一种用于电动助力车的扭力传感器
阅读说明：本技术 一种用于电动助力车的扭力传感器 (Torsion sensor for electric bicycle ) 是由 张斌 柯韦圣 黄泽鹏 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电动助力车技术领域,具体涉及一种用于电动助力车的扭力传感器,包括：扭力套筒,可随中轴转动,一端与中轴固定连接,另一端与输出部连接；导磁元件,设置在扭力套筒的外表面,导磁元件可随扭力套筒转动并发生形变；支架组件,套设在扭力套筒上,支架组件上设置有线圈组件和电路板,线圈组件和电路板电连接,线圈组件位于支架组件上遮盖导磁元件的部分；本发明通过到导磁元件随扭力套筒转动而发生形变,从而改变磁通量,检测组件检测磁通量的变化大小从而测得扭力的变化,提高检测精度；并且本发明中只需要中轴受力使得导磁元件发生形变即可测得扭力变化,因而能够检测静态和动态扭力,工作性能更加稳定可靠。(The invention relates to the technical field of electric moped, in particular to a torsion sensor for the electric moped, which comprises: the torsion sleeve can rotate along with the middle shaft, one end of the torsion sleeve is fixedly connected with the middle shaft, and the other end of the torsion sleeve is connected with the output part; the magnetic conduction element is arranged on the outer surface of the torsion sleeve and can rotate along with the torsion sleeve and deform; the bracket component is sleeved on the torsion sleeve, a coil component and a circuit board are arranged on the bracket component, the coil component is electrically connected with the circuit board, and the coil component is positioned on the part, covering the magnetic conductive element, of the bracket component; according to the invention, the magnetic conduction element deforms along with the rotation of the torque sleeve, so that the magnetic flux is changed, the detection assembly detects the change of the magnetic flux, so that the change of the torque is detected, and the detection precision is improved; in addition, the torsion change can be measured only by the deformation of the magnetic conduction element caused by the stress of the middle shaft, so that the static and dynamic torsion can be detected, and the working performance is more stable and reliable.)
技术领域
本发明涉及电动助力车
技术领域
，特别是一种用于电动助力车的扭力传感器。背景技术
传感器(英文名称：transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
电动助力车，又称助力自行车，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。扭力传感器是助力自行车电动助力系统理解骑行者意图的核心部件，由于扭力传感器的存在使得在骑行过程中，能够根据所测得的扭力来调整电动自行车的电机输出功率，提高骑乘的舒适度。
目前，助力自行车越来越多地采用中轴安装扭力传感器，常用的结构是在中轴或中轴连接的套管上粘贴应变片，通过应变片感应踩踏的扭力大小，通过信号处理后输出电压信号，进而控制电机的输出功率，这样的结构存在着检测精度不足，安装不易以及稳定性、可靠性低的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于电动助力车的扭力传感器，安装在中轴上，包括：扭力套筒，可随中轴转动，一端与中轴固定连接，另一端与输出部连接；导磁元件，设置在所述扭力套筒的外表面，所述导磁元件可随所述扭力套筒转动并发生形变；支架组件，套设在所述扭力套筒上，所述支架组件上设置有线圈组件和电路板，所述线圈组件和所述电路板电连接，所述线圈组件位于所述支架组件上遮盖所述导磁元件的部分，所述支架组件上还套设有隔磁套筒；隔磁垫片，设置在所述支架组件上位于所述线圈组件和所述电路板之间的区域；还包括速度磁环和用于感应所述速度磁环的感应元件，所述速度磁环固定安装与所述中轴上，所述感应元件设置于所述电路板上。
进一步的，所述导磁元件呈套筒薄片状并且附于所述扭力套筒的外表面。
进一步的，所述扭力套筒与所述导磁元件之间还设置有隔离层。
进一步的，所述导磁元件的外表面形成有若干个穿孔。
进一步的，所述穿孔有两组，两组所述穿孔对称分布。
进一步的，所述穿孔倾斜设置在所述导磁元件的外表面，并且两组所述穿孔在其长度方向的夹角为75°至105°。
进一步的，还包括支撑盖，所述支撑盖套设在所述中轴上并且可相对中轴转动，所述支架组件的一端与所述支撑盖固定连接。
本发明主要具有以下有益效果：本发明的扭力传感器通过到导磁元件随扭力套筒转动而发生形变，从而改变磁通量，检测组件检测磁通量的变化大小从而测得扭力的变化，提高检测精度；并且本发明中只需要中轴受力使得导磁元件发生形变即可测得扭力变化，因而能够检测静态和动态扭力，工作性能更加稳定可靠。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的磁通式扭力传感器的装配示意图；
图2是本发明实施例的磁通式扭力传感器的结构示意图；
图3是本发明实施例的磁通式扭力传感器的剖面示意图；
图4是本发明实施例的导磁元件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图3所示的一种用于电动助力车的扭力传感器，该扭力传感器安装在中轴100上，其包括一端固定在中轴100上的扭力套筒200，扭力套筒200上设置有导磁元件201，所述导磁元件201可以是套接或贴覆或嵌设于扭力套筒200的外表面，并且所述导磁元件201可以随扭力套筒200转动并发生形变，具体的，中轴100通过直接或间接的方式连接踏板，扭力套筒200的一端通过花键与中轴100连接并且随中轴100转动，扭力套筒200的另一端连接有输出部300，需要说明的是，本实施例中，所述输出部300可以是轴类零件或齿类零件，并且扭力套筒200与输出部300之间可以通过单向装置301连接，该单向装置301可以是棘爪或单向离合器，该单向离合器可以采用行业内常用的结构，本技术方案中不再赘述；所述扭力套筒200上套接有支架组件202，支架组件202上设置有线圈组件203和电路板204，所述线圈组件203和所述电路板204电连接，并且所述线圈组件203设置在支架组件202上遮盖导磁元件201的部分，即线圈组件203能够感应到导磁元件201发生形变引起的磁通量变化并形成电信号而传输到电路板204中，电路板204接收电信号后经处理转化后测得扭力的变化，提高该扭力传感器的检测精度；所述支架组件202上还设置有隔磁套筒207，其目的在于避免磁场散从而影响到电路板204，进一步的，所述支架组件202上位于所述线圈组件203和所述电路板204之间的区域还设置有隔磁垫片208，本实施例的线圈组件203和/或导磁元件201位于隔磁套筒207和隔磁垫片208围合形成的区域内，阻隔线圈组件203的内外部磁场，保证该扭力传感器的检测稳定性和可靠性；该扭力传感器还包括速度磁环209和用于感应所述速度磁环209的感应元件，所述速度磁环209固定安装在所述中轴100上并且随中轴100转动，所述感应元件设置于电路板204上靠近速度磁环209的一面，该感应元件可以是霍尔IC，通过感应元件与速度磁环209配合能够准确测得中轴100的转动速率或踏频。
在一些实施例中，参照图4所示，所述导磁元件201呈套筒薄片状并且附于所述扭力套筒200的外表面，中轴100驱使输出部300转动时，通过扭力套筒200传递扭力，从而使得扭力套筒200产生微小的变形，而导磁元件201也随扭力套筒200转动并产生形变，从而因此磁通量的变化，通过线圈组件203感应到该磁通量变化，进而通过电路板204将该变化处理后得出扭力的变化，本实施例中，通过套筒状的导磁元件201贴在扭力套筒200的外表面，具有易于组装、导磁元件201能够精确地随扭力套筒200转动而发生形变，提升该扭力传感器的检测精度。
在一些实施例中，参照图3所示，所述扭力套筒200与所述导磁元件201之间还设置有隔离层，具体的，该隔离层可以是在扭力套筒200的外表面镀铜等，其目的在于隔离扭力套筒200经过交变力矩后产生的残留磁性，从而保证导磁元件201产生的磁通量变化不受扭力套筒200或外界影响。
在一些实施例中，参照图4所示，所述导磁元件201的外表面形成有若干个穿孔206，该穿孔206可以是圆形、矩形、椭圆形或腰形，进一步的，所述穿孔206有两组且对称分布在导磁元件201的外表面，该两组穿孔206倾斜设置且呈一定的夹角，两组穿孔206在其长度方向的夹角为75°至105°，其目的在于可增强导磁元件201随扭力套筒200而发生形变而产生更大的磁通量变化，进一步提升该扭力传感器的精确性。
在一些实施例中，参照图1与图3所示，该扭力传感器还包括有支撑盖400，所述支撑盖400套设在中轴100上并且可相对中轴100转动，支架组件202的一端与所述支撑盖400固定连接，具体的，所述支撑盖400可以通过轴承211连接在中轴100上，而支架组件202的一端则可以通过螺纹连接固定在支撑盖400上，其目的在于支架组件202、线圈组件203和电路板204可以作为整个部件设计和组装后，再将该整体部件通过支撑盖400套装于扭力套筒200上，方便整体拆装和维护。
需要说明的是，上述所有实施例所述的导磁元件201可以采用高磁导率的材料制成，如铁或铁合金等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。