[发明专利]端面接触力矩传感器及电动助力车

说明书

一种端面接触力矩传感器，包括：本体单元，包括相对设置的第一作用面与第二作用面；力矩输入端，由待测力矩驱动而旋转，并与所述第一作用面形成端面接触而传递驱动力，所述驱动力用于驱动所述本体单元旋转及沿轴向移动，使所述第二作用面沿轴向接近所述力矩输入端；压力传感器，用于感应测量轴向力，所述轴向力为所述驱动力的轴向分量；所述第二作用面、所述压力传感器、所述力矩输入端与所述第一作用面沿所述力矩输入端的旋转轴向依次分布。本发明提供的端面接触力矩传感器及电动助力车具有结构紧凑、反应灵敏、测量精准等优点，满足电动助力车的应用需要。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体地来说，是一种端面接触力矩传感器及电动助力车。

背景技术

电动助力车是一种以自行车结构为基础，加配电力驱动单元的骑行车类型。电动助力车可根据骑行者的踩踏力度，提供相应的动力支持，减轻骑行者的骑行负担，使骑行舒适度与骑行里程大为增加，因而逐渐受到市场的欢迎。

其中，力矩传感器是电动助力车的核心部件。力矩传感器用于感应测量骑行者的骑行力矩，为电力驱动单元的动力输出提供判断基础。力矩传感器作为感知骑行者意图的部件，其性能至关重要。

目前，力矩传感器多由国外进口，国内尚无法实现自给自足。即使是国外的现有产品，亦多结构复杂、造价高昂，难以满足迅速发展的市场需要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种端面接触力矩传感器及电动助力车，具有结构紧凑、反应灵敏、测量精准等优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种端面接触力矩传感器，包括：

本体单元，包括相对设置的第一作用面与第二作用面；

力矩输入端，由待测力矩驱动而旋转，并与所述第一作用面形成端面接触而传递驱动力，所述驱动力用于驱动所述本体单元旋转及沿轴向移动，使所述第二作用面沿轴向接近所述力矩输入端；

压力传感器，用于感应测量轴向力，所述轴向力为所述驱动力的轴向分量；

所述第二作用面、所述压力传感器、所述力矩输入端与所述第一作用面沿所述力矩输入端的旋转轴向依次分布。

作为上述技术方案的改进，所述力矩输入端面向所述第一作用面的一端具有传动曲面，所述传动曲面与所述第一作用面具有相同的表面轮廓并形成端面咬合关系。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动曲面由成型线沿所述力矩输入端的旋转径向自外而内平滑收缩地扫描而成，所述成型线由波动曲线沿所述力矩输入端的旋转圆周平滑地首尾环接而成，所述波动曲线具有沿所述力矩输入端的旋转轴向平滑波动起伏的轮廓。

作为上述技术方案的进一步改进，所述波动曲线为正弦曲线或余弦曲线。

作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩输入端包括转动环体与静止件，所述转动环体由所述待测力矩驱动而可旋转地保持于所述静止件上，所述压力传感器安装于所述静止件上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述本体单元包括固定安装的安装本体与压合盖，所述安装本体面向所述力矩输入端的一侧具有所述第一作用面，所述压合盖面向所述力矩输入端的一侧具有所述第二作用面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装本体与所述压合盖螺旋连接，所述力矩输入端、所述压合盖分别通过第一轴承与所述压力传感器连接，所述第一轴承用于承受所述轴向力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装本体与所述压合盖之间通过定位销而实现定位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端面接触力矩传感器还包括转速传感器单元，用于测量所述力矩输入端的转速和/或方向。