中軸式力矩傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種中軸式力矩傳感器，包括左軸、可相對左軸旋轉的右軸、套設于左軸和右軸的連接部分上的彈性連接器、套設于彈性連接器上的軸套、及套設于左軸且與軸套配合固定的左端蓋，彈性連接器的左、右端分別與左、右軸配合固定，右軸左端銷孔與彈性連接器的限位孔之間插接連接銷，連接銷可在限位孔內周向運動，彈性連接器變形部位兩端分別套設有磁環(huán)，軸套具有兩組與兩磁環(huán)相對的霍爾元件，左軸轉動時，限位孔相對連接銷運動，此時右軸不動，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件通過兩磁環(huán)間角度差信號的大小，檢測到力矩信號，以控制電機輸出功率，提供相應助力；當扭力繼續(xù)加大后，限位孔端部與連接銷抵觸時，右軸隨著左軸同步轉動。
【專利說明】 中軸式力矩傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及中軸式力矩傳感器。
【背景技術】
[0002]腳踩助力型電動自行車是目前歐美和日本最為流行的一種車型，這種車只有在人腳踩時檢測到人腳踩力矩的大小而對應驅動電機加力，采集力矩的方式有很多種，其中將力矩傳感器置于中軸(B.B.PART)中是目前歐洲比較流行的方式，其優(yōu)點是體積小隱蔽性好通用性強，由于是自行車的標準型部件，因此有利于批量生產。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型目的是:提供一種結構新穎、左腳踩踏時有輸出的單邊加力模式的中軸式力矩傳感器。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種中軸式力矩傳感器，包括左軸、與左軸插接且可相對左軸旋轉的右軸、套設于左軸和右軸的連接部分上的彈性連接器、套設于彈性連接器上且可與左軸、右軸及彈性連接器相對轉動的軸套、及套設于左軸且與軸套配合固定的左端蓋，所述彈性連接器的左端與左軸配合固定，所述彈性連接器的右端與右軸配合固定，所述右軸左端的銷孔與彈性連接器的限位孔之間插接連接銷，所述連接銷可在限位孔內周向運動，所述彈性連接器變形部位的兩端分別套設有磁環(huán)，所述軸套一側具有左、右兩組與兩磁環(huán)相對的霍爾元件，左軸轉動時，彈性連接器的限位孔相對右軸左側的連接銷運動，此時右軸不動，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件通過彈性連接器變形后兩磁環(huán)間角度差信號的大小，檢測到人腳踩的力矩信號，以控制電機的輸出功率，提供相應的助力；當彈性連接器的扭力繼續(xù)加大后，限位孔端部與連接銷抵觸時，右軸隨著左軸同步轉動。
[0005]所述彈性連接器的具體結構為:所述彈性連接器包括彈性變形段及設于彈性變形段左、右兩側的左固定段和右固定段，所述彈性變形段上具有至少一個H型槽，所述H型槽具有兩個周向延伸的弧形槽及連通于兩弧形槽之間的軸向槽，上述弧形槽的周向長度小于彈性變形段的外周長度，所述兩磁環(huán)分別套設于左、右固定段靠近彈性變形段的位置，所述限位孔設置于彈性變形段的左側。本實用新型優(yōu)選的技術方案為，所述彈性變形段具有兩個或兩個以上軸向錯開且周向錯開的H型槽，所述H型槽中至少一條弧形槽的外端部伸入相鄰H型槽的兩弧形槽之間。
[0006]所述彈性連接器的左、右端與左、右軸之間的具體固定方式為:所述左軸與彈性連接器的左固定段之間、所述右軸與彈性連接器的右固定段之間均通過鍵連接實現配合固定。本實用新型中，上述鍵連接優(yōu)選花鍵連接。
[0007]所述軸套左側與左軸之間、軸套右側與彈性連接器的右固定段之間分別設有第一軸承和第二軸承。上述第一軸承和第二軸承的設置，使得軸套在不動的狀態(tài)下，左軸、右軸、彈性連接器右側可相對軸套轉動。
[0008]所述霍爾元件的具體安裝方式為:所述軸套一側具有軸向延伸的開口，該開口內設有PBC板，所述兩組霍爾元件設置于該PBC板上。
[0009]本實用新型的優(yōu)點是:
[0010]1.本實用新型結構新穎，采用左腳踩踏時有輸出的單邊加力模式，當左腳踩踏加力時，左軸轉動時，彈性連接器的限位孔相對右軸左側的連接銷運動，此時右軸不動，彈性連接器受力發(fā)生扭曲，當限位孔端部與連接銷抵觸時，右軸隨著左軸同步轉動，同時兩組霍爾元件通過彈性連接器變形后兩磁環(huán)間角度差信號的大小，檢測到人腳踩的力矩信號，以控制電機的輸出功率，提供相應的助力。
[0011].本實用新型中的彈性連接器，其結構較為新穎，與傳統(tǒng)的螺旋槽彈性連接器與平行槽彈性連接器相比，具有變形角度大、應力釋放均勻、加工方便、線性好特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0013]圖1、圖2為本實用新型的剖視圖；
[0014]圖3為本實用新型的剖視圖之一；(未畫出軸套及左端蓋)
[0015]圖4為本實用新型的剖視圖之二 ；(未畫出軸套及左端蓋)
[0016]圖5為本實用新型的側視圖；(未畫出軸套及左端蓋)
[0017]圖6、圖7為本實用新型中立體圖；(未畫出軸套及左端蓋)
[0018]圖8為本實用新型中左軸的立體圖；
[0019]圖9為本實用新型中右軸的剖視圖。
[0020]其中:1左軸；2右軸；21銷孔；3彈性連接器；31彈性變形段；32右固定段；33H型槽；331弧形槽；332軸向槽；34限位孔；35左固定段；4軸套；5左端蓋；6連接銷；7磁環(huán)；8 PBC板；9霍爾元件；10第一軸承；11第二軸承。
【具體實施方式】
[0021]實施例:如圖1至圖9所示，一種中軸式力矩傳感器，所述包括左軸1、與左軸I插接且可相對左軸旋轉的右軸2、套設于左軸I和右軸2的連接部分上的彈性連接器3、套設于彈性連接器3上且可與左軸1、右軸2及彈性連接器3相對轉動的軸套4、及套設于左軸I且與軸套4配合固定的左端蓋5，所述彈性連接器3的左端與左軸I配合固定，所述彈性連接器3的右端與右軸2配合固定，所述右軸2左端的銷孔21與彈性連接器3的限位孔34之間插接連接銷6，所述連接銷6可在限位孔34內周向運動，所述軸套4 一側具有軸向延伸的開口，該開口內設有PBC板8，PBC板8上具有左、右兩組與兩磁環(huán)7相對的霍爾元件9。
[0022]本實施例中，所述彈性連接器3的具體結構為:所述彈性連接器3包括彈性變形段31及設于彈性變形段31左、右兩側的左固定段35和右固定段32，所述彈性變形段31上具有至少兩個軸向錯開且周向錯開的H型槽33，所述H型槽33具有兩個周向延伸的弧形槽331及連通于兩弧形槽331之間的軸向槽332，上述弧形槽331的周向長度小于彈性變形段31的外周長度，所述H型槽33中一條弧形槽331的兩端部分別伸入另一 H型槽33的兩弧形槽331之間，所述兩磁環(huán)7分別套設于左、右固定段35，32靠近彈性變形段31的位置，所述限位孔設置于彈性變形段31的左側。該連接銷10的設置，不僅起到了右軸2與左軸I間連接，而且避免了彈性連接器3過度扭曲而發(fā)生斷裂及塑形變形。上述彈性連接器3的結構較為新穎，與傳統(tǒng)的螺旋槽彈性連接器與平行槽彈性連接器相比，具有變形角度大、應力釋放均勻、加工方便、線性好特點。
[0023]所述彈性連接器3的左、右端與左、右軸之間的具體固定方式為:所述左軸I與彈性連接器3的左固定段35之間、所述右軸2與彈性連接器3的右固定段32之間均通過鍵連接實現配合固定。本實用新型中，上述鍵連接優(yōu)選花鍵連接。
[0024]所述軸套4左側與左軸I之間、軸套4右側與彈性連接器3的右固定段32之間分別設有第一軸承10和第二軸承11。上述第一軸承10和第二軸承11的設置,使得軸套4在不動的狀態(tài)下，左軸1、右軸2、彈性連接器3右側可相對軸套轉動。
[0025]本實用新型使用時，左軸I左端是通過曲柄連接左踏腳組件的，右軸2的右端是通過曲柄連接右踏腳組件的。齒盤可與曲柄分開，分別設置于右軸右側；也可與右側曲柄做成一體，并設置于右軸右側。
[0026]本實用新型的工作原理為:當有負載情況下左踏腳組件加力時，左軸I轉動，彈性連接器3的限位孔34相對右軸2左側的連接銷6運動，此時右軸2不動，彈性連接器3受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件9通過彈性連接器3變形后兩磁環(huán)7間角度差信號的大小，檢測到人腳踩的力矩信號，以控制電機的輸出功率，提供相應的助力；當彈性連接器3的彈性變形段31扭力繼續(xù)加大后，限位孔34端部與連接銷6抵觸時，右軸2隨著左軸I同步轉動。本實用新型主要利用彈性變形段31工作達到不同的輸出大小，上述限位孔34端部與連接銷6抵觸時，加力進入飽和段，即以最大值保持輸出。當有負載情況下踩踏右踏腳組件時，右軸2轉動且直接帶動齒盤輸出了，彈性連接器及左軸隨著右軸轉動，即空轉，簡而言之，右軸轉動，彈性連接器3不變形，不會加力。
[0027]本實用新型整體結構較為新穎，替代現有的中軸組件并可以檢測到人腳踩的力矩信號，達到采集人腳踩力矩信號后的助力作用。
[0028]以上僅是本實用新型的具體應用范例，對本實用新型的保護范圍不構成任何限制。除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求保護的范圍之內。
【權利要求】
1.一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:包括左軸(I)、與左軸(I)插接且可相對左軸旋轉的右軸(2 )、套設于左軸(I)和右軸(2 )的連接部分上的彈性連接器(3 )、套設于彈性連接器(3)上且可與左軸(I)、右軸(2)及彈性連接器(3)相對轉動的軸套(4)、及套設于左軸(I)且與軸套(4)配合固定的左端蓋(5)，所述彈性連接器(3)的左端與左軸(I)配合固定，所述彈性連接器(3)的右端與右軸(2)配合固定，所述右軸(2)左端的銷孔(21)與彈性連接器(3)的限位孔(34)之間插接連接銷(6)，所述連接銷(6)可在限位孔(34)內周向運動，所述彈性連接器(3)變形部位的兩端分別套設有磁環(huán)(7)，所述軸套(4) 一側具有左、右兩組與兩磁環(huán)(7)相對的霍爾元件(9)，左軸(I)轉動時，彈性連接器(3)的限位孔(34)相對右軸(2)左側的連接銷(6)運動，此時右軸(2)不動，彈性連接器(3)受力發(fā)生扭曲，兩組霍爾元件(6)通過彈性連接器(3)變形后兩磁環(huán)(7)間角度差信號的大小，檢測到人腳踩的力矩信號，以控制電機的輸出功率，提供相應的助力；當彈性連接器(3)的扭力繼續(xù)加大后，限位孔(34)端部與連接銷(6)抵觸時，右軸(2)隨著左軸(I)同步轉動。
2.根據權利要求1所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述彈性連接器(3)包括彈性變形段(31)及設于彈性變形段(31)左、右兩側的左固定段(35)和右固定段(32)，所述彈性變形段(31)上具有至少一個H型槽(33)，所述H型槽(33)具有兩個周向延伸的弧形槽(331)及連通于兩弧形槽(331)之間的軸向槽(332)，上述弧形槽(331)的周向長度小于彈性變形段(31)的外周長度，所述兩磁環(huán)(7)分別套設于左、右固定段(35，32)靠近彈性變形段(31)的位置，所述限位孔(321)設置于彈性變形段(31)的左側。
3.根據權利要求2所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述彈性變形段(31)具有兩個或兩個以上軸向錯開且周向錯開的H型槽(33)，所述H型槽(33)中至少一條弧形槽(331)的外端部伸入相鄰H型槽(33)的兩弧形槽(331)之間。
4.根據權利要求2所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述左軸(I)與彈性連接器(3)的左固定段(35)之間、所述右軸(2)與彈性連接器(3)的右固定段(32)之間均通過鍵連接實現配合固定。
5.根據權利要求2或3或4所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述軸套(4)左側與左軸(I)之間、軸套(4)右側與彈性連接器(3)的右固定段(32)之間分別設有第一軸承(10 )和第二軸承(11)。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種中軸式力矩傳感器，其特征在于:所述軸套(4 ) 一側具有軸向延伸的開口，該開口內設有PBC板(8 )，所述兩組霍爾元件(9 )設置于該PBC板(8)上。
【文檔編號】B62M6/50GK203544279SQ201320483243
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】黃巖 申請人:蘇州捷誠科技有限公司