用壳体内多磁块均匀分布传感器的助力自行车

摘要

本发明用壳体内多磁块均匀分布传感器的助力自行车属于多点位磁感应提供助力信号的电动助力自行车。传感器包括依次连接的传感元件、助力模型处理器、数模转换器、运算放大器，传感元件包括转动盘和固定盘相嵌的内空中设有永磁块和霍尔，转动盘上固定设置有多个相邻磁极性相反的永磁块，固定盘上的霍尔设在接近永磁块的位置。传感器套在自行车的中轴外，运算放大器电机控制器连接。优点：永磁块与霍尔的相对位置固定，霍尔可获得矩形波信号，便于传感器经数字处理输出用人为设定助力模型，助力起始、终点、力量合理，使人机能配合又省电。

主权项

用壳体内多磁块均匀分布传感器的助力自行车，包括电动自行车和传感器，电动自行车有中轴（51），中轴（51）中间段套有套管（52），中轴（51）与套管（52）转动连接；中轴（51）上固定有链盘（53），中轴（51）两端分别固定有脚踏板（54）；电动自行车上电池（55）连接电机控制器（29），电机控制器（29）连接车轮上的电机（30）；其特征在于：传感器的结构和部件的连接关系如下：传感器包括依次连接的传感元件、助力模型处理器（21）、数模转换器（27）和运算放大器（28）；［1］传感元件是把环形凹槽转动盘（1）的转动运动变为矩形波信号输出的元件；传感元件包括一块环形凹槽转动盘（1）、环形凹槽固定盘（40）、一个霍尔（3）和多枚永磁块（2），多枚永磁块（2）的大小相同、形状相同、磁通量相同，环形凹槽转动盘（1）和环形凹槽固定盘（40）两者的凹面相对，环形凹槽固定盘（40）嵌合在环形凹槽转动盘（1）的环形凹槽之中，成两个盘能相对转动的嵌合内空外壳，两个盘的凹面夹成一个空心环（41）；在空心环（41）位置的环形凹槽转动盘（1）上固定设置有多枚永磁块（2），该多枚永磁块（2）均匀地呈圆形轨迹分布，即每枚永磁块（2）到圆形轨迹线（5）所在圆中心的距离相同、相邻两枚永磁块（2）之间的距离相同；每枚永磁块（2）磁极性的N极和S极分别在环形凹槽转动盘（1）的两面，相邻两枚永磁块（2）的磁极性相反，一块环形凹槽转动盘（1）上全部永磁块（2）的磁极性分布方式是N极、S极、 N极、S极、 N极、S极……；在空心环（41）的环形凹槽固定盘（40）上固定设置有一个霍尔（3），霍尔（3）设在接近永磁块（2）并能感受每个永磁块（2）磁通量的位置，霍尔（3）与永磁块（2）之间有间距；霍尔（3）是对相反磁极性产生矩形波输出信号的霍尔；［2］助力模型处理器（21）是把转动盘（1）转动的数字信号变为助力模型数字信号的信号形式转换器；助力模型处理器（21）包括模数转换和速度计算器（24）、助力模型存储器（25）和助力模型计算器（26）；模数转换和速度计算器（24）与传感元件的霍尔（3）连接；模数转换和速度计算器（24）把霍尔（3）输入的矩形波信号计算出各矩形波之间的变化速度表示转动盘（1）的转速；模数转换和速度计算器（24）与助力模型计算器（26）连接，助力模型存储器（25）也与助力模型计算器（26）连接；助力模型计算器（26）用模数转换和速度计算器（24）的转动盘（1）转速选择助力模型存储器（25）中的某一种助力模型函数，并将转动盘（1）转速条件代入助力模型函数，计算出适合的助力模型数字信号，即助力模型计算器（26）输出助力模型数字信号；［3］数模转换器（27）是把助力模型数字信号转换成助力模型的模拟信号；助力模型计算器（26）与数模转换器（27）连接，数模转换器（27）把助力模型计算器（26）的助力模型数字信号转换成助力模型模拟信号；［4］运算放大器（28）是把数模转换器（27）的助力模型模拟信号转换成额定电压范围的助力模型模拟信号；传感器与电动自行车的连接关系是：传感器的环形凹槽转动盘（1）和环形凹槽固定盘（40）套在电动自行车的中轴（51）外，并且环形凹槽固定盘（40）与中轴（51）外的套管（52）固定连接，传感器的环形凹槽转动盘（1）与电动自行车的中轴（51）固定连接，环形凹槽转动盘（1）伴随中轴（51）同步转动；环形凹槽转动盘（1）与环形凹槽固定盘（40）内外相套的嵌合成转动连接；环形凹槽转动盘（1）和中轴（51）两者为相同的转动中心，传感器中运算放大器（28）的信号输出导线与电动自行车的电机控制器（29）的信号输入端连接。