，故此太陽輪2不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，中軸9的左右兩側(cè)設(shè)置有曲柄，當踩踏踏板齒環(huán)外套5會帶動內(nèi)齒環(huán)4進行轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒環(huán)4又帶動行星輪3發(fā)生旋轉(zhuǎn)，同時由于行星輪3轉(zhuǎn)動設(shè)置在行星架I上，行星架I會隨之旋轉(zhuǎn)，同時牙盤8帶動鏈條旋轉(zhuǎn)，將動力傳送給車輪。
[0044]在行星輪3帶動行星架I旋轉(zhuǎn)的過程中，行星輪3會對太陽輪2帶來擠壓的作用，此時力矩傳感器7，也就是應(yīng)變片會感受到其形變，將形變的信號轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給處理器，經(jīng)過處理器的計算，轉(zhuǎn)化為力矩信號，此信號可以作為控制電動車電機轉(zhuǎn)速的依據(jù)，來對電機進行控制。當力矩信號較大時，可認為人的意愿是想加速騎行，或者正在上坡，此時電機的輸出功率應(yīng)該變大，反之變小，此裝置中電路部分為現(xiàn)有技術(shù)，故在此不予贅述。
[0045]以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種力矩傳感器，包括行星變速器，所述行星變速器包括行星架、太陽輪、多個行星輪、內(nèi)齒環(huán)和齒環(huán)外套，其特征在于: 所述行星架的左面為平面，所述行星架的右面為向內(nèi)凹陷的殼體； 所述太陽輪的左部為用于與行星輪配合的齒紋，所述太陽輪的中部為用于與所述行星架轉(zhuǎn)動連接的凸起部，所述太陽輪的右部為用于與五通連接的螺紋； 所述內(nèi)齒環(huán)嵌設(shè)在齒環(huán)外套內(nèi)部； 所述太陽輪上設(shè)置有用于采集力矩信號的力矩傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力矩傳感器，其特征在于:所述行星架的外側(cè)設(shè)置有一圈牙盤。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力矩傳感器，其特征在于:所述太陽輪的左部穿過所述行星架與所述行星齒輪位于同一平面上，所述凸起部與所述行星架的殼體之間設(shè)置有軸承，所述軸承的外圈與所述行星架的殼體的內(nèi)側(cè)過盈連接，所述軸承的內(nèi)圈與所述凸起部過盈連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力矩傳感器，其特征在于:所述太陽輪的右部內(nèi)側(cè)過盈連接有軸承。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的力矩傳感器，其特征在于:還包括中軸，所述中軸的左端與所述齒環(huán)外套的中心部固定連接，所述中軸靠近左端的部分設(shè)置有限位環(huán)，當所述中軸插設(shè)在所述太陽輪內(nèi)側(cè)時，所述限位環(huán)限制所述太陽輪的內(nèi)部的軸承的軸向位移。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的力矩傳感器，其特征在于:所述行星架的外緣上設(shè)置有多個安裝孔，所述牙盤通過所述安裝孔與所述行星架固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一一權(quán)利要求所述的力矩傳感器，其特征在于:所述力矩傳感器為應(yīng)變片。8.—種騎行裝置，包括力矩傳感器，其特征在于:所述力矩傳感器為權(quán)利要求1到7中任一一項所述的力矩傳感器。
【文檔編號】F16H63/40GK105927716SQ201610483969
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】杜磊
【申請人】北京輕客智能科技有限責任公司