一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105711727A(43)申请公布日2016.06.29(21)申请号201610240522.8(22)申请日2016.04.19(71)申请人钟德斌地址518000广东省深圳市龙华新区龙华街道建设东路嘉逸花园4栋2单元203(72)发明人钟德斌(51)Int.Cl.B62M6/50(2010.01)B62J6/00(2006.01)B62J99/00(2009.01)G01L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图9页(54)发明名称一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统(57)摘要本发明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。本发明助力系统稳定性强，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挡位。CN105711727ACN105711727A权利要求书1/2页1.一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。2.根据权利要求1所述的一种采用中轴力矩传感器的自行车助力系统，其特征在于：该助力系统包括码表，所述码表根据中轴力矩传感器测出的某一设定的反转角度来设置助力挡位，或手按码表按键来设置；所述码表在设置不同的助力挡位时采用不同的背光颜色和提示声音来增加助力挡位的辨识度；所述码表在车速为零时不需按键操作,每间隔三至四秒循环显示各骑行参数。2CN105711727A权利要求书2