[實用新型]一種非接觸供電力矩測量的電動自行車輪盤

無效

• 申請號: 200820074875.6
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN201272445Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 謝炎民
• 申請（專利權）人: 謝炎民
• 主分類號: B62J99/00
• 分類號: B62J99/00;G01L5/24
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本實用新型涉及電動自行車產品領域，更具體地說，是涉及一種非接觸供電力矩測量的電動自行車輪盤。

背景技術

目前電動自行車產品越來越得到國際社會的認可了，但是有的國家對電動自行車腳蹬力和電力驅動力，有嚴格的比例要求。這就要求電動自行車的腳踏傳動系統有測量力矩的機構。目前日本有好幾個公司在電動自行車腳踏力矩測量方面有成熟的技術，其技術和產品在國際上處于壟斷地位。

從我們目前能查到的資料和能收集到的實物樣品來看，國內外的測量方法很多，大致分類如下：

1.利用機械彈性元件位移測量腳蹬力矩的方法。腳蹬力通過機械彈性元件傳遞到另一個受力部件，通過測量宏觀位移的變化能分析出腳蹬扭矩的大小。測量宏觀位移的方法一般有光敏元件檢測角度位移法、電感測量線性位移法，電位器測量角度位移法，霍爾元件測量線性位移法，霍爾元件測量角度位移法等。

2.利用力敏磁性材料，測量腳蹬力矩的方法。在電動車的中軸或者傳遞扭矩的軸上貼裝這種材料，一旦軸受到力發生微觀變形后，這種材料的導磁率會發生明顯的變化，通過線圈測量材料的導磁率能分析出機械軸受到多大的扭矩。

3.利用電阻應變測量受力軸的應力變化。在電動自行車的受力軸上貼電阻應變片，通過測量受力軸的應變，把應變信號通過機械接觸的導電裝置把信號傳遞給控制器。

以上測量方法的評述如下：

第一種方法電路供電引線和信號傳遞引線相對簡單、防水性能好、電路成本相對最低。但是存在以下缺點：測量精度較差；彈性元件會產生疲勞；批量一致性較差；機械部件比較復雜，成本較高；機械部件容易磨損。與測量部件配合的自行車部件要做相應的改變。

第二種方法測量精度較高、電路信號傳遞引線相對簡單、防水性能好。但是存在以下缺點：力敏磁性材料的溫度漂移比較大，需要溫度補償；力敏磁性材料的工藝成本高；機械部件成本較高。與測量部件配合的自行車部件要做相應的改變。

第三種方法雖然測量精度高，但是存在以下缺點：機械部件成本較高；電信號傳遞機械部件復雜；與測量部件配合的自行車部件要做相應的改變。防水性能差。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術中存在的不足，提供一種非接觸供電力矩測量的電動自行車輪盤。

本實用新型一種非接觸供電力矩測量的電動自行車輪盤，通過下述技術方案予以實現，所述輪盤與五通之間設置測量裝置，所述測量裝置包括固定環形體和回轉環形體；所述固定環形體由回轉變壓器固定環、回轉變壓器固定線圈和固定環組成，回轉變壓器固定環內嵌回轉變壓器固定線圈，固定環內相鄰設置回轉變壓器固定環，固定環外相鄰設置擋圈；所述回轉環形體由回轉變壓器旋轉環、回轉變壓器旋轉線圈和旋轉環組成，回轉變壓器旋轉環內嵌回轉變壓器旋轉線圈，旋轉環內相鄰設置回轉變壓器旋轉環；回轉變壓器旋轉環內相鄰設置測量電路；輪盤周面設置四個電阻應變片，四個電阻應變片構成應變橋并與測量電路連接。

本實用新型所述測量電路由固定于車體上的傳輸輸出電路和固定于輪盤的應變測量電路組成；傳輸輸出電路的傳輸輸出單片機提供高頻脈沖信號給回轉變壓器的原邊線圈，原邊線圈將感應的信號經低通濾波后傳給傳輸輸出單片機后輸出；應變測量電路的回轉變壓器的副邊線圈感應電壓整流、濾波、后，給應變測量單片機、模擬信號放大器和應變橋供電，應變橋信號被放大后經過應變測量單片機A/D轉換，輸出頻率相對較低的數字信號于回轉變壓器的副邊線圈上。

本實用新型所述回轉變壓器鐵芯由高分子復合材料參雜導磁鐵粉壓制而成。

本實用新型是通過電阻應變片測量輪盤的應變獲得力矩信號，通過繞中軸轉動的回轉變壓器實現非接觸供電和非接觸信號傳遞。本實用新型測量精度高；不需要做溫度補償；不改變自行車其它配件；防水性能好。本實用新型在滿足高精度測量的前提下，降低非接觸扭矩測量的成本和不改變自行車工業體系中的通用標準件。

從通用性上講：國外公司的非接觸扭矩測量都是針對某一款特定的電動車車型，設計專用的扭矩測量裝置，以適配特定的車型，這樣做的缺點是通用性差，材料成本和工藝成本高。