電動自行車中軸傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)，它由旋轉部分和固定部分組成；旋轉部分由中軸、磁鋼、支撐套筒、應變傳感器、第二支架、次級線圈部分組成，支撐套筒的端面上設置有電路板，該電路板包括信號放大單元、信號調制單元、穩(wěn)壓整流單元；固定部分由軸承、霍爾元件、第一支架、初級線圈、信號發(fā)生裝置、功率放大單元、信號解調單元、頻壓轉換裝置、信號處理單元、電源轉換裝置部分組成，霍爾元件的感應面與磁鋼的感應表面相對。
【專利說明】電動自行車中軸傳感系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)，屬于電動自行車中軸傳感設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電動自行車作為一種輕快省力、綠色環(huán)保的交通工具，逐漸代替自行車并成為了重要的短距離代步工具。傳統(tǒng)的電動自行車都是通過手把調節(jié)控制電機的輸出功率以進行調速，無法根據自行車中軸所受扭矩的大小來調節(jié)電機的輸出功率，這種電動自行車普遍存在車速過快、耗電量大、充電頻繁等缺點。為了讓電動自行車的驅動電機能夠根據電動自行車中軸所受扭矩的大小來調整輸出功率，通常在電動自行車上設置中軸扭矩傳感裝置，利用應變傳感器感測該自行車所受的力矩，然后傳輸至控制器以判斷騎乘者所提供的動力是否足夠?，F有的電動自行車通常將應變片設置于由腳踏板和曲柄直接帶動的旋轉中軸上，再通過傳感器將該應變片所發(fā)出的感測信號傳送至控制器，如此一來，通過該應變片所發(fā)出的感測信號即可準確的推算出騎乘者提供的動力。由于該應變片隨中軸轉動，信號引出線很容易因纏繞而出現故障。目前，一部分的電動自行車采用摩擦簧片的方式傳輸信號并給旋轉部分供電，由于摩擦簧片觸點容易出現磨損、氧化、燒毀、機械接觸跳動等問題，極易造成信號丟失，且容易出現虛假信號，以至于控制器無法準確地推算出騎乘者所提供的動力?？傊F有電動自行車中軸扭矩傳感裝置普遍存在結構復雜、反應遲緩、故障率高等問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供了一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)；該電動自行車中軸傳感系統(tǒng)中，其扭矩信號可根據線圈互感原理進行無線傳輸，可降低虛假信號的出現幾率，提高電動自行車的安全性和舒適性；該中軸傳感系統(tǒng)中，由于其線圈互感為旋轉部分電路供電，保證了在低轉速狀態(tài)下，其扭矩測量電路仍然能獲得足夠的工作電壓；另外，該中軸傳感系統(tǒng)，霍爾元件可根據磁鋼的轉動感應，輸出相應的信號，該信號經過信號處理單元處理后，輸出速度信號和方向信號，可達到檢測中軸轉速和方向的目的；該中軸傳感系統(tǒng)結構簡單，信號準確度高，抗干擾性強，故障率低，使用壽命長，可提高電動自行車行駛的連續(xù)性和穩(wěn)定性，適合推廣普及。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型是采用如下技術方案實現的:
[0005]一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)，它由旋轉部分和固定部分組成，其特征是:旋轉部分由中軸、磁鋼、支撐套筒、應變傳感器、第二支架、次級線圈部分組成；磁鋼呈圓周分布并固定于中軸上，支撐套筒、應變傳感器、第二支架分別固定在中軸上，支撐套筒的端面上設置有電路板，該電路板包括信號放大單元、信號調制單元、穩(wěn)壓整流單元，該電路板上設置有用于信號輸出的引出線，應變傳感器與電路板通過導線相連接，第二支架上纏繞有特定圈數的次級線圈，次級線圈與電路板信號輸出引出線相連接，穩(wěn)壓整流單元輸出的穩(wěn)定電壓為應變傳感器、信號放大單元和信號調制單元供電；固定部分由軸承、霍爾元件、第一支架、初級線圈、信號發(fā)生裝置、功率放大單元、信號解調單元、頻壓轉換裝置、信號處理單元、電源轉換裝置部分組成；2個軸承分別套置于中軸上，霍爾元件固定于第一支架上，并且與信號處理單元相連接，霍爾元件的感應面與磁鋼的感應表面相對，第一支架套裝在第二支架上，第一支架上纏繞有特定圈數初級線圈，信號發(fā)生裝置通過功率放大單元與初級線圈相連接，初級線圈通過信號解調單元與頻壓轉換裝置相連接，電源轉換裝置與電動自行車上的電源相連接，電動自行車電源經電源轉換裝置轉換出兩種不同的電壓后，分別為信號發(fā)生裝置和功率放大單元供電。
[0006]工作原理:
[0007]電動自行車電源經電源轉換裝置轉換出3.3V和6V兩種不同的電壓，其中3.3V電壓為信號發(fā)生裝置供電，6V電壓為功率放大單元供電，信號發(fā)生裝置能產生10KHz的方波，該方波經功率放大單元放大后輸入到初級線圈，初級線圈產生相應的電磁場，根據線圈互感原理,次級線圈上產生相應的感應電動勢,次級線圈上產生的感應電動勢經過穩(wěn)壓整流單元輸出穩(wěn)定電壓，為應變傳感器、信號放大單元和信號調制單元供電；在騎行電動自行車的過程中，當騎乘者使用腳踏板踩蹬時，電動自行車中軸受到騎乘者所施加的力而使中軸扭矩發(fā)生變化,應變傳感器檢測到中軸扭矩的變化后,會根據扭矩變化的大小產生相應的電壓信號，該電壓信號經過信號放大單元和信號調制單元反饋到次級線圈上，根據線圈互感原理，次級線圈的改變會引起初級線圈電磁場的變化，初級線圈電磁場的變化經過信號解調單元解調出頻率信號，頻率信號經過頻壓轉換裝置轉換成電壓信號輸出，該電壓信號經處理后即可控制電動自行車電機的輸出功率；當中軸轉動時，中軸上固定的呈圓周分布的磁鋼也會隨之轉動,在磁鋼上方對應位置的霍爾元件會感應磁鋼的變化而輸出相應的信號，該信號經信號處理單元輸出速度信號和方向信號。
[0008]本實用新型主要具有以下有益效果:
[0009]1、該電動自行車中軸傳感系統(tǒng)中，其扭矩信號可根據線圈互感原理進行無線傳輸，可降低虛假信號的出現幾率，提高電動自行車的安全性和舒適性。
[0010]2、該中軸傳感系統(tǒng)中，由于其線圈互感為旋轉部分電路供電，保證了在低轉速狀態(tài)下，其扭矩測量電路仍然能獲得足夠的工作電壓。
[0011]3、該中軸傳感系統(tǒng)，霍爾元件可根據磁鋼的轉動感應，輸出相應的信號，該信號經過信號處理單元處理后，輸出速度信號和方向信號，可達到檢測中軸轉速和方向的目的。
[0012]4、該中軸傳感系統(tǒng)結構簡單，信號準確度高，抗干擾性強，故障率低，使用壽命長，可提高電動自行車行駛的連續(xù)性和穩(wěn)定性，適合推廣普及。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]附圖1是本實用新型電動自行車中軸傳感系統(tǒng)的平面結構示意圖；
[0014]附圖2是本實用新型電動自行車中軸傳感系統(tǒng)的剖面結構示意圖；
[0015]附圖3是本實用新型電動自行車中軸傳感系統(tǒng)的電路模塊連接示意圖。
[0016]如圖所示，圖中各個部分由下列阿拉伯數字表示:
[0017]1.中軸、2.軸承、3.霍爾元件、4.磁鋼、5.第一支架、6.初級線圈、7.支撐套筒、8.應變傳感器、9.第二支架、10.次級線圈、11.信號放大單元、12.信號調制單元、13.穩(wěn)壓整流單元、14.信號發(fā)生裝置、15.功率放大單元、16.信號解調單元、17.頻壓轉換裝置、18.信號處理單元、19.電源轉換裝置。
[0018]下面結合實施例和說明書附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
【具體實施方式】
[0019]實施例
[0020]如圖1-3所示，一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)，它由旋轉部分和固定部分組成。
[0021]如圖1-3所示，旋轉部分由中軸1、磁鋼4、支撐套筒7、應變傳感器8、第二支架9、次級線圈10部分組成，磁鋼4呈圓周分布并固定于中軸1上，支撐套筒7、應變傳感器8、第二支架9分別固定在中軸1上，支撐套筒7的端面上設置有電路板，該電路板包括信號放大單元11、信號調制單元12、穩(wěn)壓整流單元13，該電路板上設置有用于信號輸出的引出線，應變傳感器8與該電路板通過導線相連接，第二支架9上纏繞有特定圈數的次級線圈10，次級線圈10與電路板信號輸出引出線相連接，穩(wěn)壓整流單元13輸出的穩(wěn)定電壓為應變傳感器8、信號放大單元11和信號調制單元12供電。
[0022]如圖1-3所示，固定部分由軸承2、霍爾元件3、第一支架5、初級線圈6、信號發(fā)生裝置14、功率放大單元15、信號解調單元16、頻壓轉換裝置17、信號處理單元18、電源轉換裝置19部分組成，2個軸承2分別套置于中軸1上，霍爾元件3固定于第一支架5上，并且與信號處理單元18相連接，霍爾元件3的感應面與磁鋼4的感應表面相對，第一支架5套裝在第二支架9上，第一支架5上纏繞有特定圈數初級線圈6，信號發(fā)生裝置14通過功率放大單元15與初級線圈6相連接，初級線圈6通過信號解調單元16與頻壓轉換裝置17相連接，電源轉換裝置19與電動自行車上的電源相連接，電動自行車電源經電源轉換裝置19轉換出兩種不同的電壓后，分別為信號發(fā)生裝置14和功率放大單元15供電。
【權利要求】
1.一種電動自行車中軸傳感系統(tǒng)，它由旋轉部分和固定部分組成，其特征是:旋轉部分由中軸(I)、磁鋼(4)、支撐套筒(7)、應變傳感器(8)、第二支架(9)、次級線圈(10)部分組成；磁鋼(4)呈圓周分布并固定于中軸(I)上，支撐套筒(7)、應變傳感器(8)、第二支架(9)分別固定在中軸(I)上，支撐套筒(7)的端面上設置有電路板，該電路板包括信號放大單元(11)、信號調制單元(12)、穩(wěn)壓整流單元(13)，該電路板上設置有用于信號輸出的引出線，應變傳感器(8)與電路板通過導線相連接，第二支架(9)上纏繞有特定圈數的次級線圈(10)，次級線圈(10)與電路板信號輸出引出線相連接，穩(wěn)壓整流單元(13)輸出的穩(wěn)定電壓為應變傳感器(8)、信號放大單元(11)和信號調制單元(12)供電；固定部分由軸承(2)、霍爾元件(3)、第一支架(5)、初級線圈(6)、信號發(fā)生裝置(14)、功率放大單元(15)、信號解調單元(16)、頻壓轉換裝置(17)、信號處理單元(18)、電源轉換裝置(19)部分組成；2個軸承(2)分別套置于中軸(I)上，霍爾元件(3)固定于第一支架(5)上，并且與信號處理單元(18)相連接，霍爾元件(3)的感應面與磁鋼(4)的感應表面相對，第一支架(5)套裝在第二支架(9)上，第一支架(5)上纏繞有特定圈數初級線圈￠)，信號發(fā)生裝置(14)通過功率放大單元(15)與初級線圈(6)相連接，初級線圈(6)通過信號解調單元(16)與頻壓轉換裝置(17)相連接，電源轉換裝置(19)與電動自行車上的電源相連接，電動自行車電源經電源轉換裝置(19)轉換出兩種不同的電壓后，分別為信號發(fā)生裝置(14)和功率放大單元(15)供電。
【文檔編號】B62M6/50GK204150203SQ201420585397
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】吳飛, 劉子健, 任秩倩, 王鳳蘭, 萬玉良, 董杰, 牛海龍, 張素紅 申請人:秦皇島鴻大科技開發(fā)有限公司