[发明专利]有壳体内多磁块不均匀分布传感器的助力自行车

权利要求书

1.有壳体内多磁块不均匀分布传感器的助力自行车，包括电动自行车和传感器，电动自行车的车轮中心轴（51），中心轴（51）的两端与电动自行车的车架（53）固定连接，中心轴（51）外套有花鼓（52），花鼓（52）在中心轴（51）外转动，花鼓（52）与自行车的车轮（54）固定连接，花鼓（52）与车轮（54）同步转动；电动自行车的电池（55）连接电机控制器（29），电机控制器（29）连接车轮上的电机（30）；其特征在于：

传感器的结构和部件的连接关系如下：

传感器包括依次连接的传感元件、助力模型处理器（21）、数模转换器（27）和运算放大器（28）；

［1］传感元件是把环形凹槽转动盘（1）的转动运动变为矩形波信号输出的元件；

传感元件包括一块环形凹槽转动盘（1）、环形凹槽固定盘（40）、一个霍尔（3）和多枚永磁块（2），环形凹槽转动盘（1）和环形凹槽固定盘（40）两者的凹面相对，环形凹槽固定盘（40）嵌合在环形凹槽转动盘（1）的环形凹槽之中，成两个盘能相对转动的嵌合内空外壳，两个盘的凹面夹成一个空心环（41）；在空心环（41）位置的环形凹槽转动盘（1）上固定设置有多个永磁块（2），多个永磁块（2）成圆环形分布，且多个永磁块（2）成错位分布，错位分布是半径错位分布方式或间距错位分布方式的某一种；或即有半径错位分布方式，又有间距错位分布的组合方式；

半径错位分布方式是：该多个永磁块（2）分布在一个圆环形（6）范围内，在圆环形（6）的内圆形轨迹线（5-1）与外圆形轨迹线（5-2）之间至少有一条圆形轨迹线贯穿全部永磁块（2）；内圆形轨迹线（5-1）和外圆形轨迹线（5-2）为同心圆，至少有两个永磁块（2）到内圆形轨迹线（5-1）所在圆中心的距离不相同；

间距错位分布方式是：相邻永磁块（2）之间的距离为永磁块间距（7）；至少有两条永磁块间距（7）的长短不相同；

在环形凹槽转动盘（1）的向空心环（41）面，相邻永磁块（2）的磁极性相反，一块环形凹槽转动盘（1）上全部永磁块（2）的磁极性分布方式是N极、S极、 N极、S极、 N极、S极……；

在空心环（41）的环形凹槽固定盘（40）上固定设置有一个霍尔（3），霍尔（3）设在接近永磁块（2）并能感受每个永磁块（2）磁通量的位置，霍尔（3）与永磁块（2）之间有间距；霍尔（3）是对相反磁极性产生矩形波输出信号的霍尔；

［2］助力模型处理器（21）是把环形凹槽转动盘（1）转动的数字信号变为助力模型数字信号的信号形式转换器；

助力模型处理器（21）包括模数转换和波宽识别器（22）、助力起点选择器（23）、磁块转速计算器（24）、助力模型存储器（25）和助力模型计算器（26）；

模数转换和波宽识别器（22）与传感元件连接，模数转换和波宽识别器（22）把传感元件中霍尔（3）输入的矩形波信号进行识别各个矩形波的宽度，将各个矩形波信号变为不同的数字信号，对每个矩形波进行标注，模数转换和波宽识别器（22）输出标注有磁块位置秩序的磁块运动数字信号；

模数转换和波宽识别器（22）分别与助力起点选择器（23）和磁块转速计算器（24）连接，助力起点选择器（23）与磁块转速计算器（24）连接；磁块转速计算器（24）用模数转换和波宽识别器（22）输入的标注有磁块位置秩序的磁块运动数字信号计算出环形凹槽转动盘（1）的转速，并把环形凹槽转动盘（1）的转速数字信号传给助力起点选择器（23），助力起点选择器（23）用标注有磁块位置秩序的磁块运动数字信号，和环形凹槽转动盘（1）的转速数字信号这两个信号确定在某种转速条件下的助力起点对应的某一个矩形波，即确定助力起点磁块；

助力起点选择器（23）和磁块转速计算器（24）分别都与助力模型计算器（26）连接，助力模型存储器（25）也与助力模型计算器（26）连接；助力模型计算器（26）用助力起点选择器（23）的助力起点磁块，和用磁块转速计算器（24）的环形凹槽转动盘（1）转速这两个条件选择助力模型存储器（25）中的某一种助力模型函数，并将助力起点磁块和环形凹槽转动盘（1）转速这两个条件代入助力模型函数，计算出适合这两个条件的助力模型数字信号，即助力模型计算器（26）输出助力模型数字信号；

［3］数模转换器（27）是把助力模型数字信号转换成助力模型的模拟信号；

助力模型计算器（26）与数模转换器（27）连接，数模转换器（27）把助力模型计算器（26）的助力模型数字信号转换成助力模型模拟信号；

［4］运算放大器（28）是把数模转换器（27）的助力模型模拟信号转换成额定电压范围的助力模型模拟信号；

传感器与电动自行车的连接关系是：传感器的环形凹槽转动盘（1）和环形凹槽固定盘（40）套在电动自行车的中心轴（51）外，并且环形凹槽固定盘（40）与中心轴（51）固定连接，传感器的环形凹槽转动盘（1）与花鼓（52）固定连接，环形凹槽转动盘（1）伴随花鼓（52）同步转动；环形凹槽转动盘（1）与环形凹槽固定盘（40）内外相套的嵌合成转动连接；环形凹槽转动盘（1）和花鼓（52）两者为相同的转动中心，传感器中运算放大器（28）的信号输出导线与电动自行车的电机控制器（29）的信号输入端连接。