應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置的制造方法
【專利摘要】一種應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,該應(yīng)變檢測(cè)器至少具有兩個(gè),依據(jù)配置方法配置于一助動(dòng)車上的一配置位置的兩個(gè)不同變形量側(cè)面上,該配置方法須包含下列條件:條件1:施予該助動(dòng)車人為操作的一推、拉力時(shí),該配置位置是會(huì)變形,而且該變形的作用力是與該推、拉力成正比。條件2:在施予該助動(dòng)車的該推、拉力時(shí),該應(yīng)變檢測(cè)器的配置位置的變形方向是獨(dú)立于該推、拉力移動(dòng)方向。條件3:該應(yīng)變檢測(cè)器的應(yīng)變檢測(cè)方向是與該配置位置的變形方向相同。由此能精準(zhǔn)的量測(cè)到拉力或推力數(shù)據(jù),不會(huì)造成輔助馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)該應(yīng)變檢測(cè)器產(chǎn)生反饋訊號(hào)。
【專利說明】
應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種利用因推、拉力造成被量測(cè)體產(chǎn)生變形訊號(hào)之應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置;特別關(guān)于一種具有能精準(zhǔn)的量測(cè)到拉力或推力數(shù)據(jù),不會(huì)造成輔助馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生反饋訊號(hào),以提供正確的輔助動(dòng)力予該助動(dòng)車,使該助動(dòng)車的乘騎能更自然。
【【背景技術(shù)】】
[0002]電動(dòng)自行車是一種具有電動(dòng)輔助馬達(dá)的自行車,使用者透過施予腳蹬作用力驅(qū)動(dòng)自行車,該輔助馬達(dá)施加的輔助動(dòng)力是與使用者的腳蹬力成正比,即腳蹬力(即推動(dòng)力)越大,輔助馬達(dá)的輔助動(dòng)力越大。已知技術(shù)測(cè)量腳蹬力大小的做法的習(xí)知案,其中,W02001030643 Al案,該案主要是在量測(cè)騎自行車者施加腳蹬力時(shí),該自行車車架的變形訊號(hào),以變形訊號(hào)的大小來控制輔助馬達(dá)輸出輔助動(dòng)力大小。其中,CN1806161 A案,主要是在一鏈條上安裝一張力差測(cè)量裝置,用以量測(cè)騎自行車者施加腳蹬力時(shí),該鏈條所傳遞的轉(zhuǎn)矩變化訊號(hào)。其中,W0-03/073057案,是測(cè)量使用者施加腳蹬力時(shí)驅(qū)動(dòng)軸的彎曲變形量。其中,U.S.PAT.7,814,800B2、U.S.Pub.N0.2011/0040500Al 是在自行車的后勾爪位置配置有應(yīng)變規(guī)(strain gauge),由此量測(cè)騎自行車者施加腳踏力時(shí),該后勾爪的變形量訊號(hào)。
[0003]就上述U.S.PAT.7,814,800B2而言,是在原自行車車架的后勾爪位置,外加固定有一被弱化的后叉片(dropout 50,F(xiàn)ig.3A),該后叉片可用以支撐輪軸的一端。該后叉片上設(shè)有一豎直方向的空洞槽(55),使該后叉片具有一可變形區(qū)域。一測(cè)量單元(70)的一端被配置于該可變形區(qū)域上,另一相對(duì)端被配置于該后叉片的偏離該可變形區(qū)域位置,由此量測(cè)騎自行車者施加腳蹬力時(shí),該后勾爪的變形量訊號(hào)。但,該U.S.PAT.7,814,800B2于應(yīng)用上具有下列缺失存在:
[0004]1.該被弱化的后叉片是一外加對(duì)象,除需另外開模及精密切割外,亦須與車架固接,造成成本制造提高,而且該后叉片一但被移除,車子便無法騎乘。
[0005]2.該后叉片的變形方向與輔助馬達(dá)推動(dòng)輪轂的方向相同,該輔助馬達(dá)在驅(qū)動(dòng)輪轂時(shí)會(huì)造成反饋現(xiàn)象,使該后叉片的變形訊號(hào)失真,該輔助馬達(dá)無法提供正確助力,騎車過程不自然順暢。
[0006]3.該測(cè)量單元(70)是一應(yīng)變規(guī)(strain gauge),該應(yīng)變規(guī)的應(yīng)用原理是利用該應(yīng)變規(guī)中的金屬導(dǎo)線電阻值的變化來量測(cè)應(yīng)變量,該應(yīng)變規(guī)被拉伸時(shí)會(huì)變窄變長(zhǎng),電阻值變大;相反的,被壓縮時(shí)會(huì)變寬變短,電阻值變小。因此,所貼的應(yīng)變規(guī)必須與測(cè)試體視為一體,而且量測(cè)方向須與測(cè)量體的變形方向向同。該U.S.PAT.7,814,800B2于Fig.3A中所揭示的量測(cè)單元(70)與該后叉片的變形方向并不一致(正確的話,該量測(cè)單元(70)應(yīng)配置于Fig.3A的腿(carrying leg 62面上),以致,會(huì)有量測(cè)不準(zhǔn)確甚或量測(cè)不到的情況產(chǎn)生。
[0007]就上述U.S.Pub.N0.2011/0040500A1 而言,于 Fig.8所示的二應(yīng)變檢測(cè)器(straingauge sensor 30a、30b)是分別裝設(shè)在兩個(gè)后勾爪的相對(duì)內(nèi)面,因該二后勾爪在受力變形時(shí)的變形方向,是同時(shí)向輪軸中間方向變形,因此,該U.S.Pub.N0.2011/0040500A1的二應(yīng)變檢測(cè)器所偵測(cè)到的變形訊號(hào)會(huì)相互抵消失準(zhǔn),而且,如Fig.2所示應(yīng)變檢測(cè)器(straingauge sensor 30)設(shè)置位置,當(dāng)鎖固輪軸時(shí),該應(yīng)變檢測(cè)器(strain gauge sensor 30)容易被碰撞而被破壞。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008]本發(fā)明的目的是在提供一種利用因推、拉力造成被量測(cè)體產(chǎn)生變形訊號(hào)之應(yīng)變檢測(cè)器的配置方法及裝置,可應(yīng)用于具有輔助動(dòng)力的助動(dòng)車,例如電動(dòng)自行車、電動(dòng)輪椅等,具有能精準(zhǔn)地抓到腳蹬力(推動(dòng)力)數(shù)據(jù),不會(huì)造成輔助馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反饋訊號(hào),以提供正確的輔助動(dòng)力予該助動(dòng)車,使該助動(dòng)車的乘騎能更自然。
[0009]本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器配置于一助動(dòng)車車架上的一配置位置上,該配置位置的配置方法至少包含下列條件:條件1:施予該助動(dòng)車一人為操作的一推動(dòng)力時(shí),該配置位置是會(huì)變形,而且該變形量是與該推動(dòng)力成正比;條件2:在施予該助動(dòng)車該推動(dòng)力時(shí),該應(yīng)變檢測(cè)器的配置位置的變形方向獨(dú)立于該推動(dòng)力移動(dòng)方向;條件3:該應(yīng)變檢測(cè)器的應(yīng)變檢測(cè)方向是與該配置位置的變形方向相同。
[0010]本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器是依照上述配置方法配置于一助動(dòng)車車架的一配置位置上,該應(yīng)變檢測(cè)器是包含有一金屬板及二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)是分別貼附于該金屬板的左右兩側(cè)相對(duì)應(yīng)的側(cè)面上,該金屬板的兩端與該配置位置的一側(cè)面鎖固。由該等設(shè)置,乘騎者的腳蹬力大小于該配置位置即產(chǎn)生相應(yīng)的變形現(xiàn)象,進(jìn)而衍生二應(yīng)變規(guī)電阻值的變化差,以此控制輔助馬達(dá)施予正比的助力。
[0011]本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器是依照上述配置方法配置于一配置位置上,該應(yīng)變檢測(cè)器是包含有二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)是分別貼附于該配置位置左右兩側(cè)相對(duì)應(yīng)的側(cè)面上。由該等設(shè)置,乘騎者的腳蹬力大小于該配置位置即產(chǎn)生相應(yīng)的變形現(xiàn)象,進(jìn)而衍生二應(yīng)變規(guī)電阻值的變化差,以此控制輔助馬達(dá)施予正比的助力。
[0012]其中,該配置位置位于該推、拉力移動(dòng)方向的平行軸線為基準(zhǔn)的正、負(fù)30度角之間的位置。
[0013]其中,該配置位置是位于該自行車鄰近鏈條端的右后下管且離后輪軸1cm以內(nèi)的位置。
[0014]其中,該配置位置是以離后輪軸5cm處的位置。
[0015]其中,該右后下管的配置位置是在面向后輪轂端的側(cè)面。
[0016]—種根據(jù)如所述的配置方法配置的應(yīng)變檢測(cè)器裝置,其特征在于:包含一具彈性的金屬板及二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)分別貼附于該金屬板左右兩側(cè)所相互對(duì)應(yīng)的側(cè)面上,該金屬板的兩端與該配置位板的兩端是與該置位置的一壁面鎖固。
[0017]—種根據(jù)如所述的配置方法配置的應(yīng)變檢測(cè)器裝置,其特征在于:包含有二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)分別貼附于該右后下管左右兩側(cè)所相互對(duì)應(yīng)的側(cè)面上。
[0018]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)及功效在于:依照本發(fā)明上述配置方法將應(yīng)變檢測(cè)器配置于助動(dòng)車車架的配置位置上,該應(yīng)變檢測(cè)器不會(huì)受輔助馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力影響,不會(huì)有該輔助馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反饋訊息,因此騎乘助動(dòng)車時(shí),可更具仿真性,因此具進(jìn)步性。
【【附圖說明】】
[0019]圖1是本發(fā)明的配置方法說明圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器應(yīng)用于助動(dòng)車(電動(dòng)自行車)上的側(cè)視圖。
[0021]圖2a是圖2的部分放大圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的第一種應(yīng)變檢測(cè)器安裝于電動(dòng)自行車的后下管一側(cè)面上的平面圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的第一種應(yīng)變檢測(cè)器安裝于電動(dòng)自行車的后下管一側(cè)面上的分解圖。
[0024]圖5是助動(dòng)車被施予一推動(dòng)力后,圖3所示的后下管與一金屬板、兩個(gè)應(yīng)變規(guī)的變形參考圖。
[0025]圖6是本發(fā)明的第二種應(yīng)變檢測(cè)器的兩個(gè)應(yīng)變規(guī)分別安裝于電動(dòng)自行車的后下管兩側(cè)面上的平面圖。
[0026]圖7是助動(dòng)車被施予一推動(dòng)力后,圖6所示的后下管與兩個(gè)應(yīng)變規(guī)的變形參考圖。
[0027]圖中標(biāo)號(hào)說明如下:
[0028]助動(dòng)車 I車架10 配置位置11應(yīng)變檢測(cè)器2、3
[0029]右后下管12后勾爪13 后輪軸 14金屬板 20
[0030]應(yīng)變規(guī) 21a、21b 螺絲 22 應(yīng)變規(guī) 30a、30b
【【具體實(shí)施方式】】
[0031]本發(fā)明適用于助動(dòng)車,例如電動(dòng)自行車或者具輔助動(dòng)力的輪椅等。該助動(dòng)車是由一輔助馬達(dá)輔助帶動(dòng),使騎乘車時(shí)能更省力。本發(fā)明的該輔助馬達(dá)的啟動(dòng)及扭力大小,主要是于該助動(dòng)車的車架一配置位置上,配置有用來測(cè)量物體應(yīng)變的一應(yīng)變檢測(cè)器,利用人為操作的一推動(dòng)力(如踩踏自行車踏板的腳蹬力),造成該助動(dòng)車車架的該配置位置及該應(yīng)變檢測(cè)器產(chǎn)生變形,使該應(yīng)變檢測(cè)器檢知出一變形訊號(hào),以該變形訊號(hào)的大小來控制一輔助馬達(dá)提供一與該變形量成正比的助力,該推動(dòng)力越大所造成的變形訊號(hào)量越大,相對(duì)地該輔助馬達(dá)所提供的助力亦越大。
[0032]請(qǐng)參閱圖1、2、2a所示,本發(fā)明是在一助動(dòng)車I的車架10的一配置位置11上固定有一應(yīng)變檢測(cè)器2。該配置位置11的配置(選擇)方法至少包含下列條件:
[0033]條件1:施予該助動(dòng)車I人為操作的一推、拉力時(shí)(如人腳踩自行車踏板,拉動(dòng)煉條驅(qū)動(dòng)自行車的花轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的腳踏力,或者如手推動(dòng)輪椅助動(dòng)輪移動(dòng)的推動(dòng)力),該應(yīng)變檢測(cè)器2配置在該助動(dòng)車I上的配置位置11是會(huì)變形,且該變形作用力是與該推、拉力成正比。
[0034]條件2:該配置位置11的變形作用力的變形方向是獨(dú)立于該推、拉力移動(dòng)方向。由此,防止該輔助馬達(dá)產(chǎn)生扭力方向與推、拉力移動(dòng)方向(腳蹬力或輪椅手推動(dòng)力)同向,所產(chǎn)生的錯(cuò)誤性反饋現(xiàn)象,防止輔助馬達(dá)扭力的錯(cuò)誤反饋訊號(hào)產(chǎn)生,以精準(zhǔn)抓取推、拉力(腳蹬力或手推輪椅的推動(dòng)力)大小,以使輔助馬達(dá)提供正確的助力。
[0035]條件3:該配置位置11在施予該推、拉力(腳蹬力)時(shí)的變形方向是與該應(yīng)變檢測(cè)器2的應(yīng)變檢測(cè)方向相同。該配置位置11的變形方向與該應(yīng)變檢測(cè)器2的應(yīng)變檢測(cè)方向兩者方向相同,該應(yīng)變檢測(cè)器2才能正確的量測(cè)該配置位置11的變形量,如圖5和7所示。
[0036]上述條件2該應(yīng)變檢測(cè)器2的配置位置11的變形方向獨(dú)立于該推、拉力移動(dòng)方向,是指該配置位置11的變形方向是不同于該推、拉力移動(dòng)方向,且可產(chǎn)生與推、拉力成比例的變形訊號(hào)大小。該配置位置11可位于該推、拉力移動(dòng)方向的平行軸線為基準(zhǔn)的正、負(fù)30度角之間的位置。上述配置位置11,是指自行車右后下管12(即鄰近鏈條側(cè)的右后下管12),而且離后輪軸14約1cm以內(nèi),以離后輪軸14約5cm以內(nèi)最佳(如圖2a所示)。上述配置位置11最好為該右后下管12的面向后輪轂側(cè)的側(cè)面。
[0037]本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器可具有兩種配置方式,第一種應(yīng)變檢測(cè)器2是依照上述配置方法配置于配置位置11上,如圖3-5所述,包含有具彈性的一金屬板20及二個(gè)應(yīng)變規(guī)(strain gauge)21a、21b,該二應(yīng)變規(guī)21a、21b是分別貼附于該金屬板20左右兩側(cè)所相互對(duì)應(yīng)的側(cè)面上,該金屬板20的兩端是與該配置位置11的側(cè)面以螺絲22鎖固,由該等設(shè)置,使該金屬板20、二該應(yīng)變規(guī)21a、21b與該右后下管12固結(jié)成一體,可一體變形,而且該種結(jié)構(gòu)有一好處,是該感應(yīng)傳感器2可在該助動(dòng)車I的車架10烤漆完備后,再將該金屬板20的兩端以該螺絲22與車架10的配置位置11鎖固即可,不須二應(yīng)變規(guī)21a、21b需配置位置11貼固后再烤漆,于制造過程可更順暢。應(yīng)用時(shí),乘騎者施予該助動(dòng)車1(電動(dòng)自行車或電動(dòng)輪椅)推、拉力時(shí),該車架10的配置位置11即產(chǎn)生變形現(xiàn)象,進(jìn)而衍生該金屬板20隨之變形,使位在該金屬板20兩側(cè)面上的該二應(yīng)變規(guī)21上的電阻值,隨著該金屬板20的彎曲變形產(chǎn)生電阻值的變化差訊號(hào),以該變形訊號(hào)即可控制輔助馬達(dá)施予助動(dòng)車I正比的助力。
[0038]本發(fā)明的第二種應(yīng)變檢測(cè)器3是依照上述配置方法配置于一配置位置11上,亦包含有二應(yīng)變規(guī)(strain gauge)30a、30b,如圖6_7所示。該二應(yīng)變規(guī)30a、30b是分別貼附于該配置位置11左右兩側(cè)的相互對(duì)應(yīng)側(cè)面上,二該應(yīng)變規(guī)30a、30b與車架10的配置位置11同體變形。由該等設(shè)置,乘騎者施予該助動(dòng)車I 一推、拉力時(shí),該車架的配置位置11即產(chǎn)生相應(yīng)的變形現(xiàn)象,進(jìn)而衍生二應(yīng)變規(guī)30a、30b的電阻值的變化差,以變形訊號(hào)控制輔助馬達(dá)施予正比的助力。
[0039]其次,值得一提的是U.S.PAT.7,814,800B2習(xí)知案的變形位移方向是前后,本案則是左右,二者不同。U.S.PAT.7,814,800B2習(xí)知案需仰賴一被弱化后叉片來測(cè)量變形量,本發(fā)明則無需,本發(fā)明的金屬板只是直接將車子的變形移動(dòng)位置,以方便安裝及量測(cè)。該U.S.PAT.7,814,800B2習(xí)知案的后叉片一但被移除,車子便無法騎乘,本發(fā)明的應(yīng)變檢測(cè)器即使不存在,車子也可照常如平常自行車騎乘使用。因此,本發(fā)明較習(xí)知案具功能性及進(jìn)步性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,其特征在于:該應(yīng)變檢測(cè)器的配置位置需至少包含下列條件: 條件1:該配置位置在施予一助動(dòng)車人為操作的一推、拉力時(shí),該配置位置是會(huì)變形的,且該變形的作用力是與該推、拉力成正比; 條件2:在施予該推、拉力時(shí)該配置位置的變形方向是獨(dú)立于該推、拉力移動(dòng)方向;及 條件3:該應(yīng)變檢測(cè)器的應(yīng)變檢測(cè)方向是與該配置位置的變形方向相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,其特征在于:該配置位置位于該推、拉力移動(dòng)方向的平行軸線為基準(zhǔn)的正、負(fù)30度角之間的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,其特征在于:該配置位置是位于該自行車鄰近鏈條端的右后下管且離后輪軸1cm以內(nèi)的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,其特征在于:該配置位置是以離后輪軸5cm處的位置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)變片檢測(cè)器的配置方法及裝置,其特征在于:該右后下管的配置位置是在面向后輪轂端的側(cè)面。6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的配置方法配置的應(yīng)變檢測(cè)器裝置,其特征在于:包含一具彈性的金屬板及二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)分別貼附于該金屬板左右兩側(cè)所相互對(duì)應(yīng)的側(cè)面上,該金屬板的兩端與該配置位板的兩端是與該置位置的一壁面鎖固。7.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的配置方法配置的應(yīng)變檢測(cè)器裝置,其特征在于:包含有二應(yīng)變規(guī),該二應(yīng)變規(guī)分別貼附于該右后下管左右兩側(cè)所相互對(duì)應(yīng)的側(cè)面上。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK106080945SQ201610506425
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】鄭忠成
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣穗高工業(yè)股份有限公司, 速太股份有限公司