CN1258461C - 电动自行车踏力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动自行车踏力检测装置，在该电动自行车的传动系统当中含有一对或一对以上的螺旋齿轮，其中螺旋齿轮被踩踏动力所带动，而只能原地转动，另一螺旋齿轮可于其轴杆上被相对的螺旋齿轮啮合带动作轴向平移运动，且于该螺旋齿轮端侧设有弹性体，该弹性体与螺旋齿轮的轴杆端侧上并设有一可随螺旋齿轮同步位移的环型磁铁，该环型磁铁位移端侧的相对不动固定端设置有霍耳传感器；借此，可利用传动系统中螺旋齿轮产生侧向力的原理，来检测螺旋齿轮轴向的位移量，进而可输出一电压讯号控制马达，使马达动力可输出至电动自行车上，达到辅助助动目的。

Description

电动自行车踏力检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤指一种电动自行车踏力检测装置，它可有效改善当前动力辅助车辆的踏力检测装置过于复杂的缺点，使之可达到成本低廉的高经济生产效益利用价值。

背景技术

按，一般常见的动力辅助车辆(通常为电动自行车)的踏力检测装置，为了能提供辅助动力给车辆使用，设置有踏力检测装置来输出讯号给辅助动力传动系统，使得在骑乘这种具有辅助动力的车辆时，能更为省力。

但目前采用辅助动力车辆的踏力检测装置，其装置在设计上极为复杂，以致装设成本极为昂贵，难以大幅推眉普及。

发明内容

有鉴于此，特提出本发明的一种电动自行车踏力检测装置。本发明的主要目的是提供一种构造较为简便的电动自行车踏力检测装置，可大幅降低生产成本，而提高其经济生产效益。

为达成上述目的，本发明的结构在于：脚踏曲柄传动至车辆链盘的增速系统中，含有一对或一对以上的螺旋齿轮，其中，一螺旋齿轮被踩踏动力所带动而只能原地转动，而另一螺旋齿轮可于其轴杆上被相对的螺旋齿轮啮合带动作轴向平移运动，且于该螺旋齿轮端侧设有一环型磁铁装置，该装置可随螺旋齿轮受力同动并受一弹性体恒顶推该环型磁铁装置，使其无动力时具有回复原位的力量，同时该弹性体可受到螺旋齿轮旋转时所产生的侧向力而变形达到力的平衡，该环型磁铁装置的相对不动固定端设有一霍耳传感器，利用该霍耳传感器可检测环型磁铁的位移量变化，而可测量出代表踏力大小的电压讯号，此电压讯号可控制安装在车辆上马达动力输出，而驱动车辆上的链盘，达到辅助动力输出的目的。

附图说明

图1所示为本发明实施例安装在自行车上的结构示意图；

图2所示为本发明实施例的组件分解图；

图3所示为本发明实施例传动系统的组合剖视图；

图4所示为本发明实施例整体的纵向断面剖视结构图。

具体实施方式

首先，请参阅图1所示，本发明实施例踏力检测装置1安装在自行车上的结构示意图，而该踏力检测装置1的组成结构请参阅图2、3所示，自行车上的脚踏曲柄H1、H2两端分别与第一传动轴A的两端A1、A2相连接，使当脚踏曲柄H1、H2被带动时(如人力踩动时)，可带动第一传动轴A跟着转动，而在靠近该第一传动轴A的左侧端位置处轴设一逆时针方向可传动的单向棘轮B(由A1往A2方向看)，该单向棘轮B的棘齿端面并套接而固定第一左旋螺旋齿轮C，使得当第一传动轴A被带动呈逆时针方向转动时，该第一螺旋齿轮C亦会随着第一传动轴A呈逆时针方向转动；另，于该第一传动轴A的邻侧轴设有第二传动轴L，该第二传动轴L上并轴设一可活动位移的第二右旋螺旋齿轮D，而该第二螺旋齿轮D与第一传动轴A上的第一螺旋齿轮C啮合(请参阅图3所示)，使当第一螺旋齿轮C被带动呈逆时针方向转动时，可带动第二螺旋齿轮D反而呈顺时针方向转动；又，位于该第二螺旋齿轮D的轮侧固设有一第三左旋螺旋齿轮E，故第三螺旋齿轮E会与第二螺旋齿轮D同样呈相同的方向转动，而该第一传动轴A上复轴设有第四右旋螺旋齿轮F与前述第三螺旋齿轮E啮合，故第一、四螺旋齿轮C、F的转动方向一样；其中，该第四螺旋齿轮F朝向第一传动轴A的A2端侧连接有链盘G1(请参阅图4所示)，而该链盘G1带动有链条J可令后轮K1呈逆时针方向前进转动(请参阅图1所示)。

故当人力踩动脚踏曲柄H1、H2带动第一传动轴A呈逆时针方向转动时(由第一传动轴A的A1端往A2方向看)，这时候由于第一传动轴A与第一左旋螺旋齿轮C间设置一轴对轮逆时针可转动的单向棘轮B，所以第一螺旋齿轮C亦会随着第一传动轴A呈逆时针方向转动，进而带动第二传动轴L的第二右旋螺旋齿轮D呈顺时针方向转动，而由于第二螺旋齿轮D与其端侧的第三螺旋齿轮E为固接，故第三左旋螺旋齿轮E亦呈顺时针方向转动，再带动第一传动轴A的第四右旋螺旋齿轮F呈逆时针方向转动，而由于第四螺旋齿轮F端侧连接链盘G1，故链盘G1亦为逆时针方向带动链条J与后轮K1呈逆时针方向前进。

在前述的传动过程中，由于螺旋齿轮C、D、E、F在转动时会产生侧向力的物理特征，所以当第一左旋螺旋齿轮C带动第二右旋螺旋齿轮D转动时，会产生往第一传动轴A的A1端侧方向的侧向力，而第三左旋螺旋齿轮E带动第四右旋螺旋齿轮F时，亦会产生往A1方向的侧向力，而由于第二、三螺旋齿轮D、E与其第二传动轴L间并无锁固装置，因此，第二、三螺旋齿轮D、E可在第二传动轴L上呈轴方向的平移运动，这时候即可利用第二、三螺旋齿轮D、E的轴向位移量来检测踩踏曲柄H1、H2踏力扭距的大小，而由于第二、三螺旋齿轮D、E被驱动时会产生位移的现象，故为了能确保其与第一、四螺旋齿轮C、F能常保啮合，在结构设计上将第二、三螺旋齿轮D、E的厚度设计成大于第一、四螺旋齿轮C、F，使得第二、三螺旋齿轮D、E因转动作轴向位移时，仍依旧能与第一、四螺旋齿轮C、F相啮合。

通过该等设置，可于前述第二传动轴L上的第二、三螺旋齿轮D、E的滑动端侧套设有一弹性体L1，该弹性体L1因受第二、三螺旋齿轮D、E转动时所产生的侧向力而变形，使得该传动系统在传动时，该第二、三螺旋齿轮D、E的位移量能够正比于第一传动轴A输出扭力，并且可提供第二、三螺旋齿轮D、E回归原点的力量。

而本发明检测第二、三螺旋齿轮D、E位移量的装置，其在第二螺旋齿轮D的滑动端侧(即左侧)装设有一环型磁铁装置，该装置具有一套环M，该套环M上并装设有一环型磁铁M1，且于相对该环型磁铁M1位移端侧的位置处设有一霍耳传感器N，该霍耳传感器N可固定装设在齿轮箱外壳T的内侧(如图3所示)；借此，即可利用霍耳传感器N与环型磁铁M1两者间距离的变化，而能精准量测出代表脚踏曲柄H1、H2力量大小的电压讯号。而此电压讯号即可控制马达O的动力输出，借由马达轴心前端的齿轮P带动齿轮Q、R、S所组成的减速系统，即可再带动链盘G1，达到辅助动力输出的目的(请参阅图4所示)。

实际上，本发明前所揭示的第二、三螺旋齿轮D、E分别为右旋与左旋的螺旋齿轮，其目的是为增加位移偏向力的效果，故只要第一、二螺旋齿轮C、D或第三、四螺旋齿轮E、F其中一组的齿轮组为螺旋齿轮即可，至于其另一组在实施使用上则不受限，其可改设为一般直齿轮或同为螺旋齿轮皆可，基本上，亦可达到利用螺旋齿轮转动产生侧向力的原理，来检测电动自行车脚踏力的目的。

故由上述详细的说明可知，本发明电动自行车踏力检测装置，仅需利用传动系统中螺旋齿轮C、D、E、F转动，即可达到产生侧向力而可用来检测踏力的变化，而其中螺旋齿轮C、D、E、F本即原为传动系统中的组件，故本发明巧妙的利用螺旋齿轮C、D、E、F转动产生侧向力的原理，只需增设一距离检测装置，即可达到检测踏力变化的目的的，可谓是极为简便，成本低廉且为精进的发明。

Claims (1)

1.一种电动自行车踏力检测装置，其特征是：包括有：

一传动系统，受到电动自行车使用者的踩踏力所带动而可产生传动动力，该传动系统中含有一对或一对以上的螺旋齿轮，其中一螺旋齿轮被踩踏动力所带动，而只能原地转动，另一螺旋齿轮可于其轴杆上被相对的螺旋齿轮啮合带动作轴向平移运动，且于该螺旋齿轮端侧设有弹性体，该弹性体可受到螺旋齿轮旋转时所产生的侧向力而变形达到力的平衡，使得该传动系统在传动时，该螺旋齿轮的位移量能够正比于受踩踏力传动轴输出的扭力；

一环型磁铁装置，设于可滑动的螺旋齿轮侧，并可随该螺旋齿轮受力同步位移，该环型磁铁位移端侧的相对不动固定端设置有霍耳传感器；

借该等设置，即可利用传动系统中螺旋齿轮产生侧向力的原理，使得霍耳传感器与环型磁铁两者间距离会随踏力大小而有不同的变化，以此能检测环型磁铁相对霍耳传感器的位移量变化，进而自动量测出代表踏力大小的电压讯号，此电压讯号即可控制马达动力输出，而可供给电动自行车辅助动力输出。

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