一种电动助力自行车脚踏力矩传感系统技术方案

本发明专利技术提供一种电动助力自行车脚踏力矩传感系统。其左右脚踏通过两端轴承同轴地紧配在中轴两端，中轴与星架连接；星齿组的星齿滑配在星架的星架轴上，并同时与契环齿和太阳齿偶合装配；太阳齿与后轮传动齿一体成型于同一齿轮连接轴的两端，该齿轮连接轴通过内轴孔套装在中轴上，超越离合器装配于该段齿轮连接轴上，并通过电机同步带与电机的传动轴连接；契环齿外圆与支撑体的壳体滑动配合，契环齿外圆上的契块与支撑体的壳体之间置入应力传感器，应力传感器将信号传送到微处理器终端，微处理器控制电机运转参数。采用上述方案后可实现体能、机能合二为一的方式驱动车辆前行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于日常生活和工作的交通工具
，特指一种 电动助力自行车脚踏力矩传感系统。
技术介绍
现有技术的电动助力自行车存在的人机分离的异常现象。即车辆 电机运转时、由于其转速高于人体脚踏速度、使车辆脚踏形同虚设， 导致在车辆行驶过程中，电机运转后人反而无法去助它"一臂之力" 了。 一旦电能耗尽后，人蹬起车来大汗淋漓，颇为辛苦！这完全违背 了国家予以电动助力自行车的基本定义。在国家法规给定的条件下， 电动助力自行车、自重不能超过40kg、时速不能超过25km、电机不 能超过250w。而且明确的界定了电机助力自行车技术特征，必需是 人体体能脚踏为主，电机为辅。从交通管理条例中、尚属非机动车范 畴内。但目前道路上所常见的电动助力自行车似乎完全不是这种概 念，电池充满电时，在短时间内，它们风驰电掣、不时地与机动车抢 道。 一旦电能耗尽后，骑行笨重、又与普通自行车相互干涉。极易造 成交通阻塞和安全事故。更为使人担忧的是一些厂商为了自己的经济 利益，还拼命地加大电动助力自行车的电机功率和提高蓄电池电压和 容量，使电动助力自行车的生产完全背离了国家正常的发展轨迹。今 后废弃电池还对于生态环保造成负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体能、机能合二为一的方式驱动车辆 前行的电动助力自行车脚踏力矩传感系统。为实现上述目的，本专利技术本专利技术提供的技术方案为方案一 一种电动助力自行车脚踏力矩传感机构，包括有左右脚 踏，还包括有电机、电机同步带、传感器、中轴、星架、太阳齿、星 齿组、契环齿、支撑体的壳体、微处理器终端、超越离合器、后轮传 动齿，左右脚踏通过两端轴承同轴地紧配在中轴两端，中轴与星架通 契键同轴紧固连接；星齿组的星齿均布滑配在星架的星架轴上，并同 时与契环齿和太阳齿偶合装配；太阳齿与后轮传动齿一体成型于同一 齿轮连接轴的两端，该齿轮连接轴通过内轴孔套装在中轴上，超越离 合器装配于该段齿轮连接轴上，并通过电机同步带与电机的传动轴连 接；契环齿外圆与支撑体的壳体滑动配合，契环齿外圆上的契块与支 撑体的壳体之间置入应力传感器，应力传感器通过导线将信号传送到 信号微处理器终端，微处理器终端的输出口通过导线将处理后的信号 传输到电机并控制电机运转参数。方案二 一种电动助力自行车脚踏力矩传感机构，包括有左右脚 踏，包括有左右脚踏，还包括有电机、电机同步带、传感器、中轴、 星架、太阳齿、星齿组、契环齿、支撑体的壳体、微处理器终端、超 越离合器、后轮传动齿，左右脚踏通过两端轴承同轴地紧配在中轴两 端，中轴与星架通契键同轴紧固连接；星齿组的星齿均布滑配在星架 的星架轴上，并同时与契环齿和太阳齿偶合装配；太阳齿与后轮传动齿一体成型于同一齿轮连接轴的两端，该齿轮连接轴通过内轴孔套装 在中轴上，超越离合器装配于该段齿轮连接轴上，并通过电机同步带 与电机的传动轴连接；所述的支撑体的壳体上开有导 L，在导孔间滑 配有导栓，契环齿外圆上的契块压在导栓的一端，导栓的另一端压在 位于支撑体的壳体体外的摆臂上，摆臂通过摆臂座装在支撑体的壳体 的外壁，在摆臂上装配测力器及应力传感器，应力传感器通过导线将 信号传送到信号处理终端的微处理器终端，微处理器终端的输出口通 过导线将处理后的信号传输到电机并控制电机运转参数。本专利技术的工作原理为当骑行者向脚踏力臂施力时，与脚踏力臂 相互固接的中轴、以车架轴承为圆心、进行旋转运动。中轴上紧固着 变速机构中的行星齿轴毂，轴毂上的行星架上均布滑动的星齿、星齿 沿着契环齿的轨迹旋转。契环齿的轨圈外圆上的止点和壳体、形成行 星变速器的静态支点。轴毂星架上的行星齿即驱动滑配在中轴上的太 阳齿进行差速旋转，旋转的太阳齿、通过同步轮或者链轮、带动车辆 后轮向前行驶。由于契环齿与壳体构成传动机构中的力矩支点，当骑 行者向脚踏力臂施力时，契环齿即产生反向旋转动势，而作为支点的 壳体将限制其旋动，从而使契环齿与壳体之间形成了一个瞬时性的断 层空间，由于作用力与反作用力的物理关系，在断层空间中，置入相 应的压力传感装置，即可准确地测定，骑行者对脚踏力臂施力时扭矩 变量的线值。这线性电子信号通过微处理终端，即可有效地控制电机 运转参数，使电机的运转状态、完全处入一种理想的人机智能化工作 模式。系统中直流电机的工作指令，完全取决于骑行者对脚踏力臂施力时所产生的变量信号值，从而真正意义上实现了自行车电动助力的理念。人类第一辆自行车从英国诞生后、200多年来人类对自行车的 偏爱、主要是优化了自行车在骑行时所产生的惯性。试想一下，假如 一辆自行车没有行驶惯性，踏一脚动一下这将是什么样的东西？如今 我们还能见到它吗？所以说，惯性、是自行车的灵魂。"在关电骑行 时，电机与传动机构自动切换，使自行车保留了完美的骑行惯性。采用上述技术方案后，在骑行时，智能化的力矩传感系统，根据 人体施加在车辆脚踏两侧的扭力、将其值转换为线性数字信号，传送 到电机控制终端，对电机运转进行智能控制。真正意义上的实现了电 动助力车的根本定义，做到了体能、机能合二为一驱动车辆前行。在 骑行过程中，精确的采集了骑行者施加在脚踏臂上的力矩值，将其转 换为线性电子信号、驱动电机进行比例性合理助力。又充分地利用了 自行车的惯性优势。同时骑行者如不需电力助力时，关掉电源后，自 动切换至非助力骑行状态、此时的"DYPT"脚踏力矩传感电动助力自 行车'体能驱动效率，行驶线速，和其他所有相关功能，均同一辆高级 自行完全一样，毫无差异、轻松快捷、环保节能。有着深远的社会意 义和经济效益。采用本专利技术的脚踏力矩传感机构设计的电动助力自行 车，据多次实验结果表明使用本专利技术的脚踏力矩传感机构设计的电 动助力自行车，整车自重仅为19kg左右，脚踏式电动助力，时速可 限定在25Km以下。采用24V-16Ah镍氢电池充电后，驱动一只80W的 直流电机，通过体能及(DYPT)力矩传感机构，按l/2助力程序设置， 骑行里程为200km左右(其中尚未含滑行里程30%)，完全合符国家公安交通部门予以电动助力自行车的基本定义。 附图说明下面结合附图和实例对本专利技术进一步说明。 附图1是本专利技术较佳实施方式结构示意图。附图2是本专利技术间接传感方式原理图。 附图3是本专利技术直接传感方式原理图。 附图4是本专利技术传动部分结构剖视图。 附图5是本系统装在折叠自行车上的整体外形示意图。 具体实施例方式参见附图1-图4所示本实施例包括有左右脚踏，还包括有电机l、电机同步带2、传感器3、中轴4、星架5、太阳齿6、星齿组 7、契环齿8、支撑体的壳体9、微处理器终端IO、超越离合器ll、 后轮传动齿12，左右脚踏通过两端轴承同轴地紧配在中轴4两端， 中轴4与星架5通契键同轴紧固连接；星齿组7的星齿均布滑配在星 架5的星架轴上，并同时与契环齿8和太阳齿6偶合装配；太阳齿6 与后轮传动齿12 —体成型于同一齿轮连接轴13的两端，该齿轮连接 轴13通过内轴孔套装在中轴4上.上述结构中脚踏臂在承受外力后， 连动中轴4，中轴4在受到外力后，连动星架5进行旋转，旋转的星 架5驱动星齿组7，星齿组7带动太阳齿6转动，与旋转的太阳齿一 体的后轮传动齿12 (同步轮或者链轮)通过后轮同步带(或者链条) 带动后轮驱车前行。在上述过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力自行车脚踏力矩传感系统，包括有左右脚踏，其特征在于：还包括有电机（１）、电机同步带（２）、传感器（３）、中轴（４）、星架（５）、太阳齿（６）、星齿组（７）、契环齿（８）、支撑体的壳体（９）、微处理器终端（１０）、超越离合器（１１）、后轮传动齿（１２），左右脚踏通过两端轴承同轴地紧配在中轴（４）两端，中轴（４）与星架（５）通契键同轴紧固连接；星齿组（７）的星齿均布滑配在星架（５）的星架轴上，并同时与契环齿（８）和太阳齿（６）偶合装配；太阳齿（６）与后轮传动齿（１２）一体成型于同一齿轮连接轴（１３）的两端，该齿轮连接轴（１３）通过内轴孔套装在中轴（４）上，超越离合器（１１）装配于该段齿轮连接轴（１３）上，并通过电机同步带（２）与电机的传动轴连接；契环齿（８）外圆与支撑体的壳体（９）滑动配合，契环齿（８）外圆上的契块与支撑体的壳体（９）之间置入应力传感器（３），应力传感器（３）通过导线将信号传送到信号微处理器终端（１０），微处理器终端（１０）的输出口通过导线将处理后的信号传输到电机（１）并控制电机运转参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈戈平，招应权，廖新军，
申请(专利权)人：陈戈平，招应权，廖新军，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]