本發(fā)明涉及交通工具領域，更具體地說是指一種壓力檢測型踏板、助力自行車及助力控制方法。

背景技術：

自行車是人們日常生活中一種代步交通工具。而助力自行車是一種既擁有自行車的輕巧和便捷性，又能夠有效減輕自行車上坡、逆風、載物時的負重感的個人交通工具。它以傳統(tǒng)自行車為基礎，搭載以力矩傳感器為核心的動力系統(tǒng)，配有電機與電池。與電動自行車(電動踏板車)最大的區(qū)別在于它不是通過轉把來調節(jié)動力大小，而是以傳感器去感知騎行者踩腳踏的力度，根據人力的大小進行判斷，進而理解騎行者的騎行意圖，提供相應的動力支持。它無法像電動自行車那樣純電動行駛，而是需要“人力+電力”的混合動力驅動，因此騎這種車的方式與騎自行車沒什么區(qū)別；電力提供的恰當動力可完美解決騎自行車費力的問題，同時也因為人力的組成，它在搭載不大的電池的條件下就可超越一般電動自行車的續(xù)航里程，可達到80-100公里。

助力自行車領域最核心的技術之一是“力矩傳感器”，它是自行車電動助力系統(tǒng)理解騎行者意圖的核心。高端的電助力自行車均使用目前最具科技含量的“雙邊力矩傳感器”，這種傳感器技術長期被德國bosch及日本yamaha等幾家跨國公司壟斷，搭載這種傳感器的車輛售價一般在2000歐元以上，這也是電助力自行車在中國無法打開市場的一大原因。在自行車創(chuàng)業(yè)團隊中，輕客獨立研發(fā)出了以力矩傳感器為核心的智慧動力系統(tǒng)，使城市電助力車的整車價格在4000元以下，這個價格有望使這類車在國內得到普及。在中低端電助力車產品中，則廣泛使用“單邊力矩傳感器”(只能感知單只腳踏的力量大小，無法真實理解騎行者力量需求)，這也是目前大多數(shù)國產電助力車使用的技術，騎行體驗與高端車型有較大差距。在低端電助力車領域，還有一種使用“后軸勾爪傳感器”的產品，因為沒有技術門檻實現(xiàn)成本低而被廣泛采用，但是在實際使用過程中效果欠佳，因此基本只用在低端車款上。

綜合上述，市面上現(xiàn)有的感知騎行者腳踩踏力的技術及產品共同特點是：工藝結構復雜，工序多，成本比較高，且容易損壞；一旦自行車在騎行一段時間之后，出現(xiàn)故障時維修難度高，價格昂貴。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種壓力檢測型踏板、助力自行車及助力控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

壓力檢測型踏板，包括殼體、腳踏力檢測裝置及與腳踏力檢測裝置連接的電池；所述腳踏力檢測裝置包括至少一個壓力傳感器和無線發(fā)射模塊；所述壓力傳感器與所述無線發(fā)射模塊連接；所述壓力傳感器、無線發(fā)射模塊與電池電性連接。

壓力檢測型踏板，包括殼體，及與殼體旋轉聯(lián)接的轉軸；還包括腳踏力檢測裝置及與腳踏力檢測裝置連接的電池；所述腳踏力檢測裝置包括至少一個壓力傳感器和微控制器；所述壓力傳感器與所述微控制器連接；所述壓力傳感器、微控制器與電池電性連接，所述的微控制器通過電刷結構與外部電路電性聯(lián)接，所述的電刷結構設于轉軸與殼體的旋轉聯(lián)接處。

其進一步技術方案為：所述殼體包括下殼，及與下殼上下活動聯(lián)接的上殼；所述壓力傳感器設于上殼與下殼之間的相鄰處，所述上殼與下殼之間的空腔設有電路板和所述的電池，所述的電路板設有所述的無線發(fā)射模塊。

其進一步技術方案為：所述的壓力檢測型踏板還包括用于固定上殼與下殼的固定螺釘，所述固定螺釘與下殼螺紋固定聯(lián)接時，固定螺釘?shù)念^部與下殼的聯(lián)接底面形成的活動高度大于上殼的螺釘通孔高度，以形成上殼與下殼之間的活動空隙。

其進一步技術方案為：所述固定螺釘設有螺紋部和直徑大于螺紋部的聯(lián)接部；所述聯(lián)接部與螺釘通孔間隙式軸孔配合。

其進一步技術方案為：所述下殼的底部設有用于保持所述空腔內外氣壓平衡的通孔；所述通孔采用防水透氣膜密封；所述壓力傳感器與所述上殼之間設有緩沖硅膠片。

其進一步技術方案為：所述壓力傳感器為二個以上，設于殼體的上表面；所述的壓力檢測型踏板還包括設于壓力傳感器外周的保護殼，所述保護殼與殼體上表面聯(lián)接。

其進一步技術方案為：所述殼體內還設有微型發(fā)電機、及與微型發(fā)電機傳動聯(lián)接的轉軸，所述微型發(fā)電機與所述電池電性連接。

一種助力自行車，包括自行車本體，與自動車本體旋轉聯(lián)接的腳踏曲柄，及與腳踏曲柄外端旋轉聯(lián)接的踏板；所述踏板包括左踏板、右踏板；所述左踏板和/或右踏板為前述的壓力檢測型踏板；所述自行車本體設有驅動控制器、及與驅動控制器連接的動力電機；所述驅動控制器包括無線接收模塊，主控制器、驅動模塊及電池；所述無線接收模塊、電池、驅動模塊與主控制器電性連接。

一種助力自行車的助力控制方法，所述控制方法為無線控制方法或有線控制方法；

所述的無線控制方法包括以下步驟；

步驟一，壓力傳感器采集騎行者踩踏腳踏板的踏力，傳遞給無線發(fā)射模塊；

步驟二，無線發(fā)射模塊將接收到的信號發(fā)送至無線接收模塊；

步驟三，無線接收模塊將信號傳遞至主控制器；

步驟四，主控制器判斷左踏板或右踏板的踏力值是否大于設定值；如果是大于設定值，則進入下步驟，如果不是大于設定值，則返回步驟一；

步驟五，主控制器輸出控制信號至驅動模塊，增大動力電機的輸出功率，以產生助力；

所述的有線控制方法包括以下步驟：

步驟一，壓力傳感器采集騎行者踩踏腳踏板的踏力，傳遞給微控制器；

步驟二，微控制器通過電刷結構將接收到的信號傳遞至主控制器；

步驟三，主控制器判斷左踏板或右踏板的踏力值是否大于設定值；如果是大于設定值，則進入下步驟，如果不是大于設定值，則返回步驟一；

步驟四，主控制器輸出控制信號至驅動模塊，增大動力電機的輸出功率，以產生助力。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：通過腳踏力檢測裝置實現(xiàn)了對騎行者腳踏力的采集，可以實時準確地反饋騎行信息；踏板作為自行車的必備配件，腳踏力檢測裝置安裝于踏板內，不需要改變傳統(tǒng)自行車結構，便于生產，安裝簡單且方便維修更換，節(jié)省了人力和時間；在踏板內設有微型發(fā)電機，即使電池電量耗盡，騎行者只要轉動踏板就可以提供所需的電量，同時還可以對電池進行充電；通過腳踏力檢測裝置檢測踏力穩(wěn)定性高，信號傳輸安全、方便且使用壽命長、生產成本低，實用性強，可以大力推廣。

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中壓力檢測型踏板的立體圖；

圖2為壓力檢測型踏板第一實施例的剖視圖；

圖3為圖1的剖面圖；

圖4為圖1的爆炸圖；

圖5為壓力檢測型踏板第二實施例的剖視圖；

圖6為壓力檢測型踏板和驅動控制器的電路方框圖；

圖7為一種助力自行車的助力控制方法中無線控制方法的流程圖；

圖8為一種助力自行車的助力控制方法中有線控制方法的流程圖。

10殼體11下殼

12上殼121螺釘通孔

13空腔14電路板

15通孔16活動空隙

17密封圈18防水透氣膜

19反光片20腳踏力檢測裝置

21壓力傳感器22無線發(fā)射模塊

30電池40微控制器

50軸蓋60固定螺釘

61聯(lián)接部62螺紋部

70緩沖硅膠片90轉軸

100驅動控制器101無線接收模塊

102主控制器103驅動模塊

104電池110動力電機

具體實施方式

為了更充分理解本發(fā)明的技術內容，下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進一步介紹和說明，但不局限于此。

如圖1到圖8所示的具體實施例，其中，本發(fā)明第一實施例，壓力檢測型踏板，包括殼體10、腳踏力檢測裝置20及與腳踏力檢測裝置20連接的電池30；腳踏力檢測裝置20包括至少一個壓力傳感器21和無線發(fā)射模塊22；壓力傳感器21與無線發(fā)射模塊22連接；壓力傳感器21、無線發(fā)射模塊22與電池30電性連接。

具體的，如圖1至圖4所示的，殼體10包括下殼11，及與下殼11上下活動聯(lián)接的上殼12；壓力傳感器21設于上殼12與下殼11之間的相鄰處，上殼12與下殼11之間的空腔13設有電路板14和電池30，電路板14上設有無線發(fā)射模塊22。

其中，下殼11的底部設有用于保持空腔13內外氣壓平衡的通孔15；通孔15采用防水透氣膜18密封；還可以起到防水和防塵的作用。壓力傳感器21與上殼12之間設有緩沖硅膠片70，緩沖硅膠片70的邵氏硬度小于50。在殼體10的兩側設有反光片19，使得在夜間騎行時，能夠反光，有利于保護騎行者的安全。在上殼12與下殼11之間設有密封圈17，起到密封效果。

具體的，如圖3至圖4所示，壓力檢測型踏板還包括用于固定上殼12與下殼11的固定螺釘60，固定螺釘60與下殼11螺紋固定聯(lián)接時，固定螺釘60的頭部與下殼11的聯(lián)接底面形成的活動高度大于上殼12的螺釘通孔121高度，以形成上殼12與下殼11之間的活動空隙16。

其中，固定螺釘60設有螺紋部62和直徑大于螺紋部62的聯(lián)接部61；聯(lián)接部61與螺釘通孔121采用間隙式軸孔配合。

進一步地，殼體10內還設有微型發(fā)電機80、及與微型發(fā)電機80傳動聯(lián)接的轉軸90，微型發(fā)電機80與電池30電性連接，在殼體10外側設有用于保護微型發(fā)電機80的軸蓋50。微型發(fā)電機80可以隨著踏板轉動進行發(fā)電，提供所需用電及電池30充電。只要騎行者轉動踏板，就會產生電能提供所需電量，并且可以將多余的電量給電池30充電，當電池30的電力被消耗完之后既無需充電也無需拆卸替換，非常的簡單方便。由于該踏板中的電子元器件工作時的功耗非常低(<0.1w)，因此微型發(fā)電機80的體積可以做得很小，容易安裝于踏板內，而且小功率的微型發(fā)電機80不會顯著增加騎行者的阻力，亦不會影響騎行體驗。

其中，電池30為可充電鋰電池，充電接口(圖中未示出)設置在踏板的外表面。當電池30的電力被消耗完之后，直接插上電源進行充電即可，無需將電池30拆下替換。

具體的，如圖5所示的，第二實施例，壓力檢測型踏板，包括殼體10，及與殼體10旋轉聯(lián)接的轉軸90；還包括腳踏力檢測裝置20及與腳踏力檢測裝置20連接的電池30；腳踏力檢測裝置20包括至少一個壓力傳感器21和微控制器40；壓力傳感器21與微控制器40連接；壓力傳感器21、微控制器40與電池30電性連接，微控制器40通過電刷結構(圖中未示出)與外部電路進行電性聯(lián)接，電刷結構設于轉軸90與殼體10的旋轉聯(lián)接處。

具體的，如圖6所示，本發(fā)明還公開了一種助力自行車，包括自行車本體，與自動車本體旋轉聯(lián)接的腳踏曲柄，及與腳踏曲柄外端旋轉聯(lián)接的踏板；踏板包括左踏板、右踏板；左踏板和/或右踏板為前述的壓力檢測型踏板；自行車本體設有驅動控制器100、及與驅動控制器100連接的動力電機110；驅動控制器100包括無線接收模塊101，主控制器102、驅動模塊103及電池104；無線接收模塊101、電池104、驅動模塊103與主控制器102電性連接。

具體的，如圖7至圖8所示，本發(fā)明還公開了一種助力自行車的助力控制方法，控制方法為無線控制方法或有線控制方法；

如圖7所示，無線控制方法包括以下步驟；

步驟一，壓力傳感器采集騎行者踩踏腳踏板的踏力，傳遞給無線發(fā)射模塊；

步驟二，無線發(fā)射模塊將接收到的信號發(fā)送至無線接收模塊；

步驟三，無線接收模塊將信號傳遞至主控制器；

步驟四，主控制器判斷左踏板或右踏板的踏力值是否大于設定值；如果是大于設定值，則進入下步驟，如果不是大于設定值，則返回步驟一；

步驟五，主控制器輸出控制信號至驅動模塊，增大動力電機的輸出功率，以產生助力；

如圖8所示，有線控制方法包括以下步驟：

步驟一，壓力傳感器采集騎行者踩踏腳踏板的踏力，傳遞給微控制器；

步驟二，微控制器通過電刷結構將接收到的信號傳遞至主控制器；

步驟三，主控制器判斷左踏板或右踏板的踏力值是否大于設定值；如果是大于設定值，則進入下步驟，如果不是大于設定值，則返回步驟一；

步驟四，主控制器輸出控制信號至驅動模塊，增大動力電機的輸出功率，以產生助力。

其中，在無線控制方法的步驟一中，壓力傳感器在騎行者踩踏腳踏板時，產生一個電阻變化，隨著踩踏力的增大而電阻減小，踩踏力減小則電阻增大；這個電阻變化通過電路轉換為電信號再通過無線發(fā)射模塊傳遞給無線接收模塊。

于其他實施例中，壓力傳感器為二個以上，設于殼體的上表面；壓力檢測型踏板還包括設于壓力傳感器外周的保護殼，保護殼與殼體上表面聯(lián)接。

于其他實施例中，驅動控制器還可以根據當前騎行的狀態(tài)(如騎行的速度，踩左踏板與踩右踏板力的差值大小等)來判斷，動力電機是否增大的功率輸出，以產生助力，從而使騎行者騎行時更省力。

綜上所述，本發(fā)明通過腳踏力檢測裝置實現(xiàn)了對騎行者腳踏力的采集，可以實時準確地反饋騎行信息；踏板作為自行車的必備配件，腳踏力檢測裝置安裝于踏板內，不需要改變傳統(tǒng)自行車結構，便于生產，安裝簡單且方便維修更換，節(jié)省了人力和時間；在踏板內設有微型發(fā)電機，即使電池電量耗盡，騎行者只要轉動踏板就可以提供所需的電量，同時還可以對電池進行充電；通過腳踏力檢測裝置檢測踏力穩(wěn)定性高，信號傳輸安全、方便且使用壽命長、生產成本低，實用性強，可以大力推廣。

上述僅以實施例來進一步說明本發(fā)明的技術內容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發(fā)明的實施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。