[實用新型]裝多磁塊均勻分布轉(zhuǎn)盤式傳感器的助力自行車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220368004.1
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN202783683U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 黃強
• 申請（專利權(quán)）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: B62M6/55
• 分類號: B62M6/55;B62M6/45;G01D5/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本實用新型屬于助力自行車的技術(shù)領域，特別是涉及在一個轉(zhuǎn)動部件上進行多點位磁感應提供助力信號的電動助力自行車。

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。使用時間長后，彈性件的彈性系數(shù)變化就會導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。而且用彈性件的設計結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向，該裝置在相對運動的內(nèi)、外輪盤上分別設磁片，內(nèi)輪盤上有彈簧，內(nèi)、外輪盤之間用彈簧復位，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)復雜，成本高。

缺點（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（3）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。

特點（2）永磁磁鋼用于表示踏板固定位置，三個霍爾表示踏板運動位置：由于踏板與動盤是同步轉(zhuǎn)動，所以在與兩個踏板對應的動盤上兩個位置分別固定一個永磁磁鋼，某一個踏板轉(zhuǎn)在什么位置，則對應的永磁磁鋼也轉(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產(chǎn)生需要的助力轉(zhuǎn)動。

特點（3）因為一個霍爾不能表示轉(zhuǎn)一周中不同時段踏板運動的位置，則就不能只用一個霍爾：踏板在轉(zhuǎn)一周中的不同時段，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，該專利用三個霍爾分別設在180度角以內(nèi)的三個位置，兩個磁磁鋼分別設在兩個踏板位置，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了該霍元的位置。但用多個霍爾又存在下面的缺點。

作為助力自行車傳感器的這些特點會有三個缺點：