專利名稱：電動自行車傳動傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及自行車部件，具體涉及電動自行車傳動傳感裝置。
背景技術：
電動自行車是在普通自行車的基礎上，增設蓄電池、電動機及調速裝置而成的。其調速裝置為常用的調節電壓或電流的電子調速裝置，只能按照騎車人的要求調節車速，而不能根據實際路況進行自動調速。這樣不僅使騎車人容易產生疲勞，降低了乘騎舒適性，而且使電動機的驅動工作狀態不合理，造成不必要的電能損耗，使續行里程減少。為了克服人為調速的缺陷，有的電動自行車安裝了速度傳感器和控制裝置。如CN2661568Y公告的名稱為“帶助力行駛傳感器裝置的電動自行車”的實用新型專利，其傳感器設在車架上，正對飛輪的齒尖，傳感器通過信號線與控制器連接，但只采集速度信號。又如，CN2580426Y公告的名稱為“智能電動自行車的壓力傳感裝置”的實用新型專利，在中管設有活塞桿，活塞桿的下端與中接頭連接固定，活塞桿上套有彈簧，中管與活塞桿上對應設置有位移信號傳感器，中管與中管接頭之間在騎車者腳踩腳踏時產生周期性位移，該位移信號由傳感器傳遞給控制器，可以調節電動機的輸出功率，以節省電能。以上兩項專利采集的速度信號和位移信號仍然是與騎車人的操作相關，而與電動自行車實際工況存在著一定的差距，電動機輸出的功率與行駛狀態不相匹配，因而不能完全達到所希望的目的。電動自行的傳動終端是鏈輪和與其連接的后輪轂，后輪轂的轉速和承受的扭矩及其變化情況是電動自行車運行的實際狀況，現有的鏈輪與后輪轂固定連接結構，不能采集到扭矩變化信號，因此，需要對電動自行車的傳動終端部件及其連接方式進行改變。
本

發明內容
本發明的目的是提供一種電動自行車扭簧式傳動傳感裝置，它作為電動自行車傳動傳感智能控制系統的部件，設在驅動系統的終端，能在直接參與傳動的過程中同步采集扭矩和速度信號，為控制器(ECU)及時準確地控制電動機的輸出功率提供真實的數據，使人的腳踏力，電動機輸出扭矩與自行車行駛狀況始終處于最佳匹配狀態。
本發明所述的電動自行車傳動傳感裝置，包括后輪轂、鏈輪和后輪軸，其特征在于后輪轂的左端設有卡齒，與第一軸承座右端的對應的卡齒嚙合；后輪轂的右部內設有一個傳動螺母，在傳動螺母與后輪轂之間設有滾針軸承；在第一軸承座和傳動螺母之間定位連接有傳動扭簧；在傳動螺母內設有與其配合的位移螺絲套，限位螺栓穿過后輪轂右部的限位螺孔、傳動螺母上的徑向限位槽，插入位移螺絲套上的軸向位移槽；鏈輪與第二軸承座配合并連接在傳動螺母的右端；后輪軸的右部設有槽口，右端設有一個與槽口相通的中心孔；后輪軸穿過傳動扭簧、傳動螺母和位移螺絲套，其兩端分別與第一軸承和第二軸承配合；在后輪軸的槽口部位設有第一平面軸承，第一平面軸承的左邊與位移螺絲套左端的臺階緊靠、右邊與兩端穿出槽口的位移支架連接；位移支架的右邊與第二軸承之間設有回位彈簧；在位移支架的中心設有第一傳感元件，第一傳感元件與設在后輪軸的槽口右端的第一傳感器對應；第一傳感器的傳輸導線從后輪軸右端的中心孔引出，與控制器(ECU)連接。
所述的電動自行車傳動傳感裝置，在后輪轂外面的左部還設有第二傳感元件，第二傳感元件與設在制動器上的第二傳感器對應；第二傳感器的傳輸導線與控制器(ECU)連接。
所述的電動自行車傳動傳感裝置，其第一傳感元件和第二傳感元件為磁鋼，第一傳感器和第二傳感器為霍爾傳感器。
所述的電動自行車傳動傳感裝置，其后輪轂的右部內還設有第二平面軸承，傳動螺母的左端與第二平面軸承緊靠。
所述的電動自行車傳動傳感裝置，在后輪轂左端的卡齒與第一軸承座右端卡齒的嚙合部位，設有襯套和外套。
采用以上的結構，即可實現在直接參與傳動的過程中傳遞扭矩信號，電動機輸出的扭矩傳遞路徑是鏈輪→傳動螺母→傳動扭簧→第一軸承座→后輪轂。
由于與傳動螺母配合的位移螺絲套受到限位螺栓的限制，在徑向與后輪轂同步旋轉，在后輪轂的轉速與傳動螺母的轉速不同步時，移螺絲套在與后輪轂同步旋轉的同時，還要軸向位移。人的腳踏力，電動機輸出的扭矩與后輪負荷在傳動螺母和位移螺絲套配合處交匯。在上坡時，后輪轂的負荷增大，如果電動機輸出的扭矩小于實際需要的扭矩，后輪轂的轉速與傳動螺母的轉速就會不一致，導致傳動螺母與位移螺絲套的轉速不一致，與后輪轂同步旋轉的位移螺絲套在限位螺栓的控制下沿軸向向右移動，推動位移支架向右移動并壓縮回位彈簧，使設在位移支架上的第一傳感元件與設在后輪軸的槽口右端的第一傳感器之間的距離減小，第一傳感器采集到的位移信號，即為實際需要輸出扭矩的信號，并傳輸到控制器。
與此同時，設在制動器上的第二傳感器，采集到第二傳感元件反映的速度變化信號將，也傳輸到控制器；控制器根據收到的扭矩和速度信號進行處理后，發出增加輸出功率的指令。在電動機輸出的功率增加并逐步達到實際需要的過程中，位移支架在回位彈簧的作用下逐步向左移動，恢復原來的位置。使人的腳踏力，電動機輸出扭矩與自行車行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，從而體現出自適應的特點。
本發明的優點是結構緊湊，充分利用了后輪轂內的空間；在直接參與傳動的同時，同步檢測扭矩和速度信號，獲取的信號準確、精度高；為實現人機合一智能控制有效地利用電能，增加續行里程奠定基礎。具有自適應的特點。


圖1是本發明的結構示意圖(傳動螺母和位移螺絲套發生相對位移)。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是圖1的B-B剖視圖。
圖4是圖1的C-C剖視圖。
圖5是圖1的D-D剖視圖。
圖6是傳動螺母和位移螺絲套未發生相對位移的示意圖。
圖7是傳動螺母的結構示意圖。
圖8是位移螺絲套的結構示意圖。
圖9是圖8的左視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的結構作進一步的描述。
實施例一參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9，將襯套27裝在后輪轂1的左端內并伸出左端，第一軸承座5裝在襯套27的伸出端，其右端的卡齒與后輪轂1左端卡齒4嚙合，外套28裝在第一軸承座5和后輪轂1嚙合處的外面，制動器29裝在第一軸承座5上；將第二平面軸承26裝在后輪轂1的右部內，與后輪轂1內的臺階緊靠；將傳動扭簧8的一端插入第一軸承座5的定位孔內；將傳動螺母6裝入后輪轂1的右部內與第二平面軸承緊靠，將滾針軸承7裝在傳動螺母與后輪轂之間，并使傳動扭簧8的另一端插入傳動螺母6上的定位孔內30內；將位移螺絲套9旋入傳動螺母6內，并將限位螺栓10穿過后輪轂1右部的限位螺孔11、傳動螺母6上的徑向限位槽12，插入位移螺絲套9上的軸向位移槽13內；將右部設有槽口15、右端設有一個與槽口相通的中心孔16的后輪軸3穿過傳動扭簧8、傳動螺母6和位移螺絲套9，其左端與第一軸承17配合；將第一平面軸承19裝在后輪軸的槽口部位，其左邊與位移螺絲套9左端的臺階緊靠、右邊與兩端穿出槽口的位移支架20連接；將第一傳感元件22-磁鋼裝在位移支架20的中心，第一傳感器23-霍爾傳感器裝在后輪軸的槽口15的右端，并使第一傳感元件與第一傳感器對應，第一傳感器的傳輸導線從后輪軸右端的中心孔16引出，與控制器(ECU)連接；將鏈輪2與第二軸承座14配合并連接在傳動螺母6的右端；將回位彈簧21裝在位移支架20與第二軸承18之間，第二軸承18與后輪軸3的右端配合。本實施例可實現在直接參與傳動的過程中傳遞扭矩信號。
實施例二參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9，在實施例一的基礎上，將第二傳感元件24-磁鋼，裝在后輪轂1外面的左部，第二傳感器25-霍爾傳感器裝在制動器29上，并使第二傳感元件與第二傳感器對應，第二傳感器的傳輸導線與控制器(ECU)連接。本實施例可實現在直接參與傳動的過程中傳遞扭矩信號和速度信號。
權利要求
1.電動自行車傳動傳感裝置，包括后輪轂(1)、鏈輪(2)和后輪軸(3)，其特征在于后輪轂(1)的左端設有卡齒(4)，與第一軸承座(5)右端的對應的卡齒嚙合；后輪轂的右部內設有一個傳動螺母(6)，在傳動螺母與后輪轂之間設有滾針軸承(7)；在第一軸承座(5)和傳動螺母(6)之間定位連接有傳動扭簧(8)；在傳動螺母(6)內設有與其配合的位移螺絲套(9)，限位螺栓(10)穿過后輪轂(1)右部的限位螺孔(11)、傳動螺母(6)上的徑向限位槽(12)，插入位移螺絲套(9)上的軸向位移槽(13)；鏈輪(2)與第二軸承座(14)配合并連接在傳動螺母(6)的右端；后輪軸(3)的右部設有槽口(15)，右端設有一個與槽口相通的中心孔(16)；后輪軸穿過傳動扭簧(8)、傳動螺母(6)和位移螺絲套(9)，其兩端分別與第一軸承(17)和第二軸承(18)配合；在后輪軸的槽口部位設有第一平面軸承(19)，第一平面軸承的左邊與位移螺絲套(9)左端的臺階緊靠、右邊與兩端穿出槽口的位移支架(20)連接；位移支架(20)的右邊與第二軸承(18)之間設有回位彈簧(21)；位移支架(20)的中心設有第一傳感元件(22)，第一傳感元件與設在后輪軸的槽口右端的第一傳感器(23)對應；第一傳感器的傳輸導線從后輪軸右端的中心孔(16)引出，與控制器連接。
2.根據權利要求1所述的電動自行車傳動傳感裝置，其特征在于在后輪轂(1)外面的左部設有第二傳感元件(24)，第二傳感元件與設在制動器(29)上的第二傳感器(25)對應；第二傳感器的傳輸導線與控制器連接。
3.根據權利要求1或2所述的電動自行車傳動傳感裝置，其特征在于第一傳感元件(22)和第二傳感元件(24)為磁鋼，第一傳感器(23)和第二傳感器(25)為霍爾傳感器。
4.根據權利要求1或2所述的電動自行車傳動傳感裝置，其特征在于后輪轂的右部內還設有第二平面軸承(26)，傳動螺母(6)的左端與第二平面軸承緊靠。
5.根據權利要求1或2所述的電動自行車傳動傳感裝置，其特征在于在后輪轂(1)左端的卡齒(4)與第一軸承座(5)右端卡齒的嚙合部位，設有襯套(27)和外套(28)。
全文摘要
本發明涉及電動自行車傳動傳感裝置，包括后輪轂、鏈輪和后輪軸，其特征在于后輪轂的右部內設有一個傳動螺母，在傳動螺母與后輪轂之間設有滾針軸承；在第一軸承座和傳動螺母之間定位連接有傳動扭簧；在傳動螺母內設有與其配合的位移螺絲套；鏈輪與第二軸承座配合并連接在傳動螺母的右端；后輪軸的右部設有槽口，槽口內設有位移傳感裝置，在后輪轂的外面和制動器上設有轉速傳感裝置。本發明結構緊湊，充分利用了后輪轂內的空間；在直接參與傳動的同時，同步檢測扭矩和速度信號，獲取的信號準確、精度高；為實現人機合一智能控制有效地利用電能，增加續行里程奠定基礎。具有自適應的特點。
文檔編號G01L5/00GK101024416SQ200510057459
公開日2007年8月29日 申請日期2005年12月21日 優先權日2005年12月21日
發明者薛榮生, 林毓培, 劉偉 申請人:西南大學