殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，屬于多點(diǎn)位磁感應(yīng)提供控制信號(hào)的技術(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)盤和固定盤嵌的內(nèi)空中設(shè)有永磁塊和霍爾，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上固定設(shè)置有圓環(huán)形分布的多個(gè)永磁塊，且多個(gè)永磁塊間距不同，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的某一面，相鄰永磁塊的磁極性相反，即轉(zhuǎn)動(dòng)盤的某一面上全部永磁塊的磁極性分布方式是N極、S極、N極…；至少有一枚永磁塊為“L”形永磁塊，固定盤上的霍爾設(shè)在接近永磁塊的位置。優(yōu)點(diǎn)：利用相鄰永磁塊磁極性成NS的相反分布方式，使霍爾可獲得矩形波信號(hào)，便于可對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理；利用多個(gè)永磁塊間距不同，使矩形波信號(hào)能表示永磁塊在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的位置，確定不同矩形波的用途，永磁塊與霍爾的相對(duì)位置固定，信號(hào)輸出可靠。
【專利說(shuō)明】殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁感應(yīng)提供信號(hào)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，進(jìn)行多點(diǎn)位磁感應(yīng)提供控制信號(hào)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]野寶車料工業(yè)(昆山)有限公司申請(qǐng)的中國(guó)專利201020295192.0《勾爪式力矩傳感裝置》公開(kāi)了一種助力自行車用傳感裝置，傳感裝置包括磁性件和彈性件配合，感受力矩的傳感裝置。使用時(shí)間長(zhǎng)后，彈性件的彈性系數(shù)變化就會(huì)導(dǎo)致傳感信號(hào)與被控電機(jī)的控制效果發(fā)生變化，助力效果變得與人的助力需要不配合。而且用彈性件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
[0003]北京科技大學(xué)申請(qǐng)的中國(guó)專利01201843.0《電動(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測(cè)裝置》公開(kāi)了一種電動(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測(cè)裝置，無(wú)接觸檢測(cè)蹬力、速度和轉(zhuǎn)向，該裝置在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)、外輪盤上分別設(shè)磁片，內(nèi)輪盤上有彈簧，內(nèi)、外輪盤之間用彈簧復(fù)位，用支架上的兩個(gè)霍爾測(cè)內(nèi)、外輪盤上相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁片產(chǎn)生的電信號(hào)表示蹬力、速度和轉(zhuǎn)向。
[0004]缺點(diǎn)(I)用彈性件不耐久:使用時(shí)間長(zhǎng)后，彈性件的彈性系數(shù)變化就會(huì)導(dǎo)致傳感信號(hào)與被控電機(jī)的控制效果發(fā)生變化，助力效果變得與人的助力需要不配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本聞。
[0005]缺點(diǎn)(2)各磁片組相同且磁極設(shè)置方式都相同，而不能表示不同磁片組的各自位置，不能表達(dá)不同位置特殊的助力需求:從01201843.0專利的圖3、4、5、6和說(shuō)明書(shū)第2頁(yè)第2段的記載說(shuō)明，每一個(gè)磁片組(包括一個(gè)磁片4、一個(gè)磁片5、一個(gè)磁片6)的磁極設(shè)置方式都相同，即僅是在內(nèi)輪的不同位置簡(jiǎn)單從復(fù)設(shè)置了完全相同的磁片組，不能表示不同磁片組的各自位置，不能表示特定位置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而人騎自行車時(shí)，踏板和與踏板相對(duì)應(yīng)的各位置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都有自己特殊的助力需求，但該專利這種各磁片組相同的結(jié)構(gòu)，不能表達(dá)出踏板上各個(gè)不同位置特殊的助力需求。
[0006]缺點(diǎn)(3)各位點(diǎn)信號(hào)無(wú)差異使人機(jī)不配合:每一個(gè)磁片組都一樣，則每一個(gè)磁片組不能表示該磁片組在內(nèi)輪上的位置，霍爾所輸出的信號(hào)不能表示腳踏板和其它磁片組的位置，即霍爾輸出的信號(hào)不能表示不同腳踏位置對(duì)助力的需求，造成對(duì)助力的需求和提供助力的時(shí)間不配合，即人機(jī)配合不理想。
[0007]缺點(diǎn)(4)輸出正弦波使磁片組邊緣距離不能小于4厘米，一般以5厘米為佳，而使可設(shè)磁片組數(shù)太少，人機(jī)配合不理想:各磁片組相同，則霍爾輸出的是正弦波作為控制信號(hào)，作為控制信號(hào)正弦波必需有一定峰谷差值，由于該專利的磁片組需要一定長(zhǎng)度表示正反向運(yùn)動(dòng)，在直徑為20厘米的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤圓形軌跡上最多設(shè)8個(gè)磁片組，一般以5個(gè)為佳，霍爾才能有控制功能的正弦波信號(hào)。也就是說(shuō)，01201843.0專利的這種技術(shù)方案，用于助力自行車，磁片組數(shù)量受限止在8個(gè)以內(nèi)，控制信號(hào)太少，人機(jī)配合不理想。但如果多于8個(gè)磁片組，在人踏車較快時(shí)，霍爾輸出的信號(hào)圖形接近為一條水平線，該信號(hào)沒(méi)有控制功能，不能控制電動(dòng)機(jī)，使其特別需要助力時(shí)，失去助力功能。[0008]缺點(diǎn)(5)信號(hào)盲區(qū)達(dá)45度角，啟動(dòng)時(shí)需要助力的時(shí)候確得不到助力:眾所周知，人踩自行車腳踏板在頂點(diǎn)力矩最小，從離開(kāi)頂點(diǎn)10-45度角是最需要助力的區(qū)域，但該專利各磁片組之間的夾角為45度，在腳踏板離開(kāi)頂點(diǎn)10-45度角區(qū)域沒(méi)有一個(gè)磁片組，也就沒(méi)有一個(gè)控制信號(hào)，其結(jié)果是最需要助力的時(shí)候，但助力自行車的電機(jī)確不能助力。
[0009]總之，除用彈性件不耐久又結(jié)構(gòu)復(fù)雜外，因霍爾與磁片組的配合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，轉(zhuǎn)盤大小直徑為20厘米以內(nèi)，限止了磁片組數(shù)量為8組，磁片組數(shù)不能隨意增加，使人機(jī)配合不理想，而且啟動(dòng)時(shí)得不到助力，助力需求與提供助力不匹配，騎車人的舒適性差；如強(qiáng)行增加磁片組數(shù)量，其傳感信號(hào)又失去助力控制功能。
[0010]王乃康申請(qǐng)的中國(guó)專利03264387.X《時(shí)間型電動(dòng)助力自行車傳感器》公開(kāi)了不用彈性件，只用動(dòng)、定兩個(gè)轉(zhuǎn)盤，動(dòng)盤上面鑲嵌兩個(gè)永磁磁鋼，定盤上面鑲嵌三個(gè)霍爾元件，自行車踏板轉(zhuǎn)一周，每個(gè)霍爾產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，則三個(gè)霍爾元件產(chǎn)生六個(gè)脈沖。分折可得三個(gè)特點(diǎn)，四個(gè)缺點(diǎn)如下:
[0011]特點(diǎn)(I)為獲得六個(gè)脈沖信號(hào)，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面:每個(gè)霍爾要產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，則只能是兩個(gè)永磁磁鋼的相同磁極設(shè)在動(dòng)盤的同一面，即在動(dòng)盤的某一面，兩個(gè)永磁磁鋼都是北極或都是南極。假如在動(dòng)盤的同一面，一個(gè)永磁磁鋼為北極，另一個(gè)為南極，則踏板轉(zhuǎn)一周，每個(gè)霍爾就只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖，三個(gè)霍爾就只有三個(gè)脈沖，這就不合乎該專利說(shuō)明書(shū)記載了。為了增加脈沖數(shù)，提高控制效果，只能是各永磁磁鋼相同磁極在一面。
[0012]特點(diǎn)(2)永磁磁鋼用于表示踏板固定位置，三個(gè)霍爾表示踏板運(yùn)動(dòng)位置:由于踏板與動(dòng)盤是同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在與兩個(gè)踏板對(duì)應(yīng)的動(dòng)盤上兩個(gè)位置分別固定一個(gè)永磁磁鋼，某一個(gè)踏板轉(zhuǎn)在什么位置，則對(duì)應(yīng)的永磁磁鋼也轉(zhuǎn)在什么位置；但只有轉(zhuǎn)在有霍爾的位置，才能通過(guò)霍爾發(fā)出控制信號(hào)，指揮助力自行車的電機(jī)產(chǎn)生需要的助力轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]特點(diǎn)(3)因?yàn)橐粋€(gè)霍爾不能表示轉(zhuǎn)一周中不同時(shí)段踏板運(yùn)動(dòng)的位置，則就不能只用一個(gè)霍爾:踏板在轉(zhuǎn)一周中的不同時(shí)段，對(duì)助力需求是有很大差別的，要體現(xiàn)這種助力需求的變化，該專利用三個(gè)霍爾分別設(shè)在180度角以內(nèi)的三個(gè)位置，兩個(gè)永磁磁鋼分別設(shè)在兩個(gè)踏板位置，踏板轉(zhuǎn)在有霍爾的位置，該霍爾就輸出信號(hào)表示踏板到達(dá)了該霍元的位置。但用多個(gè)霍爾又存在下面的缺點(diǎn)。
[0014]作為助力自行車傳感器的這些特點(diǎn)會(huì)有三個(gè)缺點(diǎn):
[0015]缺點(diǎn)(I)用兩個(gè)沒(méi)有差異性的永磁磁鋼分別表示兩個(gè)踏板的固定位置，就只能用多個(gè)霍爾來(lái)表示踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位置:兩個(gè)永磁磁鋼沒(méi)有差異性，優(yōu)點(diǎn)是可以不分左右腳的分別表示兩個(gè)踏板的固定位置，使其左右腳發(fā)生助力需求，可產(chǎn)生相同的電機(jī)助力效果；但缺點(diǎn)是永磁磁鋼本身就不能表示踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，而只能用多個(gè)霍爾設(shè)在不同的轉(zhuǎn)角位置來(lái)表示踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，所以不能只用一個(gè)霍爾，而必需用多個(gè)霍爾。
[0016]缺點(diǎn)(2)不能只用一個(gè)霍爾，而三個(gè)霍爾必然造成三個(gè)控制信號(hào)有原始分段誤差，使助力需求模型失真，自然產(chǎn)生助力輸出與助力需求不一致:助力自行車不論是一個(gè)或兩個(gè)電機(jī)，其控制電機(jī)的傳感信號(hào)只能用一個(gè)傳感信號(hào)輸入電機(jī)控制器才能達(dá)到控制電機(jī)的目的；而該專利用三個(gè)霍爾控制電機(jī)，則必需把三個(gè)霍爾的三個(gè)控制信號(hào)合并為一個(gè)合并控制信號(hào)后才能輸入電機(jī)控制器。三個(gè)霍爾的傳感參數(shù)不可能一樣，特別是由于環(huán)境溫度變化、使用時(shí)間長(zhǎng)后，三個(gè)霍爾的傳感參數(shù)可能差異很大，其結(jié)果造成相同的助力需求時(shí)，不同霍爾的輸出的是不同電壓，導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生不同的助力輸出，助力輸出與助力需求不一致；同理相同的助力需求時(shí)，不同霍爾的輸出的又可能是相同電壓，導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生同一種助力輸出，也產(chǎn)生助力輸出與助力需求不一致的問(wèn)題。
[0017]缺點(diǎn)(3)合并控制信號(hào)易產(chǎn)生信號(hào)漂移，使合并控制信號(hào)與電機(jī)控制器不匹配，助力需求模型失真:由于環(huán)境溫度變化、使用時(shí)間長(zhǎng)后，三個(gè)霍爾的傳感參數(shù)可能差異很大，三個(gè)霍爾的三個(gè)控制信號(hào)連接點(diǎn)必然變化，則相同的助力需求產(chǎn)生的合并控制信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生分段性的信號(hào)漂移，合并控制信號(hào)作為一整體產(chǎn)生信號(hào)失真，即助力需求模型失真，造成電機(jī)控制器選用三個(gè)控制信號(hào)的任何一個(gè)作為基準(zhǔn)都會(huì)產(chǎn)生助力輸出與助力需求不一致的問(wèn)題。
[0018]缺點(diǎn)(4)傳感位點(diǎn)不能隨意增加，傳感位點(diǎn)太少，電機(jī)運(yùn)行就不平穩(wěn)，使騎車的人感覺(jué)很不舒服:由于有缺點(diǎn)(I)和缺點(diǎn)(2)都最因?yàn)榛魻枖?shù)量大于一個(gè)造成的，很明顯霍爾數(shù)量越量越多，缺點(diǎn)(I)和缺點(diǎn)(2 )表現(xiàn)越嚴(yán)重。所以，該專利提供的助力自行車只能是使騎車的人感覺(jué)舒適性很不好的助力自行車。
[0019]缺點(diǎn)(5)信號(hào)盲區(qū)達(dá)42度角，啟動(dòng)時(shí)需要助力的時(shí)候確得不到助力:眾所周知，人踩自行車腳踏板在頂點(diǎn)力矩最小，從離開(kāi)頂點(diǎn)10-45度角是最需要助力的區(qū)域，但該專利各霍爾之間的夾角為42.5-43.5度，在腳踏板離開(kāi)頂點(diǎn)10-42度角區(qū)域沒(méi)有一個(gè)霍爾，也就沒(méi)有一個(gè)控制信號(hào)，其結(jié)果是最需要助力的時(shí)候，但助力自行車的電機(jī)確不能助力。
[0020]總之，該專利是用多個(gè)霍爾控制助力模式的技術(shù)方案，因?yàn)橹荒苡枚鄠€(gè)霍爾來(lái)表示踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，多個(gè)霍爾的多個(gè)控制信號(hào)必然有原始誤差，其合并控制信號(hào)又易產(chǎn)生信號(hào)漂移，都可造成助力需求模型失真，即不同時(shí)間的相同助力需求，但獲得不同的助力效果；霍爾數(shù)量越量越多，助力需求模型失真越嚴(yán)重，限止了霍爾了數(shù)量，霍爾少數(shù)量了又產(chǎn)生電機(jī)運(yùn)行就不平穩(wěn)，使騎車的人感覺(jué)很不舒服，而且啟動(dòng)時(shí)得不到助力。使其要助力需求模型不失真，和要電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)這兩個(gè)問(wèn)題上總是顧此失彼，不可兼得。
[0021]國(guó)際專利申請(qǐng)W0/099/13558AI公開(kāi)了用于電動(dòng)機(jī)上控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳感器，該傳感器是在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置凹陷，把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷中，永磁塊是圓柱形，轉(zhuǎn)動(dòng)永磁塊也使霍爾獲得相同的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即一個(gè)傳感器只有一種傳感模型，不能隨時(shí)按需要調(diào)節(jié)對(duì)被控制物的控制模型。該國(guó)際專利申請(qǐng)W0/099/13558AI并未公開(kāi)霍爾的設(shè)置結(jié)構(gòu)，更未涉及可調(diào)節(jié)霍爾，從而調(diào)節(jié)傳感模型的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本實(shí)用新型的目的是提供只用一個(gè)霍爾和環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上各個(gè)永磁塊獲得速度和加速度信號(hào)，且一個(gè)傳感器可以調(diào)節(jié)成多種傳感模型的傳感元件，是一種在可感應(yīng)區(qū)域內(nèi)，能盡量增加永磁塊數(shù)量，最大限度利用環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤位移信息，輸出信息多又精確定位，是一種固定盤用多個(gè)霍爾孔調(diào)節(jié)霍爾位置從而調(diào)節(jié)傳感模型，霍爾和多個(gè)永磁塊用一個(gè)組合件固定相對(duì)位置的傳感元件。使用在助力自行車上，不用彈性件和其它機(jī)械測(cè)定力矩，也能夠使助力需求與提供的助力匹配良好，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的助力自行車傳感器用傳感元件。
[0023]本實(shí)用新型的構(gòu)思是:在固定霍爾的環(huán)形凹槽固定盤上多設(shè)置幾個(gè)霍爾孔，則同一個(gè)可安裝在不同的霍爾孔中時(shí)，對(duì)相同的轉(zhuǎn)動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)可以輸出不同的傳感信號(hào)，不同的傳感模型。要一個(gè)傳感器在同一位置不動(dòng)的條件下，調(diào)節(jié)輸出多種傳感模型，只要把永磁塊做成“L”形，轉(zhuǎn)動(dòng)“L”形的插接柄，“L”形的偏心磁塊就對(duì)霍爾產(chǎn)生不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使霍爾輸出不同的傳感信號(hào)，獲得不同的控制模型。在一個(gè)霍爾可感受范圍內(nèi)，一個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上用相同的多個(gè)永磁塊向霍爾的那一面進(jìn)行南、北磁極性交替變化，使其一個(gè)霍爾可感受全部永磁塊的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。多個(gè)永磁塊的變化方式主要是磁極性變化、位置變化，目的使霍爾可獲得有特定位置更精確、控制功能更強(qiáng)、數(shù)量更多的永磁塊運(yùn)動(dòng)信號(hào)。多個(gè)永磁塊磁極性用南極北極交替變化，使霍爾產(chǎn)生的信號(hào)為矩形波，使信號(hào)的控制功能更強(qiáng)、數(shù)量更多；多個(gè)永磁塊位置變化使霍爾產(chǎn)生的信號(hào)能表達(dá)永磁塊的位置更精確，從而可以表達(dá)環(huán)形凹槽環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤特定位置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于助力自行車，表達(dá)腳踏板的特定位置是在什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)非常重要，因?yàn)槟_踏板的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直接表示了人對(duì)車的助力需求狀態(tài)。
[0024]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是:
[0025]殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，包括一塊環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤1、環(huán)形凹槽固定盤40、一個(gè)霍爾3和多枚永磁塊2，其特征在于:環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I和環(huán)形凹槽固定盤40兩者的凹面相對(duì)，環(huán)形凹槽固定盤40嵌合在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的環(huán)形凹槽之中，成兩個(gè)盤能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的嵌合內(nèi)空外殼，兩個(gè)盤的凹面夾成一個(gè)空心環(huán)41 ;在空心環(huán)41位置的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上固定設(shè)置有多個(gè)永磁塊2，多個(gè)永磁塊2成圓環(huán)形分布，且多個(gè)永磁塊2成錯(cuò)位分布，錯(cuò)位分布是半徑錯(cuò)位分布方式或間距錯(cuò)位分布方式的某一種；或既有半徑錯(cuò)位分布方式，又有間距錯(cuò)位分布的組合方式；
[0026]半徑錯(cuò)位分布方式是:該多個(gè)永磁塊2分布在一個(gè)圓環(huán)形6范圍內(nèi)，在圓環(huán)形6的內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間至少有一條圓形軌跡線貫穿全部永磁塊2 ;內(nèi)圓形軌跡線5-1和外圓形軌跡線5-2為同心圓，至少有兩個(gè)永磁塊2到內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓中心的距離不相同；
[0027]間距錯(cuò)位分布方式是:相鄰永磁塊2之間的距離為永磁塊間距7 ;至少有兩條永磁塊間距7的長(zhǎng)短不相同；
[0028]每個(gè)永磁塊2磁極性的N極和S極分別在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的兩面，相鄰永磁塊2的磁極性相反，一塊環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上全部永磁塊2的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極......；
[0029]至少有一枚永磁塊2為“L”形永磁塊2-1，“L”形永磁塊2_1為插接柄2_2和偏心磁塊2-3組成的“L”形狀，插接柄2-2插入在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的孔中，偏心磁塊2-3設(shè)在有霍爾3那一面的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上；
[0030]在空心環(huán)41的環(huán)形凹槽固定盤40上設(shè)置有一個(gè)霍爾3，該霍爾3設(shè)置在環(huán)形凹槽固定盤40的霍爾孔8中，環(huán)形凹槽固定盤40上至少有兩個(gè)霍爾孔8，不同的霍爾孔8距離多枚永磁片2的圓形軌跡線5所在圓中心距離不相同，霍爾3設(shè)在接近永磁片2并能感受每個(gè)永磁片2磁通量的位置，霍爾3與永磁片2之間有間距；霍爾3是對(duì)相反磁極性產(chǎn)生矩形波輸出信號(hào)的霍爾。
[0031]環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與環(huán)形凹槽固定盤40即嵌合，又能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，霍爾3與全部永磁塊2的感應(yīng)位置不變化，使霍爾3的輸出信號(hào)只與全部永磁塊2的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，而與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與環(huán)形凹槽固定盤40以下的物件無(wú)關(guān)；如果環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與環(huán)形凹槽固定盤40用金屬材料，又可有屏蔽作用，所以，用環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與環(huán)形凹槽固定盤40將霍爾3與全部永磁塊2置于空心環(huán)41進(jìn)行感應(yīng)，提高了霍爾3信號(hào)的可靠性、真實(shí)性。
[0032]當(dāng)把環(huán)形凹槽固定盤40固定在某一物件上，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤1，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的各個(gè)永磁塊2掃過(guò)環(huán)形凹槽固定盤40上的霍爾3時(shí)，每個(gè)永磁塊2都能使霍爾3產(chǎn)生電信號(hào)。由于相鄰永磁塊2的磁極性相反，即全部永磁塊2的磁極性南、北交替的面對(duì)霍爾3，則霍爾3產(chǎn)生電信號(hào)為矩形波信號(hào)，矩形波信號(hào)方便進(jìn)行數(shù)字化處理信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制?，F(xiàn)有技術(shù)是全部永磁塊2的用同一個(gè)磁極性面向霍爾3，霍爾3就只能產(chǎn)生正弦波信號(hào)，所以只能用于模擬控制；一但霍爾3的感應(yīng)參數(shù)變化，模擬控制就可能失真。而本實(shí)用新型用矩形波信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，不會(huì)產(chǎn)生控制失真的問(wèn)題。
[0033]環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I可以是塑料板、高強(qiáng)度絕板、銅板、鋁板等不易變形的材料板。使用傳感元件時(shí)，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I要轉(zhuǎn)動(dòng)，所以環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I又稱轉(zhuǎn)動(dòng)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)的中心就是多個(gè)永磁塊2成圓環(huán)形分布所在圓的中心。
[0034]多個(gè)永磁塊2在圓環(huán)形6范圍內(nèi)，成圓環(huán)形分布的目的在于可以只用一個(gè)霍爾3感受環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁塊2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，既感受環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁塊2的運(yùn)動(dòng)位置和速度，以及速度的變化，或稱加速度，這一個(gè)霍爾3就能把永磁塊2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用一個(gè)連續(xù)的電信號(hào)來(lái)表達(dá)，又因?yàn)槿坑来艍K2是分別固定在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤即環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的，則霍爾3產(chǎn)生的連續(xù)電信號(hào)就能表達(dá)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果把這個(gè)連續(xù)電信號(hào)用于控制其它物體，這個(gè)連續(xù)電信號(hào)就是控制信號(hào)。如果用于控制助力自行車的電機(jī)，還需要用單片機(jī)或其它電子元件作為傳感信號(hào)處理器，把控制信號(hào)中的位置、速度、加速度要索轉(zhuǎn)換成需要助力多少的助力信號(hào)，換算的函數(shù)就是助力需求模型，或稱助力模型。
[0035]多個(gè)永磁塊2成錯(cuò)位分布的意義是:使霍爾3產(chǎn)生的電信號(hào)中不是完全一樣的脈沖信號(hào)，而是脈沖寬度不同的脈沖信號(hào)，用有區(qū)別的脈沖信號(hào)來(lái)區(qū)別永磁塊2的不同位置，從而可以獲得不同位置永磁塊2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。達(dá)到可精確表達(dá)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤某個(gè)位置，或每個(gè)有永磁塊2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如用于助力自行車，可精確表達(dá)腳踏在不同位置對(duì)助力的需求，使助力需求的表達(dá)更精確，則車與人的配合就更一致。
[0036]永磁塊2半徑錯(cuò)位分布方式是:有的永磁塊2離環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心近，有的永磁塊2離環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心遠(yuǎn)。但不論遠(yuǎn)近，永磁塊2必需在霍爾3所能感受、能產(chǎn)生電信號(hào)的范圍內(nèi)。能產(chǎn)生電信號(hào)的范圍就是內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間的范圍。為保證霍爾3能產(chǎn)生電信號(hào)，結(jié)構(gòu)上要求內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間至少有一條圓形軌跡線貫穿全部永磁塊2。至少有兩個(gè)永磁塊2到內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓中心的距離不相同，當(dāng)然可以每個(gè)永磁塊2到圓中心的距離不相同，即每個(gè)永磁塊2的半徑不相同，以使霍爾3電信號(hào)的每個(gè)脈沖都可以表示在永磁塊2，使每個(gè)脈沖都可以表示一個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤位置。
[0037]永磁塊2間距錯(cuò)位分布方式是:以永磁塊2的外邊緣作為測(cè)定間距的基礎(chǔ)，至少有兩條永磁塊間距7的長(zhǎng)短不相同，當(dāng)然可以每條永磁塊間距7的長(zhǎng)短不相同，以使霍爾3電信號(hào)的每個(gè)脈沖都可以表示在永磁塊2，使每個(gè)脈沖都可以表示一個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤位置。
[0038]霍爾3設(shè)在接近永磁塊2并能感受永磁塊2磁通量的位置，目的在于用霍爾3感受永磁塊2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而感受環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即運(yùn)動(dòng)位置、速度、加速度。[0039]環(huán)形凹槽固定盤40上至少有兩個(gè)霍爾孔8，而且不同的霍爾孔8距離多枚永磁片2的圓形軌跡線5所在圓中心距離不相同。則同一個(gè)霍爾3設(shè)在不同的霍爾孔8時(shí)，分別可輸出不同的傳感信號(hào)波形，即獲得不同的信號(hào)模型。實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳感元件在不同時(shí)間，可輸出不同輸出波形的目的。
[0040]相鄰永磁塊2的磁極性相反是很重要的技術(shù)特征，全部永磁塊2的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極……，使霍爾3輸出高、低相間的矩形波信號(hào)，因?yàn)樽鳛榇笮∈芟拗沟沫h(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)一周要獲得盡量多的精確變化信號(hào)，當(dāng)然應(yīng)是選用矩形波。矩形波信號(hào)的峰谷值變化的時(shí)間短，可在一定的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生盡量多的有控制意義的信號(hào)。相鄰永磁塊2的磁極性相反的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生矩形波，而相鄰永磁塊2的磁極性相同的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生正弦波，特別是用于助力自行車時(shí)，作為傳感部件的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤一般限止在直徑為10-15厘米，在這種限范圍要獲得有控制功能的信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，產(chǎn)生矩形波比產(chǎn)生正弦波可提供的脈沖個(gè)數(shù)多7-9倍。自然，相鄰永磁塊2的磁極性相反的結(jié)構(gòu)對(duì)助力自行車的控制效果更的，人與車配合更好，乘騎人感覺(jué)更舒服。
[0041]環(huán)形凹槽固定盤40內(nèi)圈的外表面與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I內(nèi)圈的內(nèi)表面之間設(shè)有軸承42。軸承42使環(huán)形凹槽固定盤40與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I之間能長(zhǎng)時(shí)間保持良好的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0042]用“L”形永磁塊2-1的目的是:可以很方便改變“L”形永磁塊2-1的偏心磁塊2_3位置，從而改變“L”形永磁塊2-1附近不同位置的磁通量，用不同位置的磁通量的改變，使霍爾3產(chǎn)生不同的輸出波形，而獲得不同的控制模型。既在傳感元件各部件不改變的條件，能通過(guò)改變“L”形永磁塊2-1的偏心磁塊2-3在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的相對(duì)位置，而改變霍爾3產(chǎn)生不同的輸出波形，而獲得不同的控制模型。如果多用幾個(gè)“L”形永磁塊2-1，幾個(gè)“L”形永磁塊2-1的偏心磁塊2-3的不同排列組合，可以獲大量不同的霍爾3輸出波形，從而獲得大量不同的控制模型。實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳感元件在不同時(shí)間，可輸出大量不同輸出波形的目的。
[0043]霍爾3設(shè)在內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間。因?yàn)榛魻?是能有間距感受永磁塊2磁通量而輸出電信號(hào)的部件，又為了盡量減小永磁塊2的體積，使其在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上盡量多的設(shè)置永磁塊2，使盡量減小的永磁塊2都能被霍爾3感應(yīng)；霍爾3應(yīng)設(shè)在內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間，而且最好設(shè)在接近能貫穿全部永磁塊2的圓形軌跡線的位置。
[0044]插接柄2-2的橫截面為等邊三角形、等邊四邊形、等邊五邊形或等邊六邊形的某一種，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上用于插接該插接柄2-2的孔的橫截面，其大小和形狀相同于該插接柄2-2的橫截面，即插接柄2-2橫截面的等長(zhǎng)多邊形狀與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上用于插接該插接柄2-2的孔的橫截面形狀相配合。插接柄2-2的橫截面和環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上孔的橫截面用形狀相配合的等邊幾何圖形，目的是插接柄2-2可以抽出后改變角度再插入同一個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的孔中，使這個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的孔位置附近對(duì)霍爾3能感受的磁通量發(fā)生變化，霍爾3能輸出不同的波形信號(hào)。
[0045]環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I在多個(gè)永磁塊2的內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓范圍內(nèi)設(shè)有中心孔
4。如果環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I要穿套在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上使用，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上就要設(shè)一個(gè)穿套轉(zhuǎn)動(dòng)軸的孔；為保證環(huán)形凹 槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I在隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾3能感受環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上每個(gè)永磁塊2的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的穿套孔應(yīng)設(shè)在多個(gè)永磁塊2的內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓范圍的中心，由于內(nèi)圓形軌跡線5-1和外圓形軌跡線5-2為同心圓，當(dāng)然穿套孔在外圓形軌跡線5-2所在圓范圍的中心，穿套孔是內(nèi)圓形軌跡線5-1和外圓形軌跡線5-2的中心位置孔，即中心孔4。也就是說(shuō)，中心孔4不一定是圓形，可以是方形、三角形等形狀，以便可以與方形、三角形等形狀的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相套，但中心孔4的內(nèi)空一定包括內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓的中心，才能使用一個(gè)霍爾3感受環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁塊2的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
[0046]至少有一個(gè)永磁塊間距7的長(zhǎng)度不等于其它任何一個(gè)永磁塊間距7。不等于其它長(zhǎng)度，即特殊長(zhǎng)度的永磁塊間距7可用于表示自行車腳踏板的位置。最好是至少有兩個(gè)永磁塊間距7的長(zhǎng)度不等于其它任何一個(gè)永磁塊間距7，這兩個(gè)特殊長(zhǎng)度的永磁塊間距7分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)腳踏板，用于表示自行車兩個(gè)腳踏板的位置。因?yàn)樽孕熊嚹_踏板的圓周運(yùn)動(dòng)，判定腳踏板位置對(duì)于獲得本次圓周運(yùn)動(dòng)的速度，確定下一次圓周運(yùn)動(dòng)的助力模型非常重要。
[0047]環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I是不導(dǎo)磁材料的塑料板、鋁材板、銅材板的某一種。由于本實(shí)用新型是相鄰永磁塊2的磁極性相反的結(jié)構(gòu)，能使相鄰永磁塊2的邊緣幾乎可相貼也能使霍爾3輸出有控制功能的電信號(hào)。
[0048]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、永磁塊環(huán)上的永磁塊數(shù)量不受限止、輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)、沒(méi)有信號(hào)盲區(qū)、只用一個(gè)霍爾的一組輸出信號(hào)就能完全表示動(dòng)盤的全部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、輸出信號(hào)不會(huì)失真不漂移、用永磁塊位置變化表示所在固定位置、輸出信號(hào)中可以有每個(gè)永磁塊的運(yùn)動(dòng)位置，用于助力自行車，使助力輸出與助力需求能高度配合而使騎車人感覺(jué)很舒服。
[0049][I]方便改變輸出波形:在傳感元件各部件不改變的條件下，能通過(guò)改變“L”形永磁塊的偏心磁塊在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，而使霍爾3產(chǎn)生不同的輸出波形，而獲得不同的控制模型。即信號(hào)模型發(fā)生變化，就可以選擇不同的信號(hào)模型控制被控制物體，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化控制。如用于助力自行車，可根據(jù)不同人的力氣，或用力的習(xí)慣、騎在平原或山地而選擇適合的信號(hào)模型，即具有隨時(shí)按個(gè)性化進(jìn)行調(diào)節(jié)助力的功能。
[0050]改變霍爾位置也能改變輸出波形:環(huán)形凹槽固定盤設(shè)置多個(gè)霍爾孔，而且不同的霍爾孔8距離多枚永磁片的圓形軌跡線所在圓中心距離不相同。則同一個(gè)霍爾設(shè)在不同的霍爾孔時(shí)，分別可輸出不同的傳感信號(hào)波形，即獲得不同的信號(hào)模型。實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳感元件在不同時(shí)間，可輸出不同輸出波形，在不同時(shí)間，對(duì)被控制物進(jìn)行多種方式控制的目的。這種技術(shù)效果必需有環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤和環(huán)形凹槽固定盤的殼體才能實(shí)現(xiàn)。而國(guó)際專利申請(qǐng)W0/099/13558AI的技術(shù)方案沒(méi)有殼體，則不能實(shí)現(xiàn)改變霍爾位置而改變輸出波形的目的。
[0051][2]結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不用彈性件，無(wú)機(jī)械故障:用霍爾感受多個(gè)永磁塊轉(zhuǎn)動(dòng)輸出信號(hào)，用中國(guó)專利01201843.0提供的速度可推算力矩的原理，可用多種數(shù)學(xué)模型推算助力自行車的力矩參數(shù)，用于控制助力自行車的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)助力。不用彈性件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低于用彈性件和機(jī)械受力的傳感器。避免了長(zhǎng)時(shí)間使用后，各機(jī)械部件變形、無(wú)機(jī)械故障、配合不佳的問(wèn)題。
[0052][3]磁極性相反，輸出矩形波信號(hào)，具有精確控制功能:由于相鄰永磁塊的磁極性相反，并且霍爾選用對(duì)相反磁極性產(chǎn)生矩形波輸出信號(hào)的霍爾，則相鄰永磁塊無(wú)論間距多少，即使相鄰永磁塊之間沒(méi)有間隙，霍爾也同樣能輸出矩形波信號(hào)。如用于助力自行車，用矩形波的輸出信號(hào)來(lái)控制助力自行車的電機(jī)優(yōu)于用正弦波，因?yàn)榫匦尾茏鞯叫盘?hào)在任何時(shí)間點(diǎn)，表示運(yùn)動(dòng)位置和速度的信號(hào)含義精確，從而可精確表示助力自行車踏板的運(yùn)動(dòng)位置和速度，以便用踏板精確的位置和速度推算出該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)正確的助力需求。
[0053][4]相鄰永磁塊的磁極性相反，永磁塊數(shù)量不受限止,可盡量增加傳感點(diǎn)位:由于磁極性相反，輸出矩形波信號(hào)，相鄰永磁塊即使無(wú)間隙，其輸出的信號(hào)仍然是有個(gè)數(shù)、可區(qū)分的矩形波信號(hào)，仍然具有控制功能，也就是說(shuō)不會(huì)輸出沒(méi)有控制功能的無(wú)變化直線形信號(hào)。如用于助力自行車，由于與踏板聯(lián)動(dòng)的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤直徑大小受限止，就可在規(guī)定大小的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，盡量增加永磁塊數(shù)量、盡量增加傳感點(diǎn)位、用盡量多的傳感信號(hào)表示自行車踏板運(yùn)動(dòng)位置和速度，精確表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0054][5]相鄰永磁塊的磁極性相反，可設(shè)置永磁塊多、傳感點(diǎn)位多，對(duì)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表示精確:對(duì)用于助力自行車，固定永磁塊的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤大小受到嚴(yán)格限止，一般環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤直徑只能在10-15厘米以內(nèi)，為了使霍爾在有間距的條件下獲得永磁塊的磁極信號(hào)，其永磁塊的直徑至少為Φ0.6-0.8厘米，則直徑10-15厘米的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的周邊無(wú)間隙的可設(shè)置35-73個(gè)永磁塊[10-1*3.14/0.8=35 ;15_1*3.14/0.6=73]，即腳踏板轉(zhuǎn)一周，霍爾可獲得35-73個(gè)信號(hào)用于控制助力自行車的電機(jī)。但如果是相鄰永磁塊磁極性相同的現(xiàn)有技術(shù)，相鄰永磁塊按5厘米間距，則在直徑10-15厘米環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，最多只能設(shè)置5-8個(gè)永磁塊[10-1*3.14/5.8=5 ;15_1*3.14/5.6=8]?？梢?jiàn)，本專利技術(shù)比現(xiàn)有技術(shù)可以多設(shè)置永磁塊7-9倍[35/5=6 ;73/8=9]，多設(shè)置30-65個(gè)永磁塊[35-5=30 ;73-8=65]。所以，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周，本專利技術(shù)比現(xiàn)有技術(shù)增加了 7_9倍的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)位點(diǎn)信號(hào)。對(duì)助力自行車的電機(jī)控制精確度自然提高了 7-9倍，使騎車人對(duì)助力需求精確度也提高了 7-9倍，車與人的配合程度大大提高，騎車人的舒適感大大增加，不再是現(xiàn)有技術(shù)的助力車那種一快一慢不舒服的感覺(jué)。本實(shí)用新型請(qǐng)人根據(jù)實(shí)際的體驗(yàn)，當(dāng)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上大致均勻的設(shè)置15個(gè)永磁塊時(shí)，基本消除了現(xiàn)有技術(shù)只設(shè)5-8個(gè)永磁塊使助力車那種一快一慢不舒服的感覺(jué)；當(dāng)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上大致均勻的設(shè)置20個(gè)永磁塊時(shí)，車與人的配合己能滿足人的需要，乘騎助力車的感覺(jué)已很舒服。
[0055][6]沒(méi)有信號(hào)盲區(qū)，任何時(shí)候的助力需求都會(huì)獲得相匹配的助力:本專利在直徑10-15厘米的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤周邊最多可設(shè)置35-73個(gè)永磁塊，各永磁塊之間平均夾角為5-10度。用于助力自行車，在啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)，腳踏板從離開(kāi)頂點(diǎn)10-45度角的35度區(qū)域內(nèi)，有4-7個(gè)永磁塊在離開(kāi)頂點(diǎn)10度角的位置就有一個(gè)信號(hào)了，則霍爾可輸出4-7個(gè)控制信號(hào)反應(yīng)助力需求，能實(shí)現(xiàn)任何位置、任何時(shí)間有助力就能獲得相應(yīng)助力的優(yōu)良技術(shù)效果，使車與人的配合良好，騎車人感到省力又舒適。
[0056][7]只用一個(gè)霍爾，一個(gè)控制信號(hào)表示環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的全部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，控制信號(hào)與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，控制信號(hào)與人的需求完全一致:多個(gè)永磁塊是固定在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的，永磁塊與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，用一個(gè)霍爾感受全部的永磁塊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則霍爾輸出的控制信號(hào)與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，與人的需求也就完全一致，控制信號(hào)不會(huì)有原始分段誤差和信號(hào)漂移問(wèn)題。即使霍爾傳感參數(shù)發(fā)生變化，也是整個(gè)控制信號(hào)平行移動(dòng)，只要接收霍爾控制信號(hào)的電機(jī)控制器的接收范圍較寬，變化了的霍爾控制信號(hào)的控制效果成系統(tǒng)性改變。如用于助力自行車，助力需求模型不會(huì)失真，助力輸出與助力需求仍然保持原來(lái)模型的匹配關(guān)系，騎車人很容易掌握這種助力性能的系統(tǒng)性改變。[0057][8 ]永磁塊之間有錯(cuò)位，錯(cuò)位永磁塊可表示特定位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):因?yàn)橛来艍K在半徑方向錯(cuò)位、或圓弧線間距錯(cuò)位，錯(cuò)位永磁塊使霍爾輸出特有波間距的控制信號(hào)，則特有波間距的控制信號(hào)就可以直接表示環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤的某一固定永磁塊位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；如每個(gè)永磁塊都有自己的特定錯(cuò)位位點(diǎn)，可達(dá)到有多少個(gè)永磁塊，就可獲得多少個(gè)特定位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。如用于助力自行車，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤直徑在10-15厘米以內(nèi)，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周，霍爾可獲得35-73個(gè)不同位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制信號(hào)，自然知道35-73個(gè)位點(diǎn)的助力需求。很明顯，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周，現(xiàn)有技術(shù)最多只能有5-8個(gè)助力需求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如本專利最多可用35-73個(gè)助力需求信號(hào)更能真實(shí)地、多信息量地反應(yīng)騎車人的助力需求。也就是說(shuō)，助力自行車用本專利技術(shù)，車更能與人需求相配合一致，騎車人感受到腳踏板在任何轉(zhuǎn)動(dòng)位置，自己都完全可控制車速，舒適性好。而現(xiàn)有技術(shù)的助力自行車只能在最多5-8個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置才能可控制車速。
[0058][9]用能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤環(huán)形凹槽固定盤合成殼體，固定了霍爾與全部永磁塊的相對(duì)位置，避免了殼體外的環(huán)境干擾，提高了霍爾信號(hào)的可靠性、真實(shí)性，還方便了安裝、調(diào)試、維修等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0059]圖1是環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上不均勻分布多個(gè)N-S交替永磁塊并有“L”形永磁塊2-1的傳感元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2是環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤上高密度不均勻分布多個(gè)N-S交替永磁塊并有“L”形永磁塊2-1的傳感元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖3是圖1的“L”形永磁塊2-1的偏心磁塊2-3被調(diào)節(jié)了角度的傳感元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖4是本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖5是“L”形永磁塊2-1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064]圖中I是環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤、2是永磁塊、2_1是“L”形永磁塊、2_2是插接柄、2_3是偏心磁塊、3是霍爾、5_1是內(nèi)圓形軌跡線、5_2是外圓形軌跡線、6是圓環(huán)形、7是永磁塊間距、8是霍爾孔、40是環(huán)形凹槽固定盤、41是空心環(huán)、42是軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0065]實(shí)施例1、殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件
[0066]如圖1、3、4、5，用一個(gè)環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I和一個(gè)環(huán)形凹槽固定盤40兩者的凹面相對(duì)，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I和環(huán)形凹槽固定盤40的大小正好使環(huán)形凹槽固定盤40能嵌合在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的環(huán)形凹槽之中，合成兩個(gè)盤能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的嵌合內(nèi)空外殼，兩個(gè)盤的凹面夾成一個(gè)空心環(huán)41 ;在空心環(huán)41位置的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上固定設(shè)置有20個(gè)永磁塊2。環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I和環(huán)形凹槽固定盤40用高強(qiáng)度塑料注塑成形。
[0067]空心環(huán)41內(nèi)的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I面直徑10.0厘米，在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I設(shè)20個(gè)永磁塊2，20個(gè)永磁塊2的直徑分別為0.8厘米的，磁通量為146279 (B.H)max/KJ.m_3中的某一個(gè)值。環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤1、永磁塊2、霍爾3的結(jié)構(gòu)如下:
[0068]每個(gè)永磁塊2固定在直徑8.5厘米內(nèi)圓形軌跡線5-1—9.5厘米外圓形軌跡線5_2之間的圓環(huán)形6范圍內(nèi)，有多個(gè)永磁塊2成半徑錯(cuò)位分布，有多個(gè)永磁塊2成間距錯(cuò)位分布。
[0069]半徑錯(cuò)位分布方式是:該多個(gè)永磁塊2分布在一個(gè)圓環(huán)形6范圍內(nèi)，在圓環(huán)形6的內(nèi)圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間至少有一條圓形軌跡線貫穿全部永磁塊2 ;內(nèi)圓形軌跡線5-1和外圓形軌跡線5-2為同心圓，至少有兩個(gè)永磁塊2到內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓中心的距離不相同；
[0070]間距錯(cuò)位分布方式是:相鄰永磁塊2之間的距離為永磁塊間距7 ;至少有兩條永磁塊間距7的長(zhǎng)短不相同。[0071]有兩個(gè)永磁塊間距7的長(zhǎng)度不等于其它任何一個(gè)永磁塊間距7的長(zhǎng)度，而且這兩個(gè)永磁塊間距7的長(zhǎng)度也不相等。該兩個(gè)永磁塊間距7所在的有兩個(gè)永磁塊2的位置正好在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I 一條直徑的兩端，這兩個(gè)永磁塊2用于在助力自行車上表示兩個(gè)腳踏板的運(yùn)動(dòng)位置。
[0072]在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面設(shè)置的全部永磁塊2成相鄰永磁塊2的磁極性相反的方式排列，即環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面上全部永磁塊2的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極……。
[0073]有一枚永磁塊2為“L”形永磁塊2-1，“L”形永磁塊2_1為插接柄2_2和偏心磁塊2-3組成的“L”形狀，插接柄2-2插入在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的孔中，偏心磁塊2-3設(shè)在有霍爾3那一面的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上；
[0074]插接柄2-2的橫截面為等邊六邊形，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上用于插接該插接柄2-2的孔的橫截面，其大小和形狀相同于該插接柄2-2的橫截面等邊六邊形，即插接柄2-2橫截面的等長(zhǎng)多邊形狀與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上用于插接該插接柄2-2的孔的橫截面形狀相配
八
口 ο
[0075]在空心環(huán)41內(nèi)的環(huán)形凹槽固定盤40的某一個(gè)霍爾孔8中設(shè)置有一個(gè)霍爾3，霍爾3的信號(hào)輸出線從環(huán)形凹槽固定盤40穿出，霍爾3設(shè)在接近永磁片2的位置，即霍爾3設(shè)在每個(gè)永磁片2所在圓形軌跡線5范圍內(nèi)，霍爾3與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)永磁片2保持0.3厘米的間隔距離，使轉(zhuǎn)動(dòng)的每個(gè)永磁片2在經(jīng)過(guò)霍爾3時(shí)，霍爾3能產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的矩形波電信號(hào)輸出。
[0076]環(huán)形凹槽固定盤40有兩個(gè)霍爾孔8，該兩個(gè)霍爾孔8距離多枚永磁片2的圓形軌跡線5所在圓中心距離不相同，即該兩個(gè)霍爾孔8所在半徑的距離不相同，但該兩個(gè)霍爾孔8的位置都要使其設(shè)在當(dāng)中的霍爾3能感受轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)永磁片2的磁通量，兩個(gè)霍爾孔8中只有其中一個(gè)霍爾孔8設(shè)有霍爾3，但這個(gè)霍爾3在不同時(shí)候，可設(shè)在不同的霍爾孔8中?；魻?與永磁片2之間有間距；霍爾3是對(duì)相反磁極性產(chǎn)生矩形波輸出信號(hào)的霍爾。
[0077]環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I在該全部永磁塊2的內(nèi)圓形軌跡線5-1中心設(shè)有中心孔4，中心孔4用于套在助力自行車的踏板中軸或轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上用。
[0078]實(shí)施例2、高密度殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件
[0079]如圖2、3、4、5，空心環(huán)41內(nèi)的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I面直徑10.0厘米，在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤I設(shè)40個(gè)永磁塊2，40個(gè)永磁塊2的直徑分別為0.6厘米的，磁通量為146279 (B -H)max/KJ.m_3中的某一個(gè)值。霍爾3與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)永磁塊2保持0.2厘米的間隔距離，使轉(zhuǎn)動(dòng)的每個(gè)永磁塊2在經(jīng)過(guò)霍爾3時(shí)，霍爾3能產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的矩形波電信號(hào)輸出。其它環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤1、永磁塊2、霍爾3的結(jié)構(gòu)同于實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，包括一塊環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)、環(huán)形凹槽固定盤(40)、一個(gè)霍爾(3)和多枚永磁塊(2)，其特征在于:環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)和環(huán)形凹槽固定盤(40)兩者的凹面相對(duì)，環(huán)形凹槽固定盤(40)嵌合在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的環(huán)形凹槽之中，成兩個(gè)盤能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的嵌合內(nèi)空外殼，兩個(gè)盤的凹面夾成一個(gè)空心環(huán)(41);在空心環(huán)(41)位置的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上固定設(shè)置有多個(gè)永磁塊(2)，多個(gè)永磁塊(2)成圓環(huán)形分布，且多個(gè)永磁塊(2)成錯(cuò)位分布，錯(cuò)位分布是半徑錯(cuò)位分布方式或間距錯(cuò)位分布方式的某一種；或既有半徑錯(cuò)位分布方式，又有間距錯(cuò)位分布的組合方式； 半徑錯(cuò)位分布方式是:該多個(gè)永磁塊(2)分布在一個(gè)圓環(huán)形(6)范圍內(nèi)，在圓環(huán)形(6)的內(nèi)圓形軌跡線(5-1)與外圓形軌跡線(5-2)之間至少有一條圓形軌跡線貫穿全部永磁塊(2 );內(nèi)圓形軌跡線(5-1)和外圓形軌跡線(5-2 )為同心圓，至少有兩個(gè)永磁塊(2 )到內(nèi)圓形軌跡線(5-1)所在圓中心的距離不相同； 間距錯(cuò)位分布方式是:相鄰永磁塊(2)之間的距離為永磁塊間距(7);至少有兩條永磁塊間距(7)的長(zhǎng)短不相同； 在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的面向空心環(huán)(41)那一面，相鄰永磁塊(2)的磁極性相反，一塊環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上全部永磁塊(2)的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極……； 至少有一枚永磁塊(2)為“L”形永磁塊(2-1)，“L”形永磁塊(2-1)為插接柄(2-2)和偏心磁塊(2-3)組成的“L”形狀，插接柄(2-2)插入在環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的孔中，偏心磁塊(2-3)設(shè)在有霍爾(3)那 一面的環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上； 在空心環(huán)(41)的環(huán)形凹槽固定盤(40)上設(shè)置有一個(gè)霍爾(3)，該霍爾(3)設(shè)置在環(huán)形凹槽固定盤(40)的霍爾孔(8)中，環(huán)形凹槽固定盤(40)上至少有兩個(gè)霍爾孔(8)，不同的霍爾孔(8)距離多枚永磁片(2)的圓形軌跡線(5)所在圓中心距離不相同，霍爾(3)設(shè)在接近永磁片(2)并能感受每個(gè)永磁片(2)磁通量的位置，霍爾(3)與永磁片(2)之間有間距；霍爾(3)是對(duì)相反磁極性產(chǎn)生矩形波輸出信號(hào)的霍爾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:插接柄(2-2)的橫截面為等邊三角形、等邊四邊形、等邊五邊形或等邊六邊形的某一種，環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上用于插接該插接柄(2-2)的孔的橫截面，其大小和形狀相同于該插接柄(2-2)的橫截面，即插接柄(2-2)橫截面的等長(zhǎng)多邊形狀與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上用于插接該插接柄(2-2)的孔的橫截面形狀相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:霍爾(3)設(shè)在內(nèi)圓形軌跡線(5-1)與外圓形軌跡線(5-2)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)在多個(gè)永磁塊(2 )的內(nèi)圓形軌跡線(5-1)所在圓范圍內(nèi)設(shè)有中心孔(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4任何一項(xiàng)所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:至少有一個(gè)永磁塊間距(7)的長(zhǎng)度不等于其它任何一個(gè)永磁塊間距(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)是不導(dǎo)磁材料的塑料板、鋁材板、銅材板的某一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的殼體內(nèi)多磁塊不均勻分布的傳感元件，其特征在于:環(huán)形凹槽固定盤(40)內(nèi)圈的外表面與環(huán)形凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)內(nèi)圈的內(nèi)表面之間設(shè)有軸承(42)。
【文檔編號(hào)】G01L3/00GK203410586SQ201320437958
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月28日
【發(fā)明者】黃強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都寬和科技有限責(zé)任公司, 黃強(qiáng), 高松, 歐陽(yáng)焱雄