一种助力自行车中轴传感装置的制作方法-凯发k8娱乐

本发明涉及助力自行车，特别是涉及一种助力自行车中轴传感装置。

背景技术：

1、助力自行车中轴旋转时的角度、速度、扭矩等信息的同时测量对后续控制系统有关键作用，现有测量角度和速度的传感装置不能同时测量出扭矩，而扭矩测量通常用贴应变片的方法，这种方法较适用于静态扭矩测量，动态扭矩测量时，给应变片供电和信号传输变得极为困难，当遇到同时需要转速信号和扭矩信号的时候，就需要同时安装转速传感器和扭矩传感器，分别测量后送给后续处理电路。

2、上述方案造成结构过于复杂，不利于小型化应用于助力自行车上，难以为助力自行车中轴辅助控制驱动器同时提供转速和转矩信息，为此我们提出一种助力自行车中轴传感装置。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种助力自行车中轴传感装置，传感装置负责采集速度信号和基准信号，信号处理模块负责接收传感装置输出的信号，并对信号进行标准化处理，然后输出给电机控制驱动模块，当人骑行助力自行车时，计算即可得出此刻的扭矩值，当扭矩大到规定值时，中置电机开始工作，输出动力给中轴，辅助骑行者输出扭矩动力，从而减轻骑行者负担，获得良好骑行体验。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种助力自行车中轴传感装置，包括中轴，所述中轴上安装设置有传感装置，所述传感装置包括测速子系统和基准子系统，实现实时采集中轴的速度信号和基准信号；还包括中置电机，所述中置电机与中轴之间传动连接；还包括电机控制驱动模块，所述电机控制驱动模块控制中置电机的开关；还包括信号处理模块，所述测速子系统和基准子系统的反馈信号均与信号处理模块信号连接，所述信号处理模块的反馈信号与电机控制驱动模块信号连接。

3、优选的，所述信号处理模块用于采集基准信号和速度信号，测算基准点实时对应的检测点的扭矩值，并将速度信号和扭矩值转换成标准信号输出至电机控制驱动模块。

4、优选的，所述信号处理模块对于中轴的标定，步骤如下：

5、步骤一、首先将中轴装在实验加载台上，在无扭矩状态下接收到测速信号和基准信号，确定一个基准信号的电压值或角度；

6、步骤二、用弦波基准信号某一个点作为基准点a，采集此刻速度信号的电压值或角度，作为“零点o”；

7、步骤三、在静态状态下，给中轴施加中置电机设计时标称的最大扭矩，采集此刻基准信号的“基准点a”对应的测速信号“最大扭矩点c”的电压或角度，获得最大扭矩点c的电压或角度，作为最大扭矩点值；

8、步骤四、获得了“零点值”和最大扭矩点值后，可将扭矩值对应“零点值”和“最大扭矩点值”作线性化处理，插值生成扭矩数据表，中轴就标定完成了；

9、步骤五、对于精度要求高的中置电机和电机控制驱动模块，需要对中轴施加不同的扭矩，获得足够多的检测点值，然后对数据进行拟合处理，得出更精确的扭矩数据表。

10、优选的，所述测速子系统由测速齿轮和测速传感器组成，实现每转输出固定数量正弦信号，信号波形的具体数量由测速齿轮的齿数决定。

11、优选的，所述基准子系统由测扭矩参考齿轮和测扭矩参考传感器组成，实现每转输出固定数量正弦信号，信号数量可以和测速子系统一样多，也可以一转输出一个或几个正弦信号。

12、优选的，所述测速传感器选择磁阻感应芯片，感应测速齿轮的轮齿并输出正弦信号。

13、优选的，所述测速齿轮选择多磁道磁环，所述测速传感器感应测速齿轮的磁道信号，并输出正弦信号。

14、优选的，所述测扭矩参考传感器选择磁阻感应芯片，感应测扭矩参考齿轮的轮齿并输出正弦信号。

15、优选的，所述测扭矩参考齿轮选择多磁道磁环，所述测扭矩参考传感器感应测扭矩参考齿轮的磁道信号，并输出正弦信号。

16、优选的，所述中轴的两端均同轴连接有支撑轴承，所述中轴的其中一末端同轴连接有动力输出轮，所述中置电机的输出轴与动力输出轮之间传动连接。

17、与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

18、传感装置应用于助力自行车中轴，为助力自行车中轴提供转速和转矩信息，传感装置负责采集速度信号和基准信号，信号处理模块负责接收传感装置输出的信号，并对信号进行标准化处理，然后输出给电机控制驱动模块，当人骑行助力自行车时，计算即可得出此刻的扭矩值，当扭矩大到规定值时，中置电机开始工作，输出动力给中轴，辅助骑行者输出扭矩动力，从而减轻骑行者负担，获得良好骑行体验。

技术特征：

1.一种助力自行车中轴传感装置，包括中轴(1)，其特征在于：所述中轴(1)上安装设置有传感装置(9)，所述传感装置(9)包括测速子系统(13)和基准子系统(7)，实现实时采集中轴(1)的速度信号和基准信号；

2.根据权利要求1所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述信号处理模块(10)用于采集基准信号和速度信号，测算基准点实时对应的检测点的扭矩值，并将速度信号和扭矩值转换成标准信号输出至电机控制驱动模块(11)。

3.根据权利要求1所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述信号处理模块(10)对于中轴(1)的标定，步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述测速子系统(13)由测速齿轮(2)和测速传感器(3)组成，实现每转输出固定数量正弦信号，信号波形的具体数量由测速齿轮(2)的齿数决定。

5.根据权利要求1所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述基准子系统(7)由测扭矩参考齿轮(4)和测扭矩参考传感器(5)组成，实现每转输出固定数量正弦信号，信号数量可以和测速子系统(13)一样多，也可以一转输出一个或几个正弦信号。

6.根据权利要求4所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述测速传感器(3)选择磁阻感应芯片，感应测速齿轮(2)的轮齿并输出正弦信号。

7.根据权利要求4所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述测速齿轮(2)选择多磁道磁环，所述测速传感器(3)感应测速齿轮(2)的磁道信号，并输出正弦信号。

8.根据权利要求5所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述测扭矩参考传感器(5)选择磁阻感应芯片，感应测扭矩参考齿轮(4)的轮齿并输出正弦信号。

9.根据权利要求5所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述测扭矩参考齿轮(4)采用多磁道磁环，所述测扭矩参考传感器(5)感应测扭矩参考齿轮(4)的磁道信号，并输出正弦信号。

10.根据权利要求1所述的一种助力自行车中轴传感装置，其特征在于：所述中轴(1)的两端均同轴连接有支撑轴承(6)，所述中轴(1)的其中一末端同轴连接有动力输出轮(8)，所述中置电机(12)的输出轴与动力输出轮(8)之间传动连接。

技术总结
本发明公开了一种助力自行车中轴传感装置，包括中轴，所述中轴上安装设置有传感装置，所述传感装置包括测速子系统和基准子系统，实现实时采集中轴的速度信号和基准信号；还包括中置电机，所述中置电机与中轴之间传动连接；还包括电机控制驱动模块，所述电机控制驱动模块控制中置电机的开关；还包括信号处理模块，所述测速子系统和基准子系统的反馈信号均与信号处理模块信号连接，所述信号处理模块的反馈信号与电机控制驱动模块信号连接；当人骑行助力自行车时，计算即可得出此刻的扭矩值，当扭矩大到规定值时，中置电机开始工作，输出动力给中轴，辅助骑行者输出扭矩动力，从而减轻骑行者负担，获得良好骑行体验。

技术研发人员：蔡国锋,霍振霆
受保护的技术使用者：北京玻迅基业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17