專利名稱：動力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動カ自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電動自行車最先進的控制方式為“カ矩傳感控制”，其原理是根據(jù)車輛行駛需要的カ矩大小控制電機按照設(shè)定的要求提供輔助動力。該方式較以前的“速度傳感控制”有很大提高，但是這種方式是間接控制，數(shù)據(jù)變換復(fù)雜、效果差，難以實現(xiàn)完全的輔助驅(qū)動，而且機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、故障率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是由曲柄上裝置的5位ニ進制碼盤和電機上裝置5個光電傳感器組成的編碼器判讀曲柄的絕對位置信號，并將此信號變換成5位ニ進制編碼， 作為動カ自行車位置閉環(huán)控制方式的依據(jù)，供驅(qū)動控制系統(tǒng)根據(jù)對鏈輪運轉(zhuǎn)的相對位置 (角位移)反饋信號，通過位置調(diào)節(jié)器確保電機的輸出位置準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入位置信號，同時通過電流調(diào)節(jié)器實現(xiàn)抑制啟、制動電流，加速電流響應(yīng)過程，以達到理想的調(diào)速目的，確保鏈輪和曲柄以設(shè)定的要求同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果是提供了一種動カ自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置，實現(xiàn)位置閉環(huán)控制方式以取代現(xiàn)有的電動自行車カ矩傳感控制方式。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效果好、故障率低。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明。圖1是動カ自行車驅(qū)動機總成的結(jié)構(gòu)圖。圖1中(1)自行車左曲柄、0)5位ニ進制碼盤、(3)光電信號變換器、⑷直流無刷電機、(5)諧波減速機、(6)鏈輪座、(7)動カ合成機構(gòu)。圖2是自行車曲柄上裝置的5位ニ進制碼盤。圖3是電機上裝置的光電信號變換器。
具體實施例方式1.圖2碼盤是ー塊印制五圈數(shù)字碼道的不銹鋼圓盤，每個碼道表示ニ進制的一位，里側(cè)是高位，外側(cè)是低位，在360度范圍內(nèi)可編數(shù)碼為2的5次方=32個。每個碼道上印制黒白等間隔圖案，形成ー套編碼。黑色不反光區(qū)和白色反光區(qū)分別代表ニ進制的“0” 和 “1”。2.圖3光電信號變換器上有五個單光束反射式紅外光電傳感器A、B、C、D、E，每個光電傳感器對應(yīng)ー圈數(shù)字碼道。3.光電傳感器發(fā)出的光信號射在碼盤數(shù)字碼道黑色不反光區(qū)，光敏元件沒有信號為“0” ；光電傳感器發(fā)出的光信號射在碼道數(shù)字碼盤中白色反光區(qū)，光敏元件把此光信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號為“1”。4.當(dāng)碼盤隨曲柄轉(zhuǎn)動時，碼盤位置1經(jīng)過光電傳感器時，光電傳感器E、D、C、B、A 讀到的數(shù)碼是01100 ；位置2經(jīng)過傳感器時光電傳感E、D、C、B、A讀到的數(shù)碼是01101 ；位置 3經(jīng)過傳感器時光電傳感器E、D、C、B、A讀到的數(shù)碼是01111 ；位置4經(jīng)過傳感器時光電傳感器E、D、C、B、A讀到的數(shù)碼是01110……。5.碼盤一周360度范圍設(shè)有32個位置，每個位置的角位移11度15分，碼盤(曲柄)每轉(zhuǎn)動11度15分，光電信號變換器變化一組數(shù)碼。6.每變化一組數(shù)碼，控制器指令電機旋轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)。由于諧波減速機減速比為1 60， 則電機轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，輸出到鏈輪后，鏈輪的角位移為12度。根據(jù)以上分析，在鏈輪完全沒有負載時，理論上曲柄旋轉(zhuǎn)角位移U度15分，鏈輪旋轉(zhuǎn)角位移12度，輸出的扭矩僅用于克服電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。在有負載時，電機轉(zhuǎn)速會略微降低，輸出扭矩增加到和負載平衡，當(dāng)鏈輪旋轉(zhuǎn)角位移降低到11度15分時，鏈輪和曲柄同步旋轉(zhuǎn)，這時理論上人力和電力按照1 1的比例合成共同驅(qū)動車輛運行，調(diào)整電機轉(zhuǎn)速超前或者滯后，可以改變合成驅(qū)動車輛的人力和電力的比例。
權(quán)利要求
1.一種動力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置包括以下部件組成(1)自行車左曲柄、 0)5位二進制碼盤、(3)光電信號變換器，其特征是由自行車左曲柄上裝置的5位二進制碼盤和電機上裝置的光電信號變換器組成的編碼器判讀曲柄的絕對位置，并將此信號變換成5位二進制編碼，作為動力自行車位置閉環(huán)控制方式的依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的動力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置其特征在于自行車左曲柄上裝置5位二進制碼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的動力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置其特征在于電機上裝置5個光電信號變換器。
全文摘要
一種動力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置，由曲柄上裝置的5位二進制碼盤和電機上裝置5個光電傳感器組成的編碼器判讀曲柄的絕對位置信號，并將此信號變換成5位二進制編碼，作為動力自行車位置閉環(huán)控制方式的依據(jù)，實現(xiàn)位置閉環(huán)控制方式以取代現(xiàn)有的電動自行車力矩傳感控制方式，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效果好、故障率低。
文檔編號B60L15/20GK102582767SQ201110006600
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者張文杰, 朱永達, 王賽賽, 王震, 陳海波 申請人:上海大學(xué), 上海翌威科技有限公司