[發明專利]助力自行車用多磁塊位置和磁通量變化的轉盤式傳感器

有效

• 申請號: 201210263458.7
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN102795293A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 黃強
• 申請（專利權）人: 成都寬和科技有限責任公司;黃強;高松;歐陽焱雄
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50;G01D5/244
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于磁感應提供信號的技術領域，特別是涉及在一個轉動部件上，進行多點位磁感應提供控制信號的技術。

背景技術

野寶車料工業（昆山）有限公司申請的中國專利201020295192.0《勾爪式力矩傳感裝置》公開了一種助力自行車用傳感裝置，傳感裝置包括磁性件和彈性件配合，感受力矩的傳感裝置。使用時間長后，彈性件的彈性系數變化就會導致傳感信號與被控電機的控制效果發生變化，助力效果變得與人的助力需要不配合。而且用彈性件的設計結構復雜，制造成本高。

北京科技大學申請的中國專利01201843.0《電動助力自行車自動檢測裝置》公開了一種電動助力自行車自動檢測裝置，無接觸檢測蹬力、速度和轉向，該裝置在相對運動的內、外輪盤上分別設磁片，內輪盤上有彈簧，內、外輪盤之間用彈簧復位，用支架上的兩個霍爾測內、外輪盤上相對運動的磁片產生的電信號表示蹬力、速度和轉向。

缺點（1）用彈性件不耐久：使用時間長后，彈性件的彈性系數變化就會導致傳感信號與被控電機的控制效果發生變化，助力效果變得與人的助力需要不配合，結構復雜，成本高。

缺點（2）各磁片組相同且磁極設置方式都相同，而不能表示不同磁片組的各自位置，不能表達不同位置特殊的助力需求：從01201843.0專利的圖3、4、5、6和說明書第2頁第2段的記載說明，每一個磁片組（包括一個磁片4、一個磁片5、一個磁片6）的磁極設置方式都相同，即僅是在內輪的不同位置簡單從復設置了完全相同的磁片組，不能表示不同磁片組的各自位置，不能表示特定位置的運動狀態，而人騎自行車時，踏板和與踏板相對應的各位置在運動狀態，都有自己特殊的助力需求，但該專利這種各磁片組相同的結構，不能表達出踏板上各個不同位置特殊的助力需求。

缺點（3）各位點信號無差異使人機不配合：每一個磁片組都一樣，則每一個磁片組不能表示該磁片組在內輪上的位置，霍爾所輸出的信號不能表示腳踏板和其它磁片組的位置，即霍爾輸出的信號不能表示不同腳踏位置對助力的需求，造成對助力的需求和提供助力的時間不配合，即人機配合不理想。

缺點輸出正弦波使磁片組邊緣距離不能小于4厘米，一般以5厘米為佳，而使可設磁片組數太少，人機配合不理想：各磁片組相同，則霍爾輸出的是正弦波作為控制信號，作為控制信號正弦波必需有一定峰谷差值，由于該專利的磁片組需要一定長度表示正反向運動，在直徑為20厘米的轉動盤圓形軌跡上最多設8個磁片組，一般以5個為佳，霍爾才能有控制功能的正弦波信號。也就是說，01201843.0專利的這種技術方案，用于助力自行車，磁片組數量受限止在8個以內，控制信號太少，人機配合不理想。但如果多于8個磁片組，在人踏車較快時，霍爾輸出的信號圖形接近為一條水平線，該信號沒有控制功能，不能控制電動機，使其特別需要助力時，失去助力功能。

缺點（5）信號盲區達45度角，啟動時需要助力的時候確得不到助力：眾所周知，人踩自行車腳踏板在頂點力矩最小，從離開頂點10-45度角是最需要助力的區域，但該專利各磁片組之間的夾角為45度，在腳踏板離開頂點10-45度角區域沒有一個磁片組，也就沒有一個控制信號，其結果是最需要助力的時候，但助力自行車的電機確不能助力。

總之，除用彈性件不耐久又結構復雜外，因霍爾與磁片組的配合結構特點，轉盤大小直徑為20厘米以內，限止了磁片組數量為8組，磁片組數不能隨意增加，使人機配合不理想，而且啟動時得不到助力，助力需求與提供助力不匹配，騎車人的舒適性差；如強行增加磁片組數量，其傳感信號又失去助力控制功能。

?王乃康申請的中國專利03264387.X《時間型電動助力自行車傳感器》公開了不用彈性件，只用動、定兩個轉盤，動盤上面鑲嵌兩個永磁磁鋼，定盤上面鑲嵌三個霍爾元件，自行車踏板轉一周，每個霍爾產生兩個脈沖，則三個霍爾元件產生六個脈沖。分折可得三個特點，四個缺點如下：

特點（1）為獲得六個脈沖信號，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面：每個霍爾要產生兩個脈沖，則只能是兩個永磁磁鋼的相同磁極設在動盤的同一面，即在動盤的某一面，兩個永磁磁鋼都是北極或都是南極。假如在動盤的同一面，一個永磁磁鋼為北極，另一個為南極，則踏板轉一周，每個霍爾就只能產生一個脈沖，三個霍爾就只有三個脈沖，這就不合乎該專利說明書記載了。為了增加脈沖數，提高控制效果，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面。