專利名稱：電動助力自行車自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動自行車制造領(lǐng)域，特別適用于對蹬力、速度和轉(zhuǎn)向的無接觸檢測。
現(xiàn)有智能型電動自行車蹬力檢測一般采用中軸或鏈條應(yīng)力檢測方式，通過對觸點的壓力檢測實現(xiàn)對電動自行車的控制。這種檢測方式對傳感器工藝要求高、成本大、一臺傳感器不能同時對蹬力、速度和轉(zhuǎn)向同時檢測控制。
本實用新型采用一種裝置用一臺傳感器可對蹬力、速度和轉(zhuǎn)向同時檢測；同時由于采用的是無接觸檢測，對傳感器無磨損，可靠性高；傳感器出廠時廠家標(biāo)定后，將來無需重新標(biāo)定，維修方便。
本實用新型涉及一種電動自行車檢測裝置，該裝置由外輪盤7、內(nèi)輪盤8、外擋板9、鏍釘10、內(nèi)擋板11、卡環(huán)12、銷釘13、車中軸架套筒15組成，其特征在于車中軸架套筒15上固定了一個支架3，支架3上固定有霍爾元件1、霍爾元件2，外輪盤7上固定有磁片4、內(nèi)輪盤8上固定有磁片5和磁片6，內(nèi)輪盤8上挖有弧形孔洞，孔洞內(nèi)鑲有銷釘13和彈簧14，內(nèi)輪盤8和外輪盤7通過銷釘13連接，銷釘13和彈簧14之間呈面接觸狀態(tài)。
改進(jìn)后的大輪盤由內(nèi)輪盤8和外輪盤7組成，內(nèi)外輪盤通過外擋板9、鏍釘10、卡環(huán)12、內(nèi)擋板11、銷釘13、彈簧14連接。本結(jié)構(gòu)保證了人在正向踩踏板時，彈簧14產(chǎn)生微小的形變，內(nèi)外輪盤可產(chǎn)生相對滑動，磁片4和磁片5相對位置變化。反向踩踏板時，彈簧14無形變，內(nèi)外輪盤無滑動，磁片4和磁片5相對位置不變。輪盤轉(zhuǎn)動時，固定在支架3上的霍爾元件1和霍爾元件2通過檢測固定在輪盤上的磁片的信號，可獲得踏力、速度、及轉(zhuǎn)向信息。
工作原理正轉(zhuǎn)時由于內(nèi)、外輪盤間相對滑動導(dǎo)致磁片4、磁片5、及磁片6之間相對位置變化如圖3所示，單片機(jī)從霍爾元件1和霍爾元件2上測得的波形如圖4所示，如果先檢測到霍爾元件2上的信號，說明輪盤正轉(zhuǎn)，記錄霍爾元件1上低電平時間T2，再根據(jù)磁片1長度L2可算出自行車轉(zhuǎn)速。同時記錄霍爾元件2上的低電平時間T1，假定霍爾元件工作時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，再假定磁片4、5、6到輪盤中心距離相等，可得L1/L2=T1/T2，而L1/L2與踏力值之間存在線性關(guān)系，故可得出踏力計算公式F=4kr2(L1/L2-m)/r1=4kr2(T1/T2-m)/r1，其中F為蹬力，k為彈簧彈性系數(shù)，r2為彈簧位置到輪盤中心距離，r1為磁片到輪盤中心距，T1為檢測霍爾元件2的低電平時間，T2為檢測霍爾元件1的低電平時間，m為踏力為0時L1/L2的值。反轉(zhuǎn)時內(nèi)外輪盤無相對滑動，磁片相對位置如圖5所示，單片機(jī)從霍爾元件1、2上測得的波形如圖6所示，先檢測到霍爾元件1上低電平信號，認(rèn)為輪盤反轉(zhuǎn)、蹬力為0。
本實用新型的優(yōu)點在于，用一臺傳感器可對蹬力、速度和轉(zhuǎn)向同時檢測；同時由于采用的是無接觸檢測，對傳感器無磨損，可靠性高；傳感器出廠時廠家標(biāo)定后，將來無需重新標(biāo)定，維修方便。


圖1為本實用新型大輪盤結(jié)構(gòu)及傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為大輪盤結(jié)構(gòu)及傳感器安裝結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖3是正轉(zhuǎn)時磁片相對位置；
圖4是正轉(zhuǎn)時霍爾元件檢測到的波形；圖5是反轉(zhuǎn)時磁片相對位置；圖6是反轉(zhuǎn)時霍爾元件檢測到的波形。
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。
改進(jìn)后的大輪盤由內(nèi)輪盤8和外輪盤7組成，內(nèi)外輪盤通過外擋板9、鏍釘10、卡環(huán)12、內(nèi)擋板11、銷釘13、彈簧14連接。本結(jié)構(gòu)保證了人在正向踩踏板時，彈簧14產(chǎn)生微小的形變，內(nèi)外輪盤可產(chǎn)生相對滑動，磁片4和磁片5相對位置變化。反向踩踏板時，彈簧14無形變，內(nèi)外輪盤無滑動，磁片4和磁片5相對位置不變。輪盤轉(zhuǎn)動時，固定在支架3上的霍爾元件1和霍爾元件2通過檢測固定在輪盤上的磁片的信號，可獲得踏力、速度、及轉(zhuǎn)向信息。工作原理正轉(zhuǎn)時由于內(nèi)、外輪盤間相對滑動導(dǎo)致磁片4、磁片5、及磁片6之間相對位置變化如圖3所示，單片機(jī)從霍爾元件1和霍爾元件2上測得的波形如圖4所示，如果先檢測到霍爾元件2上的信號，說明輪盤正轉(zhuǎn)，記錄霍爾元件1上低電平時間T2，再根據(jù)磁片1長度L2可算出自行車轉(zhuǎn)速。同時記錄霍爾元件2上的低電平時間T1，假定霍爾元件工作時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，再假定磁片4、5、6到輪盤中心距離相等，可得L1/L2=T1/T2，而L1/L2與踏力值之間存在線性關(guān)系，故可得出踏力計算公式F=4kr2(L1/L2-m)/r1=4kr2(T1/T2-m)/r1，其中F為蹬力，k為彈簧彈性系數(shù)，r2為彈簧位置到輪盤中心距離，r1為磁片到輪盤中心距，T1為檢測霍爾元件2的低電平時間，T2為檢測霍爾元件1的低電平時間，m為踏力為0時L1/L2的值。反轉(zhuǎn)時內(nèi)外輪盤無相對滑動，磁片相對位置如圖5所示，單片機(jī)從霍爾元件1、2上測得的波形如圖6所示，先檢測到霍爾元件1上低電平信號，認(rèn)為輪盤反轉(zhuǎn)、蹬力為0。
權(quán)利要求1．一種電動助力自行車自動檢測裝置，該裝置由外輪盤7、內(nèi)輪盤8、外擋板9、鏍釘10、內(nèi)擋板11、卡環(huán)12、銷釘13、車中軸架套筒15組成，其特征在于車中軸架套筒15上固定了一個支架3，支架3上固定有霍爾元件1、霍爾元件2，外輪盤7上固定有磁片4、內(nèi)輪盤8上固定有磁片5和磁片6，內(nèi)輪盤8上挖有弧形孔洞，孔洞內(nèi)鑲有銷釘13和彈簧14，內(nèi)輪盤8和外輪盤7通過銷釘13連接，銷釘13和彈簧14之間呈面接觸狀態(tài)。
專利摘要一種電動助力自行車自動檢測裝置,特別適用于對蹬力、速度和轉(zhuǎn)向的無接觸檢測,該裝置由內(nèi)輪盤8、外輪盤7、外擋板9、螺釘10、卡環(huán)12、內(nèi)擋板11、銷釘13、彈簧14組成,其特征在于車中軸架套筒15上固定了一個支架3。輪盤轉(zhuǎn)動時,固定在支架3上的霍爾元件1和霍爾元件2通過檢測固定在輪盤上的磁片的信號,可獲得踏力、速度、及轉(zhuǎn)向信息。由于采用的是無接觸檢測,對傳感器無磨損,可靠性高;維修方便。
文檔編號G01M17/00GK2462356SQ0120184
公開日2001年11月28日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者余達(dá)太, 馬相峰, 張明浩, 胡健中, 張衛(wèi)冬, 晏蔚光 申請人:北京科技大學(xué)