[發(fā)明專利]飛輪上設(shè)可調(diào)節(jié)磁塊位置傳感器的助力自行車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210263507.7
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN102785746A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 成都寬和科技有限責(zé)任公司;黃強(qiáng);高松;歐陽焱雄
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50;G01D5/244
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• 代理人: 暫無信息

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于助力自行車的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件上進(jìn)行多點(diǎn)位磁感應(yīng)提供助力信號的電動(dòng)助力自行車。

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(shí)間長后，彈性件的彈性系數(shù)變化就會(huì)導(dǎo)致傳感信號與被控電機(jī)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(jì)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(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測裝置》公開了一種電動(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測裝置，無接觸檢測蹬力、速度和轉(zhuǎn)向，該裝置在相對運(yùn)動(dòng)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(gè)霍爾測內(nèi)、外輪盤上相對運(yùn)動(dòng)的磁片產(chǎn)生的電信號表示蹬力、速度和轉(zhuǎn)向。

缺點(diǎn)（1）用彈性件不耐久：使用時(shí)間長后，彈性件的彈性系數(shù)變化就會(huì)導(dǎo)致傳感信號與被控電機(jī)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(diǎn)（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(dá)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(gè)磁片組（包括一個(gè)磁片4、一個(gè)磁片5、一個(gè)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而人騎自行車時(shí)，踏板和與踏板相對應(yīng)的各位置在運(yùn)動(dòng)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(dá)出踏板上各個(gè)不同位置特殊的助力需求。

缺點(diǎn)（3）各位點(diǎn)信號無差異使人機(jī)不配合：每一個(gè)磁片組都一樣，則每一個(gè)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(shí)間不配合，即人機(jī)配合不理想。

缺點(diǎn)（4）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(jī)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(yùn)動(dòng)，在直徑為20厘米的轉(zhuǎn)動(dòng)盤圓形軌跡上最多設(shè)8個(gè)磁片組，一般以5個(gè)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(gè)以內(nèi)，控制信號太少，人機(jī)配合不理想。但如果多于8個(gè)磁片組，在人踏車較快時(shí)，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(dòng)機(jī)，使其特別需要助力時(shí)，失去助力功能。

缺點(diǎn)（5）信號盲區(qū)達(dá)45度角，啟動(dòng)時(shí)需要助力的時(shí)候確得不到助力：眾所周知，人踩自行車腳踏板在頂點(diǎn)力矩最小，從離開頂點(diǎn)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(diǎn)10-45度角區(qū)域沒有一個(gè)磁片組，也就沒有一個(gè)控制信號，其結(jié)果是最需要助力的時(shí)候，但助力自行車的電機(jī)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(diǎn)，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(jī)配合不理想，而且啟動(dòng)時(shí)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(qiáng)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(shí)間型電動(dòng)助力自行車傳感器》公開了不用彈性件，只用動(dòng)、定兩個(gè)轉(zhuǎn)盤，動(dòng)盤上面鑲嵌兩個(gè)磁磁鋼，定盤上面鑲嵌三個(gè)霍爾元件，自行車踏板轉(zhuǎn)一周，每個(gè)霍爾產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，則三個(gè)霍爾元件產(chǎn)生六個(gè)脈沖。分折可得三個(gè)特點(diǎn)，四個(gè)缺點(diǎn)如下：

特點(diǎn)（1）為獲得六個(gè)脈沖信號，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面：每個(gè)霍爾要產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，則只能是兩個(gè)磁磁鋼的相同磁極設(shè)在動(dòng)盤的同一面，即在動(dòng)盤的某一面，兩個(gè)磁磁鋼都是北極或都是南極。假如在動(dòng)盤的同一面，一個(gè)永磁磁鋼為北極，另一個(gè)為南極，則踏板轉(zhuǎn)一周，每個(gè)霍爾就只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖，三個(gè)霍爾就只有三個(gè)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。