本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于電動助力自行車的電機(jī)，包括踩踏驅(qū)動部分，所述踩踏驅(qū)動部分的卡基座（1）通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）單向驅(qū)動端蓋（3）轉(zhuǎn)動；所述卡基座（1）的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)（5），且固定環(huán)（5）內(nèi)嵌置有若干個呈環(huán)狀排列的磁鋼（6），在電機(jī)軸（7）上設(shè)置有正對磁鋼（6）設(shè)置的踩踏傳感器（8），踩踏傳感器（8）通過磁鋼（5）的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼（6）的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。智能控制系統(tǒng)包括控制器（15）、電池（20）和電機(jī)（21），控制器（15）對采集自電機(jī)（21）內(nèi)部的信息進(jìn)行處理。本發(fā)明專利技術(shù)的電機(jī)及其智能控制系統(tǒng)的信號密集、靈敏度高且起步時助力啟動角度小、檢測用戶停止踩踏的時間短。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電動助力自行車
，具體地說是一種信號密集、靈敏度高、起步時助力啟動角度小且檢測用戶停止踩踏的時間短的用于電動助力自行車的電機(jī)及其智能控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電動助力自行車兼具自行車運(yùn)動休閑以及電動車輕松省力的特點(diǎn)，近年來越來越受市場歡迎。目前，市場上大部分助力控制方案，采用的助力傳感器和電動自行車的輪轂電機(jī)分別為獨(dú)立的兩個部件。助力傳感器一般安裝于自行車架中軸處，通過助力傳感器測量用戶騎行時的踩踏頻率，并將該信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給控制器，由控制器調(diào)節(jié)PWM占空比，最終實(shí)現(xiàn)助力。但是該方案缺點(diǎn)較多：⑴、中軸的助力傳感器，受限于用戶的踩踏頻率（一般最大為120轉(zhuǎn)每分鐘，一般在50-90轉(zhuǎn)每分鐘之間），信號少，靈敏度有限；⑵、起步時要踩踏一定角度（最小24°）才可啟動助力；⑶、停止踩踏檢測時間長（100毫秒以上）；⑷、助力傳感器采集到的踩踏頻率信息單一且控制器的控制方式受限；⑸當(dāng)前主要有兩種控制方式，一種控制方式是以踩踏信號作為助力開關(guān)，檢測到踩踏信號后調(diào)節(jié)電機(jī)達(dá)到額定檔位速度，另一種控制方式是將踩踏頻率換算成一定的PWM占空比值，高踏頻輸出高電機(jī)轉(zhuǎn)速，但其所輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)速并不能很好適配用戶踩踏節(jié)奏，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速超前（出現(xiàn)踏空，空踩）或落后于用戶的踩踏頻率（助力太弱），以上兩種的體驗(yàn)并不好；⑹、助力傳感器所需配件較多，安裝精度高，固定方式復(fù)雜，且裸露在外部環(huán)境中，可靠性及穩(wěn)定性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種信號密集、靈敏度高、起步時助力啟動角度小且檢測用戶停止踩踏的時間短的用于電動助力自行車的電機(jī)及其智能控制系統(tǒng)。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：一種用于電動助力自行車的電機(jī)，包括電機(jī)驅(qū)動部分和踩踏驅(qū)動部分，其特征在于：所述踩踏驅(qū)動部分的卡基座通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)單向驅(qū)動端蓋轉(zhuǎn)動，端蓋固定在電機(jī)輪轂上且兩者聯(lián)動；所述卡基座的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)，且固定環(huán)內(nèi)嵌置有若干個沿電機(jī)軸的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼，在電機(jī)軸上設(shè)置有正對磁鋼設(shè)置的踩踏傳感器，踩踏傳感器通過磁鋼的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。所述磁鋼的N極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸或者磁鋼的S極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸設(shè)置；所述固定環(huán)中的磁鋼的個數(shù)N＜πｒ/W ，其中ｒ?yàn)榇配摌?gòu)成的環(huán)狀體的內(nèi)徑，W為單個磁鋼的寬度。所述固定環(huán)上的磁鋼內(nèi)壁和電機(jī)軸的外壁之間留有2mm～5mm的間隙，且固定環(huán)與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的被驅(qū)動部件之間亦設(shè)有間隙。所述的端蓋上設(shè)有能夠?qū)崟r采集車輪轉(zhuǎn)動速度的車輪轉(zhuǎn)動傳感器。所述的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)包括卡基座的內(nèi)壁上設(shè)置的逆棘器以及塔基軸心件上設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座的內(nèi)壁上設(shè)置的棘爪、以及塔基軸心件上設(shè)置的逆棘器；所述的塔基軸心件和卡基座構(gòu)成該電機(jī)的塔基且塔基軸心件和端蓋固定相連，卡基座在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)將運(yùn)動傳遞至塔基軸心件、端蓋和電機(jī)輪轂。所述的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)包括卡基座的延伸部件上設(shè)置的逆棘器以及端蓋上對應(yīng)該逆棘器的連接部位處設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座的延伸部件上設(shè)置的棘爪以及端蓋上對應(yīng)該棘爪的連接部位處設(shè)置的逆棘器；所述的卡基座的延伸部件和端蓋上對應(yīng)該卡基座的延伸部件的連接部位構(gòu)成該電機(jī)的塔基，卡基座在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)將運(yùn)動直接傳遞至端蓋和電機(jī)輪轂。所述的電機(jī)驅(qū)動部分包括固定在電機(jī)軸上的電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子和行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)，電機(jī)定子通電后會使得電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)帶動與行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)嚙合的電機(jī)輪轂轉(zhuǎn)動。一種用于電動助力自行車的電機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括控制器、給控制器供電的電池和電機(jī)，其特征在于：所述的控制器包括單片機(jī)、踩踏信號采集電路和電機(jī)驅(qū)動電路，踩踏信號采集電路能夠通過電機(jī)內(nèi)設(shè)置的踩踏傳感器得到用戶踩踏的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度并傳遞給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)獲得的用戶踩踏的轉(zhuǎn)動速度和時間狀態(tài)得出用戶踩踏的加速度；單片機(jī)根據(jù)用戶踩踏的加速度來控制PWM占空比輸出并通過電機(jī)驅(qū)動電路來控制電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動部分驅(qū)動電機(jī)輪轂的轉(zhuǎn)速。所述的控制器內(nèi)還設(shè)有車輪轉(zhuǎn)動信號采集電路，車輪轉(zhuǎn)動信號采集電路能夠通過電機(jī)內(nèi)設(shè)置的車輪轉(zhuǎn)動傳感器獲得車輪的轉(zhuǎn)動速度并傳遞給單片機(jī)。所述的踩踏傳感器采用能夠識別正反轉(zhuǎn)向的一個或多個霍爾元件制成，且車輪轉(zhuǎn)動傳感器亦采用霍爾元件制成；所述的霍爾元件為鎖存型霍爾或開關(guān)型霍爾。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)通過在卡基座的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)，且固定環(huán)內(nèi)嵌置有若干個沿電機(jī)軸的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼，在電機(jī)軸上設(shè)置有正對磁鋼設(shè)置的踩踏傳感器，踩踏傳感器通過磁鋼的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度；在電機(jī)內(nèi)部設(shè)置的踩踏傳感器和磁鋼相配合使智能控制系統(tǒng)采集的助力傳感信號密集、靈敏度高，用戶踩踏最小角度5°即可啟動助力，檢測用戶停止踩踏并停止助力輸出的時間短至20毫秒，且通過車輪轉(zhuǎn)動傳感器的設(shè)置使得助力傳感信息更豐富。本專利技術(shù)的智能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)踩踏速度和加速度等信息智能識別用戶加速及減速的意圖，提供更加智能的助力體驗(yàn)；控制器驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)速跟隨用戶踩踏的速度，不會出現(xiàn)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)速超前或落后于用戶踩踏速度的情況；且由于無需再在中軸處安裝助力傳感器，助力傳感信號來源于電機(jī)的內(nèi)部，采集的信息更加穩(wěn)定可靠。附圖說明附圖1為本專利技術(shù)的用于電動助力自行車的電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本專利技術(shù)的用于電動助力自行車的電機(jī)結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖3為本專利技術(shù)的帶有磁鋼的固定環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本專利技術(shù)的用于電動助力自行車的電機(jī)智能控制系統(tǒng)原理框圖。其中：1—卡基座；2—棘輪棘爪機(jī)構(gòu)；3—端蓋；4—電機(jī)輪轂；5—固定環(huán)；6—磁鋼；7—電機(jī)軸；8—踩踏傳感器；9—塔基軸心件；10—塔基；11—電機(jī)定子；12—電機(jī)轉(zhuǎn)子；13—行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)；14—車輪轉(zhuǎn)動傳感器；15—控制器；16—單片機(jī)；17—踩踏信號采集電路；18—車輪轉(zhuǎn)動信號采集電路；19—電機(jī)驅(qū)動電路；20—電池；21—電機(jī)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。如圖1-3所示：一種用于電動助力自行車的電機(jī)，包括電機(jī)驅(qū)動部分和踩踏驅(qū)動部分，電機(jī)驅(qū)動部分包括固定在電機(jī)軸7上的電機(jī)定子11、電機(jī)轉(zhuǎn)子12和行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)13，電機(jī)定子11通電后會使得電機(jī)轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)子12驅(qū)動行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)13帶動與行星齒輪減速離合器機(jī)構(gòu)13嚙合的電機(jī)輪轂4轉(zhuǎn)動；踩踏驅(qū)動部分的卡基座1用于安裝卡式飛輪并在卡式飛輪的帶動下通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)2單向驅(qū)動端蓋3轉(zhuǎn)動，端蓋3固定在電機(jī)輪轂4上且兩者聯(lián)動；卡基座1的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)5，由非磁性屏蔽材料組成的固定環(huán)5的外壁通過螺紋旋進(jìn)、粘結(jié)或其它方式固定在卡基座1的內(nèi)壁上，在固定環(huán)5內(nèi)嵌置有若干個沿電機(jī)軸7的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼6，固定環(huán)5上的磁鋼6內(nèi)壁和電機(jī)軸7的外壁之間留有2mm～5mm的間隙，且固定環(huán)5與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)2的被驅(qū)動部件之間亦設(shè)有間隙；另外固定環(huán)5中的磁鋼6的個數(shù)N＜πｒ/W ，其中ｒ?yàn)榇配?構(gòu)成的環(huán)狀體的內(nèi)徑，W為單個磁鋼的寬度；且磁鋼6的N極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸7或者磁鋼6的S極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸7設(shè)置，在電機(jī)軸7上設(shè)置有正對磁鋼6設(shè)置的踩踏傳感器8，踩踏傳感器8通過磁鋼5的磁場變化能夠?qū)嵄疚臋n來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電動助力自行車的電機(jī)，包括電機(jī)驅(qū)動部分和踩踏驅(qū)動部分，其特征在于：所述踩踏驅(qū)動部分的卡基座（1）通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）單向驅(qū)動端蓋（3）轉(zhuǎn)動，端蓋（3）固定在電機(jī)輪轂（4）上且兩者聯(lián)動；所述卡基座（1）的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)（5），且固定環(huán)（5）內(nèi)嵌置有若干個沿電機(jī)軸（7）的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼（6），在電機(jī)軸（7）上設(shè)置有正對磁鋼（6）設(shè)置的踩踏傳感器（8），踩踏傳感器（8）通過磁鋼（5）的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼（6）的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于電動助力自行車的電機(jī)，包括電機(jī)驅(qū)動部分和踩踏驅(qū)動部分，其特征在于：所述踩踏驅(qū)動部分的卡基座（1）通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）單向驅(qū)動端蓋（3）轉(zhuǎn)動，端蓋（3）固定在電機(jī)輪轂（4）上且兩者聯(lián)動；所述卡基座（1）的內(nèi)腔中嵌置有固定環(huán)（5），且固定環(huán)（5）內(nèi)嵌置有若干個沿電機(jī)軸（7）的周向呈環(huán)狀排列的磁鋼（6），在電機(jī)軸（7）上設(shè)置有正對磁鋼（6）設(shè)置的踩踏傳感器（8），踩踏傳感器（8）通過磁鋼（5）的磁場變化能夠?qū)崟r感應(yīng)到磁鋼（6）的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動助力自行車的電機(jī)，其特征在于：所述磁鋼（6）的N極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸（7）或者磁鋼（6）的S極統(tǒng)一朝向電機(jī)軸（7）設(shè)置；所述固定環(huán)（5）中的磁鋼（6）的個數(shù)N＜πｒ/W，其中ｒ?yàn)榇配摚?）構(gòu)成的環(huán)狀體的內(nèi)徑，W為單個磁鋼（6）的寬度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動助力自行車的電機(jī)，其特征在于：所述固定環(huán)（5）上的磁鋼（6）內(nèi)壁和電機(jī)軸（7）的外壁之間留有2mm～5mm的間隙，且固定環(huán)（5）與棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）的被驅(qū)動部件之間亦設(shè)有間隙。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動助力自行車的電機(jī)，其特征在于：所述的端蓋（3）上設(shè)有能夠?qū)崟r采集車輪轉(zhuǎn)動速度的車輪轉(zhuǎn)動傳感器（14）。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動助力自行車的電機(jī)，其特征在于：所述的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）包括卡基座（1）的內(nèi)壁上設(shè)置的逆棘器以及塔基軸心件（9）上設(shè)置的棘爪、或者包括卡基座（1）的內(nèi)壁上設(shè)置的棘爪、以及塔基軸心件（9）上設(shè)置的逆棘器；所述的塔基軸心件（9）和卡基座（1）構(gòu)成該電機(jī)的塔基（10）且塔基軸心件（9）和端蓋（3）固定相連，卡基座（1）在飛輪的帶動下轉(zhuǎn)動并通過棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）將運(yùn)動傳遞至塔基軸心件（9）、端蓋（3）和電機(jī)輪轂（4）。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動助力自行車的電機(jī)，其特征在于：所述的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)（2）包括卡基座（1）的延伸部件上設(shè)置的逆棘器以及端蓋（3）上對應(yīng)該逆棘器的連接部位處設(shè)置的棘爪、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳森泉，
申請(專利權(quán))人：南京壹佰克智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。