專利名稱：電動(dòng)助力自行車智能傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能傳感器，特別涉及一種利用圓弧形板彈簧的電動(dòng)助力自行車智能傳感器。
背景技術(shù)：
電動(dòng)自行車以其安全、對(duì)環(huán)境污染少、使用成本低等特點(diǎn)，己成為一種普遍的交通工具。電動(dòng)自行車按其控制方式可分為純電動(dòng)自行車和助力式電動(dòng)自行車。純電動(dòng)自行車目前在我國(guó)較為流行，它用轉(zhuǎn)動(dòng)手柄控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，相比騎一般的自行車增加了控制手段，但也包含了一定的不安全因素；騎行時(shí)一直使用電池，耗電較多，電池充電一次的續(xù)行里程短，因而充電次數(shù)頻繁，導(dǎo)致電池的使用壽命短，增加了使用者的騎行成本。助力式電動(dòng)自行車在國(guó)外較為流行，這種自行車騎行方式與自行車完全一樣，人力與電力共同出力，耗電量較小，電池充電一次的續(xù)行里程長(zhǎng)，因而使得蓄電池的使用壽命可以延長(zhǎng)一倍以上。因此，助力式電動(dòng)自行車是將來(lái)電動(dòng)自行車的發(fā)展方向。
所謂助力式電動(dòng)自行車是一種電動(dòng)自行車，但是這種電動(dòng)自行車不是光靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。騎行時(shí)，只有當(dāng)人施加一定的力時(shí)，電動(dòng)機(jī)才施加動(dòng)力。如果人不施加力，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)施加動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)施加動(dòng)力的大小與人施加力的大小有關(guān)，人施加的力大，電動(dòng)機(jī)施加的動(dòng)力也大；反之力就小。這種助力式電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)僅僅起到助力的作用，因此稱為電動(dòng)助力自行車。近年來(lái)，這種電動(dòng)助力自行車在歐美國(guó)家十分流行，是目前自行車行業(yè)熱門的研究課題之一。
助力式電動(dòng)自行車的技術(shù)關(guān)鍵在于助力傳感器。目前，助力傳感器多為力矩型傳感器，測(cè)量人騎行時(shí)腳踏產(chǎn)生的力矩，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)放大或其它處理后替代純電動(dòng)自行車手柄送出的電壓送給控制器，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，給自行車助力。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN2432080公開(kāi)了一種電動(dòng)車智能傳感器，它含有安裝座，安裝座上固定有霍爾元件，并鉸支V形傳感臂，傳感臂的兩開(kāi)口端分別固定磁鋼，通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)與鉸支在杠桿一端的被動(dòng)輪銜接。組裝時(shí)，將安裝座固定在車架上，霍爾元件位于V形傳感臂的兩開(kāi)口端之間，被動(dòng)輪與電動(dòng)車傳動(dòng)鏈接觸。由于該裝置的結(jié)構(gòu)較大，必須占據(jù)較大空間，因此不利于在電動(dòng)助力自行車上使用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器，它解決了現(xiàn)有電動(dòng)自行車的傳感器存在的上述缺陷的問(wèn)題，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線性好，性能可靠，制造與安裝方便，能調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率，因而有利于在電動(dòng)助力自行車上推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，所述智能傳感器包括一蝶形平板、 一圓弧形板彈簧、 一磁鋼、 一霍爾元件以及一電刷；
所述蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直；所述圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中
軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián)
接； '
所述磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上；所述電刷的兩個(gè)觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。本實(shí)用新型采取如下進(jìn)一步的技術(shù)措施-所述磁鋼安置在蝶形平板上，所述霍爾元件安置在鏈輪上。所述磁鋼安置在鏈輪上，所述霍爾元件安置在蝶形平板上。所述磁鋼與霍爾元件的位置相鄰近。
所述蝶形平板周邊設(shè)有數(shù)個(gè)凸出部，凸出部壓接圓弧形板彈簧。所述霍爾元件設(shè)置在一凸出部上。
所述圓弧形板彈簧、蝶形平板、鏈輪這三者的平面相互平行。所述圓弧形板彈簧的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個(gè)樞接孔相對(duì)而置。 本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu) 點(diǎn)和積極的效果
本實(shí)用新型的電動(dòng)助力自行車智能傳感器在結(jié)構(gòu)上僅用了蝶形平板、圓弧 形板彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)自行車助動(dòng)力的 目的，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，線性好，性能可靠，制造與安裝均為方便。
本實(shí)用新型將圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧作為力矩的傳 感器，將測(cè)量磁鋼和霍爾元件間的相對(duì)位移來(lái)確定圓弧形板彈簧的變形量和腳 踏力的大小，并按照人騎車時(shí)施加力的大小來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率。


圖1是本實(shí)用新型的一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是按圖l所示智能傳感器的側(cè)視圖。
圖3是圖1智能傳感器中的圓弧形板彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)
l為中軸，2為蝶形平板，3為圓弧形板彈簧，4為鏈輪，5為磁鋼，6為 霍爾元件，7為電刷。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1 3來(lái)具體介紹本實(shí)用新型'的一個(gè)較佳實(shí)施例。 參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型是一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器，它安裝
在電動(dòng)助力自行車的中軸1與鏈輪4之間，主要由一蝶形平板2、 一圓弧形板
彈簧3、 一磁鋼5、一霍爾元件6以及一電刷7組成。
蝶形平板2剛性套接于中軸1的四周，蝶形平板2的平面與中軸l相垂直。 參見(jiàn)圖3，圓弧形板彈簧3的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個(gè)樞接孔相對(duì)而置。
圓弧形板彈簧3的一端A通過(guò)一樞接孔與蝶形平板2聯(lián)接，圓弧形板彈簧3的
另一端B通過(guò)另一樞接孔與鏈輪4聯(lián)接。圓弧形板彈簧3沿圓弧方向彈升或收縮。
磁鋼5安裝在蝶形平板2上，霍爾元件6安裝在鏈輪4上。也可以將磁鋼5安裝在鏈輪4上，霍爾元件6安裝在蝶形平板2上。磁鋼5與霍爾元件6的 位置相鄰近。蝶形平板2周邊設(shè)有數(shù)個(gè)凸出部，霍爾元件6可設(shè)置在一凸出部 上，凸出部壓接圓弧形板彈簧3。具體地說(shuō)，蝶形平板2周邊設(shè)置三處突出的 扇形板，三處扇形板分段壓接在圓弧形板彈簧3上。
電刷7的兩個(gè)觸點(diǎn)分別靠近磁鋼5和霍爾元件6。電刷7通過(guò)線路與電動(dòng) 助力自行車的電動(dòng)機(jī)聯(lián)接。
圓弧形板彈簧(3)設(shè)置在蝶形平板(2)與鏈輪(4)之間。圓弧形板彈 簧3、蝶形平板2以及鏈輪4這三者的平面相互平行，形成了三個(gè)豎直方向的 立面。這樣的三層架構(gòu)僅在原始自行車的中軸到鏈輪的厚度上增加了少許尺 寸，形成了本實(shí)用新型的一種簡(jiǎn)單、輕便的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不會(huì)影響電動(dòng)助力 自行車的正常功能。
圓弧形板彈簧3環(huán)繞設(shè)于中軸1上。圓弧形板彈簧3作為力矩的傳感器， 將測(cè)量磁鋼5和霍爾元件6間的相對(duì)位移來(lái)確定圓弧形板彈簧3的變形量和腳 踏力的大小，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)電刷7來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的輸出功率。
本實(shí)用新型的電動(dòng)助力自行車智能傳感器的工作原理如下
普通自行車的中軸與鏈輪是固定聯(lián)接的，因此在運(yùn)行中它們一同旋轉(zhuǎn)。而 在本實(shí)用新型中，將中軸和鏈輪拆開(kāi)成兩個(gè)零件，使自行車的中軸l與蝶形平 板2垂直聯(lián)接，蝶形平板2與圓弧形板彈簧3的一端A聯(lián)接，圓弧形板彈簧3 的另一端B與鏈輪4聯(lián)接，這樣，普通自行車的中軸與鏈輪之間的剛性聯(lián)接就 變?yōu)楸緦?shí)用新型的通過(guò)圓弧形板彈簧3的彈性聯(lián)接。騎行時(shí)，自行車中軸必須 通過(guò)圓弧形板彈簧3才能帶動(dòng)鏈輪4轉(zhuǎn)動(dòng)。眾所周知，當(dāng)彈簧受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生變 形，所以人騎行時(shí)，圓弧形板彈簧3會(huì)變形，其變形量的大小與人騎自行車時(shí) 施加力的大小成正比。施加力大，變形量就大，反之，變形量就小。圓弧形板 彈簧3的變形量就是蝶形平板2和鏈輪4與板彈簧聯(lián)接點(diǎn)A、 B處的相對(duì)位移， 由于磁鋼5安裝在鏈輪4上，霍爾元件6安裝在蝶形平板2上，在圓弧形板彈 簧3受力產(chǎn)生變形時(shí)，磁鋼5與霍爾元件6間的相對(duì)位置隨之變化。這一變化 量與在圓弧形板彈簧3受力產(chǎn)生變形量即人騎自行車時(shí)施加力的大小成正比。 因此，圓弧形板彈簧3的變形量可以通過(guò)磁鋼5與霍爾元件6間的相對(duì)位置變 化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。電信號(hào)的大小就反映了人騎自行車時(shí)施加力的大小。由于中
6軸1與鏈輪4是旋轉(zhuǎn)的，這個(gè)電信號(hào)也就隨之旋轉(zhuǎn)，利用電刷7將信號(hào)引出， 就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率了，從而達(dá)到按照人騎自行車時(shí)施加力的大小而 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率，即調(diào)節(jié)自行車助動(dòng)力的目的。
綜上可知，本實(shí)用新型的電動(dòng)助力自行車智能傳感器在結(jié)構(gòu)上僅采用蝶形 平板、圓弧形板彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)自行 車助動(dòng)力的目的。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō) 明本實(shí)用新型，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精 神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例的變換、變型都將落在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，其特征在于，所述智能傳感器包括一蝶形平板、一圓弧形板彈簧、一磁鋼、一霍爾元件以及一電刷；所述蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直；所述圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián)接；所述磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上；所述電刷的兩個(gè)觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼安置在蝶形平板上，所述霍爾元件安置在鏈輪上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼安置在鏈輪上，所述霍爾元件安置在蝶形平板上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼與霍爾元件的位置相鄰近。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述蝶形平板周邊設(shè)有數(shù)個(gè)凸出部，凸出部壓接圓弧形板彈簧。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述霍爾元件設(shè)置在一凸出部上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述圓弧形板彈簧、蝶形平板、鏈輪這三者的平面相互平行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述圓弧形板彈簧的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個(gè)樞接孔相對(duì)而置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，它包括一蝶形平板、一圓弧形板彈簧、一磁鋼、一霍爾元件以及一電刷。蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直。圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián)接。磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上。電刷的兩個(gè)觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上僅用了蝶形平板、圓弧形板彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)自行車助動(dòng)力的目的，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，線性好，性能可靠，制造與安裝均為方便。
文檔編號(hào)G01L3/00GK201408096SQ20092007272
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者葉雪峰 申請(qǐng)人:葉雪峰