專利名稱：動(dòng)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(dòng)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(dòng)自行車最先進(jìn)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(jī)按照設(shè)定的要求提供輔助動(dòng)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(shí)現(xiàn)完全的輔助驅(qū)動(dòng)，而且機(jī)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(jìn)制碼盤和電機(jī)上裝置5個(gè)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(jìn)制編碼， 作為動(dòng)カ自行車位置閉環(huán)控制方式的依據(jù)，供驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)對鏈輪運(yùn)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(jī)的輸出位置準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入位置信號，同時(shí)通過電流調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)抑制啟、制動(dòng)電流，加速電流響應(yīng)過程，以達(dá)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(dòng)カ自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置，實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制方式以取代現(xiàn)有的電動(dòng)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(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)ー步說明。圖1是動(dòng)カ自行車驅(qū)動(dòng)機(jī)總成的結(jié)構(gòu)圖。圖1中(1)自行車左曲柄、0)5位ニ進(jìn)制碼盤、(3)光電信號變換器、⑷直流無刷電機(jī)、(5)諧波減速機(jī)、(6)鏈輪座、(7)動(dòng)カ合成機(jī)構(gòu)。圖2是自行車曲柄上裝置的5位ニ進(jìn)制碼盤。圖3是電機(jī)上裝置的光電信號變換器。
具體實(shí)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(gè)碼道表示ニ進(jìn)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(gè)。每個(gè)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(jìn)制的“0” 和 “1”。2.圖3光電信號變換器上有五個(gè)單光束反射式紅外光電傳感器A、B、C、D、E，每個(gè)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(dòng)時(shí)，碼盤位置1經(jīng)過光電傳感器時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)位置，每個(gè)位置的角位移11度15分，碼盤(曲柄)每轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)旋轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)。由于諧波減速機(jī)減速比為1 60， 則電機(jī)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(fù)載時(shí)，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(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在有負(fù)載時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速會略微降低，輸出扭矩增加到和負(fù)載平衡，當(dāng)鏈輪旋轉(zhuǎn)角位移降低到11度15分時(shí)，鏈輪和曲柄同步旋轉(zhuǎn)，這時(shí)理論上人力和電力按照1 1的比例合成共同驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速超前或者滯后，可以改變合成驅(qū)動(dòng)車輛的人力和電力的比例。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)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(jìn)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(jìn)制碼盤和電機(jī)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(jìn)制編碼，作為動(dòng)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(dòng)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(jìn)制碼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的動(dòng)力自行車曲柄位置數(shù)據(jù)變換裝置其特征在于電機(jī)上裝置5個(gè)光電信號變換器。
全文摘要
一種動(dòng)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(jìn)制碼盤和電機(jī)上裝置5個(gè)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(jìn)制編碼，作為動(dòng)力自行車位置閉環(huán)控制方式的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制方式以取代現(xiàn)有的電動(dòng)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(dá), 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