[发明专利]带力矩传感功能的轮毂电机和采用该电机的电动自行车

说明书

技术领域

本发明涉及电动自行车领域，具体涉及一种电动自行车及其轮毂电机。

背景技术

电动自行车由于其轻快省力及无污染等特点，正日益在世界各国推广运用。传统的电动自行车都用转把来调速，也有用速度传感装置来控制电机的输出功率的所谓智能型电动自行车，这类智能型电动自行车的特点是平地骑行很轻松，但上坡却十分费力。采用力矩传感装置的电动自行车则正好与之相反，平地骑行时电机的输出功率很小，既能让人感觉到骑行轻松又很省电，而上坡时却可输出较大的电流使爬坡变得很省力，是一种真正能让人体验到人与机的自然融合的电动自行车。

现有电动自行车的力矩传感装置多用在自行车中轴部位，或者是牙盘上，或者是用在中置电机上，在国内早期也有把力矩传感用在轮毂电机上的先例，但因设计不合理，性能不稳定，使用效果差强人意而没有普及。

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，提供一种带力矩传感功能的轮毂电机，同时提供一种采用这种轮毂电机的电动自行车。

本发明的技术方案是：

一种带力矩传感功能的轮毂电机，包括：

轮毂，

收容于该轮毂内的电机机芯，以及

与所述轮毂同轴固定、以用于安装飞轮的驱动轴套；

所述驱动轴套包括：

同轴布置的外套和内套，以及

连接在所述外套和内套之间、且沿圆周方向间隔分布的若干条连接筋；

所述外套与所述轮毂紧固，所述内套上设置有用于紧固连接飞轮的飞轮连接结构，所述内套上固定设置力矩感应磁钢，所述外套上固定设置信号输出板，该信号输出板上设置有与所述力矩感应磁钢相对应的霍尔元件。

所述内套上一共设置有两个所述力矩感应磁钢，且这个两个力矩感应磁钢并列紧挨布置，同时这个两个力矩感应磁钢径向外表面的极性相反。

所述力矩感应磁钢和所述信号输出板均布置在相邻两条连接筋之间。

还包括与所述驱动轴套同轴布置的动座和静座，其中动座固定在驱动轴套上，动座上固定有副边绕组；静座活动连接在动座上而能够围绕动座的中轴线转动，静座上固定有原边绕组和信号接收板，所述原、副边绕组共同组成一隔离变压器，其中原边绕组与信号接收板上设有的交流电发生器电连接，且信号接收板上设有引出线，而副边绕组则与信号输出板电连接。所述副边绕组由设置在所述动座上的圆环形的动磁芯以及固定在该动磁芯中的动线圈构成，所述原边绕组由设置在所述静座上的圆环形的静磁芯以及固定在该静磁芯中的静线圈构成；所述动磁芯和静磁芯贴合接触且能够相对转动，并与所述动线圈和静线圈一同构成隔离变压器；所述静线圈相当于隔离变压器的原边线圈，其与所述信号接收板上设置的交流电发生器电连接；而动线圈相当于隔离变压器的副边线圈，其与所述信号输出板电连接。

所述动磁芯和静磁芯的轴向截面均呈C字型，二者相互贴合而构成一个具有口字型轴向截面的环形结构，所述动线圈和静线圈被收容在由所述动磁芯和静磁芯构成的具有口字型轴向截面的环形结构内。

在所述动磁芯和静磁芯的贴合接触面上粘贴有滑动膜。

所述动磁芯和所述静磁芯均为铁氧体磁芯。

所述静座上设置有用于相对固定在电机定子上，以阻止该静座作周向转动的3个卡扣。

一种电动自行车，包括结构的电动自行车轮毂电机。

本发明的优点是：

1、本发明提供的这种电动自行车轮毂电机，其借助专门设计的驱动轴套及设于其上的磁钢和霍尔元件来测量人脚蹬力施加于曲柄上的力矩，测量敏感度高；同时本发明又专门设计了一种原、副绕组分设于静座、动座上的隔离变压器来输出测得的力矩信号，利用该变压器原理，巧妙地解决了将旋转信号转换为静止信号的难题，且信号传输稳定性好，大大提高了本发明整体的工作性能和测量精度。

2、本发明提供的这种电动自行车轮毂电机，具体工作时，动座随着牙盘和驱动轴套的转动而转动，而静座则由于3个卡扣的作用不会跟转，因此使得同静座相固定的信号接收板上的引出线能够保持不动，解决了由转动的电信号转换为静止的电信号的难题。

3、本发明提供的这种电动自行车轮毂电机，其电机控制器能够根据脚踩踏板并通过曲柄、链轮、链条、飞轮传递到轮毂的力矩大小来控制电机的运行参数，从而完美的实现了人机协调的过程

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明实施例中轮毂电机的爆炸图；

图2是本发明实施例这种轮毂电机中力矩传感部分的立体图；