專利名稱：智能五通裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動自行車領(lǐng)域，特別是涉及一種智能五通裝置。
背景技術(shù)：
電動自行車，是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎(chǔ)上，安裝了電機、控制器、蓄電池、轉(zhuǎn)把閘把等操縱部件和顯示儀表系統(tǒng)的機電一體化的廣泛使用的交通工具；其最重要的特征是將電機動力與騎乘者的踏力整合在一起，作為驅(qū)動力；為達到人力和電力的有機結(jié)合，需要在電動自行車腳踏的曲柄扭矩傳遞路徑上設(shè)一個感測裝置，以感測曲柄的扭矩的大小，并根據(jù)感測結(jié)果控制電機輸出的動力，以減輕騎乘者施加的腳踏力，減輕騎乘者的累感。傳統(tǒng)的速度傳感器沒有對電動自行車腳踏部位的曲柄扭矩進行測量，無法判斷騎行人踩踏腳踏時曲柄的扭矩，使人力和電力無法有機的結(jié)合，因而容易造成騎行時失去控制、推行時飛車等嚴重的安全隱患；而目前常用的力矩感應(yīng)器是從電動自行車上旋轉(zhuǎn)的鏈盤上測量扭矩信號，這種方式的信號采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性差，并且結(jié)構(gòu)復雜、生產(chǎn)成本較高，因而無法真正在市場上推廣普及使用。

實用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理的智能五通裝置，其使電動自行車的控制器可以根據(jù)采集的位移或壓力電信號來調(diào)節(jié)電機扭矩大小，從而實現(xiàn)電動自行車人力和電力的有機結(jié)合，本實用新型實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種智能五通裝置，設(shè)置于電動自行車車架的底部，并與設(shè)置于電動自行車上的控制器電連接，包括五通托架、五通模塊和傳感裝置；所述五通模塊上設(shè)置有通道，所述電動自行車的中軸從所述通道內(nèi)貫穿，其兩端分別外露于所述五通模塊的兩側(cè)，所述中軸的其中一端裝載有電動自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄；所述五通托架為開口腔體結(jié)構(gòu)，所述五通模塊的整體或部分置于所述開口腔體內(nèi)；所述五通模塊與所述五通托架樞轉(zhuǎn)連接，所述五通模塊通過可使其與所述五通托架相對轉(zhuǎn)動的樞接裝置與所述五通托架相樞接，所述樞接裝置包括一樞軸、設(shè)置于所述五通模塊上的用于使所述樞軸穿過的樞扣、以及設(shè)置于所述五通托架上的與所述樞扣相配合且可使所述樞軸穿過的樞托；所述樞軸平行于所述中軸并位于所述中軸的下方；所述傳感裝置設(shè)置在所述五通托架或/和所述五通模塊上，用于將所述五通模塊與所述腔體內(nèi)壁之間的相對位移值或壓力值傳遞給所述控制器。較優(yōu)地，所述五通模塊為一中空結(jié)構(gòu)，其中空的部分為所述通道；所述電動自行車中軸與所述通道的內(nèi)壁之間設(shè)置有軸承；[0012]所述傳感裝置包括彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在所述腔體內(nèi)壁或/和所述五通豐旲塊上；所述傳感裝置還包括可以感應(yīng)所述五通模塊相對于所述五通托架的位移值并將其傳遞給所述控制器的電子位移感應(yīng)元件，所述電子位移感應(yīng)元件同時設(shè)置于所述五通托架上和所述五通模塊上。較優(yōu)地，所述電子位移感應(yīng)元件包括一霍爾組件和可與其通過相對位移而產(chǎn)生電動勢的永久磁鐵；所述霍爾組件和所述永久磁鐵分別設(shè)置于所述五通托架和所述五通模塊上，且分別位于所述五通托架上和所述五通模塊上的兩個相鄰的位置；所述霍爾組件與所述永久磁鐵之間產(chǎn)生的電動勢把所述五通模塊與所述五通托架之間的相對位移量傳遞給所述控制器。較優(yōu)地，所述開口腔體內(nèi)壁呈盒狀，所述五通模塊的整體置于所述開口腔體內(nèi)；所述彈性元件設(shè)置在所述開口腔體的靠近所述電動自行車的鏈盤一側(cè)內(nèi)壁上。較優(yōu)地，所述五通模塊的一部分置于所述開口腔體內(nèi)；所述開口腔體內(nèi)壁包括第一弧面，所述第一弧面以所述樞軸為圓心；所述五通模塊的外表面包括第二弧面，所述第二弧面也以所述樞軸為圓心；所述第一弧面與所述第二弧面相配合；所述彈性元件設(shè)置在所述開口腔體的靠近所述電動自行車的飛輪一側(cè)內(nèi)壁上；所述電子位移感應(yīng)元件同時設(shè)置于所述第一弧面處和所述第二弧面處。較優(yōu)地，所述傳感裝置是感應(yīng)所述五通模塊對所述五通托架的壓力值并將其傳遞給所述控制器的電子壓力感應(yīng)元件；所述傳感裝置設(shè)置在所述開口腔體的內(nèi)壁或所述五通模塊上，位于所述五通模塊與所述五通托架之間的靠近所述電動自行車的飛輪一側(cè)的空隙中。較優(yōu)地，所述彈性元件是彈簧、彈片或其他彈性材料。較優(yōu)地，所述五通托架還包括固定支架，所述五通托架通過所述固定支架固定于所述電動自行車車架底部；所述固定支架通過螺絲或鉚釘，或通過焊接的方式固定于所述車架底部。本實用新型的有益效果是:本實用新型的智能五通裝置，使電動自行車的控制器可以根據(jù)采集的位移或壓力電信號調(diào)節(jié)電機扭矩大小，從而實現(xiàn)電動自行車人力和電力的有機結(jié)合，協(xié)調(diào)工作；結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便，對信號的采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性高，降低了制造成本，便于普及。

圖1為本實用新型的智能五通裝置一實施例應(yīng)用于電動自行車的原理圖；圖2為本實用新型的智能五通裝置一實施例的立體示意圖；圖3為圖2所示智能五通裝置的五通模塊立體示意圖；圖4為圖3的主視圖；圖5為圖3的左視圖；圖6為圖3的俯視圖；圖7為圖2所示智能五通裝置的五通托架立體示意圖；[0034]圖8為圖7所示五通托架設(shè)有固定支架的立體示意圖；圖9為圖2所示智能五通裝置實施例一的剖視圖；圖10為圖9所示智能五通裝置的受力示意圖；圖11為圖2所示智能五通裝置實施例二的剖視圖；圖12為圖11所示智能五通裝置的受力示意圖；其中，100電動自行車車架；101中軸；102腳踏；103腳踏曲柄；104鏈條；105鏈盤；106后軸；107飛輪；108五通托架；1081樞托；1082樞托通孔；1083第一弧面；1084固定支架；1085鉚釘孔；109五通模塊；1091通道；1092樞扣；1093樞扣通孔；1094第二弧面；110軸承；111樞軸；112彈性元件；113永久磁鐵；114霍爾組件；115電子壓力感應(yīng)元件。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的智能五通裝置進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型的智能五通裝置，設(shè)置于電動自行車車架的底部，并與設(shè)置于電動自行車上的控制器電連接，五通模塊與托架之間樞接，這樣就使五通模塊與托架之間可以在騎行人的腳踏力作用下產(chǎn)生微小的相對位移，并通過傳感裝置將代表轉(zhuǎn)動力或轉(zhuǎn)動位移的電信號傳遞給電動自行車上的控制器，使控制器可以根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)推出電動自行車上曲柄扭矩的大小，并自動調(diào)節(jié)電機的輸出扭矩，使人力和電力合理的配合，減輕人的累感，有效發(fā)揮電機的作用。如圖1至圖10所示，本實用新型的智能五通裝置一實施例設(shè)置于電動自行車車架100的底部，并與設(shè)置于電動自行車上的控制器(未示出)通過導線電連接，所述智能五通裝置包括五通托架108、五通模塊109和傳感裝置；五通模塊109上設(shè)置有通道1091，電動自行車的中軸101從通道1091內(nèi)貫穿，其兩端分別外露于五通模塊109的兩側(cè)，中軸101的其中一端裝載有電動自行車的鏈盤105，及一腳踏曲柄103，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄103 ；五通托架108為開口腔體結(jié)構(gòu)，五通模塊109的整體或部分置于所述開口腔體內(nèi)；五通模塊109與五通托架108樞轉(zhuǎn)連接，五通模塊109通過可使其與五通托架108相對轉(zhuǎn)動的樞接裝置與五通托架108相樞接，所述樞接裝置包括一樞軸111、設(shè)置于五通模塊109上的用于使樞軸111穿過的樞扣1092、以及設(shè)置于五通托架108上的與樞扣1092相配合且可使樞軸111穿過的樞托1081 ;樞扣1092上設(shè)置有樞扣通孔1093，樞托1081上設(shè)置有樞托通孔1082，樞軸111穿過樞托通孔1082和樞扣通孔1093，將五通模塊109固定在五通托架108上，樞軸111平行于中軸101并位于中軸101的下方；樞托1081也可與五通托架108 —體成型，樞扣1092也可與五通模塊109 —體成型；設(shè)定樞托1081與五通模塊109在樞軸111徑向方向的間距可限定五通模塊109的轉(zhuǎn)動角度。[0052]所述傳感裝置設(shè)置在五通托架108或/和五通模塊109上，用于將五通模塊109與所述腔體內(nèi)壁之間的相對位移值或壓力值傳遞給所述控制器。較優(yōu)地，作為一種可實施方式，五通模塊109為一中空結(jié)構(gòu)，其中空的部分為通道1091 ;電動自行車中軸101與通道1091的內(nèi)壁之間設(shè)置有軸承110 ；所述傳感裝置包括彈性元件112，優(yōu)選的，彈性元件112是彈簧或彈片，或其他彈性材料，例如橡膠；彈性元件112設(shè)置在所述腔體內(nèi)壁或/和五通模塊109上，設(shè)置彈性元件112處的所述腔體內(nèi)壁與其相面對的五通模塊109的表面平行；所述傳感裝置還包括可以感應(yīng)五通模塊109相對于五通托架108的位移值并將其傳遞給所述控制器的電子位移感應(yīng)元件，所述電子位移感應(yīng)元件同時設(shè)置于五通托架108上和五通模塊109上。優(yōu)選的，所述電子位移感應(yīng)元件包括一霍爾組件114和可與其通過相對位移而產(chǎn)生電動勢的永久磁鐵113，霍爾組件114和永久磁鐵113分別設(shè)置于五通托架108和五通模塊109上，且分別位于五通托架108上和五通模塊109上的兩個相鄰的位置；霍爾組件114與永久磁鐵113之間產(chǎn)生的電動勢把五通模塊109與五通托架108之間的相對位移量傳遞給所述控制器。較優(yōu)地，作為一種可實施方式，所述開口腔體內(nèi)壁呈盒狀，五通模塊109的整體置于所述開口腔體內(nèi)；彈性元件112設(shè)置在所述開口腔體的靠近電動自行車的飛輪107或鏈盤105 —側(cè)內(nèi)壁上,設(shè)置彈性兀件112處的所述腔體內(nèi)壁與其相面對的五通模塊109的表面平行；優(yōu)選的，彈性元件112設(shè)置在所述開口腔體的靠近電動自行車的飛輪107 —側(cè)內(nèi)壁上且靠近鏈盤105，其中，飛輪107設(shè)置在后軸106上。較優(yōu)地，作為一種可實施方式，五通模塊109的一部分置于所述開口腔體內(nèi)，所述開口腔體內(nèi)壁包括第一弧面1083,第一弧面1083以樞軸111為圓心；五通模塊109的外表面包括第二弧面1094，第二弧面1094也以樞軸111為圓心；第一弧面1083與第二弧面1094相配合；彈性元件112設(shè)置在所述開口腔體的靠近電動自行車的飛輪107—側(cè)內(nèi)壁上，所述電子位移感應(yīng)元件同時置于五通托架108和五通模塊109上，所述電子位移感應(yīng)元件的霍爾組件114和永久磁鐵113分別設(shè)置在第一弧面1083處和第二弧面1094處，且分別位于五通托架108上和五通模塊109上的兩個相鄰的位置；霍爾組件114與永久磁鐵113之間產(chǎn)生的電動勢把五通模塊109與五通托架108之間的相對位移量傳遞給所述控制器。較優(yōu)地，作為另一種可實施方式，如圖11和圖12所示，所述傳感裝置是感應(yīng)五通模塊109對五通托架108的壓力值并將其傳遞給所述控制器的電子壓力感應(yīng)元件115 ；所述傳感裝置設(shè)置在所述開口腔體的內(nèi)壁或五通模塊109上，位于五通模塊109與五通托架108之間的靠近所述電動自行車的飛輪107 —側(cè)的空隙中，設(shè)置電子壓力感應(yīng)元件115處的所述腔體內(nèi)壁與其相面對的五通模塊109的表面平行。較優(yōu)地，作為再一種可實施方式，五通托架108還包括一固定支架1084，固定支架1084可與五通托架108 —體成型，也可固定在五通支架1084上,五通托架108通過固定支架1084固定于電動自行車車架100底部；固定支架1084上設(shè)置有鉚釘孔1085，可通過螺絲或鉚釘，或通過焊接的方式固定于電動自行車車架100底部。以上實施例中的智能五通裝置的工作原理是:如圖1和10所示，當騎行人踩踏腳踏102時，產(chǎn)生一個向下的壓力F1，相應(yīng)的扭矩為Tl=FlXLl (LI為踩踏力Fl的力臂)，此時鏈條104拉緊，產(chǎn)生一個反作用力F2，相應(yīng)的扭矩T2=F2XL2(L2為反作用力F2的力臂，由于鏈條104在鏈盤105的邊緣圓周上，故L2為鏈盤105的半徑)，由于T1=T2，鏈盤105把力F2傳導給中軸101，中軸101產(chǎn)生一個和F2相等的壓力F3，中軸101又通過軸承110把壓力傳導給五通模塊109，由于五通模塊109和五通托架108之間是一種樞接關(guān)系，五通模塊109在受力后以樞軸111為圓心，沿著F3方向旋轉(zhuǎn)，五通模塊109壓迫五通托架109，設(shè)定壓力為F4，由于F4為F3的傳導力，所以F4=F3，此時彈性元件112受到F4壓迫變形，設(shè)定彈性元件112的彈性系數(shù)為K，設(shè)定永久磁鐵113相對霍爾組件114所在位置位移弧長為SI,五通模塊109上設(shè)置彈簧的位置相對樞軸轉(zhuǎn)動的弧長為S2，由于五通模塊109圍繞樞軸111轉(zhuǎn)動的角度較小，彈性元件112的收縮量與S2相同，設(shè)定五通模塊109以樞軸111為圓心旋轉(zhuǎn)的角度為Θ度，則SI= θ X2X XR1/360，貝Ij Θ =Sl X 360/(2X π XRl)；S2= θ Χ2Χ 31 XR2X/360,貝Ij Θ =S2X360/(2X π XR2)；故S1/R1=S2/R2，則 S2=R1 X S2/R1 ；F4=KXS2,由于 F2=F3=F4, T1=T2=F2 X L2,所以 T1=L2 XKX Rl X S1/R2 ;其中，Rl為永久磁鐵113至樞軸111中心的垂直距離，R2為五通模塊109上設(shè)置彈簧的位置至樞軸111中心的垂直距離。當傳感裝置為電子壓力感應(yīng)元件115時,如圖1和圖12所示，電子壓力感應(yīng)元件115設(shè)置在所述開口腔體的內(nèi)壁或五通模塊109上,位于五通模塊109與五通托架108之間的靠近所述電動自行車的飛輪107 —側(cè)的空隙中。電子壓力感應(yīng)元件115把代表反壓力F5大小的電信號傳遞給控制器時，控制器也可以反推出的腳踏曲柄103的扭矩Tl的大小，并自動調(diào)節(jié)電動自行車電機的輸出扭矩大小，從而可以實現(xiàn)電動自行車人力和電力的有機結(jié)合；五通模塊109在受力后以樞軸111為圓心，沿著F3方向旋轉(zhuǎn)，五通模塊109壓迫五通托架108，設(shè)定壓力為F5，由于F5為F3的傳導力，所以F5=F3，五通模塊109在受力后又把壓力F5傳遞給電子壓力感應(yīng)元件115，電子壓力感應(yīng)元件115直接測量出壓力F5的大小，由于 F5XR5=F3XR3，F(xiàn)2=F3=F5 X R5/R3 ;貝丨J T1=T2=F1 X L1=F2 X L2=F5 X R5 X L2/R3以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種智能五通裝置，設(shè)置于電動自行車車架的底部，并與設(shè)置于電動自行車上的控制器電連接，其特征在于: 包括五通托架、五通模塊和傳感裝置； 所述五通模塊上設(shè)置有通道，所述電動自行車的中軸從所述通道內(nèi)貫穿，其兩端分別外露于所述五通模塊的兩側(cè)，所述中軸的其中一端裝載有電動自行車的鏈盤及一腳踏曲柄，另一端裝載有電動自行車的另一個腳踏曲柄；所述五通托架為開口腔體結(jié)構(gòu)，所述五通模塊的整體或部分置于所述開口腔體內(nèi)；所述五通模塊與所述五通托架樞轉(zhuǎn)連接，所述五通模塊通過可使其與所述五通托架相對轉(zhuǎn)動的樞接裝置與所述五通托架相樞接，所述樞接裝置包括一樞軸、設(shè)置于所述五通模塊上的用于使所述樞軸穿過的樞扣、以及設(shè)置于所述五通托架上的與所述樞扣相配合且可使所述樞軸穿過的樞托；所述樞軸平行于所述中軸并位于所述中軸的下方； 所述傳感裝置設(shè)置在所述五通托架或/和所述五通模塊上，用于將所述五通模塊與所述腔體內(nèi)壁之間的相對位移值或壓力值傳遞給所述控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述五通模塊為一中空結(jié)構(gòu)，其中空的部分為所述通道； 所述電動自行車中軸與所述通道的內(nèi)壁之間設(shè)置有軸承； 所述傳感裝置包括彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在所述腔體內(nèi)壁或/和所述五通模塊上； 所述傳感裝置還包括可以感應(yīng)所述五通模塊相對于所述五通托架的位移值并將其傳遞給所述控制器的電子位移感應(yīng)元件，所述電子位移感應(yīng)元件同時設(shè)置于所述五通托架上和所述五通模塊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述電子位移感應(yīng)元件包括一霍爾組件和可與其通過相對位移而產(chǎn)生電動勢的永久磁鐵；所述霍爾組件和所述永久磁鐵分別設(shè)置于所述五通托架和所述五通模塊上，且分別位于所述五通托架上和所述五通模塊上的兩個相鄰的位置；所述霍爾組件與所述永久磁鐵之間產(chǎn)生的電動勢把所述五通模塊與所述五通托架之間的相對位移量傳遞給所述控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述開口腔體內(nèi)壁呈盒狀，所述五通模塊的整體置于所述開口腔體內(nèi)； 所述彈性元件設(shè)置在所述開口腔體的靠近所述電動自行車的鏈盤一側(cè)內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述五通模塊的一部分置于所述開口腔體內(nèi)； 所述開口腔體內(nèi)壁包括第一弧面，所述第一弧面以所述樞軸為圓心； 所述五通模塊的外表面包括第二弧面，所述第二弧面也以所述樞軸為圓心； 所述第一弧面與所述第二弧面相配合； 所述彈性元件設(shè)置在所述開口腔體的靠近所述電動自行車的飛輪一側(cè)內(nèi)壁上； 所述電子位移感應(yīng)元件同時設(shè)置于所述第一弧面處和所述第二弧面處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述傳感裝置是感應(yīng)所述五通模塊對所述五通托架的壓力值并將其傳遞給所述控制器的電子壓力感應(yīng)元件；所述傳感裝置設(shè)置在所述開口腔體的內(nèi)壁或所述五通模塊上，位于所述五通模塊與所述五通托架之間的靠近所述電動自行車的飛輪一側(cè)的空隙中。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述彈性元件是彈簧、彈片或其他彈性材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的智能五通裝置，其特征在于: 所述五通托架還包括固定支架，所述五通托架通過所述固定支架固定于所述電動自行車車架底部； 所述固定支架通過螺絲 或鉚釘，或通過焊接的方式固定于所述車架底部。
專利摘要本實用新型公開一種智能五通裝置，設(shè)置于電動自行車車架的底部，包括五通托架、五通模塊和傳感裝置；五通模塊上設(shè)置有通道，電動自行車的中軸從所述通道內(nèi)貫穿，五通托架為開口腔體結(jié)構(gòu)，五通模塊的整體或部分置于開口腔體內(nèi)；五通模塊與五通托架樞轉(zhuǎn)連接，傳感裝置設(shè)置在五通托架或/和五通模塊上，用于將五通模塊與所述腔體內(nèi)壁之間的相對位移值或壓力值傳遞給所述控制器。本實用新型的智能五通裝置通過彈性元件使五通模塊上的某一點相對五通托架上的某一點的位移和曲柄扭矩建立一種對應(yīng)的線性關(guān)系，控制器可根據(jù)采集的電信號反推出曲柄扭矩，進行調(diào)節(jié)電機輸出扭矩，從而實現(xiàn)了電動自行車人力和電力的有機結(jié)合。
文檔編號B62M6/50GK202966568SQ20122061254
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者尚林山 申請人:尚林山