[实用新型]一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统

摘要

本实用新型公开了一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统，该系统采用中轴力矩传感器测出中轴的扭矩和转速及方向,经码表处理后输出与电动车电子转把相同的电压信号给电机驱动器,轮毂电机再输出相应的功率,与踩踏力矩成比例助力。第一种结构的力矩输入端为锥形半轴，花键半轴是力矩输出端，还有限位环和半轴球轴承。第二种结构采用锥形中轴两端力矩输入，力矩输出端为螺纹半轴，还有滚针轴承和牙盘四爪。本实用新型助力系统稳定性强，适用于各种自行车型，有效的对自行车提供助力，骑行时可用脚反踩一设定角度或手按码表按键来设置助力档位。

主权项

一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统，该助力系统是采用中轴力矩传感器测出中轴左端力矩和转速及方向，其特征在于，所述的中轴力矩传感器包括：端盖（1）、弹性卡环（2）、球轴承（3）、尼龙轴碗（4）、连接线（5）、PCB板支架（6）、位移霍尔IC（7）、转速霍尔IC（8）、单极磁环（9）、多极磁环（10）、磁环支架（11）、螺母（12）、碟簧组（13）、钢珠（14）、限位钢珠（15）、滑套（16）、轴碗组件（17）、锥形半轴（18）、花键半轴（19）、限位环（20）、半轴球轴承（21）；所述的锥形半轴（18）和花键半轴（19）都设置第一半圆环槽（27）和第二半圆环槽（28）组成封闭环槽，在环槽内设置限位钢珠（15）使两者连接和轴向固定，两者只能相对转动；所述锥形半轴（18）和滑套（16）在圆周上都均布设置半圆主滚道（29）和半圆副滚道（30）组成圆形滚道，设置钢珠（14）在圆形滚道内滚动传递扭矩给滑套（16）；所述锥形半轴（18）和滑套（16）分别设置限位轴肩（22）和限位台阶（33），限位轴肩（22）顶住限位台阶（33）时就是碟簧组（13）的最大压缩位移；所述锥形半轴（18）在曲柄端设置环槽（61）安装弹性卡环（2），轴向固定球轴承（3）；所述锥形半轴（18）设置有螺纹，其上设置螺母（12）调节碟簧组（13）的尺寸误差和预压力；所述碟簧组（13）由三片碟簧组合而成，大端面顶住滑套（16），小端面顶住螺母（12）；所述滑套（16）和花键半轴（19）在端面都设置多组相同的螺旋曲面主动齿（31）和螺旋曲面从动齿（32），啮合的曲面处于过圆心的螺旋曲面（60）上螺旋滑动，调节螺旋曲面（60）的节距设置不同的转动角度和轴向位移；所述磁环支架（11）一端成套筒状罩住碟簧组（13）并扣住滑套（16），另一端套筒开槽成悬臂爪具有弹性，安装相斥排列的两单极磁环（9）和多极磁环（10）；所述尼龙轴碗（4）设置有数个穿孔（34）将连接线（5）从五通内部导出，内壁设置有环形凸肩（35），两球轴承（3）置其两边，轴向固定中轴力矩传感器，使另一端的轴碗组件（17）与半轴球轴承（21）在轴向浮动连接，设置螺丝将端盖（1）锁在尼龙轴碗（4）上并压住连接线（5）；所述位移霍尔IC（7）和转速霍尔IC（8）靠PCB板固定在PCB板支架（6）上成整体，PCB板支架（6）端部内置在尼龙轴碗（4）内靠螺钉固定还可调节与磁环支架（11）的轴向初始位置；所述两单极磁环（9）轴向充磁并同心相斥排列，位移霍尔IC（7）插在其之间且与一端近靠；所述多极磁环（10）径向多极充磁，转速霍尔IC（8）置于其上方；所述限位环（20）一端成锥面扣住花键半轴（19），另一端内壁均布数条环形凸肩（36），与螺旋曲面主动齿（31）外圆上的环形台阶配合限制滑套（16）的轴向位移，限位环（20）直接将多余的轴向力传给花键半轴（19），免除限位轴肩（22）加在限位钢珠（15）上的多余轴向力，进行双重限位。