[发明专利]自动回馈电能的太阳能电磁助力单车及其电控板

说明书

技术领域

本发明为一种低成本太阳能电磁助力单车，属于载运工具技术领域。

背景技术

目前的助力自行车分为两类，各有其优缺点。电动自行车用电，不产生废气，环保；燃油助力车烧油会产生废气，不环保。电动自行车的缺点是骑行时间受制于电池特性，目前使用的主要是铅酸电池，储能密度低，限制了骑行距离，电瓶使用一年后，常常需要每天充电，你如果住在楼上，电动助力车太重，无法抬上楼，如果上坡，普遍电机的功率不足，偏软，若增加电机功率，电池和电机的重量将大大增加，制造成本相应增加；对于燃油助力车，发动机功率大于电机功率，且燃油重量远远小于电池重量，爬坡很有劲，而且不用天天加油，速度还快，比电动车快捷，但本身车体因安装发动机，车体也很沉重，且燃烧燃油，会排出废气，污染环境。电动助力车的大量使用要耗电能，这些电能大部分是火力发电厂提供的电能，火力发电厂同样要排除大量的CO2，对环境同样存在破坏。目前对环境最友好的交通工具就是自行车，但是自行车却受制于骑行者的体力，如何以最小的改变来节省自行车骑行者的体力，让自行车的骑行变成一种轻松快乐的行为，这就需要一种性能优越小巧的助力装置，这不仅是市场需要，更重要的是对保护环境具有重大的意义，对自行车的普及推广具有极其重要的价值。

发明内容

本发明为了克服现有机械液压助力系统能耗比较高，管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多以及电动助力转向系统中该系统隔离了人与路面的直接联系，使得路感信息匮乏，存在超调等缺陷，为避免两类助力转向系统存在的诸多缺点，本发明提供一种低成本太阳能电磁助力单车，采用电磁主力盘来实现转向助力。

本发明由单车购物篮太阳能盖板2、位置传感器4、电磁助力盘5、后衣架太阳能电池板6、助力永磁体8、扭矩传感器构成25；位置传感器4位于5电磁助力盘的前方，两者距离等于辐板外缘10上两个助力永磁体8之间的距离，扭矩传感器25位于自行车中轴21上，扭矩信号感应线圈24和位置传感器4将自行车运动状态的扭矩信号和方位信号传输至电控板26中，电控板通过刹车电控组合线12控制电磁助力盘5，单车购物篮太阳能盖板2与后衣架太阳能电池板6经过稳压器W调压后，共同为蓄电池7提供电力，如图1所示。

电磁助力盘5由一对左右助力电磁铁15、对应的助力电磁铁线圈16及刹车皮组成，电磁铁为U形电磁铁，该电磁铁采用硅钢片等具有退磁特性的材料，电磁助力盘设置外壳，助力电磁铁线圈16缠绕在U形电磁铁中央腰部，自行车刹车皮设置燕尾槽，可安装固定于U电磁铁两端头部位，整个电磁助力盘5安装在原刹车皮位置，取代原刹车皮，左右电磁助力盘5固定于自行车的刹把闸27上，刹把闸安装于自行车的后上叉11上，电磁铁线圈供电线与刹车线归并为一束刹车电控组合线12（如图2所示），U形电磁铁一侧安装固定一个传感器固定支架19，该固定支架设置一个位置传感器4，位置传感器4位置信号电磁感应线圈20极其电磁铁心构成，该支架长度可以微调，使得电磁助力盘5与位置传感器4中心间距精确等于辐板外缘10上两个助力永磁体8之间的中心间距（如图3、图4所示）。

扭矩传感器的将一对扭矩信号触发齿22固定安装在中轴21上、两个扭矩信号触发齿环的外形和相位完全相同，扭矩信号感应线圈24安装固定为中轴套之上，扭矩信号触发齿为n个小永磁体，均分圆周360^o，转动时，扭矩信号感应线圈24产生感生电动势，骑行者踩踏脚踏板3，曲柄23施加扭矩于中轴21，使得中轴发生弹性变形，每一对扭矩触发信号之间存在相位差，利用现有相位差转换电路将一对触发信号间相位差转换为扭矩电压信号。

本发明中，车轮采用塑料辐板结构，车轮辐板18设置辐板孔13，以减轻惯性质量，助力永磁体对称嵌入辐板外缘10两侧之上，永磁体顶面与辐板外缘面处于相同平面，辐板外缘面与U形磁铁底端面相隔3~5mm，助力永磁体的数量n可根据自行车轮圈14的大小及助理强弱决定，一般n取3~42。

本发明中的单车购物篮安装单车购物篮太阳能盖板2，在单车后衣架安装后衣架太阳能电池板6，后衣架太阳能电池板采用抽屉式推拉结构，可重叠放置两块的太阳能板，后衣架下方设置电池盒，电控板安放在电池盒内。