專利名稱：智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一種傳感裝置，具體屬于一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電動(dòng)自行車作為一種環(huán)保、節(jié)能的交通工具已經(jīng)逐漸被廣大消費(fèi)者所接受，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，電動(dòng)自行車在世界范圍內(nèi)的銷量也在逐年增加，電動(dòng)自行車替代自行車的趨勢(shì)逐步擴(kuò)大。 目前國(guó)內(nèi)的電動(dòng)自行車是以純電動(dòng)車為主，歐美國(guó)家則以電動(dòng)助力車為主，國(guó)內(nèi)各家電動(dòng)車廠商、大專院校也在研發(fā)智能電動(dòng)自行車，但是離真正能做到智能化、商品化還有一段距離，一方面是通用性差，另一方面是成本過(guò)高。所謂帶智能控制的電動(dòng)自行車就是我們通常說(shuō)的智能車，也就是我們說(shuō)的Power Assistant System(動(dòng)力輔助系統(tǒng))；因此，我們通常說(shuō)的智能車就是一種有動(dòng)力輔助功能的電動(dòng)自行車。 為了達(dá)到"智能"的目的，中外設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了大量的研究工作，希望根據(jù)我們騎
行時(shí)腳踏力的大小、速度頻率的高低、人體對(duì)啟動(dòng)和趟車的時(shí)間要求等滿足人的目的性。好
的智能車首先從原理上講應(yīng)是以力矩傳感式為優(yōu)；這種傳感系統(tǒng)通過(guò)人給腳踏加力的大小
來(lái)檢測(cè)人的"意愿"，即當(dāng)人用力踏時(shí)說(shuō)明人想加力，而力矩傳感系統(tǒng)可以檢測(cè)到這種人的
"意愿"，通過(guò)控制器控制電機(jī)的輸出功率。還有的智能車采用的是速度傳感方式數(shù)電機(jī)脈
沖的、檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的(機(jī)械式、電磁式)，而這些"智能車"有人叫他們"假智能"，這是因
為它有助力的功能，但沒(méi)有正確地反應(yīng)人們的"意愿"，確切地講它是有速度時(shí)加力，無(wú)速度
時(shí)不加力；那么當(dāng)人帶東西時(shí)、上坡時(shí)、頂風(fēng)騎行時(shí)，由于速度低，它加力也就小了，和人的
想法完全相反了。因此，這種車不是智能車而是有加力作用的電動(dòng)車。 2010年2月3日中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公告了一項(xiàng)名稱為"智能電動(dòng)自
行車后軸套式力矩傳感裝置"、專利號(hào)為"ZL200920142384. 5"、公告號(hào)為"CN201397211Y"
的實(shí)用新型專利，其內(nèi)容是一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，該裝置包括安裝
板，安裝板的外側(cè)向外延伸有安裝套，安裝板和安裝套的中心貫通有的長(zhǎng)圓孔，安裝套的內(nèi)
端外圓的上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽，使安裝套可嵌入到車架后橋片(鉤爪)上的固定槽中，安裝
套的外端外圓設(shè)有螺紋并與螺母螺接，螺母并緊時(shí)，安裝板、安裝套與車架后橋片(鉤爪)
固定，長(zhǎng)圓孔中插設(shè)有偏軸套，偏軸套上設(shè)有供電動(dòng)輪轂的后軸插入的偏軸孔，偏軸套與安
裝板之間設(shè)有彈性裝置，使偏軸套具有始終向后的趨勢(shì)，偏軸套與安裝板之間還設(shè)有位移
傳感裝置；所述位移傳感裝置包括嵌裝在支撐片上的磁鋼和嵌裝在安裝板上的霍爾元件，
支撐片上設(shè)有圓孔，圓孔套在偏軸套內(nèi)端的外圓上，支撐片的下部與安裝板之間設(shè)有螺釘
銷，使支撐片可以將偏軸套略向上抬起，以避免后軸的底部與長(zhǎng)圓孔的底面接觸，磁鋼與霍
爾元件位置對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型就是采用了力矩傳感裝置，但是該裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其依靠支
撐片將偏軸套抬起，在弧形彈簧片的帶動(dòng)下，支撐片 做摩擦運(yùn)動(dòng)，其使用壽命降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單，運(yùn)行可靠，能把騎車者腳蹬力的大小變成磁鋼和霍爾元件之間的位移，從而產(chǎn)生電信號(hào)
并輸入給控制器，由控制器調(diào)節(jié)輸出電流或電壓的大小，從而達(dá)到智能助力的效果。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，包括安裝殼
體、浮動(dòng)軸套，安裝殼體的中心貫通有圓孔，浮動(dòng)軸套懸浮裝于圓孔中；安裝殼體包括內(nèi)固
定板和外固定頭，中部上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽，使安裝殼體可嵌入到車架后橋片上的固定槽
中，外固定頭的外圓設(shè)有螺紋并旋設(shè)有環(huán)狀螺母，環(huán)狀螺母并緊時(shí)，安裝殼體與車架后橋片
固定；浮動(dòng)軸套上設(shè)有供電動(dòng)輪轂的后軸插入的軸孔，浮動(dòng)軸套與內(nèi)固定板之間裝有彈性
裝置和位移傳感裝置，所述安裝殼體上下卡槽之間的殼壁一側(cè)中心貫通有外孔，另一側(cè)中
心開有沉孔，浮動(dòng)軸套的兩側(cè)套壁上分別貫通有與外孔、沉孔相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔，所述外孔、沉
孔和與之配合的內(nèi)孔之間各裝有一滾動(dòng)體；所述彈性裝置為弧形彈簧片，弧形彈簧片嵌裝
在內(nèi)固定板內(nèi)端面的凹槽中，所述弧形彈簧片的一端固定在凹槽中，另一端抵在凹槽邊緣
上、與浮動(dòng)軸套的內(nèi)端外圓活動(dòng)接觸并與凹槽側(cè)壁之間有一定的間隙。 本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，包括安裝殼體、浮動(dòng)軸套，安裝殼體的中心貫通有圓孔，浮動(dòng)軸套懸浮裝于圓孔中；安裝殼體包括內(nèi)固定板和外固定頭，中部上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽，使安裝殼體可嵌入到車架后橋片上的固定槽中，外固定頭的外圓設(shè)有螺紋并旋設(shè)有環(huán)狀螺母，環(huán)狀螺母并緊時(shí)，安裝殼體與車架后橋片固定；浮動(dòng)軸套上設(shè)有供電動(dòng)輪轂的后軸插入的軸孔，浮動(dòng)軸套與內(nèi)固定板之間裝有彈性裝置和位移傳感裝置，所述安裝殼體上下卡槽之間的殼壁一側(cè)中心貫通有外孔，另一側(cè)中心開有沉孔，浮動(dòng)軸套的兩側(cè)套壁上分別貫通有與外孔、沉孔相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔，所述外孔、沉孔和與之配合的內(nèi)孔之間各裝有一滾動(dòng)體；所述彈性裝置為弧形彈簧片，弧形彈簧片嵌裝在內(nèi)固定板內(nèi)端面的凹槽中，所述弧形彈簧片的一端固定在凹槽中，另一端抵在凹槽邊緣上、與浮動(dòng)軸套的內(nèi)端外圓活動(dòng)接觸并與凹槽側(cè)壁之間有一定的間隙；所述位移傳感裝置包括嵌裝在內(nèi)固定板上的霍爾元件和嵌裝在環(huán)狀端蓋上的磁鋼，所述環(huán)狀端蓋套設(shè)在浮動(dòng)軸套與內(nèi)固定板之間，環(huán)狀端蓋上設(shè)有與軸孔相對(duì)應(yīng)的通孔，所述磁鋼和霍爾元件位置相對(duì)應(yīng)。 本發(fā)明更詳細(xì)的技術(shù)方案是一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，包括安裝殼體、浮動(dòng)軸套，安裝殼體的中心貫通有圓孔，浮動(dòng)軸套懸浮裝于圓孔中；安裝殼體包括內(nèi)固定板和外固定頭，中部上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽，使安裝殼體可嵌入到車架后橋片上的固定槽中，外固定頭的外圓設(shè)有螺紋并旋設(shè)有環(huán)狀螺母，環(huán)狀螺母并緊時(shí)，安裝殼體與車架后橋片固定；浮動(dòng)軸套上設(shè)有供電動(dòng)輪轂的后軸插入的軸孔，浮動(dòng)軸套與內(nèi)固定板之間裝有彈性裝置和位移傳感裝置，所述安裝殼體上下卡槽之間的殼壁一側(cè)中心貫通有外孔，另一側(cè)中心開有沉孔，浮動(dòng)軸套的兩側(cè)套壁上分別貫通有與外孔、沉孔相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔，所述外孔、沉孔和與之配合的內(nèi)孔之間各裝有一滾動(dòng)體；所述彈性裝置為弧形彈簧片，弧形彈簧片嵌裝在內(nèi)固定板內(nèi)端面的凹槽中，所述弧形彈簧片的一端固定在凹槽中，另一端抵在凹槽邊緣上、與浮動(dòng)軸套的內(nèi)端外圓活動(dòng)接觸并與凹槽側(cè)壁之間有一定的間隙；所述位移傳感裝置包括嵌裝在內(nèi)固定板上的霍爾元件和嵌裝在環(huán)狀端蓋上的磁鋼，所述環(huán)狀端蓋套設(shè)在浮動(dòng)軸套與內(nèi)固定板之間，環(huán)狀端蓋上設(shè)有與軸孔相對(duì)應(yīng)的通孔，所述磁鋼和霍爾元件位
4置相對(duì)應(yīng)；所述滾動(dòng)體為球形鋼珠；所述內(nèi)固定板中心的圓孔為外小內(nèi)大的臺(tái)階孔，所述環(huán)狀端蓋的外側(cè)向外延伸有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入在浮動(dòng)軸套與臺(tái)階孔后端大孔之間的凹槽中。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1.本發(fā)明能把騎車者腳蹬力的大小變成磁鋼和霍爾元件之間的位移，從而產(chǎn)生電信號(hào)并輸入給控制器，由控制器調(diào)節(jié)輸出電流或電壓的大小，從而達(dá)到智能助力的效果。
2.本發(fā)明的安裝板、安裝套與車架后橋片(鉤爪)固定，而偏軸套與后軸固定，并且由于球形滾珠的支撐作用，實(shí)際上偏軸套懸空在安裝板和安裝套的通孔中，只是在弧形彈簧片的作用下，偏軸套、后軸具有始終向后的趨勢(shì)。 3.當(dāng)騎車人腳蹬踏腳時(shí)，牙盤帶動(dòng)鏈條、鏈條帶動(dòng)輪轂，使電動(dòng)自行車向前運(yùn)動(dòng)，而鏈條的張力使偏軸套、后軸、環(huán)形端蓋一起克服弧形彈簧片的作用向前移動(dòng)，這時(shí)磁鋼與霍爾元件之間就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，此感應(yīng)信號(hào)被輸入到控制器中加以處理，控制器就會(huì)調(diào)節(jié)輸出電流或電壓的大小，從而達(dá)到智能助力的效果。 4.由于電動(dòng)自行車車架后橋片(鉤爪)上的固定槽并不都是水平方向設(shè)置的，所以安裝套的套壁和偏軸套的套壁中設(shè)有滾珠，可以將偏軸套懸空，以避免后軸和偏軸套與圓孔接觸，減小摩擦力。 5.本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是可以為目前市場(chǎng)上所有的電動(dòng)自行車進(jìn)行配套安裝，并且配套安裝時(shí)無(wú)需對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行改動(dòng)。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 圖1為本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中的A向示意圖； 圖3為圖1中的B向示意圖； 圖4為圖3中的C-C剖視圖； 圖5為圖3中的D-D剖視圖。 其中1為安裝殼體；101為內(nèi)固定板；102為外固定頭；103為卡槽；104為圓孔；105為外孔；106為沉孔；107為凹槽；2為浮動(dòng)軸套；201為軸孔；202為內(nèi)孔；3為環(huán)形螺母；4為車架后橋片(鉤爪)；401為固定槽；5為電動(dòng)輪轂；6為后軸；7為弧形彈簧片；8為球形鋼珠；9為霍爾元件；10為環(huán)形端蓋；11為磁鋼。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，包括安裝殼體1、浮動(dòng)軸套2，所述安裝殼體1包括內(nèi)固定板101和外固定頭102，其中部上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽103，使安裝殼體1可嵌入到車架后橋片(鉤爪)4上的固定槽401中，所述外固定頭102的外圓設(shè)有螺紋并旋設(shè)有環(huán)狀螺母3，環(huán)狀螺母3并緊時(shí)，安裝殼體l與車架后橋片(鉤爪)4固定。所述安裝殼體1的中心貫通有圓孔104，浮動(dòng)軸套2懸浮裝于圓孔104中，浮動(dòng)軸套2上設(shè)有供電動(dòng)輪轂5的后軸6插入的軸孔201，所述浮動(dòng)軸套2的外端頭外圓呈圓形，插入到外固定頭102的圓孔104中并與其有間隙，浮動(dòng)軸套2的內(nèi)端頭外圓呈圓形并插入到內(nèi)固定板101的圓孔104中。所述安裝殼體1上下卡槽103之間的殼壁一側(cè)中心貫通有外孔105，另一側(cè)中心開有沉孔106，浮動(dòng)軸套2的兩側(cè)套壁上分別貫通有與外孔105、沉孔106相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔202，所述外孔105、沉孔106和與之配合的內(nèi)孔202之間各裝有一球形鋼珠8，使浮動(dòng)軸套2懸浮，避免浮動(dòng)軸套2與安裝殼體1接觸，減少摩擦力。 所述浮動(dòng)軸套2與內(nèi)固定板101之間裝有彈性裝置，所述彈性裝置為弧形彈簧片7，使浮動(dòng)軸套2具有始終向后的趨勢(shì)；所述弧形彈簧片7嵌裝在內(nèi)固定板101內(nèi)端面的凹槽107中，所述弧形彈簧片7的一端固定在凹槽107中，另一端抵在凹槽107邊緣上、與浮動(dòng)軸套2的內(nèi)端外圓活動(dòng)接觸并與凹槽107側(cè)壁之間有一定的間隙。 所述浮動(dòng)軸套2與內(nèi)固定板101之間還裝有位移傳感裝置，包括嵌裝在內(nèi)固定板101上的霍爾元件9和嵌裝在環(huán)狀端蓋10上的磁鋼ll，所述環(huán)狀端蓋10套設(shè)在浮動(dòng)軸套2與內(nèi)固定板101之間，環(huán)狀端蓋10上設(shè)有與軸孔201相對(duì)應(yīng)的通孔，所述磁鋼11和霍爾元件9位置相對(duì)應(yīng)。所述內(nèi)固定板101中心的圓孔為外小內(nèi)大的臺(tái)階孔，所述環(huán)狀端蓋10的外側(cè)向外延伸有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入在浮動(dòng)軸套2與臺(tái)階孔后端大孔之間的凹槽107中。 在上述實(shí)施例中，球形鋼珠8還可以用其他形狀的滾動(dòng)體代替，如圓柱體、紡錘體等。 本發(fā)明安裝在電動(dòng)自行車上以后，安裝殼體l與車架后橋片(鉤爪)4固定，而浮動(dòng)軸套2與后軸6固定，并且由于球形鋼珠8的作用，實(shí)際上浮動(dòng)軸套2懸浮在安裝殼體1的圓孔104中，只是在弧形彈簧片7的作用下，浮動(dòng)軸套2、后軸6、環(huán)形端蓋10具有始終向后的趨勢(shì)。 當(dāng)騎車人腳蹬踏腳時(shí)，牙盤帶動(dòng)鏈條、鏈條帶動(dòng)電動(dòng)輪轂5，使電動(dòng)自行車向前運(yùn)動(dòng)，而鏈條的張力使浮動(dòng)軸套2、后軸6、環(huán)形端蓋10 —起克服弧形彈簧片7的作用向前移動(dòng)，這時(shí)騎車者腳蹬力的大小變成磁鋼11和霍爾元件9之間的位移產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，此感應(yīng)信號(hào)被輸入到控制器中加以處理，控制器就會(huì)調(diào)節(jié)輸出電流或電壓的大小，從而達(dá)到智能助力的效果。 由于電動(dòng)自行車車架后橋片(鉤爪)4上的固定槽401并不都是水平方向設(shè)置的，所以安裝殼體1的殼壁和浮動(dòng)軸套2的套壁中設(shè)有鋼珠，可以將浮動(dòng)軸套2懸空，以避免后軸6和浮動(dòng)軸套2與安裝殼體1的圓孔104接觸，減小摩擦力。 雖然本發(fā)明的浮動(dòng)軸套2在安裝殼體1的圓孔104中呈懸空狀態(tài)，但實(shí)際上浮動(dòng)軸套2與圓孔104之間的間隙很小，因?yàn)槟壳暗幕魻栐?的敏感度已經(jīng)非常之高，并且還有信號(hào)放大電路，與磁鋼11之間的微小位移即可產(chǎn)生信號(hào)并輸入到控制器中。
我國(guó)國(guó)內(nèi)的電動(dòng)自行車市場(chǎng)品牌多、種類雜，而本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以為目前市場(chǎng)上所有的電動(dòng)自行車進(jìn)行配套安裝，并且配套安裝時(shí)無(wú)需對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行改動(dòng)。
以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，包括安裝殼體(1)、浮動(dòng)軸套(2)，安裝殼體(1)的中心貫通有圓孔(104)，浮動(dòng)軸套(2)懸浮裝于圓孔(104)中；安裝殼體(1)包括內(nèi)固定板(101)和外固定頭(102)，中部上下兩側(cè)均設(shè)有卡槽(103)，使安裝殼體(1)可嵌入到車架后橋片(4)上的固定槽(401)中，外固定頭(102)的外圓設(shè)有螺紋并旋設(shè)有環(huán)狀螺母(3)，環(huán)狀螺母(3)并緊時(shí)，安裝殼體(1)與車架后橋片(4)固定；浮動(dòng)軸套(2)上設(shè)有供電動(dòng)輪轂(5)的后軸(6)插入的軸孔(201)，浮動(dòng)軸套(2)與內(nèi)固定板(101)之間裝有彈性裝置和位移傳感裝置，其特征在于所述安裝殼體(1)上下卡槽(103)之間的殼壁一側(cè)中心貫通有外孔(105)，另一側(cè)中心開有沉孔(106)，浮動(dòng)軸套(2)的兩側(cè)套壁上分別貫通有與外孔(105)、沉孔(106)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔(202)，所述外孔(105)、沉孔(106)和與之配合的內(nèi)孔(202)之間各裝有一滾動(dòng)體；所述彈性裝置為弧形彈簧片(7)，弧形彈簧片(7)嵌裝在內(nèi)固定板(101)內(nèi)端面的凹槽(107)中，所述弧形彈簧片(7)的一端固定在凹槽(107)中，另一端抵在凹槽(107)邊緣上、與浮動(dòng)軸套(2)的內(nèi)端外圓活動(dòng)接觸并與凹槽(107)側(cè)壁之間有一定的間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，其特征在于所述位移傳感裝置包括嵌裝在內(nèi)固定板(101)上的霍爾元件(9)和嵌裝在環(huán)狀端蓋(10)上的磁鋼(ll)，所述環(huán)狀端蓋(10)套設(shè)在浮動(dòng)軸套(2)與內(nèi)固定板(101)之間，環(huán)狀端蓋(10)上設(shè)有與軸孔(201)相對(duì)應(yīng)的通孔，所述磁鋼(11)和霍爾元件(9)位置相對(duì)應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，其特征在于所述滾動(dòng)體為球形鋼珠(8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，其特征在于所述內(nèi)固定板(101)中心的圓孔為外小內(nèi)大的臺(tái)階孔，所述環(huán)狀端蓋(10)的外側(cè)向外延伸有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入在浮動(dòng)軸套(2)與臺(tái)階孔后端大孔之間的凹槽(107)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能電動(dòng)自行車后軸套式力矩傳感裝置，包括安裝殼體、浮動(dòng)軸套，浮動(dòng)軸套懸浮裝于安裝殼體中；安裝殼體中部上下兩側(cè)設(shè)有卡槽，外端外圓旋設(shè)有環(huán)狀螺母，環(huán)狀螺母并緊時(shí)，安裝殼體通過(guò)卡槽和固定槽與車架后橋片固定；浮動(dòng)軸套設(shè)有供后軸插入的軸孔，浮動(dòng)軸套與安裝殼體之間裝有弧形彈簧片和位移傳感裝置，浮動(dòng)軸套的套壁與安裝殼體的殼壁之間裝有使浮動(dòng)軸套懸浮的滾動(dòng)體；弧形彈簧片裝在安裝殼體的凹槽中，其一端固定在凹槽中，另一端與浮動(dòng)軸套的外圓接觸并與凹槽側(cè)壁有間隙。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，把騎車者的腳蹬力變成磁鋼和霍爾元件之間的位移，產(chǎn)生電信號(hào)輸入給控制器，由控制器調(diào)節(jié)輸出量，從而達(dá)到智能助力的效果。
文檔編號(hào)G01L3/00GK101782446SQ20101013058
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者黃巖 申請(qǐng)人:黃巖