CN1986324A - 一种电动自行车柔性传动传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动自行车柔性传动传感装置，包括后轮毂、链轮和后轮轴，其特征在于：在后轮毂内设有一传动轴筒，后轮毂的左端与传动轴筒的左端配合；传动轴筒的右部与第二半联轴器配合，第二半联轴器与第一半联轴器配合，链轮定位连接在第一半联轴器上；在第一半联轴器与后轮毂右端内的配合部位之间设有第三轴承，在第一半联轴器与第二轴承座的配合部位设有第四轴承；在传动轴筒的外面设有位移传递组件；在后轮轴中部的第二槽口内设有位移传感组件；在后轮毂及制动器上还设有速度传感组件；本发明的优点是：结构紧凑，获取的信号准确、精度高；为实现人机合一智能控制有效地利用电能，增加续行里程奠定基础。具有自适应的特点。
Description
技术领域
本发明涉及自行车部件，具体涉及一种电动自行车柔性传动传感装置。
背景技术
电动自行车是在普通自行车的基础上，增设蓄电池、电动机及调速装置而成的。其调速装置为常用的调节电压或电流的电子调速装置，只能按照骑车人的要求调节车速，而不能根据实际路况进行自动调速。这样不仅使骑车人容易产生疲劳，降低了乘骑舒适性，而且使电动机的驱动工作状态不合理，造成不必要的电能损耗，使续行里程减少。为了克服人为调速的缺陷，有的电动自行车安装了速度传感器和控制装置。如CN2661568Y公告的名称为“带助力行驶传感器装置的电动自行车”的实用新型专利，其传感器设在车架上，正对飞轮的齿尖，传感器通过信号线与控制器连接，但只采集速度信号。又如，CN2580426Y公告的名称为“智能电动自行车的压力传感装置”的实用新型专利，在中管设有活塞杆，活塞杆的下端与中接头连接固定，活塞杆上套有弹簧，中管与活塞杆上对应设置有位移信号传感器，中管与中管接头之间在骑车者脚踩脚踏时产生周期性位移，该位移信号由传感器传递给控制器，可以调节电动机的输出功率，以节省电能。以上两项专利采集的速度信号和位移信号仍然是与骑车人的操作相关，而与电动自行车实际工况存在着一定的差距，电动机输出的功率与行驶状态不相匹配，因而不能完全达到所希望的目的。电动自行的传动终端是链轮和与其连接的后轮毂，后轮毂的转速和承受的扭矩及其变化情况是电动自行车运行的实际状况，现有的链轮与后轮毂固定连接结构，不能采集到扭矩变化信号，因此，需要对电动自行车的传动终端部件及其连接方式进行改变。
本发明内容
本发明的目的是提供一种电动自行车柔性传动传感装置，它作为电动自行车传动传感智能控制系统的部件，设在驱动系统的终端，能在直接参与传动的过程中同步采集扭矩和速度信号，为控制器(ECU)及时准确地控制电动机的输出功率提供真实的数据，使人的脚踏力，电动机输出扭矩与自行车行驶状况始终处于最佳匹配状态。
本发明所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，包括后轮毂、链轮和后轮轴，后轮轴的左右两端分别与第一轴承和第二轴承配合，其特征在于：在后轮毂内设有一传动轴筒，传动轴筒两端的内壁分别与第一轴承座和第二轴承座配合，后轮毂的左端与传动轴筒的左端配合；传动轴筒外面的右部与第二半联轴器配合，第二半联轴器与第一半联轴器配合，链轮定位连接在第一半联轴器上；在第一半联轴器与后轮毂右端内的配合部位之间设有第三轴承，在第一半联轴器与第二轴承座的配合部位设有第四轴承；
在传动轴筒的外面设有由碟形弹簧和位移推板组成的位移传递组件；碟形弹簧的左边与后轮毂左端内壁紧靠、右边与位移推板紧靠；位移推板的一端定位连接在第二半联轴器上，另一端穿过传动轴筒上的第一槽口，与设在后轮轴中部的第二槽口处的第五轴承的一侧连接。
在后轮轴中部的第二槽口内设有由第一传感元件和第一传感器组成的位移传感组件，第一传感器的传输导线从后轮轴左部的中心孔引出与控制器(ECU)连接；第一传感元件固定在支架上，支架的两端伸出第二槽口与第五轴承的另一侧连接；第一传感器定位连接在第二槽口内的左端，并与第一传感元件相对。
在后轮毂外面的左端和与第一轴承座连接的制动器上还设有由第二传感元件和第二传感器组成的速度传感组件；第二传感器的传输导线与控制器(ECU)连接。
所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其后轮毂的左端的装配孔壁设有一平行平面A-A，与传动轴筒的左端外面设有一平行平面B-B配合。
所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其传动轴筒外面的右部的沿轴向设有六道第一半圆弧，第二半联轴器内壁沿轴向设有六道对应的第二半圆弧；在每道对应的第一半圆弧和第二半圆弧之间设有2粒以上的钢球。
所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其第二半联轴器的左端设有的第二梯形啮合齿，与第一半联轴器右端设有第一梯形啮合齿配合。
所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其第三轴承为滚子轴承，第五轴承为平面轴承。
所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其第一传感元件和第二传感元件为磁钢，第一传感器和第二传感器为霍尔传感器。
采用以上的结构，即可实现在直接参与传动的过程中传递扭矩信号和速度信号。电动机输出的扭矩传递路径是：链轮→第一半联轴器→第二半联轴器→传动轴筒→后轮毂。
由于后轮毂左端的装配孔壁的平行平面A-A，与传动轴筒左端外面的平行平面B-B配合，所以，传动轴筒与后轮毂同步旋转；由于在传动轴筒外面的第一半圆弧槽与第二半联轴器内壁的第二半圆弧槽之间钢球，所以，传动轴筒同时与第二半联轴器同步旋转；由于第二半联轴器左端的第二梯形啮合齿与第一半联轴器右端的第一梯形啮合齿配合，所以，人的脚踏力、电动机输出的扭矩与后轮负荷在第一半联轴器与第二半联轴器第二半联轴器的配合处交汇。在上坡时，后轮毂的负荷增大，如果电动机输出的扭矩小于实际需要的扭矩，后轮毂的转速与第一半联轴器的转速就会不一致，导致第二半联轴器与第一半联轴器的转速不一致，与后轮毂同步旋转的第二半联轴器则沿轴向向左移动，带动位移推板向左移动并压缩碟形弹簧，使设在支架上的第一传感元件与设在后轮轴的槽口左端的第一传感器之间的距离减小，第一传感器采集到的位移信号，即为实际需要输出扭矩的信号，并传输到控制器；与此同时，设在制动器上的第二传感器，采集到设在制动器上的第二传感元件反映的速度变化信号，也传输到控制器。
控制器根据收到的扭矩和速度信号进行处理后，发出增加输出功率的指令。在电动机输出的功率增加并逐步达到实际需要的过程中，位移推板在碟形弹簧的作用下逐步向右移动，恢复原来的位置。如此周而复始，使人的脚踏力、电动机输出扭矩与自行车行驶状况始终处于最佳匹配状态，从而体现出自适应的特点。
本发明的优点是：结构紧凑，充分利用了后轮毂内的空间；在直接参与传动的同时，同步检测扭矩和速度信号，获取的信号准确、精度高；为实现人机合一智能控制有效地利用电能，增加续行里程奠定基础。具有自适应的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是传动轴筒的构造示意图。
图5是图4的A-A剖面图。
图6是图4的B-B剖面图。
图7是第一半联轴器的结构示意图。
图8是图7的A-A剖面图。
图9是第二半联轴器的结构示意图。
图10是图9的A-A剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构作进一步的描述。
参见图1、图2、图4、图5，将传动轴筒6装入后轮毂1内，并使后轮毂左端的装配孔壁的平行平面A-A，与传动轴筒的左端外面的平行平面B-B配合，将第一轴承座7配合在传动轴筒左端的内壁；
将第一传感器19(本实施例为即霍尔传感器)定位连接在后轮轴3中部的第二槽口16内的左端，并使第一传感器的传输导线21从后轮轴左部的中心孔引出；将后轮轴3的左端与第一轴承4配合；将第五轴承17(本实施例为即平面轴承)装在后轮轴中部的第二槽口16处，第一传感元件18、即磁钢固定在支架20上，支架的两端伸出第二槽口与第五轴承17的一侧连接；第一传感元件18与第一传感器19相对；将第二轴承座8配合在传动轴筒右端的内壁，并使后轮轴3的右端与第二轴承5配合；
将碟形弹簧13装在传动轴筒6的外面，使碟形弹簧的左边与后轮毂左端内壁紧靠、右边与位移推板14紧靠，位移推板的一端穿过传动轴筒上的第一槽口15，与设在后轮轴中部的第二槽口16处的第五轴承17的一侧连接；
参见图1、图3、图6、图7、图8、图9和图10，将第二半联轴器9装在传动轴筒6外面的右部，与位移推板的一端定位连接，并使传动轴筒外面右部的六道第一半圆弧25与第二半联轴器9内壁的六道的第二半圆弧26对应；在每道对应的第一半圆弧25和第二半圆弧26之间安装3粒钢球27；将第二半联轴器9的左端的第二梯形啮合齿28，与第一半联轴器10右端设有第一梯形啮合齿29配合；将第三轴承11(本实施例为滚子轴承)装在第一半联轴器与后轮毂右端内的配合部位；将链轮2定位连接在第一半联轴器上，第四轴承12装在第一半联轴器与第二轴承座8的配合部位；将第二传感元件22(本实施例为磁钢)装在后轮毂1外面的左端，并与装在制动器24上的第二传感器23(本实施例为霍尔传感器)对应；
最后，将本发明装在电动自行车上，将第一传感器的传输导线第二传感器的传输导线与控制器(ECU)连接即可。
Claims (7)
1.本发明所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，包括后轮毂(1)、链轮(2)和后轮轴(3)，后轮轴(3)的左右两端分别与第一轴承(4)和第二轴承(5)配合，其特征在于：在后轮毂(1)内设有一传动轴筒(6)，传动轴筒两端的内壁分别与第一轴承座(7)和第二轴承座(8)配合，后轮毂的左端与传动轴筒的左端配合；传动轴筒(6)外面的右部与第二半联轴器(9)配合，第二半联轴器与第一半联轴器(10)配合，链轮(2)定位连接在第一半联轴器上；在第一半联轴器与后轮毂右端内的配合部位之间设有第三轴承(11)，在第一半联轴器与第二轴承座(8)的配合部位设有第四轴承(12)；
在传动轴筒(6)的外面设有由碟形弹簧(13)和位移推板(14)组成的位移传递组件；碟形弹簧(13)的左边与后轮毂左端内壁紧靠、右边与位移推板(14)紧靠；位移推板的一端定位连接在第二半联轴器(9)上，另一端穿过传动轴筒上的第一槽口(15)，与设在后轮轴中部的第二槽口(16)处的第五轴承(17)的一侧连接；
在后轮轴(3)中部的第二槽口(16)内设有由第一传感元件(18)和第一传感器(19)组成的位移传感组件；第一传感器的传输导线(21)从后轮轴左部的中心孔引出与控制器(ECU)连接；
在后轮毂(1)外面的左端和与第一轴承座(7)连接的制动器(24)上还设有由第二传感元件(22)和第二传感器(23)组成的速度传感组件；第二传感器的传输导线与控制器(ECU)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：后轮毂(1)的左端的装配孔壁设有一平行平面A-A，与传动轴筒(6)的左端外面设有一平行平面B-B配合。
3.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：传动轴筒(6)外面的右部沿轴向设有六道第一半圆弧(25)，第二半联轴器(9)内壁沿轴向设有六道对应的第二半圆弧(26)；在每道对应的第一半圆弧(25)和第二半圆弧(26)之间设有2粒以上的钢球(27)。
4.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：第二半联轴器(9)的左端设有的第二梯形啮合齿(28)，与第一半联轴器(10)右端设有第一梯形啮合齿(29)配合。
5.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：第三轴承(11)为滚子轴承，第五轴承(17)为平面轴承。
6.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：位移传感组件的第一传感元件(18)固定在支架(20)上，支架的两端伸出第二槽口与第五轴承(17)的另一侧连接；第一传感器(19)定位连接在第二槽口内的左端，并与第一传感元件相对。
7.根据权利要求1所述的一种电动自行车柔性传动传感装置，其特征在于：第一传感元件(18)和第二传感元件(22)为磁钢，第一传感器(19)和第二传感器(23)为霍尔传感器。
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| CNA2005100574651A CN1986324A (zh) | 2005-12-24 | 2005-12-24 | 一种电动自行车柔性传动传感装置 |
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| CNA2005100574651A CN1986324A (zh) | 2005-12-24 | 2005-12-24 | 一种电动自行车柔性传动传感装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101382184B (zh) * | 2007-09-03 | 2012-05-23 | 西南大学 | 自适应自动换挡变速总成 |
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2005
- 2005-12-24 CN CNA2005100574651A patent/CN1986324A/zh active Pending
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