CN202807025U - 电动自行车的踏力感测机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型有关于一种电动自行车的踏力感测机构，包含有：一曲柄轴；二曲柄，设于该曲柄轴的两端；一大齿盘，设于其中一该曲柄，使得该大齿盘能随着该曲柄转动；至少一弯矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受弯矩作用时的应变量；以及一扭矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受扭矩作用时的应变量。本实用新型主要是将弯矩应变规及扭矩应变规以相隔一预定角度的方式贴设于曲柄轴的中央，用以检测曲柄轴受到弯矩作用及扭矩作用时所产生的应变量，进而准确地判断出曲柄轴的左、右两端的踏力信号，以达到维持信号连续性的目的。
Description
技术领域
本实用新型与电动自行车有关，特别是有关于一种电动自行车的踏力感测机构。
背景技术
中国公开第101279630号专利案揭露出一种“配备传器的自行车部件和用于配备各该部件的检测单元”，其在曲柄轴的左右两端分别设置一应变规，用以量测曲柄轴在受到扭矩作用时所产生的扭矩变形量。
然而在此专利案中，虽然两应变规的相对角位置及相对轴向位置均可进行调整，但是主要是采取量测曲柄轴的扭矩变形量的方式，再加上该曲柄轴的左、右两端的力量传递方式不同，所以前述应变规的设计无法准确判断出该曲柄轴的左、右两端的踏力信号，因而无法维持信号的连续性，骑乘质量也就会随之降低。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电动自行车的踏力感测机构，其能通过量测曲柄轴的弯矩变形量及扭矩变形量而准确地判断出曲柄轴的左、右两端的踏力信号，用以提升骑乘质量。
为达成上述目的，本实用新型的一种电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，包含有：
一曲柄轴；
二曲柄，设于该曲柄轴的两端；
一大齿盘，设于其中一该曲柄，使得该大齿盘能随着该曲柄转动；
至少一弯矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受弯矩作用时的应变量；以及
一扭矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受扭矩作用时的应变量。
其中该弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，并且呈现180度的设置。
其中该弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，并且呈现90度的设置。
其中该弯矩应变规的数量为两个，该两弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，该两弯矩应变规之间相隔180度，并分别与该扭矩应变规之间相隔90度。
其中该弯矩应变规具有与该曲柄轴的轴向相互平行的应变方向。
其中该扭矩应变规具有与该曲柄轴的轴向呈45度夹角的应变方向。
还包含有二运算放大器，该两运算放大器分别电性连接该弯矩应变规及该扭矩应变规，用以分别运算且放大该弯矩应变规及该扭矩应变规所产生的应变信号。
还包含有一微控制器，该微控制器电性连接该两运算放大器，用以整合该两运算放大器所接收的应变信号，并转换成踏力信号。
还包含有一应变传感器，该应变传感器电性连接该微控制器，用以将该微控制器所转换的踏力信号传送出去。
其中该应变传感器为旋转变压器或导电滑环。
本实用新型的有益效果是：其踏力感测机构利用该弯矩应变规及该扭矩应变规来量测该曲柄轴的弯矩应变量及扭矩应变量，进而准确地判断出该曲柄轴的左、右两端的踏力信号，用以达到提升骑乘质量的目的。
附图说明
为进一步说明本实用新型的技术内容，以下结合附图及较佳实施例详细说明如后，其中：
图1为本实用新型一较佳实施例的俯视剖面图。
图2为本实用新型一较佳实施例的局部平面图，主要显示弯矩应变规贴设于曲柄轴的状态。
图3类同于图2，主要显示扭矩应变规贴设于曲柄轴的状态。
图4至图6为本实用新型一较佳实施例的剖视图，主要显示弯矩应变规及扭矩应变规的不同设置位置。
图7为本实用新型一较佳实施例以左脚踩踏时的流程方块图。
图8为本实用新型一较佳实施例以右脚踩踏时的流程方块图。
具体实施方式
请先参阅图1，为本实用新型一较佳实施例的电动自行车的踏力感测机构10，包含有一曲柄轴20、二曲柄30、一大齿轮40、一弯矩应变规50、一扭矩应变规60、二运算放大器70、72、一微控制器80，以及一应变传感器90。
两曲柄30连接于曲柄轴20的两端，分别供一踏板14安装而可受踏力的作用而带动曲柄轴30于一五通管12内转动。
大齿盘40套设固定于其中一曲柄30而可随着曲柄30转动。
弯矩应变规50贴设于曲柄轴20的中央，并且具有与曲柄轴20的轴向相互平行的应变方向，如图2所示，用以量测曲柄轴20受弯矩作用时的弯矩应变量，并将所量测到的弯矩应变量转换成一弯矩应变信号。
扭矩应变规60贴设于曲柄轴20的中央，并且具有与曲柄轴20的轴向呈45度夹角的应变方向，如图3所示，用以量测曲柄轴20受扭矩作用时的扭矩应变量，并将所量测到的扭矩应变量转换成一扭矩应变信号。在本实施例中，弯矩应变规50及扭矩应变规60是呈现180度的对称设置，如图4所示。
运算放大器70、72设于曲柄轴20，并且分别电性连接弯矩应变规50及扭矩应变规60，如图7所示，用以分别运算放大弯矩应变规50的弯矩应变信号及扭矩应变规60的扭矩应变信号。
微控制器80(Microcontroller Unit，MCU)电性连接该两运算放大器70、72，如图7及图8所示，用以整合该两运算放大器70、72所接收的弯矩应变信号及扭矩应变信号，并分别转换成左脚踏力信号及右脚踏力信号。
应变传感器90可为旋转变压器或导电滑环，在此并不加以限定，由于两者皆为已知结构，容不再赘述其动作原理。应变传感器90套设于曲柄轴30且电性连接微控制器80，用以将微控制器80所转换的踏力信号传送出去。
当骑乘者以左脚踩踏时，如图7所示，左脚的踩踏力量传递至曲柄轴20之后再传递至大齿盘40，接着大齿盘40会再通过链条来带动后轮转动，此时的曲柄轴20除了会受到踏力所产生的弯矩作用而产生弯曲变形之外，还会受到踏力与链条拉力所产生的扭矩作用而产生扭曲变形，在此情况下，弯矩应变规50即可通过所量测到的弯矩应变量来产生相对应的弯矩应变信号，扭矩应变规60亦可通过所量测到的扭矩应变量来产生相对应的扭矩应变信号，运算放大器70、72便会将所接收到弯矩应变信号扭矩应变信号加以运算放大后再分别传递给微控制器80进行转换成左脚踏力信号，最后再将此左脚踏力信号传送至应变传感器90，进而推算出曲柄轴20所受到的左脚踏力大小。
反之，当骑乘者以右脚踩踏时，如图8所示，右脚的踩踏力量则是直接传送到大齿盘40，曲柄轴20仅会受到弯矩作用而产生弯曲变形，此时的弯矩应变规50即可通过所量测到的弯矩应变量来产生相对应的弯矩应变信号，运算放大器70便只会接收到一个信号，经过运算放大器70的处理之后再传递给微控制器80运算处理成右脚踏力信号，最后再将此右脚踏力信号传送至应变传感器90，进而推算出曲柄轴20所受到的右脚踏力大小。
另一方面，弯矩应变规50及扭矩应变规60的位置可有不同的变化，如图5所示，两者之间呈现90度的设置，同样可以量测曲柄轴20的弯矩应变量及扭矩应变量；再者，为了能够检测出应变量的最大值，弯矩应变规50可以设置两片且呈现180度的对称设置，并与扭矩应变规60之间相隔90度，如图6所示。
综上所述，本实用新型的踏力感测机构10利用贴附在曲柄轴20的弯矩应变规50及扭矩应变规60来个别量测曲柄轴20的弯曲变形量及扭曲变形量，以准确判断出左踏力信号或右踏力信号，如此便能维持踏力信号的连续性，用以达到提升骑乘质量的目的。
Claims (10)
1.一种电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，包含有：
一曲柄轴；
二曲柄，设于该曲柄轴的两端；
一大齿盘，设于其中一该曲柄，使得该大齿盘能随着该曲柄转动；
至少一弯矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受弯矩作用时的应变量；以及
一扭矩应变规，贴设于该曲柄轴，用以量测该曲柄轴受扭矩作用时的应变量。
2.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，并且呈现180度的设置。
3.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，并且呈现90度的设置。
4.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该弯矩应变规的数量为两个，该两弯矩应变规与该扭矩应变规分别贴设于该曲柄轴的中央位置，该两弯矩应变规之间相隔180度，并分别与该扭矩应变规之间相隔90度。
5.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该弯矩应变规具有与该曲柄轴的轴向相互平行的应变方向。
6.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该扭矩应变规具有与该曲柄轴的轴向呈45度夹角的应变方向。
7.如权利要求1所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，还包含有二运算放大器，该两运算放大器分别电性连接该弯矩应变规及该扭矩应变规，用以分别运算且放大该弯矩应变规及该扭矩应变规所产生的应变信号。
8.如权利要求7所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，还包含有一微控制器，该微控制器电性连接该两运算放大器，用以整合该两运算放大器所接收的应变信号，并转换成踏力信号。
9.如权利要求8所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，还包含有一应变传感器，该应变传感器电性连接该微控制器，用以将该微控制器所转换的踏力信号传送出去。
10.如权利要求9所述的电动自行车的踏力感测机构，其特征在于，其中该应变传感器为旋转变压器或导电滑环。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2018040337A1 (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 太仓市悦博电动科技有限公司 | 一种用于自行车或辅助动力自行车的双边功率计 |
| CN112389576A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | 巨大机械工业股份有限公司 | 可测量功率的自行车及爪盘 |
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2012
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