CN219487666U - 无链传动自行车的传感器结构 - Google Patents

Abstract

无链传动自行车的传感器结构，五通本体穿设有脚踏中轴，脚踏中轴连接有花键套，花键套套设有五通齿轮，花键套的周壁贴附有应变片，保护壳插接有电路板母卡套，该电路板母卡套与保护壳之间夹接有感应器母电路板，脚踏中轴穿设有电路板公卡套，该电路板公卡套连接有感应器公电路板，感应器公电路板连接有磁铁齿环，感应器母电路板对应连接有齿数感应器，本实用新型通过在中轴传动结构内加入扭力传感器机构和速度传感器机构获取变量信号数据控制电动助力，实现脚踩出力与电动助力的比例控制，达到节能延长续航的目标，提高骑行舒适度，使扭力传感器机构可以精准感应脚踏扭力的数据信号，骑行时上坡吃力能有效多补驱动能，下坡轻松能够少补驱动能。

Description

无链传动自行车的传感器结构

技术领域

本实用新型涉及电动助力车技术领域，更具体地说，尤其涉及无链传动自行车的传感器结构。

背景技术

电动助力车是一种既拥有助力车的轻巧和便捷性，又能够有效弥补助力车上坡、逆风、载物时的负担感的个人交通工具。而电动助力车的控制技术与骑行者的骑行体验密切相关，因此电动助力车的控制技术具有研究和使用价值。

现有的电动助力车控制技术大多是通过后钩爪传感器采集人踩脚踏产生的力矩值，实现对驱动装置的助力输出控制。然而后钩爪传感器设置在助力车后端，人踩脚踏的力量需要经过曲柄、链轮和链条才能传递给此传感器，中间经过的环节过多，造成感应力矩值不精准而且测试会有延迟，导致助力车驱动装置的助力输出控制精度差，响应速度慢，骑行者的骑行体验降低。

中国专利公开文件：一种助力车的控制方法及***，公告号：CN109421883，提出了采用所述应变片在所述助力车的脚踏受力的过程中产生阻值变化来给控制器回传信号，从而控制助力车功率的输出，但这种通过监控脚踏的受力情况，并不能很准确地监控到车轮的实际阻力情况，因此监控并不能很准确。

实用新型内容

本实用新型针对上述缺点对现有技术进行改进，提供一种无链传动自行车的传感器结构，技术方案如下：

无链传动自行车的传感器结构，包括有五通本体1，所述五通本体1的中部穿设有脚踏中轴2，所述脚踏中轴2通过花键齿3连接有花键套4，该花键套4的一端套设有五通齿轮5，所述五通齿轮5与花键套4之间通过花键套棘齿6连接，所述花键套4的周壁贴附有应变片7，外侧套设有保护壳8，且所述保护壳8的一端与花键套4之间装设有支撑轴承9，所述保护壳8位于支撑轴承9相对向的一端插接有电路板母卡套10，该电路板母卡套10与保护壳8之间夹接有感应器母电路板11，所述脚踏中轴2位于感应器母电路板11与花键套4之间穿设有电路板公卡套12，该电路板公卡套12的一侧连接有感应器公电路板13，所述感应器公电路板13位于感应器母电路板11的一侧连接有磁铁齿环14，所述感应器母电路板11对应磁铁齿环14连接有齿数感应器15。

所述五通本体1包括有五通外套16和连接于所述五通外套16一端的端盖17，所述五通外套16与脚踏中轴2和所述端盖17与脚踏中轴2之间均连接有密封圈18。

进一步，所述脚踏中轴2与五通外套16之间装设有活动轴承20。

所述五通齿轮5的内侧设有五通齿内棘19，并通过所述五通齿内棘19与花键套棘齿6相啮合，使五通齿轮5与花键套4配合传动，所述花键套4与脚踏中轴2和所述五通齿轮5与端盖17之间均设有活动轴承20。

所述花键套4与保护壳8之间位于支撑轴承9的一端装设有油封圈24。

进一步，所述脚踏中轴2位于活动轴承20处装设有使活动轴承限位的卡扣25。

所述电路板母卡套10为阶梯状结构，其内侧与外周连通并开设有出线孔21。

所述电路板母卡套10位于感应器母电路板11相对向的一端从内到外依次穿设有密封圈18和封盖22。

所述脚踏中轴2位于电路板母卡套10的一端扣接有用于防止电路板母卡套10移动的限位卡扣23。

所述感应器母电路板11与所述感应器公电路板13均采用霍尔感应器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在中轴传动结构内加入扭力传感器机构和速度传感器机构获取变量信号数据控制电动助力，实现脚踩出力与电动助力的比例控制，达到节能延长续航的目标，提高骑行舒适度，使扭力传感器机构可以精准感应脚踏扭力的数据信号，骑行时上坡吃力能有效多补驱动能，下坡轻松能够少补驱动能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3的局部放大图；

图5为速度传感器机构的内部结构图；

图6为本实用新型的分解结构图；

包括：1、五通本体；2、脚踏中轴；3、花键齿；4、花键套；5、五通齿轮；6、花键套棘齿；7、应变片；8、保护壳；9、支撑轴承；10、电路板母卡套；11、感应器母电路板；12、电路板公卡套；13、感应器公电路板；14、磁铁齿环；15、齿数感应器；16、五通外套；17、端盖；18、密封圈；19、五通齿内棘；20、活动轴承；21、出线孔；22、封盖；23、限位卡扣；24、油封圈；25、卡扣。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述，详细如下：

无链传动自行车的传感器结构，包括有五通本体1，五通本体1的中部穿设有脚踏中轴2，脚踏中轴2通过花键齿3连接有花键套4，该花键套4的一端套设有五通齿轮5，五通齿轮5与花键套4之间通过花键套棘齿6连接，花键套4的周壁贴附有应变片7，外侧套设有保护壳8，且保护壳8的一端与花键套4之间装设有支撑轴承9，保护壳8位于支撑轴承9相对向的一端插接有电路板母卡套10，该电路板母卡套10与保护壳8之间夹接有感应器母电路板11，脚踏中轴2位于感应器母电路板11与花键套4之间穿设有电路板公卡套12，该电路板公卡套12的一侧连接有感应器公电路板13，感应器公电路板13位于感应器母电路板11的一侧连接有磁铁齿环14，感应器母电路板11对应磁铁齿环14连接有齿数感应器15。

在骑行脚踏时，脚踏中轴2、电路板公卡套12、感应器公电路板13、磁铁齿环14、花键套4、花键齿3、限位卡扣23和应变片7旋转，扭力传感器机构感应脚踏扭力，当脚踏加力给脚踏中轴2时，脚踏中轴2通过花键齿3与花键套4的花键结合，将动力传到花键套4，花键套4右端安装了一个花键套棘齿6，并通过花键套棘齿6与五通齿轮5的五通齿内棘啮合，使动力驱动五通齿轮5旋转。五通齿轮5通过两组伞齿轮将动力输出到后轮（图未示）。花键套4外圆贴附有应变片7，当花键套4受到力时会产生极其微小的扭力变形作用在应变片7上，通过应变片7的一些微小的变形信号，花键套4左端安装有用于采集应变片7的微小变形信号的信号采集器，经过运算就能得到在踩踏时候的力矩大小，从而通过力矩的大小信号控制驱动电机的力矩输出（花键套4有一定形变能力，其为钢铁零件，花键套4在骑行脚踏时为旋转状态。

速度传感器机构：当脚踏加力给脚踏中轴2时，电路板公卡套12套在脚踏中轴2上转动，电路板公卡套12套有感应器公电路板13随动，磁铁齿环14随动，感应器母电路板11通过电路板母卡套10卡固在保护壳8中不旋转，磁铁齿环14旋转和齿数感应器15互为数齿数感应，齿数感应器15感应磁铁齿环14获取信号，本实用新型为数磁铁齿数量感应输出信号，再控制速度。

五通本体1包括有五通外套16和连接于五通外套16一端的端盖17，五通外套16与脚踏中轴2和端盖17与脚踏中轴2之间均连接有密封圈18，脚踏中轴2与五通外套16之间装设有活动轴承20。

五通齿轮5的内侧设有五通齿内棘19，并通过五通齿内棘19与花键套棘齿6相啮合，使五通齿轮5与花键套4配合传动，花键套4与脚踏中轴2和五通齿轮5与端盖17之间均设有活动轴承20，花键套4与保护壳8之间位于支撑轴承9的一端装设有油封圈24，脚踏中轴2位于活动轴承20处装设有使活动轴承限位的卡扣25，脚踏中轴2位于电路板母卡套10的一端扣接有用于防止电路板母卡套10移动的限位卡扣23，限位卡扣23，刚性限位，顶住封盖22强度高，左边也有一限位卡扣，卡扣25推入咬合脚踏中轴2限位活动轴承20；油封圈24套在保护壳8内，密封花键套4左外侧到保护壳8内腔范围，防电子器件腐蚀包括应变片7，限位卡扣23限位电路板公卡套12及防油作用电路板公卡套12本有防油向左泄露作用。

电路板母卡套10为阶梯状结构，其内侧与外周连通并开设有出线孔21，电路板母卡套10位于感应器母电路板11相对向的一端从内到外依次穿设有密封圈18和封盖22。

感应器母电路板11与感应器公电路板13均采用霍尔感应器。

本实用新型通过在中轴传动结构内加入扭力传感器机构和速度传感器机构获取变量信号数据控制电动助力，实现脚踩出力与电动助力的比例控制，达到节能延长续航的目标，提高骑行舒适度，使扭力传感器机构可以精准感应脚踏扭力的数据信号，骑行时上坡吃力能有效多补驱动能，下坡轻松能够少补驱动能。

力矩传动轴原理：电动助力自行车无链力矩传动轴，内部主要部件由中轴、轴套、齿轮、应片传感器、信号无线传输和力矩信号处理电路等组成。轴套上采集的力矩信号和供电，采用双线圈无线供电和无线传输力矩信号，电磁耦合谐振式无线传输模式，使中轴转动的动态力矩信号变成了中轴外的静态力矩信号，便于有线传输和处理。骑行时人力通过曲柄将力传递到中轴上，中轴上的花键与轴套连接，轴套再通过花键与齿轮连接，齿轮将人力传递给自行车后轮，同时安装在轴套上的应片传感器产生对应的力矩电信号，力矩信号微机处理后通过无线传输给中轴外的接收电路，接收电路将信号处理后输出给马达控制器，控制马达输出功率的大小，实现脚踩出力与电动助力的比例控制，达到节能延长续航的目标，提高骑行舒适度。

其中：力矩传感器工作原理为传感器可以感受力矩的物理变化并将其转换成可输出理解的信号，从而测量出力矩的大小。它的构成部分大概有：磁检测器、扭力轴、壳体还有转筒。力矩传感器在工作过程中使用了相位差概念、磁电转换原理以及数字显示的测量方法，力矩传感器绝佳的安装位置使得它能够有极好的承受能力，无论是对于承受压力还是测量力矩上都有较为突出的效果。当中轴受到力时会产生极为细微的扭力形变，而通过测量中轴表面的一些细微的形变信号就可以得到在踩踏的时候的的力矩大小，这样测量的精度非常高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.无链传动自行车的传感器结构，包括有五通本体（1），所述五通本体（1）的中部穿设有脚踏中轴（2），其特征在于，所述脚踏中轴（2）通过花键齿（3）连接有花键套（4），该花键套（4）的一端套设有五通齿轮（5），所述五通齿轮（5）与花键套（4）之间通过花键套棘齿（6）连接，所述花键套（4）的周壁贴附有应变片（7），外侧套设有保护壳（8），且所述保护壳（8）的一端与花键套（4）之间装设有支撑轴承（9），所述保护壳（8）位于支撑轴承（9）相对向的一端插接有电路板母卡套（10），该电路板母卡套（10）与保护壳（8）之间夹接有感应器母电路板（11），所述脚踏中轴（2）位于感应器母电路板（11）与花键套（4）之间穿设有电路板公卡套（12），该电路板公卡套（12）的一侧连接有感应器公电路板（13），所述感应器公电路板（13）位于感应器母电路板（11）的一侧连接有磁铁齿环（14），所述感应器母电路板（11）对应磁铁齿环（14）连接有齿数感应器（15）。

2.根据权利要求1所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述五通本体（1）包括有五通外套（16）和连接于所述五通外套（16）一端的端盖（17），所述五通外套（16）与脚踏中轴（2）和所述端盖（17）与脚踏中轴（2）之间均连接有密封圈（18）。

3.根据权利要求2所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述脚踏中轴（2）与五通外套（16）之间装设有活动轴承（20）。

4.根据权利要求1所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述五通齿轮（5）的内侧设有五通齿内棘（19），并通过所述五通齿内棘（19）与花键套棘齿（6）相啮合，使五通齿轮（5）与花键套（4）配合传动，所述花键套（4）与脚踏中轴（2）和所述五通齿轮（5）与端盖（17）之间均设有活动轴承（20）。

5.根据权利要求1或4所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述花键套（4）与保护壳（8）之间位于支撑轴承（9）的一端装设有油封圈（24）。

6.根据权利要求4所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述脚踏中轴（2）位于活动轴承（20）处装设有使活动轴承限位的卡扣（25）。

7.根据权利要求1所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述电路板母卡套（10）为阶梯状结构，其内侧与外周连通并开设有出线孔（21）。

8.根据权利要求1或7所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述电路板母卡套（10）位于感应器母电路板（11）相对向的一端从内到外依次穿设有密封圈（18）和封盖（22）。

9.根据权利要求1所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述脚踏中轴（2）位于电路板母卡套（10）的一端扣接有用于防止电路板母卡套（10）移动的限位卡扣（23）。

10.根据权利要求1所述的无链传动自行车的传感器结构，其特征在于，所述感应器母电路板（11）与所述感应器公电路板（13）均采用霍尔感应器。