[实用新型]电动助力自行车自动检测装置

说明书

本实用新型属于电动自行车制造领域，特别适用于对蹬力、速度和转向的无接触检测。

现有智能型电动自行车蹬力检测一般采用中轴或链条应力检测方式，通过对触点的压力检测实现对电动自行车的控制。这种检测方式对传感器工艺要求高、成本大、一台传感器不能同时对蹬力、速度和转向同时检测控制。

本实用新型采用一种装置用一台传感器可对蹬力、速度和转向同时检测；同时由于采用的是无接触检测，对传感器无磨损，可靠性高；传感器出厂时厂家标定后，将来无需重新标定，维修方便。

本实用新型涉及一种电动自行车检测装置，该装置由外轮盘7、内轮盘8、外挡板9、镙钉10、内挡板11、卡环12、销钉13、车中轴架套筒15组成，其特征在于车中轴架套筒15上固定了一个支架3，支架3上固定有霍尔元件1、霍尔元件2，外轮盘7上固定有磁片4、内轮盘8上固定有磁片5和磁片6，内轮盘8上挖有弧形孔洞，孔洞内镶有销钉13和弹簧14，内轮盘8和外轮盘7通过销钉13连接，销钉13和弹簧14之间呈面接触状态。

改进后的大轮盘由内轮盘8和外轮盘7组成，内外轮盘通过外挡板9、镙钉10、卡环12、内挡板11、销钉13、弹簧14连接。本结构保证了人在正向踩踏板时，弹簧14产生微小的形变，内外轮盘可产生相对滑动，磁片4和磁片5相对位置变化。反向踩踏板时，弹簧14无形变，内外轮盘无滑动，磁片4和磁片5相对位置不变。轮盘转动时，固定在支架3上的霍尔元件1和霍尔元件2通过检测固定在轮盘上的磁片的信号，可获得踏力、速度、及转向信息。

工作原理：正转时由于内、外轮盘间相对滑动导致磁片4、磁片5、及磁片6之间相对位置变化如图3所示，单片机从霍尔元件1和霍尔元件2上测得的波形如图4所示，如果先检测到霍尔元件2上的信号，说明轮盘正转，记录霍尔元件1上低电平时间T2，再根据磁片1长度L2可算出自行车转速。同时记录霍尔元件2上的低电平时间T1，假定霍尔元件工作时转速稳定，再假定磁片4、5、6到轮盘中心距离相等，可得L1/L2=T1/T2，而L1/L2与踏力值之间存在线性关系，故可得出踏力计算公式F=4kr2(L1/L2-m)/r1=4kr2(T1/T2-m)/r1，其中F为蹬力，k为弹簧弹性系数，r2为弹簧位置到轮盘中心距离，r1为磁片到轮盘中心距，T1为检测霍尔元件2的低电平时间，T2为检测霍尔元件1的低电平时间，m为踏力为0时L1/L2的值。反转时内外轮盘无相对滑动，磁片相对位置如图5所示，单片机从霍尔元件1、2上测得的波形如图6所示，先检测到霍尔元件1上低电平信号，认为轮盘反转、蹬力为0。

本实用新型的优点在于，用一台传感器可对蹬力、速度和转向同时检测；同时由于采用的是无接触检测，对传感器无磨损，可靠性高；传感器出厂时厂家标定后，将来无需重新标定，维修方便。

图1为本实用新型大轮盘结构及传感器安装结构示意图；

图2为大轮盘结构及传感器安装结构的侧视图；

图3是正转时磁片相对位置；

图4是正转时霍尔元件检测到的波形；

图5是反转时磁片相对位置；

图6是反转时霍尔元件检测到的波形。

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步描述。

改进后的大轮盘由内轮盘8和外轮盘7组成，内外轮盘通过外挡板9、镙钉10、卡环12、内挡板11、销钉13、弹簧14连接。本结构保证了人在正向踩踏板时，弹簧14产生微小的形变，内外轮盘可产生相对滑动，磁片4和磁片5相对位置变化。反向踩踏板时，弹簧14无形变，内外轮盘无滑动，磁片4和磁片5相对位置不变。轮盘转动时，固定在支架3上的霍尔元件1和霍尔元件2通过检测固定在轮盘上的磁片的信号，可获得踏力、速度、及转向信息。工作原理：正转时由于内、外轮盘间相对滑动导致磁片4、磁片5、及磁片6之间相对位置变化如图3所示，单片机从霍尔元件1和霍尔元件2上测得的波形如图4所示，如果先检测到霍尔元件2上的信号，说明轮盘正转，记录霍尔元件1上低电平时间T2，再根据磁片1长度L2可算出自行车转速。同时记录霍尔元件2上的低电平时间T1，假定霍尔元件工作时转速稳定，再假定磁片4、5、6到轮盘中心距离相等，可得L1/L2=T1/T2，而L1/L2与踏力值之间存在线性关系，故可得出踏力计算公式F=4kr2(L1/L2-m)/r1=4kr2(T1/T2-m)/r1，其中F为蹬力，k为弹簧弹性系数，r2为弹簧位置到轮盘中心距离，r1为磁片到轮盘中心距，T1为检测霍尔元件2的低电平时间，T2为检测霍尔元件1的低电平时间，m为踏力为0时L1/L2的值。反转时内外轮盘无相对滑动，磁片相对位置如图5所示，单片机从霍尔元件1、2上测得的波形如图6所示，先检测到霍尔元件1上低电平信号，认为轮盘反转、蹬力为0。