TWM609586U - 電動自行車的馬達試驗系統 - Google Patents

Abstract

本創作說明了一種電動自行車的馬達試驗系統，其包含有一架體、一驅動單元、一阻力產生單元與一控制單元。其中架體是用以架設一電動自行車。驅動單元是設於架體並包含有一第一馬達，第一馬達連接電動自行車的曲柄軸並驅動曲柄軸轉動。阻力產生單元是設於架體並包含有一滾輪與一第二馬達，後輪壓抵滾輪，第二馬達連接滾輪並驅動滾輪轉動。控制單元控制第一馬達與第二馬達轉動，並依據第一馬達與第二馬達的輸出功率來計算待測馬達的輸出功率。

Description

電動自行車的馬達試驗系統

本創作係有關於電動自行車的馬達，特別是指一種電動自行車的馬達試驗系統。

隨著電動自行車市場的發展，電動自行車的形式與數量日益增長。電動自行車的車架上設有中置馬達，當騎乘者騎乘至上坡路段時，中置馬達會根據騎乘者踩踏曲柄的扭矩而適時地輸出動力，讓騎乘者能輕鬆地騎乘電動自行車。電動自行車的中置馬達的輸出功率在部分國家例如日本是有規範的，特別是對於中置馬達的輸出功率以及騎乘者所施加於曲柄的功率的比值。傳統上，若要對中置馬達進行測試與研究，藉以測試中置馬達的輸出功率是否能符合標準，須將中置馬達從電動自行車的車架上拆除出來並單獨對中置馬達進行功率量測，但這樣子的測試方式較為麻煩，因而尚有改善的空間。

本創作之其中一個目的乃在於提供一種電動自行車的馬達試驗系統，能在不拆解待測馬達的情況下，計算出待測馬達的輸出功率。

緣是，依據本創作所提供之一種電動自行車的馬達試驗系統，其用以獲得一電動自行車的一待測馬達的輸出功率，該電動自行車還包含有一曲柄軸與一後輪，該待測馬達能被驅動而輸出輔助動力至該曲柄軸，該試驗系統包含有一架體、一驅動單元、一阻力產生單元與一控制單元。其中上述電動自行車是架設於上述架體。該驅動單元是設於該架體並包含有一第一馬達，該第一馬達連接該曲柄軸並能被驅動而以一第一輸出轉速與一第一輸出扭矩而驅動該曲柄軸轉動。該阻力產生單元是設於該架體並包含有一滾輪與一第二馬達，該後輪壓抵該滾輪，該第二馬達連接該滾輪並能被驅動而以一第二輸出轉速與一第二輸出扭矩而驅動該滾輪轉動。該控制單元控制該第一馬達與該第二馬達轉動，該控制單元還依據該第一與第二輸出轉速與該第一與第二輸出扭矩而計算該待測馬達的一輸出功率。

通過上述馬達試驗系統，測試人員只要將電動自行車架設於架體上，將驅動單元連接電動自行車的曲柄軸，並將電動自行車的後輪壓抵阻力產生單元的滾輪，如此測試人員便能操作控制單元並在不須從車架拆除待測馬達的情況下，對待測馬達的輸出功率與其特性進行量測。

首先要說明的是，本實用新型所提供的技術特徵不限於實施方式所描述的特定結構、用途以及其應用。說明內容使用的用語皆為所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的例示性描述用語，本說明書內容所提及的“前”、“上”、“下”、“後”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”，以及“外”等方向性形容用語，也只是以正常使用方向為基準的例示性描述用語，並非作為限制主張範圍的用意。

為了詳細說明本創作之技術特點所在，茲舉以下之實施例並配合圖式說明如後，其中：

如圖1與圖2所示，實施例所提供之一種電動自行車的馬達試驗系統1，其係用以獲得一電動自行車70的一待測馬達73的輸出功率。如圖2所示，在通常情況下，電動自行車70包含有一車架71、一前輪72、一後輪74、上述待測馬達73與一曲柄軸75，前輪72與後輪74都是可轉動地設於車架71，待測馬達73設於車架71上並可被驅動而輸出輔助動力給曲柄軸75，曲柄軸75設有踏板76以供騎乘者踩踏。上述試驗系統1包含有一架體10、一驅動單元20、一阻力產生單元30與一控制單元40，其中：

架體10包含有一平台11、一前固定架12、一後固定架13與一前輪承靠架14，前固定架12是架設於平台11上，並且前固定架12的頂面設有一組滑軌15。後固定架13的前端是可轉動地設於前固定架12的該組滑軌15上。後固定架13係呈中空狀並具有一對輪軸連接件16，該對輪軸連接件16連接電動自行車70的後輪74的輪軸。後固定架13的後端還設有一長桿17，長桿17是向後延伸，並且長桿17是用來插接一荷重物(例如砝碼，圖未繪示)，藉以對後固定架13施以向下的力量，以使後輪74能隨著後固定架13的向下移動而壓抵後續將說明的阻力產生單元30。前輪承靠架14是可滑動地設於該組滑軌15，前輪承靠架14具有一承靠空間18以供電動自行車70的前輪72承靠。通過架體10的平台11、前、後固定架12,13與前輪承靠架14，能使電動自行車70穩定地架設於架體10上。

驅動單元20在結構上包含有一第一馬達21與一側固定架22，第一馬達21是架設於側固定架22，並且側固定架22是架設於架體10的平台11上。第一馬達21是採用伺服馬達，第一馬達21還具有一動力輸出軸23，動力輸出軸23連接電動自行車70的曲柄軸75，第一馬達21能被驅動而以一第一輸出轉速與一第一輸出扭矩而通過動力輸出軸23驅動曲柄軸75轉動。

阻力產生單元30是設於架體10的平台11上並位於後固定架13的下方，阻力產生單元30在結構上包含有一滾輪31與一第二馬達32，電動自行車70的後輪74是壓抵著滾輪31，第二馬達32同樣採用伺服馬達，第二馬達32連接滾輪31並能被驅動而以一第二輸出轉速與一第二輸出扭矩而驅動滾輪31轉動，藉以通過滾輪31而對後輪74產生阻力。

如圖3所示，控制單元40於本實施例中為一控制電腦，其能執行一般的計算與資料存取功能。控制單元40電連接第一馬達21與第二馬達32並以閉迴路的方式控制第一馬達21與第二馬達32轉動，控制單元40還能依據上述第一與第二輸出轉速與上述第一與第二輸出扭矩而計算待測馬達73的一輸出功率，其計算方式將於以下段落詳細說明。

圖3說明了試驗系統1的控制示意圖，在實際試驗過程中，將電動自行車70架設於架體10上後，先不要打開電動自行車70的待測馬達73。之後，控制單元40先命令第二馬達32以定扭矩為0的方式轉動，並控制第一馬達21以定加速度的方式而逐漸增加第一輸出轉速至一目標轉速，在上述情況下，整個試驗系統1的理論系統扭矩應為0，如此便能計算試驗系統1的機械損失。接著，開啟電動自行車70的待測馬達73，令控制單元40驅動第一馬達21以上述第一輸出轉速且以定轉速的方式轉動，並且控制單元40命令第二馬達32轉動，使第二輸出扭矩的訊號呈一等週期的方波或弦波的形式而開始產生阻力，待測馬達73在感應到阻力產生單元30所產生的阻力後，便會對應地輸出輔助動力。控制單元40便能依據上述第一輸出轉速與第二輸出扭矩而計算出第一馬達21的輸出功率，並依據第二輸出轉速與第二輸出扭矩而算出第二馬達32產生的輸出功率，因此待測馬達73的輸出功率將會等於第二馬達32的輸出功率減掉第一馬達21的輸出功率再減掉上述機械損失，控制單元40便能依據最後所計算出的待測馬達73的輸出功率。

申請人實際做過試驗，其結果可參考圖4與圖5。其中圖4是在待測馬達73關閉的情況下，第一馬達21與第二馬達32的輸出功率對時間的關係圖，圖5是在待測馬達73開啟的情況下，第一馬達21與第二馬達32的輸出功率對時間的關係圖。因此從圖5可以看到，通過本實施例的試驗系統1，確實能在不實際從電動自行車70上拆出待測馬達73的情況下以量測其輸出功率的情況，有效地計算出待測馬達73的輸出功率，並能避免傳統採用電磁式阻力機構對待測馬達73進行測試時，待測馬達73在承受過量扭力時，造成整體試驗系統1轉速控制不易之情形。

最後，必須再次說明的是，本實用新型於前述實施例中所揭露方法及構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本實用新型的專利範圍，舉凡未超脫本實用新型精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本實用新型申請專利範圍涵蓋的範疇。

1:試驗系統 10:架體 11:平台 12:前固定架 13:後固定架 14:前輪承靠架 15:滑軌 16:輪軸連接件 17:長桿 18:承靠空間 20:驅動單元 21:第一馬達 22:側固定架 23:動力輸出軸 30:阻力產生單元 31:滾輪 32:第二馬達 40:控制單元 70:電動自行車 71:車架 72:前輪 73:待測馬達 74:後輪 75:曲柄軸 76:踏板

有關電動自行車的馬達試驗系統的詳細構造、特點、組裝或使用方式將於以下的實施例予以說明，然而，應能理解的是，以下將說明的實施例以及圖式僅只作為示例性地說明，其不應用來限制本創作的申請專利範圍，其中：

圖1係本創作實施例試驗系統的立體圖； 圖2係圖1的側視圖； 圖3係試驗系統的控制示意圖；以及 圖4與圖5係量測到的功率與時間的關係圖。

1:試驗系統

10:架體

11:平台

12:前固定架

13:後固定架

14:前輪承靠架

15:滑軌

16:輪軸連接件

17:長桿

18:承靠空間

20:驅動單元

21:第一馬達

22:側固定架

23:動力輸出軸

30:阻力產生單元

31:滾輪

32:第二馬達

Claims (10)

1. 一種電動自行車的馬達試驗系統，用以獲得一電動自行車的一待測馬達的輸出功率，該電動自行車還包含有一曲柄軸與一後輪，該待測馬達能被驅動而輸出輔助動力至該曲柄軸，該試驗系統包含有： 一架體，其中該電動自行車架設於該架體； 一驅動單元，設於該架體並包含有一第一馬達，該第一馬達連接該曲柄軸並能被驅動而以一第一輸出轉速與一第一輸出扭矩而驅動該曲柄軸轉動； 一阻力產生單元，設於該架體並包含有一滾輪與一第二馬達，該後輪壓抵該滾輪，該第二馬達連接該滾輪並能被驅動而以一第二輸出轉速與一第二輸出扭矩而驅動該滾輪轉動； 一控制單元，控制該第一馬達與該第二馬達轉動，該控制單元還依據該第一與第二輸出轉速與該第一與第二輸出扭矩而計算該待測馬達的一輸出功率。
2. 如請求項1所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該第一馬達與該第二馬達都是伺服馬達。
3. 如請求項1所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該第一馬達的該第一輸出轉速是呈一定值。
4. 如請求項3所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該第二馬達的該第二輸出扭矩是被控制而呈一等週期的方波或弦波的形式。
5. 如請求項1所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該架體包含有一平台與一後固定架，該後固定架的前端是樞接於該平台，該後固定架係呈中空狀並具有一對輪軸連接件，該對輪軸連接件連接該後輪的輪軸，該阻力產生單元設於該平台上並位於該後固定架的下方。
6. 如請求項5所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該後固定架的後端還設有向後延伸的一長桿，該長桿插接一荷重物。
7. 如請求項5所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該架體還包含有一前固定架，該前固定架是設置於該平台上，該後固定架是通過該前固定架而樞接該平台。
8. 如請求項7所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該前固定架還具有一組滑軌，該後固定架是可移動地樞接於該組滑軌。
9. 如請求項8所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該架體還包含有一前輪承靠架，該前輪承靠架是可移動地設於該前固定架的該組滑軌。
10. 如請求項5所述的電動自行車的馬達試驗系統，其中該驅動單元還包含有一側固定架，該側固定架是設於該平台上，該第一馬達是架設於該側固定架。

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