[发明专利]电动自行车中轴双侧踏力高精度检测装置

说明书

本发明公开了一种电动自行车中轴双侧踏力高精度检测装置，包括设于五通管内的中轴及安装在中轴上的牙盘和两端曲柄，还包括贴设于中轴上的扭矩应变片及与扭矩应变片电连接的电动自行车控制器，其特征在于所述中轴上藉由花键配合套设有靠近一端曲柄并位于该曲柄内侧的牙盘轴套，牙盘固定在牙盘轴套上，中轴上贴设对应两端曲柄的两个扭矩应变片，且这两个扭矩应变片沿轴向分设于中轴上的花键两侧。该设计中牙盘侧的扭矩应变片能先行检测到曲柄方面直接施加在中轴上的扭矩，而不受牙盘方面的干扰，测定数据更加精准，故缩小了两扭矩应变片的测定差异，提高了中轴两端踏力信号的判断准确性，利于维持信号的连续性从而大大提高骑乘质量。

技术领域

本发明涉及一种电动自行车中轴双侧踏力高精度检测装置。

背景技术

目前电动自行车的中轴上通常都安装有踏力检测装置用于实时检测踏力信号，并根据踏力信号来准确判定骑乘人员的骑乘状态（轻蹬还是重蹬），以此驱动电机进行功率输出调整。

众所周知，由于自动车的踏板安装在曲柄上，而曲柄又与中轴相连，因此测定踏力最直接的方法就是测定中轴扭矩，而采用的传感元件为扭矩应变片。故较常见的踏力检测现行方案通常都是在中轴上贴附对应检测左右扭矩的两个扭矩应变片，然而在长期的使用实践中这种测定方式的检测精度不高，究其原因在于：

已有的电动自行车上中轴一端曲柄往往与牙盘是一体结构，而牙盘又是通过链条与电动自行车的电机减速驱动机构相连的，这样导致中轴上与牙盘一侧的曲柄对应的扭矩应变片的扭矩测定不准确，因为检测到的这部分扭矩中包含有由链条经牙盘施加至中轴上的扭矩。所以上述测定方案和机构中，因中轴两端的力量传递方式存在差异，即便对两扭矩应变片的相对角位置或轴向位置实施调整，也无法准确判断出该中轴两端的踏力信号，也就无法维持信号的连续性，骑乘质量也就会随之降低。

为了解决上述问题，现有技术中亦有改进措施，例如授权公告号为CN202807025U的中国专利提供的一种“电动自行车的踏力感测机构”，其方案中采用扭矩应变片和弯矩应变片相结合的方式来测定中轴两端踏力信号，测量精度虽然得到了相对提高。但这种感测机构的缺点也很明显，其检测得到的中轴两端踏力，尤其是牙盘侧的踏力实质上是经过处理器内部运算后获得的模拟值，与直接测量方式获取的数值间还是存在差距的。并且从机械装配结构上来说，其依旧没有解决中轴两端力量传递差异的问题，实际检测时牙盘侧依旧会引入干扰因素。此外这套感测机构中对于传感元件的应用较多，也使得生产成本被相应提高。

发明内容

本发明目的是：针对背景技术中涉及的现有技术中的不足而提供一种电动自行车中轴双侧踏力高精度检测装置，该装置结构简单，装配便利，对于踏力信号的检测精度更高。

本发明的技术方案是：一种电动自行车中轴双侧踏力高精度检测装置，包括设于五通管内的中轴及安装在中轴上的牙盘和两端曲柄，还包括贴设于中轴上的扭矩应变片及与扭矩应变片电连接的电动自行车控制器，其特征在于所述中轴上藉由花键配合套设有靠近一端曲柄并位于该曲柄内侧的牙盘轴套，牙盘固定在牙盘轴套上，中轴上贴设对应两端曲柄的两个扭矩应变片，且这两个扭矩应变片沿轴向分设于中轴上的花键两侧。

进一步的，本发明中所述五通管内壁上固定有外支架，外支架上设有外围感应线圈及与外围感应线圈相连的外PCB板，而中轴外壁上设有内支架，内支架上设有与外围感应线圈配合的内侧感应线圈及与内侧感应线圈相连的内PCB板，所述两个扭矩应变片上均接有应变片接线与内PCB板相连，而外PCB板上接有引出线穿过五通管壁上开孔与所述电动自行车控制器相连。