曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車，包括圓形套筒、第一軸承、第一軸承座、第二軸承、承載模塊及傳感裝置；承載模塊具有安裝孔，安裝孔為階梯孔，階梯孔包括用于容置第一軸承座的第一孔部和孔徑小于第一軸承的外徑的第二孔部，第一孔部作為導向腔，承載模塊的一端具有凸臺，第二孔部置于凸臺內，凸臺安裝在圓形套筒上；傳感裝置設置在承載模塊或/和第一軸承座上，用于測量第一軸承座與承載模塊之間的相對位移值或壓力值。本實用新型還提供了一種電動自行車和智能自行車。其結構簡單，組裝方便，對信號的采集和傳輸的穩定性高，降低了制造成本。
【專利說明】
曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車
技術領域
[0001]本實用新型涉及電動自行車和智能自行車領域，特別是涉及一種曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車。
【背景技術】
[0002]電動自行車，是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎上，安裝了電機、控制器、蓄電池、轉把閘把等操縱部件和顯示儀表系統的機電一體化的廣泛使用的交通工具；其最重要的特征是將電機動力與騎乘者的踏力整合在一起，作為驅動力；為達到人力和電力的有機結合，需要在電動自行車腳踏的曲柄扭矩傳遞路徑上設一個感測裝置，以感測曲柄的扭矩的大小，并根據感測結果控制電機輸出的動力，以減輕騎乘者施加的腳踏力，減輕騎乘者的累感。
[0003]在普通自行車上設置測力計等輔助測量工具后被稱為智能自行車，用作訓練器械或身體復健。
[0004]傳統的速度傳感器沒有對電動自行車或智能自行車的腳踏部位的曲柄扭矩進行測量，無法判斷騎行人踩踏腳踏時曲柄的扭矩，使人力和電力無法有機的結合，因而容易造成騎行時失去控制、推行時飛車等嚴重的安全隱患；而目前常用的力矩感應器是從電動自行車上旋轉的鏈盤上測量扭矩信號，這種方式的信號采集和傳輸的穩定性差，并且結構復雜、生產成本較高，因而無法真正在市場上推廣普及使用。
【實用新型內容】
[0005]基于此，本實用新型提供一種結構簡單、設計合理的電動自行車的曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車，其使電動自行車的控制器可以根據采集的位移或壓力電信號來調節電機扭矩大小，從而實現電動自行車人力和電力的有機結合;或實現智能自行車準確的計算出騎行人的用力狀態。本實用新型實現上述目的所采用的技術方案是:
[0006]一種曲柄扭矩測量裝置，其設置于電動自行車車架的底部或智能自行車車架的底部，并與設置于電動自行車上的控制器或智能自行車上的儀表連接，所述曲柄扭矩測量裝置包括圓形套筒、第一軸承、第一軸承座、第二軸承、承載模塊及傳感裝置;所述第一軸承安裝于所述第一軸承座中，所述第一軸承及所述第二軸承用于設置在所述電動自行車的中軸上或所述智能自行車的中軸上，所述中軸貫穿所述圓形套筒、所述第一軸承及所述第二軸承，所述中軸的兩端分別外露于所述圓形套筒的兩側；
[0007]所述承載模塊靠近所述中軸的鏈盤端，所述承載模塊具有安裝孔，所述安裝孔為階梯孔，所述階梯孔包括用于容置所述第一軸承座的第一孔部和孔徑小于所述第一軸承的外徑的第二孔部，所述第一軸承座設置于所述第一孔部內，所述第一孔部作為導向腔，所述承載模塊的一端具有凸臺，所述第二孔部置于所述凸臺內，所述凸臺安裝在所述圓形套筒上；
[0008]所述傳感裝置設置在所述承載模塊或/和所述第一軸承座上，用于測量所述第一軸承座與所述承載模塊之間的相對位移值或壓力值。
[0009]在其中一個實施例中，所述第一孔部的內壁包括依次首尾連接的第一直線邊段、第一圓弧邊段、第二直線邊段及第二圓弧邊段，所述第一直線邊段與所述第二直線邊段平行；
[0010]所述第一軸承座的外壁包括相互平行的第三直線邊段和第四直線邊段，所述第三直線邊段與所述第一直線邊段相配合，所述第四直線邊段與所述第二直線邊段相配合，使得所述第一軸承座與所述第一孔部相配合，所述第一軸承座能夠沿著所述第一直線邊段靠近或遠離所述傳感裝置移動。
[0011]在其中一個實施例中，所述第一軸承座的外周面上設置有用于抵接所述第一圓弧邊段的凸起，所述承載模塊的外周面上對應所述凸起的位置開設有凹槽，所述傳感裝置安裝于所述凹槽中，所述凸起的兩側的所述第一圓弧邊段分別與所述第一軸承座形成避位空間。
[0012]在其中一個實施例中，所述承載模塊的外輪廓為階梯軸，所述承載模塊包括依次連接的第一段軸和第二段軸，所述第一段軸的外徑大于所述第二段軸的外徑，所述第一孔部置于所述第一段軸內，所述第二段軸作為所述凸臺；
[0013]所述凹槽的內底面為弧形面，所述傳感裝置為電阻應變片，所述電阻應變片貼合在所述弧形面上。
[0014]在其中一個實施例中，所述傳感裝置為電子位移感應元件，所述電子位移感應元件包括第一霍爾組件和可與所述第一霍爾組件通過相對位移而產生電動勢的第一磁體；
[0015]所述第一霍爾組件設置于所述承載模塊上，所述第一磁體設置于所述第一軸承座上，所述第一霍爾組件和所述第一磁體相鄰設置，所述第一霍爾組件與所述第一磁體之間產生的電動勢把所述第一軸承座與所述承載模塊之間的相對位移量傳遞給所述控制器或所述儀表。
[0016]在其中一個實施例中，所述凸臺的外表面設置外螺紋，所述圓形套筒的內壁處設置內螺紋，所述凸臺與所述圓形套筒螺紋配合連接。
[0017]在其中一個實施例中，所述曲柄扭矩測量裝置還包括第二軸承座，所述第二軸承座為中空的階梯軸，包括依次連接的第一軸體和第二軸體，所述第一軸體的外徑大于所述第二軸體的外徑，所述第二軸體的外表面設置外螺紋，所述圓形套筒的內壁處設置內螺紋，所述第二軸體與所述圓形套筒螺紋配合連接；
[0018]所述階梯軸的中空部分為階梯孔，包括用于容置所述第二軸承的第一孔段和孔徑小于所述第二軸承的外徑的第二孔段，所述第一孔段置于所述第一軸體內，所述第二孔段置于所述第二軸體內，所述第二軸承座設置于所述第一孔段內。
[0019]在其中一個實施例中，所述曲柄扭矩測量裝置還包括測量所述中軸轉速的測速裝置，所述測速裝置包括第二霍爾組件、套環和設置在所述套環上的若干磁鐵；
[0020]所述第二霍爾組件設置在所述圓形套筒上，所述套環用于套設在所述中軸上，并置于所述圓形套筒內，所述若干磁鐵均勻分布在所述套環上；
[0021]在所述套環隨所述中軸同步轉動時，所述第二霍爾組件產生的電信號傳送至所述控制器或所述儀表。
[0022]還涉及一種電動自行車，包括車架、設置在車架上的控制器，以及中軸，所述中軸的一端裝載有電動自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄，還包括如上述任一技術特征所述的曲柄扭矩測量裝置，所述曲柄扭矩測量裝置設置于所述電動自行車車架的底部。
[0023]還涉及一種智能自行車，所述智能自行車不以蓄電池作為輔助能源，包括車架、測量儀表和中軸，所述中軸的一端裝載有自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有自行車的另一個腳踏曲柄，還包括如上述任一技術特征所述的曲柄扭矩測量裝置，所述曲柄扭矩測量裝置設置于所述智能自行車車架的底部，與所述測量儀表電連接。
[0024]本實用新型的有益效果是:
[0025]本實用新型的曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車，承載模塊的安裝孔為階梯孔，第一軸承座位于圓形套筒的外端部，增大了承載模塊的設計空間，電動自行車的控制器可以根據采集的位移或壓力電信號調節電機扭矩大小，從而實現電動自行車人力和電力的有機結合，協調工作;智能自行車的測量儀表可以實時計算和記錄曲柄扭矩;其結構簡單，組裝方便，對信號的采集和傳輸的穩定性高，降低了制造成本，便于普及。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實用新型一實施例的曲柄扭矩測量裝置應用于電動自行車或智能自行車的原理圖；
[0027]圖2為本實用新型一實施例的曲柄扭矩測量裝置的分解主視結構示意圖；
[0028]圖3為圖2所示曲柄扭矩測量裝置裝配后的主視結構示意圖；
[0029]圖4為圖3所示曲柄扭矩測量裝置在改變電阻應變片設置位置后的一實施例的左視結構示意圖；
[0030]圖5為圖4所示的曲柄扭矩測量裝置中承載模塊的主視結構示意圖；
[0031 ]圖6為圖5所示的承載模塊的左視結構示意圖；
[0032]圖7為圖4所示的曲柄扭矩測量裝置中第一軸承座的主視結構示意圖；
[0033]圖8為圖7所不的第一軸承座的右視結構不意圖；
[0034]圖9為圖3所示的曲柄扭矩測量裝置中第二軸承座及第二軸承配合的主視結構示意圖；
[0035]圖10為圖9所示的第二軸承座及第二軸承配合的右視結構示意圖；
[0036]其中:
[0037]100-車架；101-中軸；102-腳踏；103-腳踏曲柄；104-鏈條；105-鏈盤；106-后軸；107-飛輪；108-圓形套筒；109-第一軸承；110-第一軸承座；1101-凸起；1102-第三直線邊段；1103-第四直線邊段；111-第二軸承；112-承載模塊；1121-第一段軸；11211-凹槽；11212-導向腔；11213-凸臺；11214-第一直線邊段；11215-第一圓弧邊段；11216-第二直線邊段；11217-第二圓弧邊段；1122-電阻應變片；1123-第二孔部；113-第二軸承座；1131-第一軸體;1132-第二軸體;114-避位空間。
【具體實施方式】
[0038]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0039]參見圖1至圖10，本實用新型提供了一種曲柄扭矩測量裝置，設置于電動自行車車架100的底部或智能自行車車架100的底部，并與設置于電動自行車上的控制器或智能自行車上的儀表連接。在本實施例中，以曲柄扭矩測量裝置安裝于電動自行車的車架100為例進行說明。電動自行車包括車架100，設置在車架100上的控制器(未示出)，曲柄扭矩測量裝置，以及中軸101。
[0040]本實施例中，曲柄扭矩測量裝置包括圓形套筒108、第一軸承109、第一軸承座110、第二軸承111、承載模塊112及傳感裝置。第一軸承109及第二軸承111用于設置在電動自行車的中軸101上或智能自行車的中軸101上，第一軸承109安裝于第一軸承座110中。
[0041]圓形套筒108套設于中軸101的外部，且位于第一軸承109與第二軸承111之間。圓形套筒108通過第一軸承座110與第二軸承111支撐于中軸101上。承載模塊112套設于第一軸承座110上，并靠近中軸101的鏈盤端設置。中軸101的鏈盤端是指中軸101的用于安裝鏈盤105的一端。
[0042]電動自行車的中軸101從第一軸承109、圓形套筒108和第二軸承111內貫穿，中軸101的兩端分別外露于第一軸承109與第二軸承111的兩側，當然，中軸101的兩端分別外露于所述圓形套筒108的兩側。中軸101的一端裝載有電動自行車的鏈盤105及一個腳踏曲柄103，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄103。本實施例中，中軸101優選為一空心圓通。在其它實施例中，中軸101也可為實心軸。
[0043]傳感裝置設置在承載模塊112或/和第一軸承座110上，用于測量第一軸承座110與承載模塊112之間的相對位移值或壓力值。
[0044]第一軸承109位于圓形套筒108的外側，第一軸承109安裝于第一軸承座110中，并且，承載模塊112套設于第一軸承座110上。這樣能夠增大承載模塊112的設計空間，使得具有曲柄扭矩測量裝置的電動自行車和智能自行車的結構簡單，組裝方便，對信號的采集和傳輸的穩定性高，降低了制造成本，便于普及。
[0045]作為一種可優選方式，承載模塊112具有安裝孔，所述安裝孔為階梯孔，所述階梯孔包括用于容置第一軸承座110的第一孔部和孔徑小于第一軸承111的外徑的第二孔部1123，第一軸承座110設置于所述第一孔部內，所述第一孔部作為導向腔11212，承載模塊112的一端具有凸臺，第二孔部1123置于所述凸臺11213內，凸臺11213安裝在圓形套筒108上;傳感裝置設置在承載模塊112或/和第一軸承座110上，用于測量第一軸承座110與承載模塊112之間的相對位移值或壓力值。
[0046]優選地，所述第一孔部的內壁包括依次首尾連接的第一直線邊段11214(圖5中的上側)、第一圓弧邊段11215(圖5中的左側)、第二直線邊段11216(圖5中的下側)及第二圓弧邊段11217(圖5中的右側)。第一直線邊段11214與第二直線邊段11216平行。較佳地，第一圓弧邊段11215與第二圓弧邊段11217的開口方向相對。
[0047]第一軸承座110的外壁包括相互平行的第三直線邊段1102(圖7中的上側)和第四直線邊段1103(圖7中的下側)，第三直線邊段1102與第一直線邊段11214相配合，第四直線邊段1103與第二直線邊段11216相配合，使得第一軸承座110與所述第一孔部相配合，第一軸承座110能夠沿著所述第一直線邊段11214靠近或遠離所述傳感裝置移動。
[0048]第一軸承座110的外周面上設置有用于抵接第一圓弧邊段11215的凸起1101，承載模塊112的外周面上對應凸起1101的位置開設有凹槽11211，傳感裝置安裝于凹槽11211中。凸起1101的兩側的第一圓弧邊段11215分別與第一軸承座110形成避位空間114。設置避位空間114，提高了傳感裝置測量的準確度。凹槽11211設置在與第一圓弧邊段11215對應的承載模塊112的外周面上，使得第一圓弧邊段11215所在的承載模塊112部分可作為彈性弧。
[0049]凸起1101能夠與承載模塊112抵接，傳感裝置能夠測量第一軸承座110與承載模塊112之間的相對位移值或壓力值。傳感裝置可為電阻應變片1122。
[0050]承載模塊112的外輪廓為階梯軸，承載模塊112包括依次連接的第一段軸1121和第二段軸，第一段軸1121的外徑大于所述第二段軸的外徑，所述第一孔部置于第一段軸1121內，所述第二段軸作為凸臺11213;
[0051]凹槽11211的內底面為弧形面，電阻應變片1122貼合在所述弧形面上，這樣進一步提高了傳感裝置測量的準確性。優選地，所述弧形面圓心與第一段軸1121同心。當然，在其它實施方式中，所述弧形面圓心與第一段軸1121也可不同心設置。
[0052]在其它實施例中，所述傳感裝置也可為電子位移感應元件，所述電子位移感應元件包括第一霍爾組件和可與第一霍爾組件通過相對位移而產生電動勢的第一磁體。第一霍爾組件設置于承載模塊112上，第一磁體設置于第一軸承座110上，第一霍爾組件和第一磁體相鄰設置，第一霍爾組件與第一磁體之間產生的電動勢把第一軸承座110與承載模塊112之間的相對位移量傳遞給所述控制器或所述儀表。
[0053]第一軸承座110置于向腔11212中，并通過傳感裝置測量第一軸承座110與第一段軸1121之間的相對位移值或壓力值。具體為，第一軸承座110上的凸起1101與第一段軸1121的內壁(即第一孔部的內壁)抵接，第一軸承座110相對于第一段軸1121運動時，凸起1101通過與凸起1101抵接的第一段軸1121將位移或者壓力傳遞給電阻應變片1122，并且，電阻應變片1122能夠將位移或者壓力傳遞給控制器，以實現測量相對位移值或壓力值。在本實施例中，電阻應變片1122能夠將壓力傳遞給控制器，以測量相對壓力值。當然，在其他實施方式中，電阻應變片1122能夠將位移傳遞給控制器，控制器將相對位移值轉換成壓力值。
[0054]通過凹槽11211容納傳感裝置，能夠避免通過彈片來固定感應片，使得曲柄扭矩測量裝置的結構更加簡單，便于裝配，提高裝配效率，同時，還能夠減少位移值或者壓力值的傳遞時存在的偏差，保證測量結果準確。
[0055]進一步地，凸起1101具有尖端，第一軸承座110通過尖端與第一段軸1121的內壁抵接，以保證電阻應變片1122感應靈敏，提高可靠性。
[0056]電阻應變片1122的底部形狀為弧形，弧形的電阻應變片1122與凹槽11211的底部形狀相適應。電阻應變片1122與凹槽11211的槽底相貼合。也就是說，第一段軸1121具有部分彈性弧，通過彈性弧便于電阻應變片1122的安裝，并且，凸起1101位于彈性弧的另一側，這樣能夠進一步提高電阻應變片1122感應的靈敏度。
[0057]第一段軸1121在軸向上呈階梯狀設置，以便于第一段軸1121與圓形套筒108連接。具體為，第一段軸1121朝向套筒的一端具有凸臺11213，凸臺11213的外徑與圓形套筒108的內徑相適配。第一軸承座通過第一段軸1121的凸臺11213與圓形套筒108連接。凸臺11213與圓形套筒108配合，并通過螺紋配合、鉚釘配合或螺釘配合連接。在本實施例中，第一段軸1121的凸臺11213通過螺紋配合與圓形套筒108連接。
[0058]作為一種可實施方式，曲柄扭矩測量裝置還包括支撐第二軸承111的第二軸承座113。第二軸承座113為中空的階梯軸，包括依次連接的第一軸體1131和第二軸體1132，第一軸體1131的外徑大于第二軸體1132的外徑，第二軸體1132的外表面設置外螺紋，圓形套筒108的內壁處設置內螺紋，第二軸體1132與圓形套筒108螺紋配合連接；
[0059]本實施方式中，該階梯軸的中空部分為階梯孔，包括用于容置第二軸承111的第一孔段和孔徑小于第二軸承111的外徑的第二孔段，所述第一孔段置于第一軸體1131內，所述第二孔段置于第二軸體1132內，第二軸承座113設置于所述第一孔段內。
[0060]具體為，第二軸承111安裝于第二軸承座113中，第二軸承座113朝向套筒的一端具有第二軸體1132，第二軸體1132的外徑與圓形套筒108的內徑相適配。第二軸承111通過第二軸承座113的第二軸體1132與圓形套筒108連接。第二軸體1132與圓形套筒108配合，并通過螺紋配合、鉚釘配合或螺釘配合連接。在本實施例中，第二軸承座113的第二軸體1132通過螺紋配合與圓形套筒108連接。
[0061]曲柄扭矩測量裝置安裝在電動自行車或智能自行車后，導向腔11212的上側內壁與導向腔11212的下側內壁平行，第一軸承座110的上側外壁與下側外壁平行;導向腔11212的上側內壁與第一軸承座110的上側外壁接觸，導向腔11212的下側內壁與第一軸承座110的下側外壁接觸，使第一軸承座110與導向腔11212相配合，第一軸承座110在導向腔11212內可沿著導向腔11212的上側內壁和下側內壁與導向腔11212產生相對位移，導向腔11212對第一軸承座110起導向作用。
[0062]當然，導向腔11212與第一軸承座110的形狀還可以為其他形式，如導向腔11212的形狀四邊形、六邊形或類六邊形，其中至少有兩側內壁平行。第一軸承座110的縱截面外圍形狀為四邊形、六邊形或類六邊形，其中至少有兩側外壁平行。內壁分別與外壁相配合，使第一軸承座110與導向腔11212相配合，凸起1101能夠沿著平行的內壁靠近或遠離電阻應變片1122移動。
[0063]作為一種可實施方式，電阻應變片1122嵌于第一段軸1121的凹槽11211中，并且，電阻應變片1122與控制器或者儀表之間通過連接導線連接。電阻應變片1122與第一段軸1121的凹槽11211的槽底相貼合，第一軸承座110的凸起1101與第一段軸1121的內壁抵接時，第一軸承座110的凸起1101能夠將運動通過第一段軸1121傳遞給電阻應變片，進而實現電阻應變片1122測量第一軸承座110與承載模本體之間的相對位移量或者壓力值，并通過連接導線傳遞給控制器或者儀表。
[0064]當然，電阻應變片1122還可以為電子位移感應元件。電子位移感應元件包括第一霍爾組件和可與第一霍爾組件通過相對位移而產生電動勢的第一磁體。第一霍爾組件設置于第一段軸1121上，第一磁體設置于第一軸承座110上，且第一霍爾組件和第一磁體相鄰設置。第一霍爾組件與第一磁體之間產生的電動勢把第一軸承座110與承載模本體之間的相對位移量傳遞給控制器或儀表。
[0065]第一霍爾組件與第一磁體之間產生的電動勢把第一軸承座110與承載模塊112之間的相對位移量傳遞給控制器或儀表。其中，第一磁體包括兩塊永久磁鐵，兩塊永久磁鐵的N極和S極相對應，即第一塊永久磁鐵的N極與第二塊永久磁鐵的S相接觸，通過兩者接觸處的磁通量最小。
[0066]作為一種可優選方式，承載模塊112上設置有用于對其緊固和定位的第一預緊螺母。第二軸承座113上設置有用于對其緊固的第二預緊螺母。第一預緊螺母與承載模塊112螺紋連接，承載模塊112通過凸臺11213與圓形套筒108連接后，第一預緊螺母將承載模塊112緊固，使其定位固定在圓形套筒108上。
[0067]優選的，曲柄扭矩測量裝置安裝在電動自行車或智能自行車后，導向腔11212的上側內壁保持水平，第一段軸1121的內壁與第一軸承座110的凸起1101接觸，并使第一段軸1121的受力F4方向朝向后軸106，飛輪107安裝于后軸106上。第二預緊螺母與第二軸承座113螺紋連接，第二軸承座113通過第二軸體1132與圓形套筒108連接后，第二預緊螺母安裝在第二軸承座113上，使第二軸承座113緊固在圓形套筒108上。
[0068]優選的，第一軸承109為滾針軸承或球軸承，第二軸承111為球軸承。
[0069]作為一種可實施方式，曲柄扭矩測量裝置還包括測量中軸101轉速的測速裝置。測速裝置包括第二霍爾組件、套環和設置在套環上的若干磁鐵。第二霍爾組件設置在圓形套筒108上，套環用于套設在中軸101上，并置于圓形套筒108內，若干磁鐵均勻分布在套環上。在套環隨中軸101同步轉動時，第二霍爾組件產生的電信號傳送至控制器或儀表。
[0070]套環可由塑料制成，也可采用兩個半圓形的塑料件對接而成，磁鐵設置在套環上。磁鐵可為永久磁鐵或磁鋼片，鑲嵌在套環中，在磁鐵隨中軸101同步轉動時，第二霍爾組件產生電信號并傳送至控制器或儀表。
[0071]以上實施例中的曲柄扭矩測量裝置的工作原理是:如圖1至圖4所示，當騎行人踩踏腳踏102時，產生一個向下的壓力Fl，相應的扭矩為Tl =Fl X LI (LI為踩踏力Fl的力臂)，此時鏈條104拉緊，產生一個反作用力F2，相應的扭矩T2 = F2XL2(L2為反作用力F2的力臂，由于鏈條104在鏈盤105的邊緣圓周上，故L2為鏈盤105的半徑)，由于T1 = T2，鏈盤105把力F2傳導給中軸101，中軸101產生一個和F2相等的壓力F3，中軸101把此壓力傳導給第一軸承座110，由于第一軸承座受力F3后與電阻應變片1122接觸，電阻應變片1122受力F4產生變形，其中F4 = F3，電阻應變片1122能夠測出壓力F4的大小，因此就可得出曲柄扭矩的函數關系為:T1=F4XL2;當電阻應變片112 2把代表壓力F4大小的電信號傳遞給電機控制器時，電機控制器也可以反推出的曲柄13的扭矩TI的大小，并自動調節電動自行車電機的輸出扭矩大小，從而也可以實現電動自行車人力和電力的有機結合。
[0072]上述實施例中的曲柄扭矩測量裝置，第一軸承座110上設置有凸起1101，承載模塊112套設于第一軸承座110上，凸起1101能夠與第一段軸1121的內壁抵接。由于第一軸承109與第一軸承座110均位于圓形套筒108的外側，使得承載模塊112也位于圓形套筒108的外偵U，增大了承載模塊112的設計空間，其結構簡單，設計巧妙，根據凸起1101抵接第一段軸1121將變形準確的傳遞給電阻應變片1122，使得電阻應變片1122能夠測出受力的大小，從而計算出腳踏102扭矩的大小，電動自行車電機根據腳踏102扭矩大小來調節電動自行車電機的輸出扭矩，協調工作。
[0073]本實用新型還提供了一種電動自行車，包括車架100、設置在車架100上的控制器，以及中軸101，中軸101的一端裝載有電動自行車的鏈盤105及一腳踏曲柄103，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄103，還包括上述實施例中的曲柄扭矩測量裝置，曲柄扭矩測量裝置設置于電動自行車車架100的底部。
[0074]本實用新型還提供了一種智能自行車，智能自行車不以蓄電池作為輔助能源，包括車架100、測量儀表和中軸1I，中軸1I的一端裝載有自行車的鏈盤105及一腳踏曲柄103，另一端裝載有自行車的另一個腳踏曲柄103，還包括上述實施例中的曲柄扭矩測量裝置，曲柄扭矩測量裝置設置于智能自行車車架100的底部，與測量儀表電連接。
[0075]以上實施例中，由于電動自行車的除曲柄扭矩測量裝置以外的其它部件為現有技術，智能自行車的除曲柄扭矩測量裝置以外的其它部件也為現有技術，此處不再對電動自行車和智能自行車一一贅述。
[0076]以上各實施例的曲柄扭矩測量裝置及電動自行車和智能自行車，承載模塊112的安裝孔為階梯孔，第一軸承座110位于圓形套筒108的外端部，增大了承載模塊112的設計空間，電動自行車的控制器可以根據采集的位移或壓力電信號來調節電機扭矩大小，從而實現電動自行車人力和電力的有機結合，協調工作；智能自行車的測量儀表可以實時計算和記錄曲柄扭矩;其結構簡單，組裝方便，對信號的采集和傳輸的穩定性高，降低了制造成本，便于普及。
[0077]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種曲柄扭矩測量裝置，設置于電動自行車車架的底部或智能自行車車架的底部，并與設置于電動自行車上的控制器或智能自行車上的儀表連接，其特征在于: 所述曲柄扭矩測量裝置包括圓形套筒、第一軸承、第一軸承座、第二軸承、承載模塊及傳感裝置;所述第一軸承安裝于所述第一軸承座中，所述第一軸承及所述第二軸承用于設置在所述電動自行車的中軸上或所述智能自行車的中軸上，所述中軸貫穿所述圓形套筒、所述第一軸承及所述第二軸承，所述中軸的兩端分別外露于所述圓形套筒的兩側； 所述承載模塊靠近所述中軸的鏈盤端，所述承載模塊具有安裝孔，所述安裝孔為階梯孔，所述階梯孔包括用于容置所述第一軸承座的第一孔部和孔徑小于所述第一軸承的外徑的第二孔部，所述第一軸承座設置于所述第一孔部內，所述第一孔部作為導向腔，所述承載模塊的一端具有凸臺，所述第二孔部置于所述凸臺內，所述凸臺安裝在所述圓形套筒上； 所述傳感裝置設置在所述承載模塊或/和所述第一軸承座上，用于測量所述第一軸承座與所述承載模塊之間的相對位移值或壓力值。2.根據權利要求1所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 所述第一孔部的內壁包括依次首尾連接的第一直線邊段、第一圓弧邊段、第二直線邊段及第二圓弧邊段，所述第一直線邊段與所述第二直線邊段平行； 所述第一軸承座的外壁包括相互平行的第三直線邊段和第四直線邊段，所述第三直線邊段與所述第一直線邊段相配合，所述第四直線邊段與所述第二直線邊段相配合，使得所述第一軸承座與所述第一孔部相配合，所述第一軸承座能夠沿著所述第一直線邊段靠近或遠離所述傳感裝置移動。3.根據權利要求2所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 所述第一軸承座的外周面上設置有用于抵接所述第一圓弧邊段的凸起，所述承載模塊的外周面上對應所述凸起的位置開設有凹槽，所述傳感裝置安裝于所述凹槽中，所述凸起的兩側的所述第一圓弧邊段分別與所述第一軸承座形成避位空間。4.根據權利要求3所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 所述承載模塊的外輪廓為階梯軸，所述承載模塊包括依次連接的第一段軸和第二段軸，所述第一段軸的外徑大于所述第二段軸的外徑，所述第一孔部置于所述第一段軸內，所述第二段軸作為所述凸臺； 所述凹槽的內底面為弧形面，所述傳感裝置為電阻應變片，所述電阻應變片貼合在所述弧形面上。5.根據權利要求1所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 所述傳感裝置為電子位移感應元件，所述電子位移感應元件包括第一霍爾組件和可與所述第一霍爾組件通過相對位移而產生電動勢的第一磁體； 所述第一霍爾組件設置于所述承載模塊上，所述第一磁體設置于所述第一軸承座上，所述第一霍爾組件和所述第一磁體相鄰設置，所述第一霍爾組件與所述第一磁體之間產生的電動勢把所述第一軸承座與所述承載模塊之間的相對位移量傳遞給所述控制器或所述儀表。6.根據權利要求1至5任一項所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 所述凸臺的外表面設置外螺紋，所述圓形套筒的內壁處設置內螺紋，所述凸臺與所述圓形套筒螺紋配合連接。7.根據權利要求1至5任一項所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于: 還包括第二軸承座，所述第二軸承座為中空的階梯軸，包括依次連接的第一軸體和第二軸體，所述第一軸體的外徑大于所述第二軸體的外徑，所述第二軸體的外表面設置外螺紋，所述圓形套筒的內壁處設置內螺紋，所述第二軸體與所述圓形套筒螺紋配合連接； 所述階梯軸的中空部分為階梯孔，包括用于容置所述第二軸承的第一孔段和孔徑小于所述第二軸承的外徑的第二孔段，所述第一孔段置于所述第一軸體內，所述第二孔段置于所述第二軸體內，所述第二軸承座設置于所述第一孔段內。8.根據權利要求1至5任一項所述的曲柄扭矩測量裝置，其特征在于，還包括測量所述中軸轉速的測速裝置，所述測速裝置包括第二霍爾組件、套環和設置在所述套環上的若干磁鐵； 所述第二霍爾組件設置在所述圓形套筒上，所述套環用于套設在所述中軸上，并置于所述圓形套筒內，所述若干磁鐵均勻分布在所述套環上； 在所述套環隨所述中軸同步轉動時，所述第二霍爾組件產生的電信號傳送至所述控制器或所述儀表。9.一種電動自行車，包括車架、設置在車架上的控制器，以及中軸，所述中軸的一端裝載有電動自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄，其特征在于: 還包括如權利要求1至8任一項所述的曲柄扭矩測量裝置，所述曲柄扭矩測量裝置設置于所述電動自行車車架的底部。10.—種智能自行車，所述智能自行車不以蓄電池作為輔助能源，包括車架、測量儀表和中軸，所述中軸的一端裝載有自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有自行車的另一個腳踏曲柄，其特征在于: 還包括如權利要求1至8任一項所述的曲柄扭矩測量裝置，所述曲柄扭矩測量裝置設置于所述智能自行車車架的底部，與所述測量儀表電連接。
【文檔編號】B62M6/50GK205707131SQ201620664498
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】尚林山
【申請人】尚林山