【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动助力车领域，具体涉及一种基于tmr(tunnelmagnetoresistance，隧道磁阻)的电动助力车非接触式力矩检测系统及电动助力车。
技术介绍
1、电动助力自行车(简称电动助力车)以绿色、环保、便捷等特点逐渐进入大众视野。电动助力车是一种“人力+电机”的智能驱动方式，即通过骑行踩踏力矩和电机输出扭矩混合行驶。力矩检测系统作为骑行状态感知的核心系统，是智能电动助力车研究的关键，力矩传感器感应测量骑行者的骑行力矩，通过动力驱动单元控制电动助力车的驱动功率，增加舒适骑行体验。
2、现有力矩传感器多采用中轴结构力矩检测方式，通过霍尔元件或应变片感应力矩变化，将旋转轴上的力矩检测数据传输至电动助力车控制器用于助力计算，该检测过程易受到电磁环境和温度变化的影响，尤其应变片检测还易受到机械磨损的影响，并且在骑行过程中中轴一直处于旋转状态，信号传输过程发生接触磨损，信号受干扰严重，造成力矩信号准确度不高，影响助力平稳性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，解决力矩检测线性度低、灵敏度差、容易受到电磁环境和温度变化影响的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、一种基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，所述基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，包括无硬件连接关系的固定件端和旋转件端；所述固定件端包括直流供电模块、非接触供电发射和通信接收单元、第一
4、所述直流供电模块，用于为非接触供电发射和通信接收单元、第一控制单元和数据通信模块供电；
5、所述第一控制单元，用于向所述非接触供电发射和通信接收单元输出控制信号，还用于接收所述非接触供电发射和通信接收单元发送的力矩信号值，并将力矩信号值发送至所述数据通信模块；
6、所述非接触供电发射和通信接收单元，用于根据所述第一控制单元的控制信号发射能量信号，还用于接收所述非接触供电接收和通信发射单元发射的调制信号，并解调得到力矩信号值发送给所述第一控制单元；
7、所述数据通信模块，用于接收所述第一控制单元发送的力矩信号值，并将力矩信号值传输至外部设备；
8、所述tmr信号采集单元，用于采集力矩信号值传递给所述第二控制单元；
9、所述第二控制单元，用于接收所述tmr信号采集单元发送的力矩信号值，并根据力矩信号值向所述非接触供电接收和通信发射单元输出控制信号；
10、所述非接触供电接收和通信发射单元，用于根据所述第二控制单元的控制信号进行信号调制并发射调制信号，还用于接收所述非接触供电发射和通信接收单元发射的能量信号，并根据能量信号向所述线性稳压电源模块供电；
11、所述线性稳压电源模块，用于为第二控制单元和tmr信号采集单元供电。
12、以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
13、作为优选，所述非接触供电发射和通信接收单元包括逆变电路、信号解调电路和固定线圈；
14、所述逆变电路，用于将直流供电模块输入的直流电转化为交流电，并向所述固定线圈输出交流电；
15、所述固定线圈，用于根据逆变电路输出的交流电发射能量信号，还用于接收所述非接触供电接收和通信发射单元发射的调制信号，并将调制信号传递给所述信号解调电路；
16、所述信号解调电路，用于对固定线圈传递的调制信号解调得到力矩信号值，并将力矩信号值发送给所述第一控制单元。
17、作为优选，所述逆变电路包括p沟道mos管q3、n沟道mos管q4、p沟道mos管q5、n沟道mos管q6、电阻r19和电阻r20，固定线圈lp2与电容c24、电容c25、电容c26、电容c27组成谐振电路；
18、所述p沟道mos管q3的栅极与所述第一控制单元连接，所述p沟道mos管q3的源极通过电阻r19与所述p沟道mos管q3的栅极连接，所述p沟道mos管q3的源极接vdd信号，所述p沟道mos管q3的漏极与n沟道mos管q4的漏极连接，所述n沟道mos管q4的栅极与所述第一控制单元连接，所述n沟道mos管q4的源极接gnd信号；
19、所述p沟道mos管q5的栅极与所述第一控制单元连接，所述p沟道mos管q5的源极通过电阻r20与所述p沟道mos管q5的栅极连接，所述p沟道mos管q5的源极接vdd信号，所述p沟道mos管q5的漏极与n沟道mos管q6的漏极连接，所述n沟道mos管q6的栅极与所述第一控制单元连接，所述n沟道mos管q6的源极接gnd信号；
20、电容c24、电容c25、电容c26和电容c27并联，并联的一端引出coil端子且与固定线圈lp2的一端连接，并联的另一端与所述p沟道mos管q5的漏极连接，固定线圈lp2的另一端与所述p沟道mos管q3的漏极连接。
21、作为优选，所述信号解调电路包括运算放大器u7a、运算放大器u7b、运算放大器u7c、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c36、电容c37和二极管d5；
22、电阻r22的一端与coil端子连接、另一端与二极管d5的阳极连接，二极管d5的阴极通过电阻r25接gnd信号，电容c32与电阻r25并联，二极管d5的阴极通过电容c31连接至运算放大器u7a的正输入端，运算放大器u7a的正输入端通过电阻r21接vdd信号，运算放大器u7a的正输入端通过电阻r24接gnd信号，运算放大器u7a的负输入端与运算放大器u7a的输出端连接，运算放大器u7a的输出端通过电阻r23连接至运算放大器u7b的正输入端，运算放大器u7b的正输入端通过电容c33接gnd信号，运算放大器u7b的负输入端通过电阻r27与运算放大器u7b的输出端连接，运算放大器u7b的负输入端串联电阻r26和电容c34后接gnd信号，运算放大器u7b的输出端通过串联电阻r34和电阻r33连接至运算放大器u7c的正输入端，运算放大器u7c的正输入端通过电容c36接gnd信号，电阻r34和电阻r33之间通过电容c37接gnd信号，运算放大器u7c的负输入端通过电阻r30与运算放大器u7c的输出端连接，运算放大器u7c的负输入端通过串联电阻r31和电阻r32接gnd信号，电阻r34和电阻r33之间与电阻r31和电阻r32之间连接一条引线，运算放大器u7c的输出端连接所述第一控制单元。
23、作为优选，所述非接触供电接收和通信发射单元包括整流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，包括无硬件连接关系的固定件端和旋转件端；所述固定件端包括直流供电模块、非接触供电发射和通信接收单元、第一控制单元和数据通信模块；所述旋转件端包括非接触供电接收和通信发射单元、线性稳压电源模块、第二控制单元和TMR信号采集单元；
2.根据权利要求1所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述非接触供电发射和通信接收单元包括逆变电路、信号解调电路和固定线圈；
3.根据权利要求2所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述逆变电路包括P沟道MOS管Q3、N沟道MOS管Q4、P沟道MOS管Q5、N沟道MOS管Q6、电阻R19和电阻R20，固定线圈LP2与电容C24、电容C25、电容C26、电容C27组成谐振电路；
4.根据权利要求3所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述信号解调电路包括运算放大器U7A、运算放大器U7B、运算放大器U7C、电阻R21、电阻R22、电阻R23
5.根据权利要求1所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述非接触供电接收和通信发射单元包括整流滤波电路、信号调制电路和旋转线圈；
6.根据权利要求5所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述信号调制电路包括N沟道MOS管Q1、N沟道MOS管Q2、电容C1、电容C10、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述旋转线圈LP1串联电容C9，所述整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C6、电容C7和电容C8；
7.根据权利要求1所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述TMR信号采集单元包括TMR磁性传感芯片和信号滤波放大电路；
8.根据权利要求7所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述信号滤波放大电路包括运算放大器U4A、运算放大器U4B、运算放大器U4C、运算放大器U4D、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C13、电容C14和电容C15；
9.一种电动助力车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的基于TMR的电动助力车非接触式力矩检测系统。
...【技术特征摘要】
1.一种基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，包括无硬件连接关系的固定件端和旋转件端；所述固定件端包括直流供电模块、非接触供电发射和通信接收单元、第一控制单元和数据通信模块；所述旋转件端包括非接触供电接收和通信发射单元、线性稳压电源模块、第二控制单元和tmr信号采集单元；
2.根据权利要求1所述的基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述非接触供电发射和通信接收单元包括逆变电路、信号解调电路和固定线圈；
3.根据权利要求2所述的基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述逆变电路包括p沟道mos管q3、n沟道mos管q4、p沟道mos管q5、n沟道mos管q6、电阻r19和电阻r20，固定线圈lp2与电容c24、电容c25、电容c26、电容c27组成谐振电路；
4.根据权利要求3所述的基于tmr的电动助力车非接触式力矩检测系统，其特征在于，所述信号解调电路包括运算放大器u7a、运算放大器u7b、运算放大器u7c、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c3...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学琪，王方瑞，潘鸣，王铮，吴春，严逢辉，马超，陈军慧，
申请(专利权)人：中电海康集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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