本實用新型涉及電動自行車電機功率測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于在電動自行車整車運行時測試其電機功率的裝置，具體地，是一種用于電動自行車電機的整車功率測試裝置，尤其適用于智能型電動自行車電機功率的測試。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電動自行車電機功率測試方法需要將電機拆卸下來，安裝在測功機上進行測試。但隨著電動自行車的發(fā)展，電機安裝與整車設(shè)計趨于一體化，無法拆卸，需要整車運行時才能測量其電機功率。

特別是近年來，智能型電動自行車在國內(nèi)市場上逐漸普及。智能型電動自行車屬于人力和電力混合驅(qū)動的電動自行車，不采取全電動驅(qū)動模式，智能型電動自行車電機驅(qū)動需要人力騎行配合，即由傳感器感知人的腳踏力矩，通過微電腦處理，控制電機輸出相應比例的輸出功率。智能型電動自行車的主要特點是腳踏啟動、腳停斷電，需要測試時模擬人力騎行狀態(tài)。目前的現(xiàn)有技術(shù)中，能夠準確測量這類智能型電動自行車的測試裝置還很少見，因此，一種用于電動自行車電機的整車功率測試裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及局限，本實用新型提供了一種用于電動自行車電機的整車功率測試裝置，能夠滿足電動自行車在整車運行狀態(tài)下測試其電機輸出功率，進一步地，其操作靈活、實用性廣、準確率高，可以根據(jù)不同的情況及測量要求進行靈活應用。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種用于電動自行車電機的整車功率測試裝置，包括：

前輪固定裝置，其包括滑動導軌、可滑動地裝設(shè)在所述滑動導軌上的滑塊、垂直裝設(shè)在所述滑塊上的軸承座、水平裝設(shè)在所述軸承座上的氣動杠桿以及裝設(shè)在所述氣動杠桿和所述軸承座連接處的鎖緊結(jié)構(gòu)，其中，所述滑動導軌和所述滑塊用于調(diào)節(jié)所述前輪固定裝置在前輪中心水平方向的位置，所述軸承座和所述氣動杠桿用于調(diào)節(jié)所述前輪固定裝置在前輪中心垂直方向位置，所述鎖緊結(jié)構(gòu)用于鎖緊固定；

中軸驅(qū)動裝置，其包括依次連接的伺服電機、中軸聯(lián)軸器、中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和中軸平行聯(lián)軸器，其中，所述伺服電機用于輸入模擬騎行狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器用于通過所述中軸聯(lián)軸器測量所述伺服電機輸入的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值，所述中軸平行聯(lián)軸器用于與電動自行車腳蹬位置連接；

荷載裝置，其包括螺母和與所述螺母對應的螺桿，用于對所述電動自行車的鞍座進行加載；

測功裝置，其包括依次連接的滾筒、1#聯(lián)軸器、測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、2#聯(lián)軸器和制動器，其中，后輪驅(qū)動帶動所述滾筒，所述制動器用于模擬車輪受到的阻力，所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器用于測量轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值；

懸掛裝置，其包括1#鋼片、2#鋼片和設(shè)于所述1#鋼片前側(cè)的力值傳感器，所述力值傳感器用于測量所述電動自行車在運行時車輪所受的切向驅(qū)動力；

框架，用于承載和固定所述前輪固定裝置、所述中軸驅(qū)動裝置、所述荷載裝置、所述測功裝置和所述懸掛裝置；

以及上位機，其連接所述力值傳感器、所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。

進一步地，所述氣動杠桿是由相互垂直的兩根桿構(gòu)成。

進一步地，所述1#鋼片和所述2#鋼片的上端連接所述框架，下端連接所述滑動導軌，所述前輪固定裝置、所述中軸驅(qū)動裝置和所述荷載裝置通過所述1#鋼片和2#鋼片懸掛在所述框架上，不與地面接觸。

進一步地，所述力值傳感器一端安裝在于所述1#鋼片前側(cè)，一端安裝在框架上，用于測量所述電動自行車在運行時車輪所受的切向驅(qū)動力。

進一步地，所述螺桿通過螺紋旋轉(zhuǎn)進入所述螺母，垂直作用于所述電動自行車的鞍座上。

進一步地，所述螺桿作用于所述鞍座的一端設(shè)有壓板，用于將負荷均勻作用于所述鞍座；另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手，用于旋轉(zhuǎn)所述螺桿。

進一步地，所述上位機通過數(shù)據(jù)采集卡獲得所述力值傳感器、所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的信號。

本實用新型提供的所述用于電動自行車電機的整車功率測試裝置，能夠?qū)λ鲭妱幼孕熊囋谡囘\行狀態(tài)下測試其電機輸出功率。

電動自行車驅(qū)動輪（后輪）運行時帶動滾筒轉(zhuǎn)動，在該測試裝置上設(shè)計兩種電機輸出功率測試方案：

一種是滾筒、測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和制動器組成的測功系統(tǒng)，計算功率：

P=T*n/9549

其中，P表示功率（kW）；T表示轉(zhuǎn)矩（Nm）；n表示轉(zhuǎn)速（rpm）。

另一種是分析整車所受的驅(qū)動力和轉(zhuǎn)速關(guān)系計算功率，驅(qū)動力由力值傳感器測出，轉(zhuǎn)速由測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測出，功率計算公式為：

P= F*R*n /9549

其中，P表示功率（kW）；F表示驅(qū)動力（N）；R表示滾筒半徑（m），n表示轉(zhuǎn)速（rpm）。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的正視圖；

圖2為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的俯視圖；

圖3為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的側(cè)視圖。

具體地，1-前輪固定裝置，11-滑動導軌，12-滑塊，13-軸承座，14-氣動杠桿，15-鎖緊結(jié)構(gòu)，2-中軸驅(qū)動裝置，21-伺服電機，22-中軸聯(lián)軸器，23-中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，24-中軸平行聯(lián)軸器，3-荷載裝置，31-螺母，32-螺桿，4-測功裝置，41-滾筒，42-1#聯(lián)軸器，43-測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，44-2#聯(lián)軸器，45-制動器，5-懸掛裝置，51-1#鋼片，52-力值傳感器，53-2#鋼片，6-框架，7-上位機。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“1#”、“2#”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

圖1為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的正視圖；圖2為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的俯視圖；圖3為本實用新型所述的用于電動自行車電機的整車功率測試裝置的側(cè)視圖。

參照圖1-3，本實用新型提供了一種用于電動自行車電機的整車功率測試裝置，包括：

前輪固定裝置1，其包括滑動導軌11、可滑動地裝設(shè)在所述滑動導軌11上的滑塊12、垂直裝設(shè)在所述滑塊12上的軸承座13、水平裝設(shè)在所述軸承座13上的氣動杠桿14以及裝設(shè)在所述氣動杠桿14和所述軸承座13連接處的鎖緊結(jié)構(gòu)15，其中，所述滑動導軌11和所述滑塊12用于調(diào)節(jié)前輪固定裝置在前輪中心水平方向的位置，所述軸承座13和所述氣動杠桿14用于調(diào)節(jié)前輪固定裝置在前輪中心垂直方向的位置，所述鎖緊結(jié)構(gòu)15用于鎖緊固定；

中軸驅(qū)動裝置2，其包括依次連接的伺服電機21、中軸聯(lián)軸器22、中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23和中軸平行聯(lián)軸器24，其中，所述伺服電機21用于輸入模擬騎行狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23用于通過所述中軸聯(lián)軸器22測量所述伺服電機21輸入的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值，所述中軸平行聯(lián)軸器24用于與電動自行車腳蹬位置連接；

荷載裝置3，其包括螺母31和與所述螺母31對應的螺桿32，用于對所述電動自行車的鞍座進行加載；

測功裝置4，其包括依次連接的滾筒41、1#聯(lián)軸器42、測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43、2#聯(lián)軸器44和制動器45，其中，后輪驅(qū)動帶動所述滾筒41，所述制動器45用于模擬車輪受到的阻力，所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43用于測量轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值；

懸掛裝置5，其包括1#鋼片51、2#鋼片53和設(shè)于所述1#鋼片51前側(cè)的力值傳感器52，所述力值傳感器52用于測量所述電動自行車在運行時的切向驅(qū)動力；

框架6，用于承載和固定所述前輪固定裝置1、所述中軸驅(qū)動裝置2、所述荷載裝置3、所述測功裝置4和所述懸掛裝置5；

以及上位機7，其連接所述力值傳感器52、所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23和所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43。

在具體實施例中，其中，所述氣動杠桿14是由相互垂直的兩根桿構(gòu)成；進一步地，所述1#鋼片51和所述2#鋼片53的上端連接所述框架6，下端連接所述滑動導軌11，所述前輪固定裝置1、所述中軸驅(qū)動裝置2和所述荷載裝置3通過所述1#鋼片51和2#鋼片53懸掛在所述框架6上；進一步地，所述力值傳感器52一端安裝在于所述1#鋼片51前側(cè)，一端安裝在框架6上；進一步地，所述螺桿32通過螺紋旋轉(zhuǎn)進入所述螺母31，垂直作用于所述電動自行車的鞍座上；進一步地，所述螺桿32作用于所述鞍座的一端設(shè)有壓板321，用于將負荷均勻作用于所述鞍座；另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手322，用于旋轉(zhuǎn)所述螺桿32；進一步地，所述上位機7通過數(shù)據(jù)采集卡獲得所述力值傳感器52、所述中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23和所述測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43的信號。以上各個技術(shù)方案可以選擇其中的一個或者多個結(jié)合主要技術(shù)方案應用于實施例中。

具體地，前輪固定裝置1由滑動導軌11、滑塊12、軸承座13、氣動杠桿14和鎖緊結(jié)構(gòu)15組成。當后輪中心與滾筒41中心對齊后，前輪固定裝置1中的滑動導軌11和滑塊12結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)前輪固定裝置在前輪中心水平方向的位置，軸承座13和氣動杠桿14結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)前輪固定裝置在前輪中心垂直方向的位置，并用鎖緊結(jié)構(gòu)15鎖緊固定。

在電動自行車中軸處設(shè)計中軸驅(qū)動裝置2，由伺服電機21、中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23、中軸聯(lián)軸器22、平行聯(lián)軸器24組成

由伺服電機21變頻調(diào)速的方式控制輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，模擬人的騎行狀態(tài)。中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23通過中軸聯(lián)軸器22測量伺服電機21輸入的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值。通過調(diào)節(jié)機構(gòu)平行聯(lián)軸器24在水平位置調(diào)節(jié)中軸驅(qū)動裝置2與中軸位置，通過平行聯(lián)軸器24解決中軸驅(qū)動裝置2與中軸連接的偏心問題。

中軸驅(qū)動裝置2用于模擬人騎行時對腳蹬產(chǎn)生的力矩，適用于智能型電動自行車。智能型電動自行車控制系統(tǒng)通過判斷騎行時人是否對腳蹬產(chǎn)生腳踏力以及腳踏力大小，來控制電機是否輸出功率以及輸出功率大小。對于一般的用全電模式驅(qū)動的電動自行車，測試電機功率時不用在中軸處固定中軸驅(qū)動裝置2。

整個前輪固定裝置1、中軸驅(qū)動裝置2和載荷裝置3用1#鋼片51和2#鋼片53懸掛在框架6上。當電動自行車運行時切向驅(qū)動力作用于懸掛裝置5，即車輪所受到的驅(qū)動力通過力值傳感器52測出。

在電動自行車后輪處由滾筒41、測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43、制動器45以及聯(lián)軸器42、44組成測功裝置4。后輪驅(qū)動時帶動滾筒41轉(zhuǎn)動，制動器45起負載作用，模擬車輪所受阻力大小，通過測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43測得的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值計算電機輸出功率。

載荷裝置3通過螺桿42螺母41垂直擰緊機構(gòu)對電動自行鞍座進行加載，模擬人載荷，將后輪壓緊在滾筒41上。

力值傳感器52、中軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器23、測功轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器43的信號，通過數(shù)據(jù)采集卡傳送到上位機7進行數(shù)據(jù)處理，同時在上位機7實時顯示各傳感器數(shù)值，輸入功率以及電機輸出功率。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。