六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供_種具扭力伽彳之輪圈馬達，尤指於輪圈 馬達内裝設有扭力侦測裝i，利用扭力侧裝置侧使用者 施力大小，讓動力馬達提供相對應之動力，進而達到輔助使 用者施力之目的。 【先前技術】 按’電動自行車為目前頗為風行之交通代步I具之一， 特別是在於環保、節能減碳之觀念普遍雜人心之環境趨勢 下’電動自行車⑽有逐漸取代自行車成為未來輕型代步工 具^主流；然:而，在電動自行車結射，最主要之動力來源 為堵如電料達之働傳_力源，因此，必需善加控制此 =助傳軸力源之運轉，方可使縣自行車在運轉及行驶 W ,過程中’達到人車一體之效果，否則只有徒增電力能 源耗損及增添人貞縣操作之安全問題。 —六而/般傳統之電動自行車結構中，簡單之辅助傳 絲作方式暇將該電輔助傳動動力源（如輪圈馬 動開2自棘抓她，㈣議作把手上之電 輔助傳動 傳動動力源，經由騎乘者手指壓按操作來啟動該輔助 ，因此，兮姑〃傳動動力源投入全功率之辅助動力 χ助動力源之輸出辨並未經適當之控制及調整 ’極易造成無謂之電力浪ff;舉 車啟動時，該輔助觸動力源必需投續:^ Γ動自行 助電動自行車運轉，或是在於下坡或平坦H力時: :广源，全切斷不提供輔助動力或二： 由於=，上娜樓自行車辅助動力輸出扭力控制， 力”γ讀·號為單純之開、關靠，且所投入之輔助 之丑力亦為最大，並無法自動視該電動自行車之實際腳 ^踩踏_及财來作及鶴，除了極易造成無謂的 及人力浪料，在該魏自財行駛之過財，也極易 產生輔助動力_投人或靖讀況發生，如起步及停車， 由於該__動力源於咖投人之扭力改變域，使該電 動自行車產生晃動或震動不穩之狀態，而無法使該電動自行 車產生人車一體之效果。 疋以便有廠商針對此一問題研發出扭力偵測裝置，請 參閱第十圖所示’其係、於輪圈馬達外殼Α上設有基㈣，且 基座B中央設有供軸承B丄丄設置之轴孔B丄，並於基座b 外側延伸有呈間隔狀之四推抵座B 2，再於四推抵座B 2之 間分別設有E)定座C，且四推抵邮2、ID定座C於相鄰側 祝有磁性元件B 21、C1，並於同側裝設有彈性元件d， 其使用時’為利用基座B受力旋轉，使各推抵座B 2抵壓彈 性元件D產生彈性變形，如此一來，各推抵座b 2上之磁性 1379793 元件B 2 1便會改變位置，再透過磁性感測器來_得到複 數磁性元件B21、C1之位置，便可依據位置計算得到扭 力大小，再啟動馬達提供相對應之動力。 然而，目前之扭力偵測裝置，仍存在缺失有待改善，如 卜）該基座B及i]定座C為具妓於雜元件〇之厚卢， 不僅使得體積增大、重量增加，更因使用較多材二而 使製造成本較為昂責。 (二）該四推抵座B2、固定座c於相_設有磁性元仙 ^ 1、c 1 ’自行車啟動時，便需先施力踩動腳踏板 旋轉1 /4圈以上，磁性感測器才會細到扭力大小 並啟動馬達，若需以複數細扭力值平均後才啟動馬 達，更是需先踩動腳踏板旋轉達1/2圈以上，如此 便會產生在最需馬達輔助動力時，無法及時辅助施力 之缺失，且因磁性元件B2l、ci的距離間隔大， 導致無法精準的偵測扭力。 上述制之扭力_裝置，因具有諸多問題與缺失，此 即為本發贴軸行業麵錢轉之目標所在。 【發明内容】 方’二二月人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多 斷試作及修改，始設料此射=積之多年經驗，經由不 種可縮減體積並依訊號大小決定 6 1379793 輸出動力之具扭力伯測之輪圈馬達的番明專利者。 本發明之主要目的乃在於，該可喊置之輪殼或連動盤 可隨使用者施力大小，推動從動旋動柵盤或主動旋動柵盤旋 動讓第-受_區與第二受伽·樞產生變化，使其可供一組 以上之感測器偵測得到扭力大小，並啟動動力馬達提供相對 應最有效之漏動力，藉以達_輕使用者施力操控車辆前 行之力道並降低疲勞感。 本發明之次要目的乃在於，該可練置為_連動盤帶 動主動旋動柵盤或以輪殼帶動從動旋動栅盤，由於主動旋動 柵盤與從動旋動栅射分別設有更多數量、更密集之複數孔 槽、槽孔，使感測器可進行更精準的_，便可在車輛剛啟 動或攸坡日f，㈣提鶴力輔助，如此便可讓制者在不同 環境下’皆可達到無時間差且輕鬆帶動車輛前行之目的。 本發明之另-目的乃在於，可動裝置可细殼蓋一體成 型有主動_栅盤或從峽输盤，並可於減速齒輪組之不 動體或不動裝置上的固定架上凹設有供感測器電路板置入之 凹槽’不縣製造成本降低、減少組裝步驟、組裝時間，更 可確實縮減輪圈馬達之體積、重量。 【實施方式】 為達成上述目的及功效’本發明所採用之技術手段及其 構造，騎®就本發明讀佳實施懈加制其特徵與功能 如下，俾利完全瞭解。 請參閱第一、二圖所示，係為本發明較佳實施例（一） 之側視剖面圖、前視圖，由圖中可以清楚看出，其具扭力偵 挪之輪圈馬達係包括不動裝置1、受外力帶動車輪轉動之可 動裝置2、帶動可動裝置2進行轉動之動力馬達3及受到可 動裝置2連動之彈性元件4所組成，其中： 該不動裝置1為裝設於車輛5上，不動裝置1為於中心 車411内凹設有貫穿槽111，並於中心軸11上設有減速 齒輪組12 ’且不動裝置1為於適當位置設有感測器13， 其感測器13可為-組以上之霍爾（Ha 1 1)元件、編譯 器（Encorder)、紅外線（光）偵測器、電容偵測 器或其他偵測元件，且感測器13為以電路板131連接有 由貫穿槽111穿設至外部之訊號線丄3 2。 该可動裝置2與不動裝置1之間形成有容置空間2〇， 且可動裝置2為設有罩覆於不動裝置1外側並連接車輪5工 之輪殼21，輪殼21—侧設有殼蓋2工工，且殼蓋2工工 上穿設有一個以上之鏤空槽2111，其殼蓋21丄又凸設 有凸轴2112並設有限位塊2113，並於輪殼21-側 «又有連動模組2 2，連動模組2 2並於殼蓋211ώ軸21 12外部上套設有供使用者施力帶動之鏈條傳動之鍊輪2 6 及其鎖合的鍊輪座221，且殼蓋21!之凸轴2112與 鍊輪座2 21於套接之相鄰處可呈相對應之齒狀、螺紋狀、 長條狀或讀職断觸騎構，而鍊輪座2 2 !則設有 可供限位塊2113於内部進行位移之限位槽2 2丄i，鍊 輪2 6又連設械其时旋轉之連纏2 2 2，其連動盤2 2 2上穿設有-個以上可f入鏤空槽2 i i i之連接㈣2 3 ’並可於連接轴2 2 3外側套設有套筒2 2 4，其輪殼^ 1於容置空間2 0 -側設有具複數第—受_區2 3丄之從 動域柵盤2 3 ’且連軸組2 2-嫩有與從練動柵盤 2 3相疊置並透過連接軸2 2 3與連動盤2 2 2固接之主動 旋動栅盤24，並於主動旋動柵盤24上設有相對應於複數 孔槽2311側邊之複數第二受偵測區24i，且第一受偵 测區2 31與第二受偵測區2 4 i可分別設有孔槽2 3工工 、槽孔241 1 ’使具複數第—受細區231之從動旋動 栅盤2 3與具複數第二受偵測區2 4 i之主動旋動柵盤2 4 呈相對應之餘狀·孔狀，此外，殼蓋2 i丨的凸轴2工 12套接在鍊輪座2 21的限位塊2113與限位槽2 21 1的滑動間距，可小於連動盤2 2 2的連接轴2 2 3在鐘空 槽2 1 1 1_位間距，以減少連接軸2 2 3較力而增加 產品的壽命。 摘力馬達3為裝設於可動裝置2容置空間2 0内之不 動裝置1上’且動力馬達3可為有刷、無刷、超音波、高速 、中速、低速、有齒、無齒、垂直碳刷、平行碳刷或其他型 式。 挪Hit件4之二端為受可動裝置2之輪紅1及連動 1379793 模組2 2施力，彈性元件4可為彈簧、彈片、迴捲式彈簧、 優力膠或其他具彈性之元件。 請參閱第一、二、七圖所示，係為本發明較佳實施例（ 一）之側視剖面圖、前視圖、較佳實施例（四）使用時之立 體剖面圖’由圖中可以清楚看出，該鍊輪座2 2工受外力帶 動旋轉時，可使連練2 2 2畔婦，便可滅彈性元件 4使其彈性變形，再透過帶動連接袖2 2 3讓主動旋動拇盤 2 4亦進行同步位移，其連接轴2 2 3便會在鏤空槽2工工 1内進行位移，讓主動旋動栅盤2 4之複數第二受偵測區2 4 1與從動旋動柵盤2 3之第-受細區2 3丄產生重疊而 形成變化’且於各連接軸2 2 3由鏤空槽2!i!一側位移 至抵推細或施力雜性元件4無法繼續彈性變形時，輪殼 21及成蓋211便可文到鍊輪座2 2工與連動盤2 2 2帶 動產f旋轉，而感· 1 3射_第-受偵顺2 3工與 第-又動m2 41之變化大小，並傳送訊號讓動力馬達3 產生相對應大小之動力以㈣可練置2及車輪5 i進行滚 動，讓使用者更為省力。 ^連動盤2 2 2會根據扭力大小堡縮需要與殼蓋2工玉 之間所設的—種或—種以上之各種不_式之彈性元件4， 便可利用連_2 2 2帶触__盤2 4同步位移，其 :區2 3 1與第二受偵測區24 i可分別設有孔槽 、槽孔2 411，由於從動旋動柵盤2 3與主動旋 10 動栅盤2 4在原始狀態下係呈父錯狀且為無縫隙或且微小縫 隙，而當連動盤2 2 2帶動主動旋動柵盤2 4位移時則會出 現間距變化’此時，-組以上之感測器！3便會偵測到從動 旋動柵盤2 3與主動旋動柵盤2 4之間距大小。 另，4感測益13之訊成線132為由貫穿槽111穿 6又至外部，且感測器13為設置於不動裝置1上，當可動裝 置2旋動時，感測器丄3並不會隨之碌動，進而可避免訊號 線13 2產生絞線、扭斷之缺失。 請參閱第一、三圖所示，係為本發明較佳實施例（一） 之侧視剖面圖、較佳實施例（二）之側視剖面圖，由圖中可 以清楚看出，該減速齒輪組^ 2可於不動體121上凹設有 凹才3 1 2 1 1，而感測器13為設有可容置於凹槽1211 内之電路板131，雜ϋ馬達6整體厚度可變薄，亦可於 不動裝置1之巾心軸11上固設有供感測^13定位之固定 架14 ;該從動旋動柵盤2 3除可鎖固於殼蓋2丄丄，亦可 由殼蓋2 1 1 -體成财從動旋動滅2 3，再者，從動旋 動拇盤2 3與主動旋動栅盤24也可視設計需要而相互交換 登置之位置’故主動旋動栅盤2 4亦可鎖ID於殼蓋2 1 1或 由蓋2 1 1 —體成型所製成，使得從動旋動柵盤2 3不需 另外製w、組裝，不僅可讓整體厚度薄化，更可節省製造成 本及組裝之步驟、時間。 月 > 閱第、四、五、六、七圖所示，係為本發明較佳 1379793 實施例（一）之侧視别面圖、較佳實施例（三）之立體分解 圖、較佳實施例（四）之立體分解圖'前視圖、使用時之立 體剖面圖，由圖中可以清楚看出，該連動盤2 2 2可延伸有 穿過殼蓋211供鍊輪2 6固接之連接部2 2 21，其連動 > 盤2 2 2另側則固接有主動旋動栅盤2 4，且連動盤2 2 2 於外側設有複數推抵部2 2 2 2，並於推抵部2 2 2 2外側 延設有寬度較窄之抵壓部2 2 2 3，且殼蓋211又固設有 可供從動方疋動栅盤2 3固接於相對另侧之從動旋動盤2 5 , · 從動旋動盤2 5為於t央設有供連動盤2 2 2置入之容置槽 2 51 ’並於容置槽2 51朝外設有呈階梯狀以供推抵部2 2 2 2及抵壓部2 2 2 3置入後可進行旋動之複數旋抵槽2 5 2，再於各旋抵槽2 5 2内設有供抵壓部2 2 2 3旋動抵 壓之彈性元件4。 s鍊輪2 6受到使用者施力時，鍊輪2 6將會帶動連動 盤2 2 2旋動’連動盤2 2 2便會根據扭力大小壓軸從動 鲁 旋動盤2 5之間所設的彈性元件4，由於連動盤2 2 2之推 抵部2 2 2 2無動_盤2 5之·具有小f植可供軸 (如2mm、3mm或其他尺寸），便可利用連動盤222 帶動主動旋動柵盤24同步位移，讓從動旋動柵盤2 3與主 動旋動柵盤2 4位移後出現間距，更因連動盤2 2 2旋動位 移二者之間的小間距後，便會推抵殼蓋2 i丄使其一起位移 ’便可使主動旋動栅盤2 4僅於-預歧離内位移，此時， 12 、’且以上之感測器1 3便可偵測到從動旋動拇盤2 3與主動 旋動柵盤2 4之間距大小。 再者，以軟體透過電子方式對間距進行放大、區分複數 階層，便可透過感測器13所偵測到從動旋動栅盤2 3與主 動旋動栅盤2 4的間距計算得到扭力大小（如i 〇 〇%、7 5%、50%、25%、0%等），再將訊號傳至動力馬達 3，便可讓動力馬達3作預定比率之動力輸出，如此便可在 使用者用力踩踏板時，以動力馬们提供較大動力讓使用者 踩踏較為輕鬆，而使用者以較小力道踩踏板時，動力馬達3 則會提供較销力，不僅可讓使用者__，更可讓腳踏 車的速度不至於提昇太快，進而達到速度準確操控之效果。 另，該從動旋動栅盤2 3與主動旋動柵盤2 4可設有較 多數量之第-受偵測區2 3 i及第二受侧區24 i，當主 動旋動栅盤24開始旋動時，因複數第一受偵測區2 31及 複數第二受細區2 4 1之間的轉魏，細n 1 3便可 馬上感測到使用者的踩踏力道，並在使用者起步或遇到爬坡 之瞬間’辦啟動動力馬達3來提供動力，讓使用者在最需 要施力踩踏的時候，輕鬆施力即可達到相同效果。 此外，該不動裝置1可裝設有二組以上之感測器13 , 使主動旋動栅盤2 4旋轉時，可利用二組以上之感測器！3 進仃感測’再依據侧訊號之順序判斷得到鍊輪2 6之旋轉 方向’使得鍊輪2 6受力朝反向旋轉時，動力馬達3可停止 13 供應動力，以聽使用者不想朝前進時，持續前行而發生危 險’然感測器13亦可藉由從動旋動栅盤2 3與主動旋動柵 盤2 4旋動時’二者之間所產生之間距亦隨之旋動的特性， 來計算制魏’以更精準的投人更人性化計算的速度、電 流、電壓輸出、輸入，更可作為速度限制用途。 "月參閱弟一四、五圖所示，係為本發明較佳實施 例㈠之側視剖®圖、較佳實施例（二）之側視剖面圖、 較佳實施例（二）之立體分解圖、較佳實施例（四）之立體 分解圖’由圖中可μ清楚看出，該彈性元件4除可裝設於 蓋2U與連触22 2之間，且以元件4二端分別抵 持於殼蓋2 1 1與連缝2 2 2歧分職持於殼蓋2工i 與鍊輪26與鍊輪座221，亦可於殼蓋2丄丄一個以上之 鏤空槽2111填人優力膠所製成之彈性元件4， 達6可裝設-種以上之彈性元件4，其僅具連動盤2 2 2旋 動時可供其抵持’讓施力賴成為相對應之位移，使從動旋 動栅盤2 3與主動旋動栅盤2 4可產生相對比例之位移間距 ’以供感測器1 3進行侧之功能即可，而從動旋動桃盤2 3與主動旋_盤24m貞測區231及第二受制 區2 41除可分別設置孔槽2 3!i、槽孔2 4 i丄之外， 其第-划貞親2 3 1及第二受鋼區24 w可直接設置 複數呈間驗之第-雜雜2 3 ! 2、第二磁性元们4 ^，或於孔和⑴及槽似川内分概設第一磁 1.379793 性元件2 312、第二磁性元件2 412，其僅具透過第一 磁性元件2 312與第二磁性元件2 412之間相對位移產 生間距，讓磁場出現變化，以供感測器i 3偵測磁場變化的 大小，再計算轉換成扭力大小之功能即可，上述之等效變化 ，非因此即侷限本發明之專利範圍，如利用其他修飾及等效 結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍内，合予陳明 〇 明參閱第一、八、九圖所示，係為本發明較佳實施例（ 一）之側視剖面圖、較佳實施例（五）之立體外觀圖、較佳 實施例（六）之立體外觀圖，由圖中可以清楚看出，該輪圈 馬達6可裝設於腳踏車、麟或其伽電力獅帶動輪子轉 動之車輛上，其可動裝置2可於輪殼21外緣朝外延伸連接 車輪51，腳踏車為利用腳踩施力於鍊輪2 6 ,讓鍊輪2 6 帶動連動盤2 2 2來推動殼蓋211與輪殼21進行旋動， 使車輪51可隨之進行滾動，當輪圈馬達6裝設於輪椅時， 使用者以手推動扶手®來帶動其固設之車輪5 i，而車輪5 1則帶動可動裝置2之輪殼21及殼蓋211同步位移，讓 固设於设蓋211或從動旋動盤2 5之從動旋動栅盤2 3產 生旋動’感測器13便可對從動旋動柵盤2 3與主動旋動栅 盤2 4產生之位移間距進行侧’喃力馬達3可依據感測 器13偵測之結果提供相對應之動力，讓使用者僅需施加較 小之力罝，便可推動輪椅移動，且輪椅左右之車輪5 ^可分 15 別連接有輪圈馬達6，當使用者左右手施加不同力道時，各 輪圈馬達6便會提供不同動力讓輪椅達到前進、左轉或右轉 之效果然上述之結構、褒置除可使用於輪椅之外，亦可應 用於電動單輪車上，二者都藉由扭力躺來得知推力大小， 並以此進行不同之顧，上狀騎車、輪椅、單輪車係為 %知之技術，且該細部構成非本案發明要點，茲不再贅述。 上述本發明之具扭力偵測之輪圈馬達於實際使用時為 具有下列各項優點，如： (—)該可動裝置2之連動盤2 2 2或輪殼21可隨使用者 施力大小，旋轉抵壓彈性元件4產生變形，同時帶動 從動旋動柵盤2 3或主動旋動柵盤2 4作相對位移， -組以上之感測器1 3即可檢測二者第—受伽恨2 31及第二受偵測區2 41之間產生的變化，並依數 據大小啟動動力馬達3來提供相對應之輔助動力。 (二）該可動裝置2為利用連動盤2 2 2帶動主動旋動桃盤 24或透過輪殼21帶動從動旋動柵盤23，且主動 旋動栅盤2 4與從動旋動柵盤2 3為分別設有較密之 複數孔槽2311、槽孔24U或複數第-磁性元 件23i2、第二磁性元件2412，使得主動旋動 拇盤2 4或從動旋動柵盤2 3 -轉動時’複數感測器 13便可及時_到扭力，動力馬達3即可於使用者 需施加較大力道之時候，及時且無時間差的啟動動力 1379793 馬達3來提供動力。 (三） 該可動裝置2受到使用者施力時，可依據複數感測器 13偵測從動旋動柵盤2 3與主動旋動柵盤2 4之位 移間距或磁場改變所得之施力大小，透過軟體以電子 方式放大訊號來達到精細偵測之效果，便可啟動動力 馬達3來提供相對應百分比之動力，讓使用者在不同 情況下皆可受到動力馬達3輔助動力，進而提昇操縱 • 上之輕鬆度，更可讓車輛之速度恰為使用者所需（如 下坡時停止辅助動力、平路減連時降低輔助動力等） ，以避免車輛產生速度不受控制之情形，便可提昇使 用上之安全性。 (四） 該可械置2可利用殼蓋2 1 !-體成型有從動旋動 栅盤2 3，並可於減速齒輪組12之不動體121上 凹設有供感測器13電路板！3工置入之凹槽丄2工 鲁 1，且便可確實縮減輪圈馬達6之體積、重量。 (五） 該輪_馬達⑽設有的固定架丨4亦可供感測器丄3 之電路板131置放、固設，可視該動力馬達3的構 造設計、置放位置，如動力馬達無減速設計或無適當 的不動體121來利用，則可直接將固定架丄4設置 在不動裝置1之任何適當位置上。 故’本發明為主要針對具扭力偵測之輪圈馬達惟，以 上所述僅為本發明之較佳細相已，制此即舰本發明 17 1379793 之專利範®，故舉凡運縣發明_書賴式内容所為之簡 易修部及紐雜魏，均綱理包含於本發仅專利範園 内’合予陳明。 綜上所述’本發明上述之具扭賴測之輪圈馬達於實施 、操作時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實 用性優異之發明’騎合翻專利之申請要件，爰依法提出 申請，盼審委早日賜准核，哺障翻人之辛苦研發， 倘若触貴審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定 當竭力配合，至感德便。
L379793 【圖式簡單說明】 第一圖係為本發明較佳實施例（一）之側視剖面圖。 第二圖係為本發明較佳實施例（一）之前視圖。 第三圖係為本發明較佳實施例（二）之側視剖面圖。 第四圖係為本發明較佳實施例（三）之立體分解圖。 第五圖係為本發明較佳實施例（四）之立體分解圖。 第六圖係為本發明較佳實施例（四）之前視圖。 第七圖係為本發明較佳實施例（四）使用時之立體剖面圖。 第八圖係為本發明較佳實施例（五）之立體外觀圖。 第九圖係為本發明較佳實施例（六）之立體外觀圖。 第十圖係為習用之立體外觀圖。 要元件符號說明 1 3、感測器 131、電路板 13 2、訊號線 14、固定架 【主 1、不動裝置 • 1 1、中心軸 11 1、貫穿槽 12、減速齒輪組 1 2 1、不動體 1 211、凹槽 2 2 4、套筒 2、可動裝置 2 0、容置空間 19 1379793 2 1、輪殼 211、殼蓋 2111、 鏤空槽 2112、 凸軸 2113、 限位塊 2 2、連動模組 2 21、鍊輪座 2 211、限位槽 2 2 2、連動盤 2 2 21、連接部 2 2 2 2、推抵部 2 2 2 3、抵壓部 2 2 3、連接軸 2 3、從動旋動柵盤 2 3 1、第一受偵測區 2 311、孔槽 2 312、第一磁性元件 2 4、主動旋動栅盤 2 41、第二受偵測區 2 4 1 1、槽孔 2 4 1 2、第二磁性元件 2 5、從動旋動盤 2 51、容置槽 2 5 2、旋抵槽 2 6、鍊輪 3、 動力馬達 4、 彈性元件 5、 車輛 5 1、車輪 6、輪圈馬達 1.379793 A、輪圈馬達外殼 B、基座 B 1、軸孔 B1 1、軸承 C、 固定座 C1、磁性元件 D、 彈性元件 B 2、推抵座 B 21、磁性元件
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