一种力矩传感组件及轮毂电机的制作方法

1.本实用新型涉及轮毂电机领域，更具体地说，它涉及一种力矩传感组件及轮毂电机。


背景技术：

2.常用的力矩传感器的力矩信号通过磁场或者应变片采集变形体的形变，将形变转换成电信号发送到控制器上，控制器根据信号的强弱控制电机输出与之对应的功率和扭矩。
3.一般市场上的电动助力车采用的力矩传感器是主轴力矩传感器，安装在五通上，力矩传感器引线通过在五通上的开孔连接到控制器上，对五通的精度要求高，安装工序复杂，不利于降低成本。
4.考虑到上述问题，目前也有将力矩传感器集成在轮毂电机中的方案，例如现有授权公告号为cn104052196b的中国专利，公开了一种用于助力自行车上的电机，其包括轮毂电机本体、中心轴和安装在轮毂电机本体内的行星力矩传感器；行星力矩传感器包括太阳齿轮、行星齿轮组以及齿圈；太阳齿轮还设置有限制太阳齿轮转动一定角度的限位机构，以及力矩信号机构，力矩信号机构与太阳齿轮相配合，限位机构包括摆杆、复位弹簧以及限位件。
5.但是，上述行星力矩传感器的结构和安装工序较为复杂，成本较高，而且采用复位弹簧这样的弹性件容易出现故障，并影响使用寿命。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种力矩传感组件，其具有结构简单可靠，而且成本较低的优势。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
8.一种力矩传感组件，包括作为输入件的行星架、行星齿轮、固定不动的太阳轮以及作为输出件的内齿圈，所述太阳轮连接有与其沿周向联动的变形管，所述变形管上设置有应变片。
9.进一步地，所述太阳轮与变形管通过键槽配合、螺钉连接或者一体成型实现周向联动。
10.进一步地，所述变形管外侧壁设置有用于安装所述应变片的定位面。
11.进一步地，所述变形管侧壁开设有多个腰孔。
12.进一步地，所述行星架连接有与其沿周向联动的卡基。
13.进一步地，所述卡基与行星架通过键槽配合、螺钉连接或者一体成型实现周向联动。
14.进一步地，所述变形管内侧壁设置有安装后用于限制其转动的键槽。
15.本实用新型的另一目的在于提供一种轮毂电机，包括主轴、机芯组件、轮毂和端
盖，所述主轴与端盖之间设置有上述力矩传感组件。
16.进一步地，所述主轴与变形管之间之间通过键槽配合实现周向联动。
17.进一步地，所述太阳轮套设在变形管上，且两者通过键槽配合实现周向联动。
18.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
19.1、本实用新型的力矩传感组件结构简单可靠，安装方便，成本较低，使用寿命长；
20.2、本实用新型将力矩传感组件与轮毂电机集成，简化安装，降低成本，而且两者同一出线便于整车布线。
附图说明
21.图1为实施例1中一种力矩传感组件的整体结构示意图；
22.图2为实施例1中变形管的结构示意图；
23.图3为实施例2中轮毂电机的整体结构示意图；
24.图4为实施例2中轮毂电机的爆炸示意图；
25.图5为实施例2中轮毂电机的剖视图。
26.图中：1、卡基；21、行星架；22、内齿圈；23、太阳轮；24、行星齿轮；3、变形管；31、定位面；32、腰孔；33、键槽；34、花键；4、应变片；5、主轴；61、轮毂；62、端盖；7、机芯组件；71、减速组件；81、第一轴承；82、第二轴承；83、第三轴承。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
28.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
29.实施例1：
30.一种力矩传感组件，参照图1，其包括包括作为输入件的行星架21、设置在行星架21上的多个行星齿轮（附图中未示出）、固定不动的太阳轮23以及作为输出件的内齿圈22，太阳轮23连接有与其沿周向联动的变形管3，变形管3上设置有应变片4；本实施例中行星架21输入带动内齿圈22输出，太阳轮23固定不动受到反向扭力，则变形管3受力产生微变形，应变片4采集到变形管3的微变形后即可输出电信号，实现力矩采集功能；本实施例中的力矩传感组件结构简单可靠，安装简单，而且成本较低，使用寿命长。
31.参照图1和图2，太阳轮23与变形管3可以通过键槽配合、螺钉连接或者一体成型等方式实现周向联动，本实施例中太阳轮23与变形管3通过键槽配合的方式实现周向联动；具体地，变形管3一端外侧壁设置有花键34，太阳轮23内侧壁设置有与花键34配合的键槽（附图中未示出），将太阳轮23套设在变形管3上，两者之间通过花键34与键槽配合即可实现周向传动，从而能够传递扭力；变形管3与太阳轮23通过键槽配合实现周向联动后，为了使太阳轮23固定不动，本实施例中变形管3内侧壁设置有安装后用于限制其转动的键槽33。
32.参照图1和图2，变形管3外侧壁设置有用于安装应变片4的定位面31，本实施例中应变片4粘贴在定位面31上；变形管3侧壁沿周向开设有多个腰孔32，设置腰孔32有利于应变片4采集到变形管3的微变形,。
33.参照图1和图2，行星架21连接有与其沿周向联动的卡基1，通过卡基1来带动行星架21转动；卡基1与行星架21可以通过键槽配合、螺钉连接或者一体成型等方式实现周向联动，本实施例中卡基1与行星架21通过一体成型的方式实现周向联动。
34.实施例2：
35.一种轮毂电机，参照图3至图5，其包括主轴5、机芯组件7、轮毂61以及与轮毂61固定连接的端盖62，主轴5与端盖62之间设置有上述力矩传感组件；本实施例中机芯组件7与轮毂61之间还设置有减速组件71，形成减速轮毂电机，当然在其他可选的实施例中也可以取消减速组件71，形成直驱轮毂电机。
36.参照图2、图3和图5，本实施例中主轴5与变形管3之间之间通过键槽配合实现周向联动，即变形管3套设在主轴5上，且主轴5上设置有与变形管3上键槽33配合的花键；主轴5固定不动，则变形管3固定不动，从而使太阳轮23固定不动，故太阳轮23上的反向扭力能够传递至变形管3使其发生微变形。
37.参照图3和图5，本实施例中内齿圈22固定嵌设在端盖62内，则两者能够沿周向联动；同时，行星架21与端盖62之间设置有第一轴承81，主轴5与行星架21之间设置有第二轴承82，主轴5与卡基1之间设置有第三轴承83。
38.工作原理如下：
39.将本实施例中的轮毂电机安装在助力电动车上后，骑行过程中脚踏带动牙盘，牙盘通过链条带动飞轮和卡基1转动，卡基1转动后通过行星架21和行星齿轮24带动内齿圈22转动；太阳轮23固定不动受到反向扭力，变形管3受力产生微变形，粘贴在变形管3上的应变片4采集到变形管3的微变形，通过机芯组件7上的线路板处理输出电信号，实现力矩采集功能；轮毂电机的引线和力矩信号的引线合为一根线束，通过主轴5上的出线孔出线。
40.本实施例中的轮毂电机集成了力矩传感组件，可以直接采集力矩信号，而且结构简单可靠，安装方便，成本较低，使用寿命长。