[發(fā)明專利]在殼體內(nèi)多磁塊均勻分布的傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210263514.7
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN102826173A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 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
• 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(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，進(jìn)行多點(diǎn)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(shí)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(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）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厘米的環(huán)形凹槽轉(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)（3）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)永磁磁鋼，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)永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)永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。

特點(diǎn)（2）永磁磁鋼用于表示踏板固定位置，三個(gè)霍爾表示踏板運(yùn)動(dòng)位置：由于踏板與動(dòng)盤是同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在與兩個(gè)踏板對應(yīng)的動(dòng)盤上兩個(gè)位置分別固定一個(gè)永磁磁鋼，某一個(gè)踏板轉(zhuǎn)在什么位置，則對應(yīng)的永磁磁鋼也轉(zhuǎn)在什么位置；但只有轉(zhuǎn)在有霍爾的位置，才能通過霍爾發(fā)出控制信號，指揮助力自行車的電機(jī)產(chǎn)生需要的助力轉(zhuǎn)動(dòng)。

特點(diǎn)（3）因?yàn)橐粋€(gè)霍爾不能表示轉(zhuǎn)一周中不同時(shí)段踏板運(yùn)動(dòng)的位置，則就不能只用一個(gè)霍爾：踏板在轉(zhuǎn)一周中的不同時(shí)段，對助力需求是有很大差別的，要體現(xiàn)這種助力需求的變化，該專利用三個(gè)霍爾分別設(shè)在180度角以內(nèi)的三個(gè)位置，兩個(gè)永磁磁鋼分別設(shè)在兩個(gè)踏板位置，踏板轉(zhuǎn)在有霍爾的位置，該霍爾就輸出信號表示踏板到達(dá)了該霍元的位置。但用多個(gè)霍爾又存在下面的缺點(diǎn)。

作為助力自行車傳感器的這些特點(diǎn)會有三個(gè)缺點(diǎn)：