一种中轴力矩传感器

摘要

本发明涉及一种自行车零配件,具体的说是涉及一种中轴力矩传感器，该传感器能精确测出中轴左端的扭矩或两端的扭矩以及中轴转速和方向。左端力矩传感器包括：左端方轴，右端培林轴以及与标准BSA五通相连的左右轴碗，和由齿轮、钢珠、护圈、U型叉齿、滑套、碟簧组构成的扭矩转换机构,分解的轴向力使滑套压缩碟簧组,带动磁环支架使磁环移动,再由位移传感器测出磁环的绝对位置,计算出碟簧组的轴向力,其与扭矩的切向力成正切函数关系。径向多极磁环及其支架随中轴一同转动,由磁环转速传感器输出中轴的转速和方向。左端方轴与右端培林轴采用螺钉、平面轴承连接。还包括固定PCB 板和导线的支撑轮及上下壳体。

主权项

一种中轴力矩传感器，其特征在于：该中轴能安装在标准五通内且具有输出左端力矩、转速及方向信号的传感器，其包括左轴碗（1）、壳体支撑轮（2）、左端轴承（3）、多极磁环（4）、多极磁环支架（5）、左方轴（6）、位移磁环（7）、位移磁环支架（8）、碟簧组（9）、滑套（10）、PCB底壳（11）、PCB壳体（12）、导线（13）、PCB板（14）、磁环位移传感器（15）、磁环转速传感器（16）、齿轮（17）、护圈（18）、钢珠（19）、螺钉位钢珠（20）、钢珠隔离器（21）、右培林轴（22）、右端轴承（23）、平垫片（24）、弹性垫片（25）、螺钉（26）、防水圈（27）、挡板（28）、右轴碗（29）、轴碗挡圈（30）；所述左方轴（6）与右培林轴（22）用螺钉（26）和弹性垫片（25）紧固，之间用螺钉位钢珠（20）和钢珠隔离器（21）及平垫片（24）组成平面轴承降低左右轴相对转动的摩擦力；所述齿轮（17）与左方轴（6）采用方孔或花键静连接，再由数个齿边（35）将力矩传递到钢珠（19）上,且用相应个数钢珠（19）均分扭矩切向力；所述右培林轴（22）的左端均匀分布数个U型叉齿槽，分别是驱动牙盘反转的直线面（31）,驱动牙盘正转的斜线面（32）,驱动牙盘正转的限位直线面（33），叉齿槽与圆弧齿间装入钢珠（19），滑套（10）与护圈（18）再与钢珠形成一封闭机构；所述碟簧组（9）由三片标准的碟簧（34）组合成，形成接触面左端小右端大；所述磁环转速传感器（16）和磁环位移传感器（15）贴片焊接在PCB板（14）上, 磁环位移传感器（15）采用BGA封装, 磁环转速传感器（16）采用SOIC封装，减少空间；所述多极磁环支架（5）采用不锈铁片冲压，轻量化，其第一挡边（36）可屏蔽多极磁环（4）右边的磁力线,减少磁环互相干扰；所述位移磁环（7）因被测磁场强度限制，采用铁氧体弱磁，多极磁环（4）采用铷铁硼强磁径向辐射多极充磁；所述位移磁环支架（8）是铝合金，外牙（42）用于调节位移磁环（7）与磁环位移传感器(15)的相对位置,消除位置误差;凸筋(43)是阻止PCB壳体组件从轴上脱落;凸爪（44）折弯后扣紧位移磁环(7)；所述PCB底壳（11）和PCB壳体（12）都是塑胶件，靠第二挡边（37）和第三挡边（41）与壳体支撑轮（2）连接定位,卡钩（39）与扣位（40）相扣；所述防水圈（27）与挡板（28）可防水和防拆卸螺钉（26）；所述导线（13）设置有六根，两根为3伏的电源线，两根是力矩信号线，另两根是转速方向信号线，可从壳体支撑轮（2）的左端引出，也可在轴的中间，从五通立管中引出。