專利名稱：鏈輪式力矩傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)車輛，更具體地涉及用于電動(dòng)自行(助力)車的鏈輪式力矩傳感裝置。
電動(dòng)自行(助力)車作為一種無污染的綠色交通工具，它在減少污染的同時(shí)，還可起健身的作用，其應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊。
一般來說，為了提高電動(dòng)自行車的續(xù)駛里程，要求使用者在行駛中，要踩動(dòng)腳蹬，而電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)的出力與使用者的踩蹬力成一定的比例，這種行駛方式稱為國(guó)際上通行的“X+1”。例如，日本的法律規(guī)定電動(dòng)自行(助動(dòng))車一定要是“X+1”，即真正意義上的助動(dòng)車。如何能實(shí)行“X+1”，就需要檢測(cè)駕駛者在行駛中的踩動(dòng)力矩，即公式中的X值，以便駕駛者在行駛中，根據(jù)不同的行駛速度來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)有的電動(dòng)自行車的力距傳感裝置是在齒輪箱里完成力矩的檢測(cè)，這種結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，主動(dòng)齒輪通過彈簧帶動(dòng)從動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪再帶動(dòng)一只電位器，以決定電動(dòng)機(jī)輸出力距，此種結(jié)構(gòu)本身決定了腳踩的力距和電動(dòng)機(jī)輸出力矩之間比例是模擬的。這種力矩傳感裝置存在的缺點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大；防塵差，當(dāng)泥沙塵粘在傳感器上，傳感器信號(hào)易出錯(cuò)，電位器常常損壞；若加防塵盒，這又使整車更加復(fù)雜化。
為此，本發(fā)明的目是針對(duì)上述力距速度傳感器存在的缺點(diǎn)，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠的鏈輪式力矩傳感裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該鏈輪式力矩傳感裝置包括有一牙盤、小盤、腳蹬曲柄、腳蹬，牙盤與小盤同一圓心軸，兩者均可繞圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，牙盤上布有與鏈條嚙合的鏈齒，小盤與腳蹬曲柄相鉚接；該裝置還進(jìn)一步包括有接收器件；所述的牙盤與小盤的重合部分的圓周上間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)彈簧槽，每一彈簧槽內(nèi)嵌設(shè)有彈簧，沿牙盤的同一半徑的圓周上還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)腰形通孔，在牙盤的同一半徑的圓周上且位于腰形通孔外側(cè)間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔，發(fā)射器通孔內(nèi)置有發(fā)射器件；
所述的小盤延設(shè)有壓頂彈簧的壓塊，該壓塊位于牙盤內(nèi)嵌設(shè)的彈簧相對(duì)應(yīng)處，小盤與牙盤腰形通孔相對(duì)應(yīng)處也間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔，在該通孔內(nèi)置有發(fā)射器件。
在本發(fā)明中，由牙盤、小盤、腳蹬曲柄、腳蹬以及接收器件構(gòu)成了本發(fā)明的鏈輪式速度傳感器，并在牙盤的彈簧槽內(nèi)嵌設(shè)有彈簧以及小盤上延設(shè)有壓頂彈簧的壓塊；同時(shí)，牙盤上還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)腰形通孔以及發(fā)射器通孔，小盤上也間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔，在牙盤和小盤的發(fā)射器通孔中均設(shè)置了相應(yīng)的發(fā)射器件。當(dāng)小盤在腳蹬曲柄的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓塊頂壓牙盤上的彈簧，使牙盤和小盤在繞同心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，牙盤和小盤還產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，牙盤上的發(fā)射器件的發(fā)射信號(hào)以及小盤上發(fā)射器件經(jīng)牙盤上的腰形孔后的發(fā)射信號(hào)均先后被接收器件所接收，而接收器件所接收的兩個(gè)發(fā)射信號(hào)之差就表示彈簧被壓塊擠壓的量，接收器件接收到信號(hào)轉(zhuǎn)化為可控制電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)，因此，本發(fā)明與原有電動(dòng)自行車的力矩傳感裝置相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明組合鏈輪結(jié)構(gòu)主視示意圖。
圖2為圖1的“A-A”向剖視示意圖。
圖3為本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
請(qǐng)分別參閱圖1-圖3所示，該鏈輪式力矩傳感裝置包括有一牙盤1、小盤2、腳蹬曲柄3、腳蹬4，牙盤1與小盤2構(gòu)成一組合鏈輪，且牙盤1與小盤2同一圓心軸6(圖中圓心軸6示意為一直線)，兩者均可繞圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，牙盤1上布有與鏈條嚙合的鏈齒11，小盤2與腳蹬曲柄3相鉚接，腳蹬4樞接于腳蹬曲柄3的另一端。該傳感裝置還包括有接收器件5。
所述的牙盤1與小盤2重合部分的圓周上間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)彈簧槽12，每一彈簧槽12內(nèi)嵌設(shè)有彈簧13，彈簧13可為一板簧。沿牙盤1的同一半徑的圓周上還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)腰形通孔14，在牙盤的同一半徑的圓周上且位于腰形通孔14外側(cè)間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔15，發(fā)射器通孔15內(nèi)置有發(fā)射器件16。
在本發(fā)明中，彈簧槽12和彈簧13的數(shù)量均采用了八個(gè)，腰形通孔14、發(fā)射器通孔15及發(fā)射器件16的數(shù)量也采用了八個(gè)。當(dāng)然，彈簧槽12和彈簧13的數(shù)量不局限于此；同樣腰形通孔14、發(fā)射器通孔15、發(fā)射器16的數(shù)量也不局限于本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)量。
所述的小盤2延設(shè)有數(shù)個(gè)壓頂彈簧的壓塊21，該壓塊21位于牙盤1嵌設(shè)的彈簧相對(duì)應(yīng)處，壓塊21可延伸至牙盤1的彈簧槽12內(nèi)，并壓頂彈簧槽12內(nèi)的彈簧13。小盤2與牙盤腰形通孔14相對(duì)應(yīng)處還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔22，在該通孔22內(nèi)置有發(fā)射器件23，在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)射器通孔22、以及內(nèi)置的發(fā)射器件23數(shù)量均為八個(gè)。
所述壓塊21的數(shù)量與嵌設(shè)于牙盤1內(nèi)的彈簧13數(shù)量相對(duì)應(yīng)，在本發(fā)明中，采用八個(gè)壓塊21，每一個(gè)壓塊21頂壓于一個(gè)彈簧13。小盤2上的發(fā)射器通孔22及發(fā)射器件23與牙盤1上的腰形通孔14相對(duì)應(yīng)。隨著小盤2帶動(dòng)牙盤1的轉(zhuǎn)動(dòng)，小盤2上的發(fā)射器件23在牙盤1上的腰形通孔14中滑動(dòng)。當(dāng)然，小盤2上的壓塊21、發(fā)射器通孔22、發(fā)射器件23所采用的數(shù)量也不局限于此。
在本發(fā)明中，牙盤1上的發(fā)射器件16和小盤2上的發(fā)射器件23均采用了磁柱，而所說的接收器件5為磁通量接收器，如霍爾元件，所采用的數(shù)量為二個(gè)，第一個(gè)霍爾元件51用于接收牙盤1上的發(fā)射器件16發(fā)出的磁通量，第二個(gè)霍爾元件52用于接收小盤2上的發(fā)射器件23發(fā)出的磁通量，二個(gè)霍爾元件作為接收器件5固定于車體上。
小盤2上的發(fā)射器件23到圓心軸6的距離與第一個(gè)霍爾元件52到圓心軸的距離相等(實(shí)際上，小盤2的磁柱與第一霍爾元件52可理解為共一個(gè)軸，該軸到圓心軸6的距離相等)，也就是發(fā)射器件23和霍爾元件52相對(duì)于圓心軸6來說半徑相等。而牙盤1上的發(fā)射器件16到圓心軸6的距離與第二個(gè)霍爾元件51到圓心軸6的距離相等(實(shí)際上，牙盤1的磁柱與第二霍爾元件51可理解為共一個(gè)軸，該軸到圓心軸6的距離相等)，同樣，也就是發(fā)射器件16和霍爾元件51相對(duì)于圓心軸6來說半徑相等。
本發(fā)明的鏈輪式力矩傳感裝置的原理描述如下當(dāng)用腳踩動(dòng)腳蹬4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，腳蹬4通過腳蹬曲柄3帶動(dòng)小盤2轉(zhuǎn)動(dòng)，由于小盤2上延設(shè)的壓塊21的壓頂作用，牙盤1的彈簧槽內(nèi)嵌設(shè)的彈簧13由原來的自由狀態(tài)受壓變形，彈簧13的變形量反映了腳蹬力的大小。當(dāng)彈簧13在未受到壓塊21頂壓時(shí)(初始時(shí))，彈簧13呈自由狀態(tài)。牙盤1中的發(fā)射器件16(磁柱)與小盤2中的發(fā)射器件23(磁柱)處于同一徑線的兩個(gè)不同的半徑處，也就是說，發(fā)射器件16與發(fā)射器件23的夾角為0。而接收器件5的第一霍爾元件51和第二霍爾元件52同時(shí)接收發(fā)射器件16和23的磁信號(hào)，隨著牙盤1和小盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)，第一霍爾元件51和第二霍爾元件51間隔地接收著各牙盤1和小盤2上間隔布設(shè)有的磁柱的磁信號(hào)。二個(gè)霍爾元件所接收的磁通量信號(hào)相同，共同送入電動(dòng)機(jī)的控制電路中。當(dāng)彈簧13在受到壓塊21頂壓時(shí)，牙盤1上的彈簧13均受壓塊21頂壓，小盤2上的發(fā)射器件23(磁柱)在牙盤1上的腰形通孔14中移動(dòng)，隨著駕駛者的腳蹬力變大，壓塊21對(duì)彈簧13的頂壓力逐漸增大，彈簧13的變形量就逐漸增大，則牙盤上的發(fā)射器件16與小盤上的發(fā)射器件23的夾角也同時(shí)逐漸增大，接收器件5的第一霍爾元件51和第二霍爾元件52所接收到的磁通量信號(hào)之差就越大，兩者之差取決于駕駛者的腳蹬力，同樣，兩個(gè)霍爾元件所接收到的磁通量信號(hào)送至電動(dòng)機(jī)的控制電路進(jìn)行處理，以便實(shí)現(xiàn)“X+1”的方式對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地發(fā)生變化。
綜上所述，當(dāng)駕駛者在駕駛時(shí)，腳蹬力大、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的力矩就大，其速度也就快。腳蹬力小，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的力矩就小，其轉(zhuǎn)速就慢。因此，在使用本發(fā)明的鏈輪式力矩傳感裝置后，使原先的電動(dòng)自行車的速度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，省卻了較為龐大的齒輪箱，并使速度檢測(cè)裝置工作更加可靠。使電動(dòng)自行(助力)車實(shí)現(xiàn)真正意義上的“助力”。
權(quán)利要求
1.一種鏈輪式力矩傳感裝置，該鏈輪式力矩傳感裝置包括有牙盤、小盤、腳蹬曲柄、腳蹬，牙盤與小盤同一圓心軸，兩者均可繞圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，牙盤上布有與鏈條嚙合的鏈齒，小盤與腳蹬曲柄相鉚接；其特征在于該裝置還進(jìn)一步包括有接收器件；所述的牙盤與小盤的重合部分的圓周上間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)彈簧槽，每一彈簧槽內(nèi)嵌設(shè)有彈簧，沿牙盤的同一半徑的圓周上還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)腰形通孔，在牙盤的同一半徑的圓周上且位于腰形通孔外側(cè)間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔，發(fā)射器通孔內(nèi)置有發(fā)射器件；所述的小盤延設(shè)有壓頂彈簧的壓塊，該壓塊位于牙盤內(nèi)嵌設(shè)的彈簧相對(duì)應(yīng)處，小盤與牙盤腰形通孔相對(duì)應(yīng)處也間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔，在該通孔內(nèi)置有發(fā)射器件。
2.如權(quán)利要求1所述的鏈輪式力矩傳感裝置，其特征在于所述的接收器件包括有第一霍爾元件和第二霍爾元件，所述的發(fā)射器件均為磁柱。
3.如權(quán)利要求2所述的鏈輪式力矩傳感裝置，其特征在于所述的第一霍爾元件到圓心軸的距離與所述牙盤上內(nèi)置磁柱到圓心軸的距離相等；所述的第二霍爾元件到圓心軸的距離與所述小盤上內(nèi)置磁柱到圓心軸的距離相等。
4.如權(quán)利要求1或3所述的鏈輪式力矩傳感裝置，其特征在于所述牙盤上開設(shè)有八個(gè)間隔的彈簧槽，每一彈簧槽內(nèi)的彈簧均采用板簧。
5.如權(quán)利要求1或3所述的鏈輪式力矩傳感裝置，其特征在于所述牙盤內(nèi)置的磁柱以及小盤內(nèi)置的磁柱的數(shù)量均為八個(gè)。
全文摘要
一種鏈輪式力矩傳感裝置,包括有一牙盤、小盤、腳蹬曲柄、腳蹬、接收器件;牙盤的彈簧槽內(nèi)嵌設(shè)有彈簧以及小盤上延設(shè)有壓頂彈簧的壓塊;牙盤上還間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)腰形通孔以及發(fā)射器通孔,小盤上也間隔開設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)射器通孔,發(fā)射器通孔中均設(shè)置了相應(yīng)的發(fā)射器件。當(dāng)小盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),發(fā)射器件的發(fā)射信號(hào)先后被接收器件所接收,接收器件接收到信號(hào)轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào),它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L3/00GK1248699SQ9911397
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1999年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月12日
發(fā)明者王天順, 王少海 申請(qǐng)人:上?？品咫妱?dòng)車發(fā)展有限公司