[发明专利]智能型电助动轮毂

说明书

本发明属于电助动自行车技术领域，特别涉及智能型电助动轮毂中脚蹬转矩、转速检测装置与轮毂整体结构设计的改革。

电助动自行车是一种人力驱动和电力驱动并用的轻便型交通工具。一般的电助动自行车人力驱动与电力驱动之间无关联。而先进的智能型电助动自行车将首先测出骑行者脚蹬力的转矩(或称脚蹬力矩)的大小及转速的大小，并以此转矩值及转速值作为控制信号来控制调节电动机的输出功率及电流的大小，以达到既减轻人力又省电的效果。目前微电脑控制技术已作为较成熟的技术在各个技术领域广泛采用，故该智能型控制方式的关键技术是如何适时测出每一时刻脚蹬转矩的大小及转速的大小，以便根据这两个数值进行智能控制。而测量脚蹬转矩的难点在于当骑行者脚蹬施力时，传递该脚蹬转矩的各个部件都在不停地转动之中。若直接使用各种传感器测脚蹬力，则这些传感器也势必在不停地转动，把信号从传感器传出的引线也将在不停的转动缠绕之中而成为一个难处理的问题。同时，该转矩检测系统要在长年的骑行过程中保持稳定、可靠和高重复性。为解决电助动自行车脚蹬转矩测量中这些特殊的技术难点，出现了不同的检测机构。其中一种方案是将脚蹬转矩测量机构与电驱动机构结合为一体构成智能型电助动轮毂。

现有技术中的一个例子，是在后轮轴上，将弹性体拨叉和螺旋斜面凸轮做在同一个园盘上。施加脚蹬力时，螺旋倾斜楔面推动一个可沿着轴向方向滑动的尼龙滑动件。在旋转的尼龙件的端部有一园环状导电体，而在它的外部布置有一个不动的线圈，当尼龙件发生轴向直线位移时，线圈的电感发生变化，此轴向位移变化信号即代表了脚蹬转矩的变化。但此种结构由于要由螺旋斜面凸轮等将脚蹬转矩转换成轴向的直线位移，然后再由轴向的传感器测出轴向位移，故这一连串的轴向机构将占用较大的轴向结构尺寸，致使电动轮毂的轴向尺寸变大。同时，由于中心轴位置上要布置上述的一连串的转矩测量机构，所以电驱动机构必须躲开中心轴位置，故电动轮毂总体径向尺寸也只能变大，而使电动轮毂成为一个很大的盘状物。并且智能控制所需的转速值也必需由另外单独设置的转速检测系统和转速传感器来完成。

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，研创出一种原理完全不同的智能型电动轮毂，该智能型电动轮毂的检测系统将不采用将脚蹬转矩转换成直线位移的原理，而采用新构想的转动位相比较的原理，由简单的机构直接精确测出正在旋转着的部件上的脚蹬转矩，同时把上述例子中必须分别设置的转矩检测系统和转速检测系统由唯一的一个传感器系统同时担任。而且，在电动轮毂总体结构设计上，由于转矩和转速检测机构的结构上的精化，可以使电驱动机构的结构布置上有更大的优化设计自主性。

本发明所述的一种电助动车所用的智能型电动轮毂，包括脚蹬转矩检测装置及电驱动装置，其特征在于所说的脚蹬转矩检测装置为可同时检测转速的转动位相比较式转矩检测装置，所说的检测装置与电驱动装置均安装在可旋转的轮毂外壳中呈一整体。

本发明所说的脚蹬转矩检测装置包括检测传感器，还包括设置在承受或传递脚蹬转矩的任何一个转轴上的一组旋转部件，该旋转部件分别支承在弹性体的两端，分别附于该旋转部件上的一组相对转角检测环，所说的每个检测环的同一园周上有两个以上呈已知间隔排列的角度标记构件，所说的检测传感器设置在相对于角度标记构件的位置的不动体上。