[發(fā)明專利]助力自行車用多磁塊不均勻分布磁通量的轉(zhuǎn)盤式傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210263464.2
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN102795298A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃強
• 申請（專利權(quán)）人: 成都寬和科技有限責(zé)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁感應(yīng)提供信號的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及在一個轉(zhuǎn)動部件上，進行多點位磁感應(yīng)提供控制信號的技術(shù)。

背景技術(shù)

野寶車料工業(yè)（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(shù)變化就會導(dǎo)致傳感信號與被控電機的控制效果發(fā)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(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

北京科技大學(xué)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(zhuǎn)向，該裝置在相對運動的內(nèi)、外輪盤上分別設(shè)磁片，內(nèi)輪盤上有彈簧，內(nèi)、外輪盤之間用彈簧復(fù)位，用支架上的兩個霍爾測內(nèi)、外輪盤上相對運動的磁片產(chǎn)生的電信號表示蹬力、速度和轉(zhuǎn)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(shù)變化就會導(dǎo)致傳感信號與被控電機的控制效果發(fā)生變化，助力效果變得與人的助力需要不配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

缺點（2）各磁片組相同且磁極設(shè)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(shè)置方式都相同，即僅是在內(nèi)輪的不同位置簡單從復(fù)設(shè)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(tài)，而人騎自行車時，踏板和與踏板相對應(yīng)的各位置在運動狀態(tài)，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(jié)構(gòu)，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(nèi)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(shè)磁片組數(shù)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(zhuǎn)動盤圓形軌跡上最多設(shè)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(shù)方案，用于助力自行車，磁片組數(shù)量受限止在8個以內(nèi)，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(qū)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(qū)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(qū)域沒有一個磁片組，也就沒有一個控制信號，其結(jié)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(jié)構(gòu)復(fù)雜外，因霍爾與磁片組的配合結(jié)構(gòu)特點，轉(zhuǎn)盤大小直徑為20厘米以內(nèi)，限止了磁片組數(shù)量為8組，磁片組數(shù)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(shù)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(zhuǎn)盤，動盤上面鑲嵌兩個磁磁鋼，定盤上面鑲嵌三個霍爾元件，自行車踏板轉(zhuǎn)一周，每個霍爾產(chǎn)生兩個脈沖，則三個霍爾元件產(chǎn)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(chǎn)生兩個脈沖，則只能是兩個磁磁鋼的相同磁極設(shè)在動盤的同一面，即在動盤的某一面，兩個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(zhuǎn)一周，每個霍爾就只能產(chǎn)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(shù)，提高控制效果，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面。