[实用新型]一种助力脚踏车扭矩检测装置

说明书

本实用新型涉及一种助力脚踏车扭矩检测装置，其包括弹性体、形变传感器和信号电路板。弹性体套装在中轴上，随中轴同步转动，并且弹性体的一端通过离合机构与牙盘连接从而进行扭矩传递或者与牙盘脱离从而切断传递扭矩；形变传感器设置在弹性体外侧壁上，用于感应扭矩；信号电路板用于接收形变传感器感应到的扭矩信号，并将扭矩信号传输至助力脚踏车的控制器；形变传感器通过有线传输模块或者无线传输模块将扭矩信号传输至信号电路板。本检测装置的形变传感器与信号电路板之间的传输方式采用有线传输或者无线传输均可实现，在不改变本检测装置的整体结构的情况下，两种传输方式可相互更换，以适应不同的车型需求。

技术领域

本实用新型涉及助力脚踏车技术领域，具体地讲，涉及一种助力脚踏车扭矩检测装置。

背景技术

目前，现有的电动助力自行车的基本构造和工作原理分为两大类：一类是轮毂式电机助力驱动，另一类是中置式电机助力驱动。不论是轮毂式还是中置式，电机助力驱动结构存在差异，但其电机的助力大小都是由相应的力矩传感器对脚踏中轴转动所产生的转矩大小感知检测然后将检测到的电信号给车载控制器去控制调节电机助力驱动工作状态。

鉴此，力矩传感器的物理量-电量的效应机理的运用对中轴转动产生的力矩感知检测数据的可靠性、稳定性以及信号的灵敏度反应等性能指标都有相当密切的关系，另外，其结构上的实用性以及材质的成熟程度也将影响产品的应用范围和适用性。

目前，中置式电机助力驱动的力矩信号感知是采用磁感应原理，即在中轴与中轴外套壳二者各安装一个磁性元件，当中轴受外力转动与中轴外套壳产生相对运动时，会产生与外力作用大小成正比的磁场强度变化，内部感应电路将磁场强度变化转换为电信号输出。这种通过磁感应原理制造的力矩传感器最大的优点是应用于圆周旋转运动而产生的转矩力的感知检测，这是因为要将转动体内的检测信号可靠、稳定地传输出来，其加工技术还是有一定的难度的。而磁感应原理正好规避了转动体内信号传输的困境，以磁场感应的方式即无线传输的方式触决了转动体内力矩检测信号传输的难题。根据磁感应原理制造的力矩传感器在实际应用中反映的问题分析存在着三种方面的技术性能缺陷：其一是由于磁性材料特性的原因，受环境使用温度的影响而造成力矩传感器内部磁场强度的强弱变化，即影响到输出电信的准确性；其二是磁感应原理的力矩传感器负载输出特性不能产生良好的输入输出线性关系，即输出电信号的非线性误差较大；其三是磁感应原理的力矩传感器综合性能指标一致性不太理想，磁性材料体受环境应用场合的干扰存在稳定性结果的差异。

因此，提高转动体的力矩传感器综合性能指标对人-车智能助力互动、高敏感度快速助力反应控制系统的建立、提高人-车智能助力比的线性化程度具有重要的意义，有鉴于此，急需一种除磁感应原理之外的其他具备更优良综合指标的物理量-电量效应机理的助力脚踏车扭矩检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、综合性能良好的基于物理量-电量效应机理的助力脚踏车扭矩检测装置，该装置极大提高了力矩传感器对外部施加力的感知灵敏度，提高物理量-电量转换线性度，提高产品在不同环境、不同使用条件下的输出信号的稳定性和可靠性，且该装置内部扭矩信号的传输可在有线传输与无线传输两者之间进行更换，不管是采用有线传输还是采用无线传输都能使本助力脚踏车扭矩检测装置的稳定性、可靠性等综合性能良好。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种助力脚踏车扭矩检测装置，其安装在中置电机式的助力脚踏车中轴上，用于检测中轴的转矩，中轴的两端用于安装左、右脚踏。

本助力脚踏车扭矩检测装置包括：弹性体、形变传感器和信号电路板。弹性体套装在中轴上，随中轴同步转动，并且所述弹性体的一端通过离合机构与牙盘连接从而进行扭矩传递或者与牙盘脱离从而切断传递扭矩；形变传感器设置在弹性体外侧壁上，用于感应扭矩；信号电路板用于接收形变传感器感应到的扭矩信号，并将扭矩信号传输至助力脚踏车的控制器；所述形变传感器通过有线传输模块或者无线传输模块将扭矩信号传输至信号电路板。