專利名稱：電動助力車力矩傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及力矩傳感器，更具體地說，涉及一種可用于電動助力車的力矩 傳感裝置。
背景技術：
隨著電池技術的逐漸成熟，世界對環保要求的日益重視，電動助力車(在 平地以人力為主，在坡地等負載場合增加電力輔助驅動)逐漸的成為環保交通 工具的首選。
為了實現檢測有負載情況，需要增加力矩傳感裝置來檢測騎車者的蹬踏力 的改變，判斷是否需要電力的輔助。目前的力矩傳感器存在以下缺陷鏈輪曲 柄的徑向運動只能轉變為徑向的位移，如果需要有信號輸出，必須要車輪轉動 兩圈以后才能檢測，并且輸出的信號不是線性連續的，存在信號輸出關斷滯后 的問題。
為此，中國專利200520100522.5號公開了一種電動自行車力矩傳感裝置， 通過從動件與力矩輸出件之間相應設置的一組斜軸、斜軸孔活動配合，將徑向 運動轉變為軸向位移，并通過信號采集件采集輸出電壓信號，來控制是否啟動 電動輔助。然而這種結構的力矩傳感裝置至少存在以下的缺陷1、在主動件 轉動帶動從動件轉動時，由于需要將徑向運動轉化成軸向位移，使得斜軸和斜 軸孔之間存在很大的摩擦，在試驗過程中，經常發生卡死無法轉動的情況或轉 動到某一位置后即使蹬踏力消失從動件也不能復位。2、斜軸和斜軸孔之間存 在的摩擦造成很大的磨損，使得斜軸和斜軸孔之間的配合失效。3、由于騎車 者蹬踏力的不均勻，使得力矩輸出件往往會產生擺動，而影響到檢測的準確度。 4、由于主動件和從動件之間是通過銷軸來配合聯動，而主動件和從動件之間 還存在軸向的相對位移，使得銷軸和從動件的銷軸孔之間存在較大的滑動阻
力，不利于主動件和從動件的軸向相對運動，影響檢測準確度。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述力矩傳感裝置的缺 陷，提供一種可有效降低斜槽和斜軸之間的摩擦力的電動助力車力矩傳感裝置。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種電動助力車力矩傳
感裝置，包括引入動力的主動件、設置在所述主動件外圈的力矩輸出件、由所 述主動件通過連結件帶動轉動的從動件、以及設置在所述從動件內圈的位移傳 感結構；所述從動件與所述主動件之間設有移動間隙；在所述從動件與主動件 之間設有推動所述從動件復位的彈性件；所述力矩輸出件的圓周上開設有徑向 插孔；所述從動件的外圓周上開設有導向螺旋槽；所述插孔和導向螺旋槽內插 設有橫軸，所述橫軸的一段通過軸承與所述導向螺旋槽相接，所述橫軸的另一 段插入安裝在所述徑向插孔內。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述導向螺旋槽為45度螺旋槽。 在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述力矩輸出件和主動件之間設 有位于兩者的連接位置處的限位片。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述主動件和從動件的連結件為 銷軸；
所述主動件開設有軸向銷軸孔，所述從動件開設有與所述銷軸孔配合的階 梯配合孔，所述銷軸緊配合在所述主動件的銷軸孔和滑動配合在從動件的配合 孔內。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述彈性件為彈簧；所述主動件 和從動件上開設有容納所述彈簧的階梯容納孔。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述位移傳感結構包括卡設在所 述從動件內圈的信號件、安裝在所述信號件的內圈的磁鋼、以及設置在所述信 號件內側的感應件；所述感應件相對于所述磁鋼的位置設有位移感應器；
所述信號件與所述感應件在所述從動件的轉動方向上相對靜止，所述從動件與所述信號件相對轉動，并且所述信號件在所述從動件帶動下做軸向移動， 并由所述感應件感應所述磁鋼的位移，輸出位移信號。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述感應件為霍爾件；所述位移 感應器為安裝在霍爾件上的霍爾感應器；所述霍爾件上還設有供止轉片插入的 兩個止轉插孔，所述止轉片插入所述止轉插孔來限制所述霍爾件轉動，所述霍 爾件上還設有安裝電纜線的電纜線插孔。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述信號件外壁設有凸棱，所述 從動件的內壁設有所述凸棱相配合的凹槽，所述凸棱和凹槽配合使得所述信號 件跟隨所述從動件做軸向移動。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述助力車力矩傳感裝置還設有 套裝在所述力矩輸出件上的固定件，所述固定件定位所述霍爾件。
在本發明的電動助力車力矩傳感裝置中，所述軸承為含油滑動軸承。
實施本發明的電動助力車力矩傳感裝置，具有以下有益效果通過在力矩 輸出件上開設徑向插孔，并采用45度導向螺旋槽.同時在橫軸和導向螺旋槽之 間裝入軸承，來降低橫軸與導向螺旋槽之間的摩擦力，從而使得從動件的軸向 運動阻力大大減小，使得徑向運動可以有效地轉換成軸向位移，提高了檢測準 確度，減少了磨損。另夕卜，通過在主動件的外側安裝剛性限位片，避免了力矩 輸出件的軸向擺動，提高了檢測準確度。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖1是本發明電動助力車力矩傳感裝置的剖視示意圖2是本發明電動助力車力矩傳感裝置的主動件的正面示意圖3是根據圖2的A-A剖面線的剖視示意圖4是本發明電動助力車力矩傳感裝置的力矩輸出件的正面示意圖； 圖5是根據圖4的B-B剖面線的剖視示意圖6是本發明電動助力車力矩傳感裝置的從動件的正面示意圖； 圖7是根據圖6的C-C剖面線的剖視示意圖8是圖6的A向示意圖9是根據圖8的D-D剖面線的剖視示意圖10是本發明電動助力車力矩傳感裝置的霍爾件的正面示意圖11是根據圖10的E-E剖面線的剖視示意圖12是本發明電動助力車力矩傳感裝置的信號件的正面示意圖13是圖12的B向示意圖14是根據圖12的F-F剖面線的剖視示意圖15是本發明電動助力車力矩傳感裝置的限位片的正面示意圖16是根據圖15的G-G剖面線的剖視示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，在本發明的電動助力車力矩傳感裝置第一實施例中，其包括 引入動力的主動件11、設置在主動件11外圈的力矩輸出件12、由主動件11 通過連結件16帶動轉動的從動件13、以及設置在從動件13內圈的位移傳感 結構。從動件13與主動件11之間設有移動間隙14;在從動件13與主動件11 之間設有推動從動件13復位的彈性件。在本實施例中，連結件16為銷軸，而 彈性件為彈簧15，可以理解的，連結件16和彈性件也可以為其它構件，只要 能夠完成連接和彈性復位的功能即可。
如圖2、圖3所示，主動件11包括圓柱形的主體。在主體的中間開設有 花狀連接孔lll，與助力車的曲柄91相連接，并由曲柄91帶動主動件11轉 動。在主體的圓周上均布設有銷軸孔112和階梯容納孔113。該銷軸孔112用 于供銷軸插入，而階梯容納孔113用于收納彈性件。可以理解的，銷軸孔112 和階梯容納孔113可以做成一個階梯孔，而將彈性件套設在銷軸的外圍，而減 少主動件ll的開孔加工。
如圖4、圖5所示，力矩輸出件12包括圓柱狀的中空主體，該中空主體 套設在主動件11的外圍，并與鏈片92連接，將主動件11輸入的力傳遞鏈片 92，進而帶動整個助力車開動。為了與鏈片92連接，在中空主體的端部外側 設有向外延伸的連接耳121，在連接耳121上開設有連接孔122，通過鉚釘穿過連接孔122，而將力矩輸出件12與鏈片92固定連接?？梢岳斫獾?，鏈片92 與力矩輸出件12的連接方式也可以選用其他現有的連接方式。在該中空主體 的圓周上開設有徑向插孔123，用于供橫軸17插入，連接力矩輸出件12和從 動件13。徑向插孔123的數量可以根據實際需要進行調整。
如圖6至圖9所示，從動件13包括中間設有通孔131的圓柱主體。在通 孔131進一步的開設有凹槽132，用于與信號件19配合，詳后述。在圓柱主 體上開設有與銷軸孔112配合的階梯配合孔133，以及用于收納彈簧15的階 梯容納孔134?？梢岳斫獾模N軸孔112、階梯配合孔133和階梯容納孔134 的數量可以根據需要進行設置。通過將銷軸插入到銷軸孔112和配合孔內，使 得從動件13可以在主動件11的帶動下同步轉動。而在階梯容納孔134、 113 內裝入彈簧15，使得從動件13和主動件11在相對移動、壓縮彈簧15之后， 在彈簧15的彈性恢復力的作用下，推動從動件13遠離主動件11，保持從動 件13與主動件11之間的間隙14。
在本實施例中，將配合孔做成階梯狀，可以使得插入在其中的銷軸與配合 孔的接觸面積減少，從而使得從動件13和主動件11在相對滑動的過程中，減 少摩擦力，降低滑動阻力?？梢岳斫獾模N軸孔112也可以做成階梯狀或漏斗 狀。
為了實現從動件13向主動件11移動，在從動件13的外圓周上開設有與 徑向插孔123相對應的導向螺旋槽135。在本實施例中，導向螺旋槽135為45 度螺旋槽，其形狀可以通過圖6、圖8和圖9清楚看到。在徑向插孔123和導 向螺旋槽135內插入橫軸17，橫軸17的一段插入到徑向插孔123內，另一段 通過軸承18與導向螺旋槽135相接，從而通過橫軸17的連接、以及導向螺旋 槽135的導向，使得從動件13可以向主動件11移動。在本實施例中，軸承 18可以選用含油滑動軸承18。通過軸承18的設置，使得導向螺旋槽135與橫 軸17之間的接觸變成了滾動連接，大大的減少了摩擦力，使得從動輪的軸向 運動阻力大大減小，使得徑向運動可以有效地轉換成軸向位移，提高了檢測準 確度，減少了磨損。
在本實施例中，位移傳感結構包括卡設在從動件13內圈的信號件19、安
裝在信號件19的內圈的磁鋼20、以及設置在信號件19內側的感應件21。感 應件21相對于磁鋼20的位置設有位移感應器22。信號件19與感應件21在 從動件13的轉動方向上相對靜止，從動件13與信號件19相對轉動，并且信 號件19在從動件13帶動下做軸向移動，并由感應件21感應磁鋼20的位移， 輸出位移信號。可以理解的，位移傳感結構也可以選用如中國專利 200520100522.5號的相應結構。
如圖10、圖11所示，在本實施例中，位移感應器22為霍爾感應器；感 應件21大概成圓盤狀的霍爾件。在霍爾件的圓周側壁上開設有槽212，用于 將霍爾感應器安裝在槽212內?；魻柤线€設有與槽212相連通的走線過孔 213，從而便于霍爾感應器將檢測到的信號向外發送。在霍爾件的圓盤面上還 可設有止轉插孔214，通過將止轉片23的插腳231插入到止轉插孔214內， 來限制霍爾件的轉動。該霍爾件上還設有安裝固定電纜線的電纜線插孔。
為了限制霍爾件的軸向移動，在霍爾件的外側設有固定件24，通過固定 件24壓緊霍爾件的邊緣，更好的保證了霍爾件的軸向定位和同心。
如圖12至圖14所示，信號件19為一段圓環，其外側設有與從動件13 的凹槽132相配合的凸棱191，通過凸棱191和凹槽132的配合，使得信號件 19跟隨從動件13做軸向移動。在信號件19的內側設有槽位192，用于安裝磁 鋼20。在信號件19隨著從動件13作軸向移動時，磁鋼20也跟隨著作軸向移 動，而由于霍爾件固定不動，安裝在霍爾件上的霍爾感應器就可以檢測到磁鋼 20的位移，從而輸出信號，觸發電力系統動作，增加電力驅動。
為了避免信號件19跟隨著從動件13轉動，在本實施例中，通過在感應件 21的側壁上向外伸出兩個擋塊215，將信號件19放置在兩個擋塊215之間， 而感應件21是固定不轉動的，從而使得信號件19也不會跟隨從動件13轉動。 可以理解的，防止信號件19轉動的方式可以是多種多樣的，例如在感應件上 開設孔位，在信號件上設置插銷；或者將兩個擋塊連接起來，做成一個整體擋 塊等等。
進一步的，為了避免在蹬踏曲柄91時，帶來力矩輸出件12的左右擺動， 在力矩輸出件12和主動件11的外側設有位于兩者的連接位置處的限位片25。
限位片25壓緊在主動件11和曲柄91之間。其結構如圖15和圖16所示，限 位片25的中間開設有花狀孔251，從而限位片25可以跟隨著曲柄91轉動。 在限位片25的盤面上還設有加強突起252，從而增加限位片25的強度。由于 限位片25位于力矩輸出件12和主動件11之間，從而可以限制了力矩輸出件 12向曲柄91的一側擺動；而另一側則通過固定件24、霍爾件和中軸碗93等 的限位，避免了力矩輸出件12的軸向擺動，提高了檢測準確度。
如圖1所示，是本發明電動助力車力矩傳感器的剖視示意圖，為了便于理 解，其采用了部分旋轉剖視的處理，示意性的給出了其配合關系。下面以助力 車在靜止，騎車者發力蹬踏曲柄91的狀態為例說明各個零件之間的動作關系。 曲柄91帶動主動件11轉動，在銷軸的連結下，從動件13隨著主動件11轉動。 此時，由于助力車和騎車者的重量，使得連片處于靜止狀態，也就是說力矩輸 出件12處于靜止狀態，橫軸17也處于靜止狀態；而從動件13轉動通過橫軸 17傳遞到力矩輸出件12，此時，必然導致從動件13的導向螺旋槽135與橫軸 17產生相對運動，而力矩輸出件12處于靜止，則使得從動件13向著主動件 11移動，實現了將主動件11的旋轉運動轉換成軸向位移。從動件13在向著 主動件ll移動的過程中，磁鋼20也隨之運動，霍爾感應器檢測至l爐鋼20的 位移，輸出信號，從而完成了力矩傳感，隨后由電池系統供電，產生助力。在 助力車正常行駛時，在彈簧15的作用下，推動從動件13復位。而在遇到上坡 或者有負載時，再次產生上述的動作，將主動件11的旋轉運動轉換成軸向位 移，觸發電池系統產生助力。
權利要求
1.一種電動助力車力矩傳感裝置，包括引入動力的主動件、設置在所述主動件外圈的力矩輸出件、由所述主動件通過連結件帶動轉動的從動件、以及設置在所述從動件內圈的位移傳感結構；所述從動件與所述主動件之間設有移動間隙；在所述從動件與主動件之間設有推動所述從動件復位的彈性件；其特征在于所述力矩輸出件的圓周上開設有徑向插孔；所述從動件的外圓周上開設有導向螺旋槽；所述插孔和導向螺旋槽內插設有橫軸，所述橫軸的一段通過軸承與所述導向螺旋槽相接，所述橫軸的另一段插入安裝在所述徑向插孔內。
2、 根據權利要求l所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 導向螺旋槽為45度螺旋槽。
3、 根據權利要求1或2所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于， 所述力矩輸出件和主動件之間設有位于兩者的連接位置處的限位片。
4、 根據權利要求l所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 主動件和從動件的連結件為銷軸；所述主動件開設有軸向銷軸孔，所述從動件開設有與所述銷軸孔配合的階 梯配合孔，所述銷軸緊配合在所述主動件的銷軸孔和滑動配合在從動件的配合 孔內。
5、 根據權利要求4所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 彈性件為彈簧；所述主動件和從動件上開設有容納所述彈簧的階梯容納孔。
6、 根據權利要求l所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 位移傳感結構包括卡設在所述從動件內圈的信號件、安裝在所述信號件的內圈 的磁鋼、以及設置在所述信號件內側的感應件；所述感應件相對于所述磁鋼的 位置設有位移感應器；所述信號件與所述感應件在所述從動件的轉動方向上相對靜止，所述從動 件與所述信號件相對轉動，并且所述信號件在所述從動件帶動下做軸向移動， 并由所述感應件感應所述磁鋼的位移，輸出位移信號。
7、 根據權利要求6所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述感應件為霍爾件；所述位移感應器為安裝在霍爾件上的霍爾感應器；所述霍爾 件上還設有供止轉片插入的兩個止轉插孔，所述止轉片插入所述止轉插孔來限 制所述霍爾件轉動，所述霍爾件上還設有安裝電纜線的電纜線插孔。
8、 根據權利要求6所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 信號件外壁設有凸棱，所述從動件的內壁設有所述凸棱相配合的凹槽，所述凸 棱和凹槽配合使得所述信號件跟隨所述從動件做軸向移動。
9、 根據權利要求7所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述助力車力矩傳感裝置還設有套裝在所述力矩輸出件上的固定件，所述固定件定 位所述霍爾件。
10、 根據權利要求l所述的電動助力車力矩傳感裝置，其特征在于，所述 軸承為含油滑動軸承。
全文摘要
本發明涉及一種電動助力車力矩傳感裝置，包括引入動力的主動件、設置在主動件外圈的力矩輸出件、由主動件通過連結件帶動轉動的從動件、以及設置在從動件內圈的位移傳感結構；從動件與主動件之間設有移動間隙；在從動件與主動件之間設有彈性件；力矩輸出件的圓周上開設有徑向插孔；從動件的外圓周上開設有導向螺旋槽；插孔和導向螺旋槽內插設有橫軸，橫軸的一段通過軸承與導向螺旋槽相接，橫軸的另一段插入安裝在徑向插孔內。在力矩輸出件上開設徑向插孔，同時在橫軸和導向螺旋槽之間裝入軸承，來降低橫軸與導向螺旋槽之間的摩擦力，從而使得從動輪的軸向運動阻力大大減小，使得徑向運動可以有效地轉換成軸向位移，提高了檢測準確度，減少了磨損。
文檔編號B62M23/02GK101367422SQ20071007575
公開日2009年2月18日 申請日期2007年8月15日 優先權日2007年8月15日
發明者劉海平 申請人:劉海平