[发明专利]内置助力传感器的电动自行车轮毂电机

说明书

本发明涉及一种内置助力传感器的电动自行车轮毂电机，包括主轴，其特征是：所述主轴上设有阶梯台，主轴上套装有轴承套，轴承套设有与阶梯台形状匹配的方形内孔，轴承套外侧通过端盖支撑轴承支撑在端盖上，轴承套内侧支撑在阶梯台上，所述阶梯台垂直侧面设有弹性体支撑凹槽，弹性体支撑凹槽上搭接有弹性体，构成简支梁结构，弹性体内侧固接有应变片，轴承套方形内孔侧壁凹槽内插接有传力垫片，轴承套套装弹性体的简支梁结构、应变片和传力垫片共同构成简支梁式力测量机构。有益效果：本发明弹性体不参与轮毂支撑，弹性体可靠性显著提高，而且弹性体相对于电机轴固定不旋转，无需力矩信号的无线发送模块及接收模块，不仅节省空间又节省成本。

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种内置助力传感器的电动自行车轮毂电机。

背景技术

目前，电动自行车助力控制方式有两种，一种是通过速度传感器测量骑行者脚踏速度，根据速度大致估算助力功率的方式，另一种是通过力矩传感器测量骑行者脚踏力，根据脚踏力的大小精确计算助力功率的方式。上述两种助力方式，助力传感器安装位置位于五通中轴部，将中轴的转速信号或中轴所受力矩信号传给电机控制器，以控制电机输出功率，从而实现助力。两种助力方式各有优缺点，速度型助力方式的优点是结构简单、耐冲击能力强、成本低、安装方便，缺点是助力效果差；力矩型助力方式的优点是助力效果好，缺点是结构复杂、耐冲击能力弱、成本高、安装麻烦。力矩传感器虽然存在诸多缺点，但是它在助力效果上的优异表现，中高端电动自行车普遍采用力矩传感器。为了减少力矩传感器安装方面的麻烦，有些公司推出内置力矩传感器的轮毂电机，如专利文献公开号CN107054542A公开了一种“带力矩传感功能的轮毂电机和采用该电机的电动自行车”。上述结构中，弹性体一端与飞轮固接，另一端与电机轮毂固接，弹性体充当轮毂支撑件，骑行中轮毂的冲击直接加载到弹性体上，而且弹性体又不能做的太粗，做的结实一点的话形变量过小，满足不了应变输出要求，因此可靠性差。而且弹性体随轮毂旋转，因此还需要力矩信号无线发送模块及接收模块，体积大、结构复杂、成本高，综合性能不佳。能够设计出既能内置于轮毂电机中，助力效果佳，且体积小、结构简单、成本低、可靠性高的助力传感器是业内所盼的产品。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种内置助力传感器的电动自行车轮毂电机，利用力学支撑结构，将力矩的检测转变为压力的检测，弹性体不参与轮毂支撑，测量力的可靠性显著提高。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种内置助力传感器的电动自行车轮毂电机，包括端盖、外壳、定子和主轴，其特征是：所述主轴上设有阶梯台，阶梯台横截面形状呈方形，所述主轴上套装有轴承套，所述轴承套设有与阶梯台形状匹配的方形内孔，所述轴承套外侧通过端盖支撑轴承支撑在端盖上，轴承套内侧支撑在阶梯台上，所述阶梯台垂直侧面设有弹性体支撑凹槽，弹性体支撑凹槽上搭接有弹性体，构成简支梁结构，所述弹性体内侧固接有应变片，轴承套方形内孔侧壁凹槽内插接有传力垫片，轴承套套装弹性体的简支梁结构、应变片和传力垫片共同构成简支梁式力测量机构。

所述轴承套内侧支撑在阶梯台上下表面的若干轴承套垂直方向支撑滚针上。

所述轴承套内侧端面上设有径向凹台，径向凹台上置有轴承套径向止推滚针。

所述轴承套内径与主轴之间设有缓冲间隙，所述缓冲间隙为0.05-0.15mm。

所述主轴上键接有弹性体固定环，弹性体固定环置于阶梯台内侧端，所述弹性体固定环上设有弹性体构成悬臂梁结构，弹性体内侧固接有应变片，轴承套方形内孔侧壁设有轴承套内侧凸起，轴承套套装弹性体的悬臂梁结构、应变片和轴承套内侧凸起共同构成悬臂梁式力测量机构。

有益效果：本发明以极为简单的结构测量骑行者脚踏力的变化，同时弹性体不参与轮毂支撑，可靠性显著提高；而且弹性体相对于电机主轴固定不旋转，无需力矩信号无线发送模块及接收模块，不仅节省空间又节省成本。

附图说明