一種電動助力自行車的助力控制機構制造技術

本實用新型專利技術揭示了一種電動助力自行車的助力控制機構，包括前輪、后輪、左右腳踏、鏈條、飛輪、前輪轉盤、前輪轉速傳感器、前輪轉速傳感器支架、飛輪轉速傳感器、飛輪轉速傳感器支架、微處理器，飛輪轉速傳感器和前輪轉速傳感器不斷將飛輪和前輪的轉速信號發送給微處理器，微處理器計算得到飛輪和前輪的轉速、轉速加速度，自動控制電機調整助力大小。應用本實用新型專利技術，在電動助力自行車附加兩個傳感器，無需進行復雜的微小形變或位移的檢測和放大，只需通過傳感器直接測量飛輪和前輪轉速，騎行者通過腳踏改變飛輪的轉速，即可安全可靠地實現控制電機調整助力大小。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于智能控制領域，涉及一種電動助力自行車的助力控制機構。
技術介紹
電動助力自行車必須有人力做功，而不能純粹由電機提供動力，即電機僅僅為騎行提供補充動力，這樣的電動助力自行車才符合各國的標準。因此必須將人力的腳踏作為電動助力自行車的助力控制信號，而不能使用轉把控制，這樣做有2個好處，一則符合國家標準，二則可以使得電池的使用更加合理，延長電池的使用壽命并且增加了一次充電的騎行距離。目前已經公布的各種專利，以力矩傳感控制為主，即通過機械裝置直接或間接測 量騎行者踩踏腳蹬產生的力矩所引起其它物理量的變化，根據此物理量的變化輸出對應的電信號，從而控制電機做功的大小；例如00217870. 2的力矩傳感器、201020622645. 6 一種電動自行車用的力矩測力及力矩傳感電壓輸出機構；它們有一個共同的特點，都需要針對腳踏產生的扭矩所引起的某個物理量的機械檢測裝置，或者是某種旋轉位移量、或者是軸向的位移量，位移量往往還需要通過杠桿等放大機構放大，最終被磁鐵與霍爾或者光電元件轉換為電信號。這些測量力矩的方式來實現通過騎行者的腳踏對電動自行車的助力控制的方式，有以下缺陷I、腳踏的力矩檢測需要復雜的機械結構，并且由于腳踏弓丨起的直接或間接物理位移(旋轉方向的錯位或者軸向的移動)是一個微小的變形量，這就要求檢測這個位移的傳感器的裝置非常精密，機械結構越是精密，其安裝精度的要求也就越高，在戶外、振動的使用環境下，就非常難穩定地保持其工作精度；2、絕大多數力矩檢測轉換裝置安裝在中軸內、后輪軸等部位，對車輛的現有機械結構有改動，而非簡單加裝一個機械裝置，這就限制了這些助力控制機構的推廣；3、單一地檢測腳踏的踩踏力，很難避免車輛在各種不安全狀態或不需加速的狀態下因為失誤而踩踏腳蹬。因此目前缺少一種安全可靠、結構簡單、檢測精度要求低、不改動電動助力自行車原有結構的腳踏助力控制機構。本技術的實施例中使用電感式位移傳感器,當金屬在5mm距離內通過傳感器的感應區時,傳感器即可檢測到并輸出相應電信號。電感式位移傳感器,又稱自感式傳感器，由鐵心和線圈構成的將直線或角位移的變化轉換為線圈電感量變化的傳感器。這種傳感器的線圈匝數和材料導磁系數都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器的特點是①無活動觸點、可靠度高、壽命長；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復性好；⑤測量范圍寬(測量范圍大時分辨率低)；⑥無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑦對激勵電源的頻率和幅值穩定性要求較高；⑧不適用于高頻動態測量。電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉換成位移變化的機械量(如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應變、流量、厚度、液位、比重、轉矩等)的測量。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種安全可靠、結構簡單、檢測精度要求低、不改動電動助力自行車原有結構的腳踏助力控制機構。本技術解決其技術問題的技術方案是一種電動助力自行車的助力控制機構，包括左右腳踏、鏈條、飛輪、前輪、后輪、前輪轉盤、前輪轉速傳感器、前輪轉速傳感器支架、飛輪轉速傳感器、飛輪轉速傳感器支架、微處理器；前輪轉盤與前輪軸同心，固定安裝于前輪花鼓上，即前輪轉盤與前輪的轉速始終是相同的；前輪轉盤沿圓周方向等間距開有若干相同的槽； 前輪轉速傳感器通過前輪轉速傳感器支架固定安裝于前叉上，前輪轉速傳感器的感應端面與前輪轉盤平行，相距1_5_ ;前輪轉盤的每個槽的每轉動通過一次前輪轉速傳感器，前輪轉速傳感器檢測到一個信號；飛輪轉速傳感器支架一端固定套在飛輪軸上、一端固定安裝在車架上；飛輪轉速傳感器通過緊固件固定在飛輪轉速傳感器支架上，飛輪轉速傳感器的感應端面與飛輪的切線方向平行，飛輪轉速傳感器與飛輪的齒尖始終保持一個固定的距離，該距離的范圍為I到5mm，飛輪轉速傳感器的感應區的中心與飛輪兩個端面距離相等；前輪轉速傳感器、飛輪轉速傳感器通過導線傳送信號給微處理器。本技術的工作原理為用戶腳踏的驅動力通過鏈條傳遞給飛輪，飛輪要帶動后輪加速時，飛輪的轉速(角速度)必須和后輪的轉速相同，正常騎行時后輪和前輪的轉速是相同的，因此飛輪的轉速和前輪轉速相同。當用戶的意圖是加速騎行時，用戶通過腳踏施加的踩踏力必然驅動車輛加速前進，通過連續測量的飛輪轉速即可計算出飛輪的轉速加速度，即可得到騎行者的加速意圖以及加速的快慢，從而控制電機輸出相應的動力，輔助騎行者騎行。本技術直接測量的是前輪、飛輪的轉速，傳感器可以采用電感式位移傳感器或者電容式位移傳感器，不用接觸即可測量得到轉速，不僅測量精度要求低、機械結構簡單，而且由于同時測量了前輪的轉速，因此當車輛靜止不動時或者速度過低時，還可以避免錯誤地給車輛提供電機助力，例如當車輛前輪被障礙物阻擋或者車輛慢速掉頭時，騎行者失誤用力踩腳踏，也不會輸出電機助力或者只輸出非常輕微的電機助力，而采用現有的各種力矩傳感器，都無法避免這一安全隱患，一律都是根據騎行者踩踏的力量大小來控制電機的助力大小。本技術的有益效果是，應用本技術提供的電動助力自行車的助力控制機構，飛輪轉速傳感器和前輪轉速傳感器不斷將飛輪和前輪的轉速信號發送給微處理器，微處理器計算得到飛輪和前輪的轉速、轉速加速度，自動控制電機調整助力大小。應用本技術，在電動助力自行車附加兩個傳感器，無需進行復雜的微小形變或位移的檢測和放大，只需通過傳感器直接測量飛輪和前輪轉速，騎行者通過腳踏改變飛輪的轉速，即可安全可靠地實現控制電機調整助力大小。因此，本技術提供的電動助力自行車的助力控制機構，安全可靠、結構簡單、檢測精度要求低、不改動電動助力自行車原有結構的腳踏助力控制機構。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。圖I為示出實施例一的電動助力自行車的助力控制機構的功能示意框圖；圖2為示出實施例一的前輪轉速傳感器的位置的前視圖；圖3為示出實施例一的前輪轉速傳感器的位置的俯視圖；圖4為示出實施例一的飛輪轉速傳感器的位置的前視圖；圖5為示出實施例一的飛輪轉速傳感器的位置的俯視圖。具體實施方式為更好地理解本技術的內容，下面詳細說明本技術的優選實施例。實施例一本技術揭示了一種電動助力自行車的助力控制機構。參閱附圖I的電動助力自行車的助力控制機構的功能示意框圖，從圖中所示本實施例包括前輪10、后輪20、腳踏(左)32、腳踏(右)31、鏈條40、飛輪50、前輪碟剎盤101、前輪轉速傳感器102、前輪轉速傳感器支架103、飛輪轉速傳感器104、飛輪轉速傳感器支架105、微處理器106。前輪碟剎盤101與前輪軸11同心，飛輪轉速傳感器104通過飛輪轉速傳感器支架105固定，飛輪轉速傳感器支架105的一端套于后輪軸21上。參閱附圖2，通過前輪轉速傳感器支架103固定前輪轉速傳感器102 ;參閱附圖5，通過飛輪轉速傳感器支架105固定飛輪轉速傳感器104，前輪轉速傳感器102和飛輪轉速傳感器104通過導線將檢測到的轉速數據傳輸給微處理器106。本實施例中，前輪轉速傳感器102、飛輪轉速傳感器104使用的是電感本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動助力自行車的助力控制機構，包括前輪、后輪、左右腳踏、鏈條、飛輪，其特征在于：還包括：前輪轉盤、前輪轉速傳感器、前輪轉速傳感器支架、飛輪轉速傳感器、飛輪轉速傳感器支架、微處理器；前輪轉盤與前輪軸同心，固定安裝于前輪花鼓上，即前輪轉盤與前輪的轉速始終是相同的；前輪轉盤沿圓周方向等間距開有若干相同的槽；前輪轉速傳感器通過前輪轉速傳感器支架固定安裝于前叉上，前輪轉速傳感器的感應端面與前輪轉盤平行，相距1？5mm；前輪轉盤的每個槽的每轉動通過一次前輪轉速傳感器，前輪轉速傳感器檢測到一個信號；飛輪轉速傳感器支架一端固定套在飛輪軸上、一端固定安裝在車架上；飛輪轉速傳感器通過緊固件固定在飛輪轉速傳感器支架上，飛輪轉速傳感器的感應端面與飛輪的切線方向平行，飛輪轉速傳感器與飛輪的齒尖始終保持一個固定的距離，該距離的范圍為1到5mm，飛輪轉速傳感器的感應區的中心與飛輪兩個端面距離相等；前輪轉速傳感器、飛輪轉速傳感器通過導線傳送信號給微處理器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：童國林，汪婷，
申請(專利權)人：童國林，汪婷，
類型：實用新型
國別省市：