[发明专利]一种电动自行车的信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号采集装置，尤其涉及一种电动自行车的信号采集装置。

背景技术

随着国内电动自行车市场的发展，比例助力系统越来越受到消费者和厂家的青睐。现在流行的助力传感系统的工作原理是用一个力矩传感器将人力蹬踏的脚踏力转化为电压信号传送给传感器，控制器分析比较后指示电机输出相匹配的功率，这种助力系统的关键部位是力矩传感器。常见的比例助力系统主要有以下几种形式：

1.我国出口欧美市场的电动自行车助力传感器基本上都是开关型的，把原转把取消，在中轴部分装一霍尔元件和磁钢圆盘，达到一定速度电机就开始启动，启动后全电动控制，此类助力传感器虽然价格较低，工艺简单，但其助力比例不精确，骑行感觉也较差。

2.日本力矩传感器的原理为人力脚踏后压迫中置式电机里的弹簧，产生形变，再将形变的幅度转换成力矩大小，且在电机的外沿刻有凹槽，转很小的角度就有反应，很灵敏，但这套装置对零件的材质、工艺要求较高，成本较高。

3.清华大学早期出口日本的力矩传感器，其在中轴五通内装有套筒和偏心装置，人力脚踏即产生偏心力矩。此套装置成本较低，加工简单，但精度控制难，软件中要对其进行修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够精确控制电机按比例产生驱动力，且价格低廉，工艺简单的电动自行车的信号采集装置，具体技术方案如下：

一种电动自行车的信号采集装置，包括中轴、五通、单向超越离合器，其特征在于，还包括能够通过确定人力踩踏力大小进而采集踩踏力所输出的信号来精确控制电机按比例产生驱动力的传感器。

所述传感器可以为线圈感应中轴力矩传感器。

优选地，所述线圈感应中轴力矩传感器包括线圈、感应圈、动支撑圈、定支撑圈、主动斜块以及从动斜块；

所述线圈固定于所述五通上；所述动支撑圈通过滚珠花键机构活动连接于所述中轴上，所述动支撑圈的一端固定安装有所述感应圈，另一端固定安装有所述主动斜块；所述定支撑圈一端固定连接于所述五通上，另一端固定连接于所述单向超越离合器的内侧面上；所述从动斜块固定安装于所述定支撑圈上，所述主动斜块抵靠在所述从动斜块上，其接触面设有螺旋结构；

所述中轴旋转带动所述主动斜块旋转并产出轴向位移，进而带动所述从动斜块在所述螺旋结构和所述滚珠花键机构的作用下产生轴向位移，进而带动所述感应圈靠近所述线圈。

优选地，所述定支撑圈上设置有第一挡板，所述动支撑圈与所述感应圈通过第二挡板固定连接，所述第一挡板和所述第二挡板之间设置有弹性部件。

优选地，所述弹性部件为弹簧。

优选地，所述动支撑圈的内侧面上设置有一个或多个第一键槽，所述中轴的外侧面上与所述第一键槽相对设置有第二键槽，所述第一键槽的轴向长度小于所述第二键槽的轴向长度，并且所述第一键槽与所述第二键槽相接触的部分构成柱形键槽，所述柱形键槽中活动放置有一个或多个钢珠，所述第一键槽、第二键槽及钢珠共同构成所述滚珠花键机构。

优选地，所述第一键槽和第二键槽的轴向截面均为半圆形，所述柱形键槽为圆柱形键槽。

优选地，所述第二键槽轴向截面为半圆形，所述第一键槽轴向截面为所对应的圆心角小于180°的弓形，且所述第一键槽的轴向两端分别设置有第三挡板。

优选地，所述五通内侧面上还间隔地固定安装有左盖和右盖，所述线圈位于所述左盖和右盖之间，所述中轴通过第一轴承安装在左盖上，所述右盖通过第二轴承与所述定支撑圈外侧面相连；所述单向超越离合器的外侧面与电动自行车的牙盘相连。

优选地，所述感应圈为永磁铁。

一种电动自行车的线圈感应中轴力矩传感器，包括中轴、五通、单向超越离合器，其特征在于，还包括线圈、感应圈、动支撑圈、定支撑圈、主动斜块以及从动斜块；

所述线圈固定于所述五通上；所述动支撑圈通过滚珠花键机构活动连接于所述中轴上，所述动支撑圈的一端固定安装有所述感应圈，另一端固定安装有所述主动斜块；所述定支撑圈一端固定连接于所述五通上，另一端固定连接于所述单向超越离合器的内侧面上；所述从动斜块固定安装于所述定支撑圈上，所述主动斜块抵靠在所述从动斜块上，其接触面设有螺旋结构；

所述中轴旋转带动所述主动斜块旋转并产出轴向位移，进而带动所述从动斜块在所述螺旋结构和所述滚珠花键机构的作用下产生轴向位移，进而带动所述感应圈靠近所述线圈。