力矩传感器、助力装置、助力自行车以及力矩检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115092296A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210620253.3(22)申请日2022.06.02(71)申请人深圳拓邦股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区粤海街道高新技术产业园清华大学研究院B区413房(72)发明人肖力子(74)专利代理机构北京市天元律师事务所16010专利代理师贾振勇(51)Int.Cl.B62J45/411(2020.01)B62M6/50(2010.01)B62K11/00(2013.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称力矩传感器、助力装置、助力自行车以及力矩检测方法(57)摘要本发明适用于助力领域，提供一种力矩传感器、助力装置、助力自行车以及力矩检测方法。力矩传感器包括：中轴，其上固设有第一传动件；第二传动件，套设于中轴上并可相对中轴转动，第二传动件与第一传动件间隔设置；第三传动件，套设于第一传动件、第二传动件的外部并同时与第一传动件、第二传动件的相同一侧啮合传动；轴承座，套设于第三传动件外，第三传动件可相对于轴承座转动，应变片，设于轴承座外壁上，应变片用于检测轴承座在第三传动件的电压变化值。通过扭矩的传动结构设计，将现有结构中中轴上动态扭矩转换为关系稳定的弯矩进行测量，相比现有技术，无需采用无线传输扭矩，没有无线供电和无线通讯存在的风险，扭矩获取可靠性强，成本低。CN115092296ACN115092296A权利要求书1/2页1.一种力矩传感器，用于助力自行车的中置电机，其特征在于，包括：中轴，用于连接脚踏，其上固设有第一传动件；第二传动件，套设于所述中轴上并可相对所述中轴转动，所述第二传动件与第一传动件间隔设置，所述第二传动件用于连接负载；第三传动件，套设于所述第一传动件、所述第二传动件的外部并同时与所述第一传动件、所述第二传动件的相同一侧啮合传动；轴承座，套设于第三传动件外，所述第三传动件可相对于所述轴承座转动，所述轴承座的一端用于车体固定；应变片，设于所述轴承座外壁上，所述应变片用于检测所述轴承座在所述第三传动件与所述第一传动件、所述第二传动件传动时产生的电压变化值。2.如权利要求1所述的力矩传感器，其特征在于，所述第一传动件一体成型于所述中轴上。3.如权利要求1所述的力矩传感器，其特征在于，所述轴承座包括套设于所述第三传动件外的承力部、与所述车体固定的受力部以及连接所述受力部与所述承力部的过渡部，所述受力部的内径小于所述承力部，所述应变片设于所述受力部上。4.如权利要求3所述的力矩传感器，其特征在于，所述过渡部为圆锥结构。5.一种助力装置，其特征在于，包括如权利要求1‑4任一项所述的力矩传感器以及第四传动件，所述第四传动件可转动地套设于所述中轴外并且与所述第二传动件连接固定，所述第二传动件可单向带动所述第四传动件转动，所述第四传动件上用于连接负载。6.如权利要求5所述的助力装置，其特征在于，所述第二传动件远离所述第一传动件的一端延伸出所述轴承座外形成固定部，所述固定部上套设有第一单向联动件，所述第四传动件套设于所述第一单向联动件上。7.一种助力自行车，其特征在于，包括：车体；中置电机，设于所述车体上，所述中置电机的输出端设有第五传动件；以及如权利要求5或6所述的助力装置，所述第五传动件与所述第四传动件啮合传动并可单向带动所述第四传动件转动。8.如权利要求7所述的助力自行车，其特征在于，所述中置电机的驱动端设有第二单向联动件，所述第五传动件与所述第二单向联动件连接，所述中置电机可通过所述第二单向联动件驱动所述第五传动件带动所述第四传动件转动。9.一种力矩检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取轴承座的弯矩；根据所述轴承座的弯矩、所述轴承座的受力力臂，获取所述轴承座的径向力，其中，所述轴承座的径向力等于第三传动件的径向力；根据所述轴承座的径向力、第一传动件的压力角、第二传动件的压力角，获取所述第一传动件的周向力和所述第二传动件的周向力；根据所述所述第一传动件的周向力、半径以及所述第二传动件的周向力、半径，获取中轴的扭矩。10.如权利要求9所述的力矩检测方法，其特征在于，所述获取所述轴承座的弯矩的步2CN115092296A权利要求书2/2页骤具体包括：获取所述轴承座的应变力，根据所述应变力获取所述轴承座的弯矩。3CN115092296A说明书1/6页力矩传感器、助力装置、助力自行车以及力矩检测方法技术领域[0001]本发明属于自行车领域，尤其涉及一种力矩传感器、助力装置、助力自行车以及力矩检测方法。背景技术[0002]助力自行车，是一种新型二轮车辆，属于自行车的一种，以电池作为辅助动力来源，安有电机,并具备动力辅助系统，能实现人力骑行和电机助动一体化的新型交通工具。