專利名稱：電動助力自行車智能傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能傳感器，特別涉及一種利用圓弧形板彈簧的電動助力自行 車智能傳感器。
背景技術(shù)：
電動自行車以其安全、對環(huán)境污染少、使用成本低等特點(diǎn)，已成為一種普 遍的交通工具。電動自行車按其控制方式可分為純電動自行車和助力式電動自 行車。純電動自行車目前在我國較為流行，它用轉(zhuǎn)動手柄控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，相比 騎一般的自行車增加了控制手段，但也包含了一定的不安全因素；騎行時一直 使用電池，耗電較多，電池充電一次的續(xù)行里程短，因而充電次數(shù)頻繁，導(dǎo)致 電池的使用壽命短，增加了使用者的騎行成本。助力式電動自行車在國外較為 流行，這種自行車騎行方式與自行車完全一樣，人力與電力共同出力，耗電量 較小，電池充電一次的續(xù)行里程長，因而使得蓄電池的使用壽命可以延長一倍 以上。因此，助力式電動自行車是將來電動自行車的發(fā)展方向。
所謂助力式電動自行車是一種電動自行車，'但是這種電動自行車不是光靠 電動機(jī)驅(qū)動的。騎行時，只有當(dāng)人施加一定的力時，電動機(jī)才施加動力。如果 人不施加力，電動機(jī)也不會施加動力。電動機(jī)施加動力的大小與人施加力的大 小有關(guān)，人施加的力大，電動機(jī)施加的動力也大；反之力就小。這種助力式電 動自行車的電動機(jī)僅僅起到助力的作用，因此稱為電動助力自行車。近年來， 這種電動助力自行車在歐美國家十分流行，是目前自行車行業(yè)熱門的研究課題 之一。
助力式電動自行車的技術(shù)關(guān)鍵在于助力傳感器。目前，助力傳感器多為力 矩型傳感器，測量人騎行時腳踏產(chǎn)生的力矩，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)放大或其它 處理后替代純電動自行車手柄送出的電壓送給控制器，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，給自 行車助力。中國專利公開號CN2432080公開了一種電動車智能傳感器，它含有安裝 座，安裝座上固定有霍爾元件，并鉸支V形傳感臂，傳感臂的兩開口端分別固 定磁鋼，通過杠桿機(jī)構(gòu)與鉸支在杠桿一端的被動輪銜接。組裝時，將安裝座固 定在車架上，霍爾元件位于V形傳感臂的兩開口端之間，被動輪與電動車傳動 鏈接觸。由于該裝置的結(jié)構(gòu)較大，必須占據(jù)較大空間，因此不利于在電動助力 自行車上使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種電動助力自行車智能傳感器，它解決了現(xiàn)有電 動自行車的傳感器存在的上述缺陷的問題，因其結(jié)構(gòu)簡單，線性好，性能可靠， 制造與安裝方便，能調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸出功率，因而有利于在電動助力自行車上 推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種電動助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，所述 智能傳感器包括一蝶形平板、 一圓弧形板彈簧、 一磁鋼、 一霍爾元件以及一電 刷；
所述蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直；
所述圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中 軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián) 接； '
所述磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上；
所述電刷的兩個觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。
本發(fā)明采取如下進(jìn)一步的技術(shù)措施
所述磁鋼安置在蝶形平板上，所述霍爾元件安置在鏈輪上。 所述磁鋼安置在鏈輪上，所述霍爾元件安置在蝶形平板上。 所述磁鋼與霍爾元件的位置相鄰近。
所述蝶形平板周邊設(shè)有數(shù)個凸出部，凸出部壓接圓弧形板彈簧。 所述霍爾元件設(shè)置在一凸出部上。
所述圓弧形板彈簧、蝶形平板、鏈輪這三者的平面相互平行。所述圓弧形板彈簧的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個樞接孔相對而置。 本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和 積極的效果
本發(fā)明的電動助力自行車智能傳感器在結(jié)構(gòu)上僅用了蝶形平板、圓弧形板 彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)自行車助動力的目的， 而且其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，線性好，性能可靠，制造與安裝均為方便。
本發(fā)明將圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧作為力矩的傳感 器，將測量磁鋼和霍爾元件間的相對位移來確定圓弧形板彈簧的變形量和腳踏 力的大小，并按照人騎車時施加力的大小來調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸出功率。


圖1是本發(fā)明的一種電動助力自行車智能傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是按圖l所示智能傳感器的側(cè)視圖。
圖3是圖1智能傳感器中的圓弧形板彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號-
l為中軸，2為蝶形平板，3為圓弧形板彈簧，4為鏈輪，5為磁鋼，6為 霍爾元件，7為電刷。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1 3來具體介紹本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例。 參見圖1和圖2，本發(fā)明是一種電動助力自行車智能傳感器，它安裝在電
動助力自行車的中軸1與鏈輪4之間，主要由一蝶形平板2、 一圓弧形板彈簧
3、 一磁鋼5、 一霍爾元件6以及一電刷7組成。
蝶形平板2剛性套接于中軸1的四周，蝶形平板2的平面與中軸l相垂直。 參見圖3，圓弧形板彈簧3的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個樞接孔相對而置。
圓弧形板彈簧3的一端A通過一樞接孔與蝶形平板2聯(lián)接，圓弧形板彈簧3的
另一端B通過另一樞接孔與鏈輪4聯(lián)接。圓弧形板彈簧3沿圓弧方向彈升或收縮。
磁鋼5安裝在蝶形平板2上，霍爾元件6安裝在鏈輪4上。也可以將磁鋼5安裝在鏈輪4上，霍爾元件6安裝在蝶形平板2上。磁鋼5與霍爾元件6的 位置相鄰近。蝶形平板2周邊設(shè)有數(shù)個凸出部，霍爾元件6可設(shè)置在一凸出部 上，凸出部壓接圓弧形板彈簧3。具體地說，蝶形平板2周邊設(shè)置三處突出的 扇形板，三處扇形板分段壓接在圓弧形板彈簧3上。
電刷7的兩個觸點(diǎn)分別靠近磁鋼5和霍爾元件6。電刷7通過線路與電動 助力自行車的電動機(jī)聯(lián)接。
圓弧形板彈簧(3)設(shè)置在蝶形平板(2)與鏈輪(4)之間。圓弧形板彈 簧3、蝶形平板2以及鏈輪4這三者的平面相互平行，形成了三個豎直方向的 立面。這樣的三層架構(gòu)僅在原始自行車的中軸到鏈輪的厚度上增加了少許尺 寸，形成了本發(fā)明的一種簡單、輕便的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不會影響電動助力自行 車的正常功能。
圓弧形板彈簧3環(huán)繞設(shè)于中軸1上。圓弧形板彈簧3作為力矩的傳感器， 將測量磁鋼5和霍爾元件6間的相對位移來確定圓弧形板彈簧3的變形量和腳 踏力的大小，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，通過電刷7來控制電動機(jī)的輸出功率。
本發(fā)明的電動助力自行車智能傳感器的工作原理如下
普通自行車的中軸與鏈輪是固定聯(lián)接的，因此在運(yùn)行中它們一同旋轉(zhuǎn)。而 在本發(fā)明中，將中軸和鏈輪拆開成兩個零件，使自行車的中軸1與蝶形平板2 垂直聯(lián)接，蝶形平板2與圓弧形板彈簧3的一端A聯(lián)接，圓弧形板彈簧3的另 一端B與鏈輪4聯(lián)接，這樣，普通自行車的中軸與鏈輪之間的剛性聯(lián)接就變?yōu)?本發(fā)明的通過圓弧形板彈簧3的彈性聯(lián)接。騎行時，自行車中軸必須通過圓弧 形板彈簧3才能帶動鏈輪4轉(zhuǎn)動。眾所周知，當(dāng)彈簧受力時會產(chǎn)生變形，所以 人騎行時，圓弧形板彈簧3會變形，其變形量的大小與人騎自行車時施加力的 大小成正比。施加力大，變形量就大，反之，變形量就小。圓弧形板彈簧3的 變形量就是蝶形平板2和鏈輪4與板彈簧聯(lián)接點(diǎn)A、 B處的相對位移，由于磁 鋼5安裝在鏈輪4上，霍爾元件6安裝在蝶形平板2上，在圓弧形板彈簧3受 力產(chǎn)生變形時，磁鋼5與霍爾元件6間的相對位置隨之變化。這一變化量與在 圓弧形板彈簧3受力產(chǎn)生變形量即人騎自行車時施加力的大小成正比。因此， 圓弧形板彈簧3的變形量可以通過磁鋼5與霍爾元件6間的相對位置變化轉(zhuǎn)化 為電信號。電信號的大小就反映了人騎自行車時施加力的大小。由于中軸l與
6鏈輪4是旋轉(zhuǎn)的，這個電信號也就隨之旋轉(zhuǎn)，利用電刷7將信號引出，就可以 調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸出功率了，從而達(dá)到按照人騎自行車時施加力的大小而調(diào)節(jié)電 動機(jī)的輸出功率，即調(diào)節(jié)自行車助動力的目的。
綜上可知，本發(fā)明的電動助力自行車智能傳感器在結(jié)構(gòu)上僅采用蝶形平 板、圓弧形板彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)自行車 助動力的目的。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實(shí)施例僅是用來說 明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對 上述實(shí)施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種電動助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，其特征在于，所述智能傳感器包括一蝶形平板、一圓弧形板彈簧、一磁鋼、一霍爾元件以及一電刷；所述蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直；所述圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián)接；所述磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上；所述電刷的兩個觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼安置在蝶形平板上，所述霍爾元件安置在鏈輪上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼安置在鏈輪上，所述霍爾元件安置在蝶形平板上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述磁鋼與霍爾元件的位置相鄰近。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述蝶形平板周邊設(shè)有數(shù)個凸出部，凸出部壓接圓弧形板彈簧。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述霍爾元件設(shè)置在一凸出部上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述圓弧形板彈簧、蝶形平板、鏈輪這三者的平面相互平行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動助力自行車智能傳感器，其特征在于，所 述圓弧形板彈簧的兩端均設(shè)有一樞接孔，兩個樞接孔相對而置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動助力自行車智能傳感器，設(shè)置在自行車的中軸與鏈輪之間，它包括一蝶形平板、一圓弧形板彈簧、一磁鋼、一霍爾元件以及一電刷。蝶形平板剛性套接于中軸的四周，蝶形平板的平面與中軸相垂直。圓弧形板彈簧設(shè)置在蝶形平板與鏈輪之間，圓弧形板彈簧環(huán)繞設(shè)于中軸上，圓弧形板彈簧的一端與蝶形平板聯(lián)接，圓弧形板彈簧的另一端與鏈輪聯(lián)接。磁鋼和霍爾元件分別安置在蝶形平板和鏈輪上。電刷的兩個觸點(diǎn)分別靠近磁鋼和霍爾元件。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上僅用了蝶形平板、圓弧形板彈簧、磁鋼、霍爾元件及電刷等少量元件，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)自行車助動力的目的，而且其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，線性好，性能可靠，制造與安裝均為方便。
文檔編號G01L3/00GK101561328SQ20091005173
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者葉雪峰 申請人:葉雪峰