[发明专利]逆磁致伸缩中轴力矩传感器

说明书

本发明公开了一种逆磁致伸缩中轴力矩传感器，包括：中轴，包括轴套、封闭于所述轴套两端的端部组件及可旋转地贯穿三者的芯轴，所述轴套与所述端部组件均嵌入安装于五通内部，所述芯轴用于固定连接左右曲柄；应变套管，周向固定地套设于所述芯轴的外周侧，具有磁致伸缩部；感应线圈，周向活动地套设于所述磁致伸缩部的外周侧并与所述轴套固定，用于感测所述应变套管的磁导率变化。所述逆磁致伸缩中轴力矩传感器可实现于现有通用结构上的直接安装应用，具有理想的通用性、灵敏度与感测精度。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体地来说，是一种逆磁致伸缩中轴力矩传感器。

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。

现有的力矩传感器需要对中轴安装结构及中轴所附设的牙盘、曲柄进行定制变更，并需要使用专用安装工具进行安装，无法于现有的中轴结构上直接安装使用，存在通用性差、无法实现快速更换、制造与维护成本高昂等缺点，严重制约了力矩传感器的推广应用，亦不利于电动助力车的快速发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种逆磁致伸缩中轴力矩传感器，可实现于现有通用结构上的直接安装应用，具有理想的通用性、灵敏度与感测精度。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种逆磁致伸缩中轴力矩传感器，包括：

中轴，包括轴套、封闭于所述轴套两端的端部组件及可旋转地贯穿三者的芯轴，所述轴套与所述端部组件均嵌入安装于五通内部，所述芯轴用于固定连接左右曲柄；

应变套管，周向固定地套设于所述芯轴的外周侧，具有磁致伸缩部；

感应线圈，周向活动地套设于所述磁致伸缩部的外周侧并与所述轴套固定，用于感测所述应变套管的磁导率变化。

作为上述技术方案的改进，所述端部组件包括轴碗与支撑轴承，所述轴碗固定于所述轴套的一端并嵌入安装于所述五通的内部，所述支撑轴承套设于所述轴碗与所述芯轴之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逆磁致伸缩中轴力矩传感器还包括磁屏蔽套筒，所述磁屏蔽套筒周向固定地套设于所述感应线圈的外周侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述应变套管两端与所述芯轴之间形成轴向间隙，所述轴向间隙分别过盈嵌设轴向阻尼定位件；和/或，所述应变套管的内周面与所述芯轴的外周面保持相对而形成周向间隙，所述周向间隙过盈嵌设周向阻尼定位件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁致伸缩部包括复数个磁致齿，所述磁致齿环形分布于所述应变套管的外周面，所述磁致齿的延伸方向与所述芯轴的轴向互不平行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁致伸缩部为多孔磁管，所述多孔磁管周向固定地套设于所述应变套管的外周侧，所述多孔磁管具有环形分布的复数个磁致孔，所述磁致孔的延伸方向与所述芯轴的轴向互不平行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁致伸缩部为复数个并沿所述芯轴的轴向间距设置，相邻的磁致伸缩部具有互不相同的延伸方向。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁致伸缩部与所述芯轴的轴向具有45°夹角。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逆磁致伸缩中轴力矩传感器还包括温度传感器，用于检测所述应变套管的温度变化；