智能型电助动自行车制造技术

本实用新型专利技术涉及电助动自行车的结构设计领域，本实用新型专利技术包括车把、车座、车架、中轴及脚蹬、前、后两个车轮以及车链，其特征在于所说的两个车轮中的一个为装有电动轮毂的动力轮，还包括测力、测速装置及对电动力大小进行自动控制的微机控制单元。本实用新型专利技术传动效率高、节能，重量轻、结构简洁，能根据人的脚蹬力大小，骑行速度对电力进行自动调整，达到既锻炼身体又保证安全之目的。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电助动自行车的结构设计领域，特别涉及采用微型计算机对电力大小进行自动控制的自行车。电助动自行车以其省力、节能、无污染、轻便的显著优点受到使用者的好评，同时又进一步促进了产品不断改良、完善。本申请人于90年向中国专利局提出一种“双驱动动力轮毂式电助自行车”的专利技术专利(90109892.2)，并于93，3，12获得专利权，该专利公布了一种用带齿轮传动电动轮毂的电动车轮，代替普通自行车车轮，具有电机效率高、重量轻、可因路面、风向等条件的不同自由选择单轮或双轮驱动等等但这种电动自行车只能人工切换，采用单轮或双轮电驱动或是完全人力驱动。不能根据人力的大小对电力进行调整、控制。因此不能使骑车者始终保持用力适度，并控制电力使车速保持在安全标准范围之内。本技术的目的在于为克服已有技术的不足之处，提出一种智能型的电助动自行车的技术方案，不但保持了采用电动轮毂自行车的传动效率高、节能，重量轻、结构简洁的优点，而且进一步能根据人的脚蹬力大小，骑行速度对电力进行自动调整，使骑车者不但能始终保持用力适度，也可在车速高时加大人力，减少电力，达到既锻炼身体又保证安全之目的。本技术提出一种智能型电助动自行车，包括车把、车座、车架、中轴及脚蹬、前、后两个车轮以及车链，其特征在于所说的两个车轮中的一个为装有电动轮毂的动力轮，还包括测力、测速装置及对电动力大小进行自动控制的微机控制单元。本技术测速装置包括偏心轴套筒及与之连为一体的摆杆，靠近该摆杆端部的位移传感器，与所说套筒同轴安装的速度盘及测速传感器。所说的微机控制单元包括单片机和与其相连的速度信号检测单元，人力信号检测单元，电力信号检测单元以及所说单片机输出的控制信号进行放大后去控制轮毂电机功率的功率放大电路。本技术上述的的测力、测速单元可安装在中轴上，电动轮毂可安装在前轮或后轮上。测力、测速单元也可安装在后轮轮轴上，在这种方案中电动轮毂则安装在前轮上。本技术的工作过程如下骑行自行车时，当脚蹬受力后，脚蹬和链条张紧力的合力通过中轴或后轮轴作用于偏心轴套筒，该偏心套筒由于偏心作用而产生微小转动，与偏心套联接在一起的摆杆将产生一个放大的位移，此位移与脚蹬力成比例，位移传感器测量出该位移的大小，从而测出人力的大小，此信号由人力信号检测单元接收输入计算机；另外当骑行自行车时，与偏心轴套筒安装一起的速度盘也随中轴或后轮轴转动而转动，速度传感器可接收到速度盘的转动信号，并送速度信号检测单元，根据自行车传动关系就可测量出车速，此信号也输入计算机；电力信号检测单元是根据永磁直流电机的特性，电机输出电力的大小可以通过电枢电流的大小来反映，通过检测电机电枢电流来探测输出电力的大小，单片机根据人力信号速度信号电力信号以及预先设定的电力支持的大小，输出一控制信号，经功率放大电路放大后控制电机电力的输出。从而实现了根据人力、车速的大小，电力进行自动补偿。为了进一步节能，本技术的微机控制单元还包括一工作状态切换控制电路，即微机控制单元设置了一种非工作状态即“休眠状态”，“休眠状态”与“工作状态”之间可以自动切换。骑行自行车时，进入工作状态，微机工作，不骑行时自动进入“休眠状态”使微机控制单元的工作电流降至最小。本技术车体为普通自行车，电池可以选用铅酸免维护电池，也可采用镍镉电池和其他种类电池。本技术具有以下特点第一、可以人力和电力同时驱动、骑行省力。人力通过脚蹬和链传动方式驱动自行车。骑行过程中，传感系统检测到脚蹬上蹬踏力的大小和速度两个信号，输入微型计算机，微型计算机根据输入的信号控制电动轮毂内电机输出驱动力，以支持人力驱动。第二、电力输出与人力成比例。速度在0-15km/h范围内，电力与人力始终保持一定比例车速在15-24km/h范围内，随车速的增加， 电力在驱动力中所占比例由逐渐减小至0，符合自行车的安全要求。第三、结构简洁、轻便。第四、传动效率高，节约能源。第五、无污染。附图简要说明附图说明图1为本技术实施例总体结构示意图。图2为本实施例电动轮毂结构示意图。图3为本实施例测力测速装置示意图。图4为本实施例微机控制单元电路原理图。图5为本实施例微机控制程序框图。本技术设计出一种智能型电助动自行车实施例，如图1-图5所示，结合各附图详细描述如下。本实施例的总体结构如图1所示，包括车把1，车座2，车架3，中轴4，脚蹬5，前轮6及车链7，上述各部分均与普通自行车的构造一样，可采用已有自行车的各种式样，其特点是后车轮8轮轴安装一电动轮毂81，中轴上安装有测力、测速装置9，车座下的后车架上安装有微机控制单10和电池11。本实施例的电动轮毂采用本申请人的专利(90109892.2)，其结构如图2所示。轮毂内盘状电机21，通过齿轮22、23、24、25降速后传动到轮毂29，带动车轮转动、电机、齿轮等传动部件安装在左、右半壳体27、28内，左右壳体27、28则通过左、右半轴210、211，固定在车架前叉或后叉上。图中的26是单向离合器，212是轴承、213是飞轮。当有电力驱动时，电机通过齿轮传动(齿轮25与其内部的单向离合器26锁合)，由离合器26的芯座带动轮毂29转动。当只有人力驱动时，电机无转动，脚蹬经链传动通过飞轮13带动轮毂29转动，从而驱动车轮，此时离合器26使电机及齿轮传动系统与轮毂29完全脱开，以免电机和齿轮的转动引起阻力。当人力和电力同时驱动时，电机的转动使齿轮25与离合器26锁合，运动和动力可传至轮毂29上，它们将共同作为动力驱动车轮。本实施例的测力测速装置结构如图3所示。当脚蹬受力后，脚蹬和链条张紧力的合力通过中轴31作用于偏心套筒32，偏心套32将由于偏心作用而产生微小转动，与偏心套32联接在一起的摆杆33将产生一个放大了的位移，此位移与脚蹬力成比例，利用安装在摆杆33附近的位移传感器34测量该位移的大小，从而测出人力。图中弹簧37的作用是脚蹬不受力时，使摆杆33恢复至最低位置。位移传感器34可选用线性霍尔传感器如UGN3501、UGN3503等，这样可简化信号处理的硬件电路。脚蹬受力时，摆杆33的右端部产生位移，位移的大小影响传感器34输出电压的大小，微型计算机测量传感器34上的电就可探测出人力的大小。在图3中，速度盘36可随中轴一起转动，其上装有数个磁性物质，骑行自行车时，速度盘随中轴转动，其上的各个磁性物质相继地接近和离开测速传感器35，传感器35就相应地产生成串的脉冲信号，该脉冲系列送给微型计算机，计算机根据脉冲周期及自行车传动关系就可测算出车速。本实施例测速传感器可选用干簧管、开关霍尔传感器，也可采用光电方式及其它方式测速。本实施例的微机控制单组成及电路原理如图4所示。本单元由单片机I、人力信号接口电路II、电力信号接口电路III、速度信号接口电路IV、功率放大电路V、保护电路VI、电源电路VII和工作状态控制电路VIII八部分组成。如图中虚线框所示，各部分组成及功能分别描述如下微型计算机单I此单元仅由一片集成电路一单片微型计算机和极少的外围电路(复位电路R1、D1、C1和振荡电路的石英晶体XTAL，电容C2、C3)组成，单片机可以采用Motorola的MC68HC05P6或MC68HC05P9，Microchi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型电助动自行车，包括车把、车座、车架、中轴及脚蹬、前、后两个车轮以及车链，其特征在于所说的两个车轮中的一个为装有电动轮毂的动力轮，还包括测力、测速装置及对电动力大小进行自动控制的微机控制单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马贵龙，王兴信，李尤祥，付春林，
申请(专利权)人：扬州亿安电动车有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]