CN2580426Y - 智能电动自行车的压力传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电动自行车的压力传感装置，包括中管、下管、后平叉、中接头，所述下管、后平叉均与中管连接固定，中管内设有活塞杆，中管下端口连接有封头，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；本实用新型通用性好、制作成本低，中管与中接头之间在骑车者脚踩踏脚时产生周期性位移，该位移量与周期变化被安装在中管内的磁体与霍尔元件转化成电信号传递给控制器，从而可以调节电机的输出功率，达到智能化控制的效果。

Description

智能电动自行车的压力传感装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能电动自行车的压力传感装置

背景技术

近年来，电动自行车作为一种环保、节能的交通工具已经逐渐被广大消费者所接受，无论在国内还是国外，电动自行车在世界范围内的销量也在逐年增加，电动自行车替代自行车的趋势逐步扩大。目前国内的电动自行车是以纯电动车为主，欧美国家则以电动助力车为主，国内各家电动车厂商、大专院校也在研发智能电动自行车，以打开出口渠道，但是离真正能做到智能化、商品化还有一段距离，一方面是通用性差，另一方面是成本过高，大部分研究者在如何取得脚踏转动的动态力矩传感上大动脑筋，采用精密的机械加工以及各种高档的检测器，其结果不但可靠性差，而且市场也无法接受这种高价的“高科技”产品。

目前市场上或研发中的智能系统多种多样，有光栅编码式力矩传感、电阻式力矩传感、偏心力矩传感、轴向凸轮力矩传感、差动式力矩传感等等，其方式均为动态力矩式传感，各商家可谓煞费苦心，成本自然也是居高不下，还有一种市场上最多的、也被称之为“假智能”的智能电动自行车，其通过靠弹簧压在链条上的一只压轮，当脚踏时，链条被张紧，压链轮围绕某一旋转轴旋转产生位移来获取位移信号，并将位移信号转换成点信号，其缺点在于链条抖动时有误动作，特别是随着使用时间的增加，链条被拉长后，抖动更加明显，误动作加剧，另外，由于传感系统外置，也降低了系统的稳定性，抗干扰能力较差，影响外观。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种智能电动自行车的压力传感装置，该装置可用于大部分电动自行车，通用性较好，能提高现有产品的续行里程和健身功能，并可设计成单一的智能电动自行车，而其批量生产的成本仅为现有产品的几分之一至几十分之一。

本实用新型的技术方案是：一种智能电动自行车的压力传感装置，包括中管、下管、后平叉、中接头，所述下管、后平叉均与中管连接固定，中管内设有活塞杆，中管下端口连接有封头，活塞杆的头部与中管内壁滑动配合，活塞杆的下端伸出封头与中接头连接固定，活塞杆在头部与封头之间套有弹簧，中管与活塞杆上对应设置有位移信号传感器。

本实用新型进一步的技术方案是：一种智能电动自行车的压力传感装置，包括中管、下管、后平叉、中接头，所述下管、后平叉均与中管连接固定，中管内设有活塞杆，中管下端口连接有封头，活塞杆的头部与中管内壁滑动配合，活塞杆的下端伸出封头与中接头连接固定，活塞杆在头部与封头之间套有弹簧，中管与活塞杆上对应设置有位移信号传感器；所述活塞杆的截面呈异型，封头上的导向孔为与活塞杆截面相同的异型孔，以防止中管与中接头之间产生相对转动；所述中管包括上下两段，上段为主体、下段为连接管，活塞杆位于连接管内，封头连接固定在连接管的下端。

本实用新型更详细的技术方案是：一种智能电动自行车的压力传感装置，包括中管、下管、后平叉、中接头，所述下管、后平叉均与中管连接固定，中管内设有活塞杆，中管下端口连接有封头，活塞杆的头部与中管内壁滑动配合，活塞杆的下端伸出封头与中接头连接固定，活塞杆在头部与封头之间套有弹簧，中管与活塞杆上对应设置有位移信号传感器；所述活塞杆的截面呈异型，封头上的导向孔为与活塞杆截面相同的异型孔，以防止中管与中接头之间产生相对转动；所述中管包括上下两段，上段为主体、下段为连接管，活塞杆位于连接管内，封头连接固定在连接管的下端；所述活塞杆的主体为一螺栓，螺栓的上部穿设有碗状导向套，碗状导向套与连接管的内壁滑动配合，螺栓的下部螺纹连接一异型导向管，异型导向管与中接头连接固定，所述封头包括与连接管螺纹连接的、端部开口的封套，封套的内壁纵向设有数条导向槽，封套内置有异型导向套，异型导向套的周边设有数个凸键，凸键嵌入导向槽内，所述弹簧位于碗状导向套与异型导向套之间；所述位移信号传感器包括固定在信号处理线路板上的霍尔元件和对应于霍尔元件的位置固定在活塞杆顶部的磁体，信号处理线路板固定在连接管内；所述下管、后平叉连接固定在连接管上；所述螺栓在碗状导向套与异型导向管之间穿设有过渡管；所述异型导向管的横截面和异型导向套的导向孔均为正六边形。

本实用新型是在普通电动自行车的中管内下方安装一套与中接头组件一起构成的位移式压力传感系统，当人对电动自行车的踏脚加力时，压力由踏脚通过曲柄传递至中轴，再由中轴传至中接头管，连接在中接头管上方的异型导向柱产生位移，置于中管内的位移式传感系统根据力大小的变化量产生一定的位移量，该位移量通过磁体-霍尔元件转化成电子信号，经过初级放大、处理传到电机控制器，使电机产生驱动力，通过该传感器，将接收的位移信号转化为电压值的大小，将接收的位移脉动信号转化为速度信号。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型将中管与中接头分体，并用活塞和弹簧连接，下管与后平叉与中管连接固定，使中管与中接头之间在骑车者脚踩踏脚时产生位移，该位移被安装在中管内的磁体与霍尔元件转化成电信号传递给控制器，从而可以调节电机的输出功率，达到人力加电力的智能化控制效果。

2.本实用新型的活塞杆与封头均采用正六边形状，而活塞杆与中接头连接固定，封头与中管连接固定，可以防止中管与中接头在分体之后连接产生的相对旋转。

3.本实用新型将整套压力传感装置安装在中管下部的连接管内，从而可以便于组装和维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型的安装位置示意图；

其中：1中管；2下管；3后平叉；4中接头；5活塞杆；51螺栓；52碗状导向套；53异型导向管；54过渡管；6封头；61封套；62导向槽；63异型导向套；64凸键；7弹簧；8位移信号传感器；81霍尔元件；82磁体；9信号处理线路板；10连接管。

具体实施方式

实施例：如图1、图2、图3所示，一种智能电动自行车的压力传感装置，包括上端安装车座的中管(1)、前端与车把连接固定的下管(2)、后部安装后车轮的后平叉(3)、中间穿设中轴的中接头(4)；

所述中管(1)包括上下两段，上段为主体、下段为连接管(10)，下管(2)、后平叉(3)均与连接管(10)连接固定；

所述连接管(10)内设有活塞杆(5)，活塞杆(5)的主体为一螺栓(51)，螺栓(51)的上部穿设有碗状导向套(52)，碗状导向套(52)与连接管(10)的内壁滑动配合，螺栓(51)的中部穿设有过渡管(54)，螺栓(51)的下部螺纹连接一截面呈正六边形的异型导向管(53)；

所述连接管(10)的下端口连接有封头(6)，封头(6)包括与连接管(10)螺纹连接的、端部开口的封套(61)，封套(61)的内壁纵向设有数条导向槽(62)，封套(61)内置有异型导向套(63)，异型导向套(63)上设有正六边形导向孔，异型导向套(63)的周边设有数个凸键(64)，凸键(64)嵌入导向槽(62)内，凸键(64)和导向槽(62)均呈四等分设置；

所述异型导向管(53)从异型导向套(63)上的正六边形导向孔中伸出与中接头(4)焊接固定；

所述过渡管(54)和异型导向管(53)在碗状导向套(52)与异型导向套(63)之间穿设有弹簧(7)；

所述连接管(10)的上部设置有信号处理线路板(9)，信号处理线路板(9)上固定有霍尔元件(81)，对应于霍尔元件(81)的位置在螺栓(51)的顶部固定有磁体(82)，霍尔元件(81)和磁体(82)组成一位移信号传感器(8)。

当骑车者脚向下踏时，连接固定成一体的中接头(4)和异型导向管(53)下移，通过碗状导向套(52)使弹簧(7)变形，踏力越大，根据胡克定律弹簧(7)的压缩变形量也越大，从而达到了脚的踏力与位移的对应变化目的，同时在碗状导向套(52)上装有一磁体(82)，磁体(82)的正上方装有一霍尔元件(81)，用于检测磁体(82)的位移量，不同的位移量使霍尔元件(81)取得不同的电位值，通过信号处理线路板(9)放大和处理输出到控制器，控制器根据电位值与脉动频率的相互关系来控制电机的功率输出，达到电动自行车智能化的目的。

Claims (8)

1.一种智能电动自行车的压力传感装置，包括中管(1)、下管(2)、后平叉(3)、中接头(4)，其特征在于：所述下管(2)、后平叉(3)均与中管(1)连接固定，中管(1)内设有活塞杆(5)，中管(1)下端口连接有封头(6)，活塞杆(5)的头部与中管(1)内壁滑动配合，活塞杆(5)的下端伸出封头(6)与中接头(4)连接固定，活塞杆(5)在头部与封头(6)之间套有弹簧(7)，中管(1)与活塞杆(5)上对应设置有位移信号传感器(8)。

2.根据权利要求1所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述活塞杆(5)的截面呈异型，封头(6)上的导向孔为与活塞杆(5)截面相同的异型孔，以防止中管(1)与中接头(4)之间产生相对转动。

3.根据权利要求1所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述中管(1)包括上下两段，上段为主体、下段为连接管(10)，活塞杆(5)位于连接管(10)内，封头(6)连接固定在连接管(10)的下端。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述活塞杆(5)的主体为一螺栓(51)，螺栓(51)的上部穿设有碗状导向套(52)，碗状导向套(52)与连接管(10)的内壁滑动配合，螺栓(51)的下部螺纹连接一异型导向管(53)，异型导向管(53)与中接头(4)连接固定，所述封头(6)包括与连接管(10)螺纹连接的、端部开口的封套(61)，封套(61)的内壁纵向设有数条导向槽(62)，封套(61)内置有异型导向套(63)，异型导向套(63)的周边设有数个凸键(64)，凸键(64)嵌入导向槽(62)内，所述弹簧(7)位于碗状导向套(52)与异型导向套(63)之间。

5.根据权利要求1或2或3所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述位移信号传感器(8)包括固定在信号处理线路板(9)上的霍尔元件(81)和对应于霍尔元件(81)的位置固定在活塞杆(5)顶部的磁体(82)，信号处理线路板(9)固定在连接管(10)内。

6.根据权利要求1或2或3所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述下管(2)、后平叉(3)连接固定在连接管(10)上。

7.根据权利要求4所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述螺栓(51)在碗状导向套(52)与异型导向管(53)之间穿设有过渡管(54)。

8.根据权利要求4所述的智能电动自行车的压力传感装置，其特征在于：所述异型导向管(53)的横截面和异型导向套(63)的导向孔均为正六边形。

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