本發明涉及電助力自行車的，特別是涉及電助力自行車用的一種力矩傳感器，具體地說是一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器。
背景技術：
1、在如今這個全民健身，綠色出行的時代，自行車運動憑著其接近自然的運動場地，有氧運動的健身方式，已經在越來越多人之間普及開來，而因為我國的基建工作非常優秀，鋪設路面總里程全世界第一，柏油公路條件優良，使得我國的自行車運動蓬勃發展。而電助力自行車作為自行車的一個新興的種類，相比傳統無助力的自行車和純電動的兩輪電動車，電助力自行車能夠智能地根據使用者的發力提供動力，有效減少使用者疲勞的同時保證騎行體驗與安全性。電助力自行車用作代步、運動等方面的用途近年來越來越受到重視。
2、力矩傳感器作為電助力自行車上感知使用者發力的元件，是整個電助力自行車系統當中至關重要的組成部分。作為輸入端，力矩傳感器的精度直接影響控制器的判斷與使用者體驗。目前市場上電助力自行車常用的傳感器有速度傳感器、偽力矩傳感器、力矩傳感器三類。速度傳感器只能感知使用者踩踏的速度或者自行車運行的速度，不能有效地對使用者的意圖做出反饋；偽力矩傳感器通過對速度信號的處理模擬出使用者發力的信號，相對于速度傳感器體驗更好，但是仍然不能準確地反饋；力矩傳感器通過測量使用者騎行時雙腳施力的大小與踩踏速度(力矩傳感器一般包含速度傳感器)，能夠準確地根據使用者的意圖(發力大小)實時地反饋(控制器根據力矩信號調整電機輸出功率)。力矩傳感器正在越來越廣泛的被電助力車系統所接受。目前更多見到的輪轂電機+力矩傳感器作為兩個單獨部件來搭配電助力自行車，見不到力矩傳感器與電機做成一體式的這個方式。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，而提供結構緊湊、設計合理，并能將輪轂電機與力矩傳感器一體結合的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器。
2、本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：
3、一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，包括由電機內部靜止件和電機內部旋轉件組成的電機部件以及由傳感器旋轉件和傳感器靜止件組成的傳感器部件：傳感器旋轉件設置在電機內部旋轉件的離合器、輪轂或者端蓋之上；傳感器靜止件設置在電機內部靜止件的軸或定子支架之上；傳感器旋轉件包括有線路相連的應變片、輸出端pcb和輸出端線圈；傳感器靜止件包括有線路相連的輸入端線圈、輸入端pcb和控制器。
4、為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
5、上述的輪轂和端蓋螺旋相配裝構成了機芯外殼；軸包括依次相連轉動穿過機芯外殼的電機機芯和輸出軸；電機機芯的右端面上經行星支架固定安裝有行星齒輪，行星齒輪驅動有內齒圈，內齒圈的右端孔套設在離合器的外周，該內齒圈與離合器之間設有能使內齒圈單向驅動離合器旋轉的單向驅動機構；離合器和內齒圈均位于機芯外殼中。
6、上述的離合器一體成型有離合器內圈、離合器外圈以及用于徑向連接離合器內圈和離合器外圈的四個應變梁；四個應變梁等弧度設置，并且兩相鄰的應變梁之間形成有鏤空區；每個應變梁上均粘貼有若干組上述的應變片；離合器外圈與端蓋固定相連接。
7、上述輸出軸上轉動地套裝有在自行車騎行時用于驅動離合器旋轉的塔基，離合器內圈與塔基的左端套裝驅動相配合能使騎行者踩踏產生的力矩依次經塔基、離合器內圈、應變梁、離合器外圈和端蓋傳遞至輪轂輸出；行星齒輪與內齒圈相嚙合使電機產生的力矩能依次經電機機芯、行星齒輪、內齒圈、單向驅動機構、離合器外圈和端蓋傳遞至輪轂輸出。
8、上述的單向驅動機構由離合彈簧和滾柱組成；離合器外圈的周面上等弧度地設置有四個l形缺口，?l形缺口具有一個切向面和一個垂直于該切向面的徑向面；每個l形缺口中均設置有一組單向驅動機構，離合彈簧安裝在l形缺口的徑向面上，滾柱頂接在離合彈簧的前端并能沿切向面前后移動或滾動，離合器的左側設置有用于防止滾柱脫出l形缺口的擋片。
9、上述輸出軸的左端成型有法蘭盤，法蘭盤經輸出軸螺釘與行星支架固定相連接；輸出端pcb和輸出端線圈均設置在離合器上；輸入端pcb和輸入端線圈均設置在輸出軸上；輸出端線圈和輸入端線圈電磁感應相配合。
10、上述的定子支架固定安裝在輸出軸的法蘭盤上，輸入端線圈、輸入端pcb設置在定子支架上，控制器套裝固定在電機機芯上。
11、上述的離合器上固定安裝有輸出端支架，輸出端pcb和輸出端線圈均固定安裝在該輸出端支架上。
12、上述的電機機芯經左軸承與輪轂轉動支承相配合；塔基經前軸承和后軸承轉動支承的套裝在輸出軸上，塔基的右端螺紋安裝有防塵蓋；電機機芯上位于左軸承的左端套裝有油封。
13、上述的傳感器部件均設置于機芯外殼的內部；端蓋經端蓋螺釘連接在離合器的離合器外圈上。
14、與現有技術相比，本發明傳感器旋轉件設置在電機內部旋轉件的離合器、輪轂或者端蓋之上；傳感器靜止件設置在電機內部靜止件的軸或定子支架之上；傳感器旋轉件包括有線路相連的應變片、輸出端pcb和輸出端線圈；傳感器靜止件包括有線路相連的輸入端線圈、輸入端pcb和控制器。離合器一體成型有離合器內圈、離合器外圈和應變梁；電機部件的軸上設有塔基，從而使騎行者踩踏產生的力矩能依次經塔基、離合器內圈、應變梁、離合器外圈和端蓋傳遞至輪轂輸出。電機機芯上安裝有行星齒輪，行星齒輪嚙合有內齒圈；內齒圈與離合器間設有單向驅動機構，從而使電機產生的力矩能依次經電機機芯、行星齒輪、內齒圈、單向驅動機構、離合器外圈和端蓋傳遞至輪轂輸出。本發明的傳感器部件均設置于機芯外殼的內部；因此，結構緊湊小巧、占用空間少，不影響輪轂電機的正常安裝使用。
1.一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，包括由電機內部靜止件和電機內部旋轉件組成的電機部件以及由傳感器旋轉件和傳感器靜止件組成的傳感器部件；其特征是：所述的傳感器旋轉件設置在電機內部旋轉件的離合器(5)、輪轂(11)或者端蓋(12)之上；所述的傳感器靜止件設置在電機內部靜止件的軸或定子支架(8)之上；所述的傳感器旋轉件包括有線路相連的應變片(91)、輸出端pcb(92)和輸出端線圈(93)；所述的傳感器靜止件包括有線路相連的輸入端線圈(95)、輸入端pcb(94)和控制器(96)。
2.根據權利要求1所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的輪轂(11)和端蓋(12)螺旋相配裝構成了機芯外殼(1)；所述的軸包括依次相連轉動穿過所述機芯外殼(1)的電機機芯(2)和輸出軸(3)；所述電機機芯(2)的右端面上經行星支架(22)固定安裝有行星齒輪(21)，所述的行星齒輪(21)驅動有內齒圈(6)，所述內齒圈(6)的右端孔套設在離合器(5)的外周，該內齒圈(6)與離合器(5)之間設有能使內齒圈(6)單向驅動離合器(5)旋轉的單向驅動機構；所述的離合器(5)和內齒圈(6)均位于所述的機芯外殼(1)中。
3.根據權利要求2所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的離合器(5)一體成型有離合器內圈(51)、離合器外圈(52)以及用于徑向連接離合器內圈(51)和離合器外圈(52)的四個應變梁(53)；四個所述的應變梁(53)等弧度設置，并且兩相鄰的應變梁(53)之間形成有鏤空區(k)；每個所述的應變梁(53)上均粘貼有若干組上述的應變片(91)；所述的離合器外圈(52)與端蓋(12)固定相連接。
4.根據權利要求3所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述輸出軸(3)上轉動地套裝有在自行車騎行時用于驅動離合器(5)旋轉的塔基(4)，所述的離合器內圈(51)與塔基(4)的左端套裝驅動相配合能使騎行者踩踏產生的力矩依次經塔基(4)、離合器內圈(51)、應變梁(53)、離合器外圈(52)和端蓋(12)傳遞至輪轂(11)輸出；所述的行星齒輪(21)與內齒圈(6)相嚙合使電機產生的力矩能依次經電機機芯(2)、行星齒輪(21)、內齒圈(6)、單向驅動機構、離合器外圈(52)和端蓋(12)傳遞至輪轂(11)輸出。
5.根據權利要求4所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述單向驅動機構由離合彈簧(54)和滾柱(55)組成；所述離合器外圈(52)的周面上等弧度地設置有四個l形缺口(521)，所述的l形缺口(521)具有一個切向面(522)和一個垂直于該切向面(522)的徑向面(523)；每個所述的l形缺口(521)中均設置有一組單向驅動機構，所述的離合彈簧(54)安裝在l形缺口(521)的徑向面(523)上，所述的滾柱(55)頂接在離合彈簧(54)的前端并能沿切向面(522)前后移動或滾動，所述離合器(5)的左側設置有用于防止滾柱(55)脫出l形缺口(521)的擋片(56)。
6.根據權利要求5所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述輸出軸(3)的左端成型有法蘭盤(31)，所述的法蘭盤(31)經輸出軸螺釘(l1)與行星支架(22)固定相連接；所述的輸出端pcb(92)和輸出端線圈(93)均設置在離合器(5)上；所述的輸入端pcb(94)和輸入端線圈(95)均設置在輸出軸(3)上；所述的輸出端線圈(93)和輸入端線圈(95)電磁感應相配合。
7.?根據權利要求6所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的定子支架(8)固定安裝在輸出軸(3)的法蘭盤(31)上，所述的輸入端線圈(95)、輸入端pcb(94)設置在所述的定子支架(8)上，所述的控制器(96)套裝固定在電機機芯(2)上。
8.根據權利要求7所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的離合器(5)上固定安裝有輸出端支架(7)，所述的輸出端pcb(92)和輸出端線圈(93)均固定安裝在該輸出端支架(7)上。
9.根據權利要求8所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的電機機芯(2)經左軸承(z1)與輪轂(11)轉動支承相配合；所述的塔基(4)經前軸承(z2)和后軸承(z3)轉動支承的套裝在輸出軸(3)上，所述塔基(4)的右端螺紋安裝有防塵蓋(f1)；所述的電機機芯(2)上位于左軸承(z1)的左端套裝有油封(f2)。
10.根據權利要求9所述的一種電助力自行車輪轂電機使用的力矩傳感器，其特征是：所述的傳感器部件均設置于機芯外殼(1)的內部；所述的端蓋(12)經端蓋螺釘(l2)連接在離合器(5)的離合器外圈(52)上。