CN203606381U - 一种电动车的一体式测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车的一体式测量装置，包括机架、动力轴和固定于机架上的固定轴，动力轴上装有飞轮，飞轮的链齿中含有铁磁类金属材料，固定轴上装有传动齿盘，飞轮与传动齿盘通过传动元件连接，固定轴和动力轴之间通过传动齿盘、传动元件和飞轮连接传动，还包括一体式感应机构，包括固定于机架上的固定部和固定于动力轴上且随施加于动力轴上的拉力产生位移变化的移动部，一体式感应机构还包括将移动部的位移量转换成动力轴受到拉力大小的电信号的拉力感应器和感测飞轮链齿旋转速度的速度感应器。本实用新型在解决一般铝钩爪传感器缺失重要速度信息产生的安全隐患和对整车骑行顺畅度控制的影响的同时，对原有铝钩爪整车结构不构成任何影响。

Description

一种电动车的一体式测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，特别是涉及一种电动车的一体式测量装置。

背景技术

现有技术中，电动摩托车和电动自行车等电动车的助踩系统中的助踩传感器有用于测试助踩传动链拉力、中轴力矩和中轴花盘力矩等的测量装置。中轴力矩传感器，也有速度感应信号，一般有两种设计方案：一种采用侦测脚踩脚踏时轴的变形量，有速度感测，这种方案普遍存脚踏在任意方向受力时，都有受力大小的信号输出，致使电机工作，存在很大的安全隐患，故必须借助是否有一定的有效助踩的速度信号才能解决这种安全隐患，同时系统控制骑行非常复杂，一般单边力矩输出；一种采用侦测脚踩脚踏时轴受拉力后产生的位移量大小， 中轴安装有方向性，有速度感测。这种方案一般存在左右脚助踩时信号输出大小不同，会使左右脚助踩时电机驱动大小不同影响整车骑行感觉，当链条受到其它外力，使轴受拉力后产生的位移量变化而输出对应外力大小的信号，致使电机可能工作，产生安全隐患，故也需要判断有一定的助踩速度配合来改善骑行感觉控制和解决安全隐患，同时由于形变量比较大对变速器也有影响。花盘中轴力矩传感器：有力矩和速度信号，但结构复杂，成本高，外形笨拙，实现前变速时，结构更复杂，不良率高。对一般铝钩爪力矩或拉力传感器，没有侦测助踩速度信号，这样在电动车控制系统存在以下几点安全隐患和缺点:1.电动车开机状态时，链条受到其它力时或强烈振动，造成感应钩爪一定的形变，铝钩爪感测器输出信号，可能引起电机工作，这样极易造成人身安全隐患，此项若有速度信号，可以再驱动电机前判断脚踏是否有脚踏一定的转速才驱动电机工作，避免链条受到其它外力时或强烈振动造成电机误动作带来的安全隐患。2.当电动车速度大起来以后，由于助踩力量比较小，整车震动也会对感应钩爪造成一定的形变,影响到输出的数据,也会影响对电控系统的控制,这就需要借助速度信号的判断脚踏助踩情况，可以更安全和更好控制的骑行效果。3.不容易控制满足欧洲法规EN15194里的4.2.4.1b条款的规定：当骑行者停止向前蹬踏脚蹬时应提供向前电动助力。对于有刹车断电功能的，断电距离不得超过5m；对于没有刹车断电功能的，断电距离不得超过2m。对以上存在的问题若有了脚踏助踩速度信号，可以快速判断脚无助踩的情况以实现电机驱动快速断电保证其安全性。有了速度信号，这样更加丰富现有钩爪力矩感应参数，这样可以给整车控制提供更加丰富感应参数，也就更好地控制整车的安全和运动骑行效果。对以上速度感测,若整车没有防止反向助踩装置,速度传感器一定要有方向感测功能,以防止反向助踩有速度信号输出致使电机误工作，产生极大安全隐患。目前，有些厂家为解决钩爪力矩感应器这个问题，在整车中轴上又增加一个助踩速度传感器。但是此种方式使得对整车结构产生了影响，同时又增加了品质隐患。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电动车的一体式测量装置，通过一体式的设计，对原有的拉力感应机构作出改进，利用整车原有的飞轮形成一个了速度感应机构，在解决一般铝钩爪传感器缺失速度信息产生的安全隐患和对整车骑行顺畅度控制问题的影响同时，对原有铝钩爪整车结构不构成任何影响，给整车控制提供更加丰富感应参数，更好地提升整车的安全性和运动骑行效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种电动车的一体式测量装置，包括机架、动力轴和固定于所述机架上的固定轴，所述动力轴上装有飞轮，所述飞轮的链齿中含有铁磁类金属材料，所述固定轴上装有传动齿盘，所述飞轮与传动齿盘通过传动元件连接，所述固定轴和动力轴之间通过传动齿盘、传动元件和飞轮连接传动，还包括一体式感应机构，所述一体式感应机构包括固定于机架上的固定部和固定于动力轴上且随施加于动力轴上的拉力产生位移变化的移动部，所述一体式感应机构还包括一个将移动部的位移量转换成动力轴受到拉力大小的电信号的拉力感应器和一个感测飞轮链齿旋转速度的速度感应器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述速度感应器包括霍尔元件、感应电路及设置在所述霍尔元件和感应电路之间的磁石，所述飞轮位于霍尔元件一侧。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述霍尔元件的数量为一个，感应电路采用单霍尔方式，当飞轮上的链齿经过霍尔元件和磁石时，会引起磁场的变化，通过对电势的测量从而得到链齿旋转的速度。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述霍尔元件的数量为多个，感应电路采用多霍尔方式，当飞轮的链齿旋转经过霍尔元件时，根据链齿经过每个霍尔元件的先后顺序即可判断链齿的正转和反转。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述速度感应器外侧还设有至少一个外壳。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述一体式感应机构上设有一条部分隔出所述移动部的贯通沟槽，所述沟槽的一端设有用于容置所述拉力感应器的感应腔。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述拉力感应器包括感应器固定部、感应器移动部和拉力感应电路，所述感应器移动部内设有一与拉力感应电路配合使用的感应磁石，所述感应器移动部内拧有原点电压调整螺丝。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述拉力感应器还包括套设于感应器移动部的塑料柱上的弹簧。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述拉力感应器和速度感应器分别通过拉力感应器信号线和速度感应器信号线与外界传输信号。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述一体式感应机构上开设有容置拉力感应器信号线和速度感应器信号线的信号线槽。

本实用新型的有益效果是：通过一体式的设计，对原有的拉力感应机构作出改进，利用整车原有的飞轮形成一个了速度感应机构，在解决一般铝钩爪传感器缺失速度信息产生的安全隐患和对整车骑行顺畅度控制影响问题的同时，对原有铝钩爪整车结构不构成任何影响，给整车控制提供更加丰富感应参数，更好地提升整车的安全性和运动骑行效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型一种电动车的一体式测量装置一较佳实施例的静止状态传动系统示意图；

图2是本实用新型一种电动车的一体式测量装置一较佳实施例的分解示意图；

图3是本实用新型一种电动车的一体式测量装置一较佳实施例的正面立体示意图。

图4是本实用新型一种电动车的一体式测量装置一较佳实施例的背面立体示意图。

附图中各部件的标记如下：1、机架，2、动力轴，3、固定轴，4、传动齿盘，5、飞轮，6、一体式感应机构，7、固定部，8、移动部，9、拉力感应器，10、速度感应器，11、霍尔元件，12、感应电路，13、磁石，14、外壳，15、沟槽，16、感应器固定部，17、感应器移动部，18、拉力感应电路，19、感应磁石，20、调节孔，21、原点电压调整螺丝，22、弹簧，23、拉力感应器信号线，24、速度感应器信号线，25、信号线槽，26、塑料柱。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：

一种电动车的一体式测量装置，包括机架1、动力轴2和固定于所述机架上的固定轴3，所述动力轴上装有飞轮5，所述飞轮5的链齿中含有铁磁类金属材料，所述固定轴上装有传动齿盘4，所述飞轮与传动齿盘通过传动元件连接，所述传动元件包括链条或皮带，所述固定轴和动力轴之间通过传动齿盘、传动元件和飞轮连接传动，还包括一体式感应机构6，所述一体式感应机构包括固定于机架上的固定部7和固定于动力轴上且随施加于动力轴上的拉力产生位移变化的移动部8，所述一体式感应机构还包括一个将移动部的位移量转换成动力轴受到拉力大小的电信号的拉力感应器9和一个感测飞轮链齿旋转速度的速度感应器10。

所述速度感应器包括霍尔元件11、感应电路12及设置在所述霍尔元件和感应电路之间的磁石13，所述飞轮位于霍尔元件一侧。

所述霍尔元件的数量为一个，感应电路采用单霍尔方式，当飞轮上的链齿经过霍尔元件和磁石时，会引起磁场的变化，通过对电势的测量从而得到链齿旋转的速度，正向经过一个链齿输出一个脉冲信号。由于脚踏与固定轴固定链接在一起，飞轮通过传动元件和传动齿盘与固定轴链接在一起，通过链齿比计算公式即可知道脚踏的速度大小。

所述霍尔元件的数量为多个，感应电路采用多霍尔方式，当飞轮的链齿旋转经过霍尔元件时，根据链齿经过每个霍尔元件的先后顺序即可判断链齿的正转和反转，速度信号输出可以通过数据处理后单线输出（如：正转有脉冲信号输出，反转或不旋转时，则不输出脉冲信号，也可用不同占空比方式区别正反转等方式输出数据），也可不经过数据处理直接将速度数据直接输出线输出。以上输出的脉冲信号，通过相邻脉冲的时间来判断链齿旋转的速度。这种多霍尔方式可以实现对链齿旋转方向的识别同时还可以增加对飞轮的链齿旋转一周旋转角度的分辨率，角度分辨率为360/（链齿数*霍尔数）。此时，速度传感器具有了检测链齿旋转方向的功能，即方向传感器。在骑行过程中，由于骑行者有反踩脚踏的习惯，此时拉力传感器和速度传感器均不能检测出此种情况，电机还会继续驱动，造成安全隐患，在使用了方向传感器后，能够检测出反踩脚踏的情况，从而快速停止电机驱动，保障骑行者的安全。

所述速度感应器外侧还设有至少一个外壳14，起到保护和固定速度感应器的作用，外壳结构形状和固定方式根据不同的飞轮，如:外变速器飞轮、内变速器飞轮等不同也会不同，可能是一个外壳或多个机构件配合安装固定在铝钩爪侧面。

所述一体式感应机构上设有一条部分隔出所述移动部的贯通沟槽15，所述沟槽的一端设有用于容置所述拉力感应器的感应腔。

所述拉力感应器包括感应器固定部16、感应器移动部17和拉力感应电路18，所述感应器移动部内设有一与拉力感应电路配合使用的感应磁石19，所述感应器移动部内拧有原点电压调整螺丝21。

所述一体式感应机构侧面开设有所述调节孔20，所述调节孔穿透至感应腔内，所述调节孔用于将调整螺丝刀通过此孔插入感应器移动部内的原点电压调整螺丝内调节原点电压。所述调节孔在实际应用中为选配项目。拉力感应器的初始电信号原点，采用侧面调整孔内螺丝轴向进退方式调整大小，组装后更方便调整初始信号原点同时售后维修更方便。拉力测量原理：当动力轴2受到拉力时，动力轴2拉到移动部8，使移动部8产生一个横向的位移，这时，感应电路12和磁石13随之产生相应的位移变化，感应电路12感应到磁石13的移动带来的相应的磁场强度而产生一相对应的电信号，电信号可以是模似信号或数字信号，该电信号的值的大小对应于移动部8的位移量的大小，也对应于动力轴2相对于固定轴3的拉力的大小，并通过拉力感应器信号线23将该电信号输出，从而得到动力轴2相对于固定轴3的拉力的大小。

所述拉力感应器还包括套设于感应器移动部的塑料柱26上的弹簧22。

所述拉力感应器和速度感应器分别通过拉力感应器信号线23和速度感应器信号线24与外界传输信号。

所述一体式感应机构上开设有容置拉力感应器信号线和速度感应器信号线的信号线槽25，它使整车结构更简单，同时又能防止信号线在日常骑行中被磨损，从而造成损坏，影响参数的传输。

所述一体式感应机构与所述动力轴的卡槽处的外围设有一个沉孔，用来固定锁固动力轴的螺母，防止动力轴在车辆行驶过程中从卡槽处脱落，造成安全隐患。

本实用新型电动车的一体式测量装置的有益效果是：

通过一体式的设计，对原有的拉力感应机构作出改进，利用整车原有的飞轮形成一个了速度感应机构，在解决一般铝钩爪传感器重要缺失速度信息产生的安全隐患问题和对整车骑行顺畅度控制的影响的同时，对原有铝钩爪整车结构不构成任何影响，给整车控制提供更加丰富感应参数，更好地提升整车的安全性和运动骑行效果。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动车的一体式测量装置，包括机架（1）、动力轴（2）和固定于所述机架上的固定轴（3），所述动力轴上装有飞轮（5），所述飞轮（5）的链齿中含有铁磁类金属材料，所述固定轴上装有传动齿盘（4），所述飞轮与传动齿盘通过传动元件连接，所述固定轴和动力轴之间通过传动齿盘、传动元件和飞轮连接传动，其特征在于，还包括一体式感应机构（6），所述一体式感应机构包括固定于机架上的固定部（7）和固定于动力轴上且随施加于动力轴上的拉力产生位移变化的移动部（8），所述一体式感应机构还包括一个将移动部的位移量转换成动力轴受到拉力大小的电信号的拉力感应器（9）和一个感测飞轮链齿旋转速度的速度感应器（10）。

2.根据权利要求1所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述速度感应器包括霍尔元件（11）、感应电路（12）及设置在所述霍尔元件和感应电路之间的磁石（13），所述飞轮位于霍尔元件一侧。

3.根据权利要求2所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述霍尔元件的数量为一个，感应电路采用单霍尔方式，当飞轮上的链齿经过霍尔元件和磁石时，会引起磁场的变化，通过对磁电势的测量从而得到链齿旋转的速度。

4.根据权利要求2所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述霍尔元件的数量为多个，感应电路采用多霍尔方式，当飞轮的链齿旋转经过霍尔元件时，根据链齿经过每个霍尔元件的先后顺序即可判断链齿的正转和反转。

5.根据权利要求2所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述速度感应器外侧还设有至少一个外壳（14）。

6.根据权利要求1所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述一体式感应机构上设有一条部分隔出所述移动部的贯通沟槽（15），所述沟槽的一端设有用于容置所述拉力感应器的感应腔。

7.根据权利要求6所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述拉力感应器包括感应器固定部（16）、感应器移动部（17）和拉力感应电路（18），所述感应器移动部内设有一与拉力感应电路配合使用的感应磁石（19），所述感应器移动部内拧有原点电压调整螺丝（21）。

8.根据权利要求7所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述拉力感应器还包括套设于感应器移动部的塑料柱（26）上的弹簧（22）。

9.根据权利要求1所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述拉力感应器和速度感应器分别通过拉力感应器信号线（23）和速度感应器信号线（24）与外界传输信号。

10.根据权利要求9所述的电动车的一体式测量装置，其特征在于，所述一体式感应机构上开设有容置拉力感应器信号线和速度感应器信号线的信号线槽（25）。

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