专利名称：一种与电机合为一体的电动自行车力矩传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于测试电动自行车骑行力的电动自行车カ矩传感器的改进，籍此改进，电动自行车力矩传感器得以通过与电动自行车电动机共享某些部件，使得电动自行车的カ矩传感器和 电机合ニ为一，从而实现电动自行车力矩传感器安装简单、测カ可靠的目的。
背景技术：
目前，公知的电动自行车的カ矩传感器和电动自行车的电机分别为两个独立的部件，且一般分为链盘测カ传感器或者中轴测カ传感器，根据カ矩传感器在电动自行车上安装的位置不同通常分为自行车链盘式、链盘中轴式、后勾爪式，具有方式単一，装配复杂，测试不精确、价格较高、一致性和稳定性不好的缺点，如专利号为00230842的实用新型专利公开的“一种电动自行车链轮カ矩传感器”，这种传感器固定在电动自行车中轴右端，骑行时产生脚蹬カ矩并经光电转换产生电量，它的链轮内、外圈通过两侧的带槽的盖板固定，链轮外圈的卡槽内设置复位圆柱弹簧，内、外光栅分别固定在链轮内、外圈上，其侧部设有铰联配合的护罩，护罩内腔设有红外光电分组件，外设有弹性件和支承板。由于这种传感器结构复杂，对装配要求高，且密封性能差，容易进水及灰尘，导致测量精度下降。又如德国THUN电动自行车カ矩传感器，其市场价格在80欧元左右，由于均不能与电动自行车电机一体化，导致カ矩传感器安装困难，且无法稳定测量カ矩、运行不可靠。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供ー种安装简单、測量准确、性能稳定、防尘防水且与电机合为一体的电动自行车力矩传感器。实现本实用新型的技术方案是—种与电机合为一体的电动自行车カ矩传感器，其特征在于所述的传感器包括内盘、外盘、测カ圆盘以及检测元件，所述的内盘、外盘分别为电动车电机转子的一部分，即将所述的电机转子分成三个部分，其中ー个部分作为所述的力矩传感器的内盘，另ー个部分作为所述的力矩传感器的外盘，第三部分为后腔，所述的内盘和外盘分别固定在测カ圆盘上，并且所述的内盘与电动自行车的链轮连接，所述的外盘与电机转子的后腔连接，所述的检测元件与电动自行车的电机定子连接；所述的测カ圆盘上设有感应器件。所述的测カ圆盘具有内圈和外圈，内圈和外圈之间设置立柱,所述的内圈和所述的外圈通过立柱连接；所述的内盘固定在测カ圆盘的内圈上，所述的外盘固定在测カ圆盘的外圈上。所述的检测元件固定在检测固定盘上，该检测固定盘与所述的电机定子连接。所述的内盘、外盘、测カ圆盘以及检测固定盘均固定在电动自行车的电机固定轴上。所述的检测元件为霍尔位置检测元件、电感位置检测元件或者光栅检测元件中的任ー种。当所述的检测元件是霍尔位置检测元件时，所述的测カ圆盘上设置的感应器件是磁钢。当所述的检测元件是电感位置检测元件时，所述的测カ圆盘上设置的感应器件是电感感应器件。当所述的检测元件是光栅检测元件时，所述的测力圆盘上的感应器件是光柵。本实用新型提供的力矩传感器，由内盘、外盘、测カ圆盘以及位移检测元件构成，其装配在电动车电机的固定轴上，该固定轴安装于电动车的后轮中。本实用新型传感器的创新构思在于传感器的内盘、外盘分别借助与电动自行车电机转子构成，即将电机转子分成三部分，其中两个部分分别作为传感器的内盘和外盘，而电机定子则位于转子的第三部分即后腔中。将内盘、外盘分别固定在测カ圆盘的内、外圈上，测カ圆盘上安装有感应器件，内盘与电动自行车的链轮相连，骑行者脚踩电动车脚踏后带动链盘转动，链盘带动链条传递于链轮，链轮带动电机转动，即带动与链轮相连的内盘转动，内盘运转的同时通过测カ圆盘带动固定在测カ圆盘上的外盘转动，而外盘与电机转子的第三部分后腔连接，该后腔和内盘、外盘组成ー个腔体，通过轴承固定于电机固定轴6上，通过安装于电机转子上的辐条使电动车的后轮转动，脚踩时内盘和外盘会根据链轮的力的大小产生相对位移，该相对位移的大小同测カ大小成正比，检测元件固定在电机的定子上，当安装于测カ圆盘上的感应器件通过检测元件吋，会使检测元件的输出电平发生变化，从高电平到低电平变化(或从低电平到高电平变化)，感应器件离开检测元件吋，又恢复成高电平(或低电平)，如果测カ圆盘上的内、外圈发生位移时，检测元件输出的电平的间隔会相应产生变化，从而能测试出力的大�。ü馐阅谂�、外盘的相对位移检测カ矩的大�。缓蠖杂Φ厥涑龅缪够蛘叩缌餍藕�。本实用新型传感器装配于电动车电机固定轴上，传感器的内盘和外盘分别借助于电机转子，使得电动自行车的カ矩传感器和电机合ニ为一，使得电动自行车电机除了正常的电机功能外，还具有測量カ矩功能，既简化了电动车结构部件，又运行可靠、安装简单、测力可靠。本实用新型也可以作为ー个独立的部件，而仅借助电机转子作成内盘和外盘，这时只需把电机线圈(电机定子)取下，并装上测カ圆盘以及检测元件即可作为独立的カ矩传感器，简化了零部件设计。本实用新型提供的力矩传感器，具有与电机外壳结合，运行可靠，安装简单，检测简单准确，性能稳定，防水防尘的特点。
图I是本实用新型实施例结构分解示意图；图2是本实用新型实施例测カ圆盘结构正视图；图3是本实用新型实施例测カ圆盘结构后视图；图4是图2A-A向剖视图；图5是电动自行车电机结构正视图；图6是电动自行车电机结构后视图；图7图5A-A向剖视图；、[0023]图8是本实用新型实施例测カ圆盘工作原理示意图；图9是本实用新型实施例内盘、外盘、测カ圆盘装配结构正视图；图10是本实用新型实施例内盘、外盘、测カ圆盘装配结构后视图；图11是图9A-A向剖视图；附图标记说明I-内盘2-外盘3-测カ圆盘31-内圈32-外圈33-立柱34-磁钢安装孔4_检 测固定盘5-检测元件6-电机固定轴7-电机定子8-后腔9-电机转子10-电机
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的实施例，以使本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易实施本发明。请參见图1，本实施例力矩传感器由内盘I、外盘2、测カ圆盘3、检测固定盘4以及检测元件5组成，内盘I、外盘2、测カ圆盘3以及检测固定盘4均固定在电动自行车的电机固定轴6上。检测元件5固定在检测固定盘4上。检测固定盘4与电机定子7连接，检测元件5通过检测固定盘4与电机定子7连接。本实施例中检测元件5为霍尔位置检测元件，相应地在测カ圆盘3上设置磁钢，该磁钢固定在测カ圆盘3上的磁钢安装孔34内。测カ圆盘3具有内圈31和外圈32，内圈31和外圈32之间设置立柱33，内圈31和外圈32通过立柱33连接。测カ圆盘3结构如图2、图3、图4所示。其中内盘I和外盘2借助电动自行车电机转子9来实现。电动自行车电机10结构如图5、图6、图7所示，电机10包括定子7和转子9。具体是，将电动自行车电机转子9分成三个部分,其中ー个部分作为カ矩传感器的内盘I，另ー个部分作为カ矩传感器的外盘2，借助电机转子9构成的内盘I和外盘2分别固定在测カ圆盘3的内圈31和外圈32上，同时内盘I与电动自行车的链轮连接，外盘2固定在电机转子9的第三部分即后腔8上，图8示出了测カ圆盘3的工作原理测カ圆盘3上磁钢安装孔34内安装有磁钢，内圈32转动会通过立柱33带动外圈32转动，外圈32固定于电机转子9的后腔8上，后腔8转动带动电动车后轮转动。转动时，内圈31和外圈32会根据链轮上的力的大小产生相对位移，该位移量的大小同测カ大小成正比。根据霍尔元件检测原理，当安装于测カ圆盘4上的磁钢通过检测元件5时，会使检测元件5的输出电平发生变化，从高电平到低电平变化(或从低电平到高电平变化)，磁钢离开检测元件5时，又恢复成高电平(或低电平)，如果测カ圆盘4上的内圈31和外圈32发生位移时，检测元件5输出的电平的间隔会相应产生变化，从而能测试出力的大小。图9、图10、图11是传感器内盘I、外盘2和测カ圆盘3的装配结构示意图。本实用新型传感器也可以仅借助电机外壳作成内盘I和外盘2，这时只需把电机线圈即电机定子7取下，装上测カ圆盘3以及检测元件4即可作为独立的力矩传感器，这种实施方式中，传感器和电机仍然分别为独立的部件，但是可以简化零部件的设计，节约成本，提高公司内部管理效率。本实用新型传感器中检测元件5也可以采用电感位置检测元件或者光栅检测元件，当采用电感位置检测元件时，测カ圆盘3上的感应器件相应地应为电感感应器件；当采用光栅检测元件时，测カ圆盘3上的感应器件相应地应为光柵。这两种情况下，测カ圆盘3上为安装相应的感应器件，必须对测カ圆盘3作相应的安装结构调整，这种安装结构调整为本领域技术人员所熟知，在此不在赘述
权利要求1.一种与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的传感器包括内盘(I)、外盘(2)、测力圆盘(3)以及检测元件(5)，所述的内盘(I)、外盘⑵分别为电动车电机转子(9)的一部分，即将所述的电机转子(9)分成三个部分，其中一个部分作为所述的力矩传感器的内盘(I)，另一个部分作为所述的力矩传感器的外盘(2)，第三部分为后腔(8)，所述的内盘⑴和外盘⑵分别固定在测力圆盘(3)上，并且所述的内盘⑴与电动自行车的链轮连接，所述的外盘(2)与电机转子(9)的后腔(8)连接，所述的检测元件(5)与电动自行车的电机定子(7)连接；所述的测力圆盘(3)上设有感应器件。
2.根据权利要求I所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的测力圆盘(3)具有内圈(31)和外圈(32)，内圈(31)和外圈(32)之间设置立柱(33)，所述的内圈(31)和所述的外圈(32)通过立柱(33)连接；所述的内盘(I)固定在测力圆盘(3)的内圈(31)上，所述的外盘(2)固定在测力圆盘(3)的外圈(32)上。
3.根据权利要求I所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的检测元件(5)固定在检测固定盘(4)上，该检测固定盘(4)与所述的电机定子(7)连接。
4.根据权利要求I所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的内盘(I)、外盘(2)、测力圆盘(3)均固定在电动自行车的电机固定轴(6)上。
5.根据权利要求3所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器,其特征在于所述的检测固定盘(4)固定在电动自行车的电机固定轴(6)上。
6.根据权利要求I所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的检测元件(5)为霍尔位置检测元件、电感位置检测元件或者光栅检测元件中的任一种。
7.根据权利要求6所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于当所述的检测元件(5)是霍尔位置检测元件时，所述的测力圆盘(3)上设置的感应器件是磁钢。
8.根据权利要求6所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于当所述的检测元件(5)是电感位置检测元件时，所述的测力圆盘(3)上设置的感应器件是电感感应器件。
9.根据权利要求6所述的与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于当所述的检测元件(5)是光栅检测元件时，所述的测力圆盘(3)上的感应器件是光栅。
专利摘要本实用新型公开了一种与电机合为一体的电动自行车力矩传感器，其特征在于所述的传感器包括内盘、外盘、测力圆盘以及检测元件，所述的内盘、外盘分别为电动车电机转子的一部分，即将所述的电机转子分成三个部分，其中一个部分作为所述的力矩传感器的内盘，另一个部分作为所述的力矩传感器的外盘，第三部分为后腔，所述的内盘和外盘分别固定在测力圆盘上，并且所述的内盘与电动自行车的链轮连接，所述的外盘与电机转子的后腔连接，所述的检测元件与电动自行车的电机定子连接；所述的测力圆盘上设有感应器件。本实用新型提供的力矩传感器，具有与电机外壳结合，有电机合二为一，既简化了电动车结构部件，又具有运行可靠、安装简单、检测简单准确、性能稳定、防水防尘的特点。
文档编号G01L3/16GK202393540SQ20112036634
公开日2012年8月22日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者谢亚琪, 邹学明, 陆永刚 申请人:谢亚琪, 邹学明, 陆永刚
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