[实用新型]一种曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动自行车和自行车领域，特别是涉及一种曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车。

背景技术

电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的广泛使用的交通工具；其最重要的特征是将电机动力与骑乘者的踏力整合在一起，作为驱动力；为达到人力和电力的有机结合，需要在电动自行车脚踏的曲柄扭矩传递路径上设一个感测装置，以感测曲柄的扭矩的大小，并根据感测结果控制电机输出的动力，以减轻骑乘者施加的脚踏力，减轻骑乘者的累感。

在普通自行车上设置测力计等辅助测量工具后被称为智能自行车，用作训练器械或身体复健。

传统的速度传感器没有对电动自行车或智能自行车的脚踏部位的曲柄扭矩进行测量，无法判断骑行人踩踏脚踏时曲柄的扭矩，使人力和电力无法有机的结合，因而容易造成骑行时失去控制、推行时飞车等严重的安全隐患；而目前常用的力矩感应器是从电动自行车上旋转的链盘上测量扭矩信号，这种方式的信号采集和传输的稳定性差，并且结构复杂、生产成本较高，因而无法真正在市场上推广普及使用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、设计合理的电动自行车的曲柄扭矩测量装置及电动自行车和智能自行车，其使电动自行车的控制器可以根据采集的位移或压力电信号来调节电机扭矩大小，从而实现电动自行车人力和电力的有机结合；或实现智能能自行车准确的计算出骑行人的用力状态。本实用新型实现上述目的所采用的技术方案是：

一种曲柄扭矩测量装置，设置于电动自行车车架或智能自行车车架的底部，并与设置于电动自行车上的控制器或智能自行车上的仪表连接，包括圆形套筒、第一轴承、第二轴承、支撑第一轴承的第一轴承座，及设置在所述圆形套筒内靠近链盘端的承载模块；

所述电动自行车的中轴从所述圆形套筒、第一轴承和第二轴承内贯穿，其两端分别外露于所述圆形套筒的两侧；

所述承载模块上设置有导向腔，所述第一轴承座置于所述导向腔中；

以及设置在所述导向腔内用于测量所述第一轴承座与承载模块之间的相对位移值或压力值的传感装置。

较优地，所述导向腔的形状为四边形、六边形或类六边形，其中至少有两侧内壁平行；

所述第一轴承座纵截面外围形状为四边形、六边形或类六边形，其中至少有两侧外壁平行；

平行的所述两侧内壁分别与平行的所述两侧外壁相配合，使所述第一轴承座与导向腔相配合，所述第一轴承座能够沿着平行的所述两侧内壁靠近或远离所述传感装置移动。

较优地，所述传感装置包括弹片和设置在弹片上的电阻应变片；

所述导向腔的一侧内壁上设置有凹槽，所述弹片镶嵌在所述凹槽内，所述凹槽的远离所述第一轴承座的一侧设置有凹陷部，所述电阻应变片与所述凹陷部形成避位空间。

较优地，所述传感装置包括弹片和电子位移感应元件；

所述导向腔的一侧内壁上设置有凹槽，所述弹片镶嵌在所述凹槽内，所述凹槽的远离所述第一轴承座的一侧设置有凹陷部，所述弹片与所述凹陷部形成避位空间；

所述电子位移感应元件包括第一霍尔组件和可与其通过相对位移而产生电动势的第一磁体；

所述第一霍尔组件和所述第一磁体分别设置于所述承载模块和所述第一轴承座上，且分别位于所述承载模块上和所述第一轴承座上的两个相邻的位置；所述第一霍尔组件与所述第一磁体之间产生的电动势把所述第一轴承座与所述承载模块之间的相对位移量传递给所述控制器。

较优地，所述曲柄扭矩测量装置还包括支撑所述第二轴承的第二轴承座；

所述承载模块与圆形套筒螺纹连接、铆钉连接或螺钉连接；

所述第二轴承座与圆形套筒螺纹连接、铆钉连接或螺钉连接。

较优地，所述承载模块上还设置有用于对其紧固和定位的第一预紧螺母；

所述第二轴承座上设置有用于对其紧固的第二预紧螺母。

较优地，所述第一轴承为滚针轴承或球轴承；

所述第二轴承为球轴承。

较优地，所述曲柄扭矩测量装置还包括测量中轴转速的测速装置，所述测速装置包括第二霍尔组件、套环和设置在所述套环上的若干磁铁；

所述第二霍尔组件设置在所述圆形套筒上，所述套环套设在所述中轴上，置于所述圆形套筒内，所述若干磁铁均匀分布在所述套环上；

在所述套环随所述中轴同步转动时，所述第二霍尔组件产生的电信号传送至所述控制器。

较优地，所述承载模块上所述导向腔的一端设置有限位挡板，所述限位挡板中部设置有用于贯穿所述中轴的通孔。