電動車用應(yīng)變式力矩傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，包括曲柄、活動盤和齒盤，曲柄與活動盤中部固定連接，活動盤與齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置，活動盤朝向齒盤的一側(cè)間隔固設(shè)有至少一個應(yīng)變式傳感器，活動盤上相鄰每個應(yīng)變式傳感器一側(cè)設(shè)有第一凸塊，對應(yīng)每個應(yīng)變式傳感器，齒盤朝向活動盤的一側(cè)設(shè)有第一卡口，每個應(yīng)變式傳感器和第一凸塊共同插置于第一卡口內(nèi)，曲柄驅(qū)動活動盤朝向騎行方向轉(zhuǎn)動時，應(yīng)變式傳感器擠壓第一卡口帶動齒盤轉(zhuǎn)動，曲柄驅(qū)動活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，第一凸塊擠壓第一卡口帶動齒盤轉(zhuǎn)動。本發(fā)明能夠直接產(chǎn)生力矩信號，有效防止飛車危險的產(chǎn)生，具有優(yōu)良的安全性、可靠性和一致性，特別適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】電動車用應(yīng)變式力矩傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動車力矩傳感器，具體是涉及一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]電動車，特別是輕型騎式電動車，由于具有輕快省力以及無污染等優(yōu)點，正日益為社會所接收，得到了大力推廣。輕型騎式電動車在騎行過程中將騎行者施加于腳蹬上的力通過力矩傳感器轉(zhuǎn)換成電動車控制器能夠識別的電信號，從而根據(jù)騎行者施加的力矩大小控制電機的輸出功率，以達到智能控制電動車的目的。
[0003]目前，市場上的輕型騎式電動車通常使用霍爾式力矩傳感器，這種結(jié)構(gòu)形式的力矩傳感器屬于非接觸式，具有耐用易防水處理的特點，但是這種結(jié)構(gòu)形式的力矩傳感器通過測量彈簧的形變量，然后換算成力矩信號，存在以下技術(shù)問題:1、需要彈簧形變量大，腳踩上去偏軟，容易掉鏈條。2、信號需要可靠的放大電路，容易受到干擾。3、信號不是直接力矩信號，而是通過彈簧形變后比較兩個霍爾傳感器輸出的兩條正弦波信號的相位差實現(xiàn)，信號是間接力信號，所以計算量大，信號處理電路板的CPU反應(yīng)速度緩慢。4、因為磁性材料容易受到外界因素干擾，所以可靠性較差。5、信號是脈沖式的非連續(xù)信號，存在時斷時續(xù)的問題。6、不能夠準(zhǔn)確判斷腳踏腳蹬時齒盤是否旋轉(zhuǎn)，當(dāng)車輛在紅綠燈處，沒有剎車的情況下，腳踏只要受力就會啟動電動機，產(chǎn)生飛車，存在嚴(yán)重的安全隱患。7、大規(guī)模生產(chǎn)時的一致性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，本發(fā)明具有優(yōu)良的安全性、可靠性和一致性，特別適合大規(guī)模生產(chǎn)，且能夠?qū)崟r采集腳踏腳蹬時力矩傳感器產(chǎn)生的直接力矩信號，且能夠準(zhǔn)確判定腳踏腳蹬時的齒盤是否旋轉(zhuǎn)，因此，在騎行者沒有剎車的情況下，能夠有效防止飛車危險的產(chǎn)生。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器,包括由外向內(nèi)依次同軸設(shè)置的曲柄、活動盤和齒盤，所述曲柄與所述活動盤中部固定連接，所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置，所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)間隔固設(shè)有至少一個應(yīng)變式傳感器，所述活動盤上相鄰每個應(yīng)變式傳感器一側(cè)設(shè)有第一凸塊，對應(yīng)每個應(yīng)變式傳感器，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第一卡口，每個所述應(yīng)變式傳感器和所述第一凸塊共同插置于所述第一卡口內(nèi)，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤朝向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述應(yīng)變式傳感器擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述第一凸塊擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置的結(jié)構(gòu)是:所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)周向間隔均勻固設(shè)有若干個第二凸塊，對應(yīng)每個第二凸塊，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第二卡口，所述第二凸塊插置于所述第二卡口內(nèi)軸向止動周向活動。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)以中心為對稱點間隔固設(shè)有兩個所述應(yīng)變式傳感器。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述應(yīng)變式傳感器包括電阻應(yīng)變片和彈性體，所述電阻應(yīng)變片貼裝于所述彈性體上。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述齒盤背向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有防水外殼，所述防水外殼內(nèi)包括下蓋和上蓋，所述下蓋朝向所述下蓋的一側(cè)間隔固設(shè)有若干個磁珠，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上固設(shè)有信號處理電路板，所述信號處理電路板上設(shè)有霍爾傳感器，所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)的中部設(shè)有軸承支架，所述軸承支架上依次套設(shè)有軸承和換向滑環(huán)，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上間隔設(shè)有兩電刷，所述下蓋與所述上蓋合蓋時，兩個所述電刷排布于所述換向滑環(huán)相對的兩側(cè)。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電刷和換向滑環(huán)為貴金屬材質(zhì)。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)是:所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈U型槽，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈卡環(huán)，所述卡環(huán)插置于所述U型槽內(nèi)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，通過應(yīng)變式傳感器應(yīng)變式傳感器直接采樣力矩信號，因此，能夠?qū)崟r反映力矩情況，無間斷，實時性能好，且本發(fā)明信號處理簡單，信號處理電路板的CPU處理速度塊，不易受外界環(huán)境干擾，可靠性好；此外，本發(fā)明不使用彈簧，剛性好，形變量小，能夠有效解決彈簧形變量大，腳踩上去偏軟，容易掉鏈條的問題。
[0015]本發(fā)明中通過第二凸塊與第二卡口的配合，使活動盤和齒盤保持軸向止動，且在活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，第二凸塊帶動齒盤周向轉(zhuǎn)動。
[0016]本發(fā)明中設(shè)有兩個應(yīng)變式傳感器，兩個應(yīng)變式傳感器可同時感測力矩信號，也可一個用于感測力矩信號，另一個作為防止該應(yīng)變式傳感器出現(xiàn)故障時的備用。
[0017]本發(fā)明中應(yīng)變式傳感器包括電阻應(yīng)變片和彈性體，電阻應(yīng)變片貼裝于彈性體上。這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)變式傳感器特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)，能夠有效的保證產(chǎn)品的一致性，有效解決生產(chǎn)過程中一致性差的問題。
[0018]本發(fā)明中下蓋上安裝有若干個磁珠，下蓋相對上蓋旋轉(zhuǎn)時，通過信號處理電路板上的霍爾傳感器能夠采集齒盤的速度和角度信號，經(jīng)信號處理電路板處理后，通過特定算法計算能夠準(zhǔn)確判斷腳踏腳蹬時齒盤是否旋轉(zhuǎn)，從而防止飛車現(xiàn)象的發(fā)生，保證騎行者的人身安全。
[0019]本發(fā)明中軸承支架設(shè)計在下蓋內(nèi)，軸承、換向滑環(huán)依次安裝在支架上，能夠有效防止水沿著軸承進入殼體，增加防水性。且采用滑環(huán)和電刷分體設(shè)計及電刷側(cè)向安裝的結(jié)構(gòu)，有利于減小產(chǎn)品厚度，有效解決產(chǎn)品的厚度問題，可使上合蓋下蓋合蓋后產(chǎn)品厚度小于1mm0
[0020]本發(fā)明中電刷和換向滑環(huán)為貴金屬材質(zhì)。貴金屬材質(zhì)的電刷和換向滑環(huán)能夠有效解決產(chǎn)品壽命問題。本發(fā)明通過上蓋與下蓋U型槽的設(shè)計，可以有效解決防水問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明中齒盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中活動盤與曲柄配合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中齒盤、活動盤和曲柄配合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明中下蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為本發(fā)明中下蓋、磁珠、軸承、換向滑環(huán)、電刷配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]結(jié)合附圖，作以下說明:
[0028]I——曲柄2——活動盤
[0029]21——第一凸塊22——第二凸塊
[0030]3——齒盤31——第一^^口
[0031]32——第二卡口4——應(yīng)變式傳感器
[0032]5——下蓋51——磁珠
[0033]52——軸承支架53——U型槽
[0034]6——上蓋61——信號處理電路板
[0035]7——軸承8——換向滑環(huán)
[0036]9-電刷

【具體實施方式】
[0037]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，包括由外向內(nèi)依次同軸設(shè)置的曲柄1、活動盤2和齒盤3，所述曲柄與所述活動盤中部固定連接，所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置，所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)間隔固設(shè)有至少一個應(yīng)變式傳感器4，所述活動盤上相鄰每個應(yīng)變式傳感器一側(cè)設(shè)有第一凸塊21，對應(yīng)每個應(yīng)變式傳感器，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第一^^ 口 31，每個所述應(yīng)變式傳感器和所述第一凸塊共同插置于所述第一卡口內(nèi)，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤朝向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述應(yīng)變式傳感器擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述第一凸塊擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動。這樣，應(yīng)變式傳感器與齒盤接觸，曲柄帶動活動盤旋轉(zhuǎn)時，活動盤驅(qū)動其上的應(yīng)變式傳感器與齒盤產(chǎn)生擠壓，帶動齒盤運動，此時，齒盤給應(yīng)變式傳感器一個反向的作用力，使應(yīng)變式傳感器變形，直接產(chǎn)生力矩信號，該信號經(jīng)過電動車的信號處理電路板信號放大處理后，輸出控制信號。由于本發(fā)明是通過應(yīng)變式傳感器直接采樣力矩信號，因此，能夠?qū)崟r反映力矩情況，無間斷，實時性能好，且本發(fā)明信號處理簡單，信號處理電路板的CPU處理速度塊，不易受外界環(huán)境干擾，可靠性好；此外，本發(fā)明不使用彈簧，剛性好，形變量小，能夠有效解決彈簧形變量大，腳踩上去偏軟，容易掉鏈條的問題。
[0038]優(yōu)選的,所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置的結(jié)構(gòu)是:所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)周向間隔均勻固設(shè)有若干個第二凸塊22，對應(yīng)每個第二凸塊，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第二卡口 32，所述第二凸塊插置于所述第二卡口內(nèi)軸向止動周向活動。這樣，通過第二凸塊與第二卡口的配合，使活動盤和齒盤保持軸向止動，且在活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，第二凸塊帶動齒盤周向轉(zhuǎn)動。
[0039]優(yōu)選的，所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)以中心為對稱點間隔固設(shè)有兩個所述應(yīng)變式傳感器。這樣，兩個應(yīng)變式傳感器可同時感測力矩信號，也可一個用于感測力矩信號，另一個作為防止該應(yīng)變式傳感器出現(xiàn)故障時的備用。
[0040]優(yōu)選的，所述應(yīng)變式傳感器包括電阻應(yīng)變片和彈性體，所述電阻應(yīng)變片貼裝于所述彈性體上。這樣，這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)變式傳感器特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)，能夠有效的保證產(chǎn)品的一致性，有效解決生產(chǎn)過程中一致性差的問題。
[0041]優(yōu)選的，所述齒盤背向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有防水外殼，所述防水外殼內(nèi)包括下蓋5和上蓋6，所述下蓋朝向所述下蓋的一側(cè)間隔固設(shè)有若干個磁珠51，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上固設(shè)有信號處理電路板61，所述信號處理電路板上設(shè)有霍爾傳感器，所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動。這樣，下蓋相對上蓋旋轉(zhuǎn)時，通過信號處理電路板上的霍爾傳感器能夠采集齒盤的速度和角度信號，經(jīng)信號處理電路板處理后，通過特定算法計算能夠準(zhǔn)確判斷腳踏腳蹬時齒盤是否旋轉(zhuǎn)，從而防止飛車現(xiàn)象的發(fā)生，保證騎行者的人身安全。
[0042]優(yōu)選的，所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)的中部設(shè)有軸承支架52，所述軸承支架上依次套設(shè)有軸承7和換向滑環(huán)8，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上間隔設(shè)有兩電刷9，所述下蓋與所述上蓋合蓋時，兩個所述電刷排布于所述換向滑環(huán)相對的兩側(cè)。這樣，軸承支架設(shè)計在下蓋內(nèi)，軸承、換向滑環(huán)依次安裝在支架上，能夠有效防止水沿著軸承進入殼體，增加防水性。且采用滑環(huán)和電刷分體設(shè)計及電刷側(cè)向安裝的結(jié)構(gòu)，有利于減小產(chǎn)品厚度，有效解決產(chǎn)品的厚度問題，可使上合蓋下蓋合蓋后產(chǎn)品厚度小于10mm。
[0043]優(yōu)選的，所述電刷和換向滑環(huán)為貴金屬材質(zhì)。貴金屬材質(zhì)的電刷和換向滑環(huán)能夠有效解決產(chǎn)品壽命問題，能夠使產(chǎn)品的使用壽命達到5000萬轉(zhuǎn)。
[0044]優(yōu)選的，所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)是:所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈U型槽53，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈卡環(huán)，所述卡環(huán)插置于所述U型槽內(nèi)。這樣，通過上蓋與下蓋U型槽的設(shè)計，可以有效解決防水問題。
[0045]以上實施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:包括由外向內(nèi)依次同軸設(shè)置的曲柄(I)、活動盤(2)和齒盤(3)，所述曲柄與所述活動盤中部固定連接，所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置，所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)間隔固設(shè)有至少一個應(yīng)變式傳感器(4)，所述活動盤上相鄰每個應(yīng)變式傳感器一側(cè)設(shè)有第一凸塊(21)，對應(yīng)每個應(yīng)變式傳感器，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第一卡口(31 )，每個所述應(yīng)變式傳感器和所述第一凸塊共同插置于所述第一卡口內(nèi)，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤朝向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述應(yīng)變式傳感器擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動，所述曲柄驅(qū)動所述活動盤背向騎行方向轉(zhuǎn)動時，所述第一凸塊擠壓所述第一卡口帶動所述齒盤轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述活動盤與所述齒盤軸向止動周向相對活動設(shè)置的結(jié)構(gòu)是:所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)周向間隔均勻固設(shè)有若干個第二凸塊(22)，對應(yīng)每個第二凸塊，所述齒盤朝向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有第二卡口(32)，所述第二凸塊插置于所述第二卡口內(nèi)軸向止動周向活動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述活動盤朝向所述齒盤的一側(cè)以中心為對稱點間隔固設(shè)有兩個所述應(yīng)變式傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變式傳感器包括電阻應(yīng)變片和彈性體，所述電阻應(yīng)變片貼裝于所述彈性體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述齒盤背向所述活動盤的一側(cè)設(shè)有防水外殼，所述防水外殼內(nèi)包括下蓋(5)和上蓋(6)，所述下蓋朝向所述下蓋的一側(cè)間隔固設(shè)有若干個磁珠(51)，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上固設(shè)有信號處理電路板(61)，所述信號處理電路板上設(shè)有霍爾傳感器，所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5任一項所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)的中部設(shè)有軸承支架(52)，所述軸承支架上依次套設(shè)有軸承(7)和換向滑環(huán)(8)，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)上間隔設(shè)有兩電刷(9)，所述下蓋與所述上蓋合蓋時，兩個所述電刷排布于所述換向滑環(huán)相對的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6任一項所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述電刷和換向滑環(huán)為貴金屬材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動車用應(yīng)變式力矩傳感器，其特征在于:所述下蓋和所述上蓋圍成一收容空間，所述下蓋相對所述上蓋軸向止動周向轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)是:所述下蓋朝向所述上蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈U型槽(53)，所述上蓋朝向所述下蓋的一側(cè)靠近周邊形成有一圈卡環(huán)，所述卡環(huán)插置于所述U型槽內(nèi)。
【文檔編號】G01L5/22GK104236782SQ201310248273
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】王曙光 申請人:捷奧比電動車有限公司