[发明专利]齿盘式双工位传感器

说明书

技术领域

 

本发明涉及车辆电动助力传动领域，尤其涉及一种车辆电动助力传感器的结构。 

 

背景技术

现有的力矩传感器中的一部分安装于电动自行车的中轴上，其主要包括：曲柄、与曲柄相固连的主动部件，以及与主动部件平行设置的被动部件，所述被动部件与主动部件弹性连接且可相对转动，主动部件和被动部件上分别设有数个主动磁组件和数个被动磁组件，所述力矩传感器还包括与两组磁组件感应的霍尔元件，以采集信号，两霍尔元件是排列在PCB板上的；所述的被动部件尤指电动自行车的齿盘，该种力矩传感器采集的是齿盘转动时，主动磁组件和被动磁组件上被霍尔元件感知的磁通量变化频率信号，以确定对车辆的加力状态，其磁感应工位对应于齿盘旋转所采集的信号；该信号经中央处理器处理后所发出的指令，因指令来源单一，因而，往往与骑行者的意志存在较大的差距；中国专利CN102221432A所公开的一种“力矩传感器”在上述力矩传感器的基础上进行了加强信号采集强度的设置，但仍因采集信号的工位设置略显单一，而使得其应用存在一定的局限性，且其结构也相对复杂，因而有必要在此基础上加以创新，以满足市场对新型扭力传感器的需求。 

 

发明内容

  

本发明的目的之一是提供一种双工位取得磁感应信号，模拟人性化地输出指令以助力车辆行驶的齿盘式双工位传感器。

本发明的另一目的是提供一种标准化的、适用于各种传感与驱动功能合一的车辆助力用齿盘式双工位传感器。

本发明的技术方案是这样实现的：

提供一种齿盘式双工位传感器，包括中轴、容置中轴的轴套、固定在中轴上的齿盘，所述齿盘上设置有多个弹簧安装孔，其特征在于：所述轴套上设置一定位座，有一霍尔感应座凹置于定位座上，所述霍尔感应座上设置有轴向和径向分布的霍尔元件；再设置一爪式曲柄和一固定盖，所述爪式曲柄和固定盖于弹簧安装孔处相连接，连接为一体后的爪式曲柄和固定盖的共同连接端限定在弹簧安装孔内移动，所述爪式曲柄上设置有中轴过渡环形套，所述中轴过渡环形套上设置有多个磁钢定位孔；依序由霍尔感应座、齿盘中心孔至爪式曲柄所构成的中空容腔内容置一带有环形磁钢的可动扭力轴向转换器组件；所述齿盘带动爪式曲柄和固定盖相对转动时使得可动扭力轴向转换器组件轴向移动；所述环形磁钢的位置与霍尔感应座上轴向分布的霍尔元件的位置相适配，所述磁钢定位孔内的磁钢的位置与霍尔感应座上径向分布的霍尔元件的位置相适配；从而通过霍尔元件输出的轴向和径向采集的电信号而控制车辆的加力转动。

所述齿盘中心孔边缘固定连接一齿盘推力基座，通过所述齿盘推力基座将齿盘固定在中轴上。

采用该技术方案后，可以达到以下的技术效果：

由于本发明采用的是双工位集线信号作为分析源，因此，中央处理器对所述双工位采集的信号处理时，需进行比对分析，并依据车辆的不同行驶状态，相应输出助力信号。如当车辆启动时，骑行者通过脚踏加力，带动齿盘，传力到可动扭力轴向转换器组件，进而带动可动扭力轴向转换器相对于霍尔感应座作水平位移，可动扭力轴向转换器上的环形磁钢与霍尔感应座上的霍尔元件因产生相对位移而产生电信号；所述中轴过渡环形套上设置的多个磁钢与霍尔感应座上的霍尔元件产生角位移变量而产生电信号；中央处理器接受这两个信号后，需要满足一定条件才输出助力信号，即仅收集到水平位移电信号时，如果没采集到角位移变量电信号时，仍不助力；只有同时采集到两个信号时，才输出助力信号；这样适合于骑行者有时无意间脚踏用力但又希望车辆静止时不输出助力信号的情形；车辆匀速行驶时，可动扭力轴向转换器归位，水平位移电信号截止，角位移变量电信号截止，停止助力，此时，也可通过预设程序以确定在车行速度达一定值时停止助力；车辆上坡时，车辆相对减速，骑行者脚踏加力，此时，上述两个信号均同时采集，经中央处理器分析后给出助力信号，车辆下坡时，车辆加速，中央处理器可收集到角位移变量信号，但因水平位移电信号截止，仍不输出助力信号；经过以上设置，无论车辆在何种运动状态下，中央处理器皆可人性化地输出相应的信号以满足骑行者骑行意愿的达成。 

如上所述的齿盘式双工位传感器，其特征在于：所述可动扭力轴向转换器组件由与可动扭力轴向转换器配合的弹性复位元件、环形磁钢组成，将弹性复位元件定位在可动扭力轴向转换器上后，适配于爪式曲柄的环形凹槽内。