专利名称：数字智能电动自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字智能电动自行车。
背景技术：
最初的电动自行车，其技术方案是人力和电力配合驱动车辆行驶，在没有人力驱动的情况下，完全由电动机输出扭矩驱动车辆行驶。有的将电动机安装在后轮轴上直接驱动后轮，虽然可以减少传动过程中的能量损耗，但要求电动机的功率较大，因而成本高；也有的将电机安装在车架的中部，通过链传动机构驱动后轮，与人力驱动机构共用同一根链条，但是，电动机的转速和人力驱动的转速相差较大，两者电很难协调发挥作用，所以，乘骑不舒适。加之对电动机输出扭矩的大小未加以控制，不能根据实际路况自行调节，造成了电力的浪费。针对电动自行车存在的不足，近年来研制出了智能型电动自行车，如中国国家知识产权局2000年1月15日授权公告的专利号为ZL99206211.X、名称为“智能型电动自行车”的实用新型专利。该专利在脚踏中轴和驱动轮分别装有传感器，检测脚踏机构和驱动轮的转速信号，传递给设在车架上的微电脑控制器自行调节车速。由于脚踏机构只是参与传动，所给出的转速信号不能完全反映电动自行车的行车情况，加之人为操作的误差，使微电脑控制器作的判断和发出的指令不完全准确，造成不必要的电能损耗。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种数字智能电动自行车，它能根据电动自行车传动终端检测到的转速信号和位移信号，准确适时地调节电动机的输出扭矩，使其终处于高效的工作状态，蓄电池也始终处于最佳的放电状态，节省电能；还能自动排除人为的误操作，使人力驱动和电力驱动较好地协调配合，乘骑舒适安全。
本实用新型所述的数字智能电动自行车，包括车架、前轮、后轮、把手、鞍座、电动机、蓄电池、控制器和由大主动链轮、小从动链轮及传动链构成的人力驱动机构；电动机设在车架的中下部，与小主动链轮、大从动链轮及传动链构成电力驱动机构。传动系统采用双链中置式驱动结构，使电力驱动和人力脚踏驱动分离，既可分别发挥电力驱动和人力驱动的作用，又能人、机结合共同驱动，省力省电，克服了骑行转动频率与电机运转频率不相协调，造成扭矩下降，影响骑行效果的缺陷。采用双链中置式驱动结构，还可以简化电力驱动装置的结构。电力驱动装置以小链轮带动大链轮，作用在于降低转速增加扭矩；人力驱动装置以大链轮带动小链轮，作用在于增加转速，与电力驱动装置协调配合，达到人、机结合共同协调驱动，乘骑舒适安全的效果。
在后轮轴上设有由位移传动总成、超越离合器总成、传感器和扭矩调整器构成的机械扭矩转速传动传感装置；人力驱动机构的小从动链轮和电力驱动机构的大从动链轮也是位移传动总成的组成部件，分别设在机械扭矩转速传动传感装置的两侧，或者设在同一侧；后轮的花篮是超越离合器总成的组成部件；传感器通过导线与控制器连接，控制器通过导线与电动机连接。机械扭矩转速传动传感装置装在电动自行车驱动机构的终端处，在直接参与传动的同时，设在其的传感器同步检测位移和转速信号，并传递给控制器进行处理。
所述的数字智能电动自行车，其机械扭矩转速传动传感装置的位移传动总成通过滚轮机构装配在后轮轴上，位移传动总成具有内外相套的丝杆筒、设在丝杆筒内的扭簧和位移组件，丝杆筒与电力驱动机构的大从动链轮固定连接，并通过扭簧直接或间接与超越离合器总成连接，位移组件与超越离合器总成连接并被带动；机械扭矩转速传动传感装置的超越离合器总成与后轮的花篮形成离合关系，花篮通过轴承或滚轮机构套装在位移传动总成上，并与扭簧的一端连接；机械扭矩转速传动传感装置的扭矩调整器用螺钉穿过电力驱动机构的大从动链轮的弧形槽连接在轴承座上。
所述的数字智能电动自行车，其机械扭矩转速传动传感装置的传感器由设在位移组上的位移传感元件及固定在相邻部件上并与其相对应的位移信号接收传感元件、设在后轮的花篮上的转速传感元件及固定在相邻部件上并与其相对应的转速信号接收传感元件构成。在花篮与大从动链轮同步转动时，扭簧不受力，位移组件也不产生位移，位移信号接收传感元件和转速信号接收传感元件无信号接收；当花篮与大从动链轮不同步转动时，如在上坡时花篮转速减慢，扭簧受力被扭转，位移组件产生位移，位移信号接收传感元件接收到位移信号，同时转速信号接收传感元件接收到转速变化信号，并将信号传送到控制器进行处理，适时控制电动机输出扭矩的大小，达到高效节能的目的。
所述的数字智能电动自行车，其控制器为数字智能控制器，包括手柄调速机构、控制选择开关、比较器、单片机、PWM调压调制器、车刹控制、过流保护电路、欠压保护电路，单片机与机械扭矩转速传动传感装置上的转速信号接收传感元件连接，控制选择开关与机械扭矩转速传动传感装置上的位移信号接收传感元件连接，PWM调压调制器与蓄电池连接，蓄电池与电动机连接，电动机与PWM调压调制器、过流保护电路和压保护电路连接。该数字智能控制器是在原有的无刷电动车辆控制器的基础上，增加了转速传感器和位移传感器，通过它们检测电动自行车驱动终端的转速信号和位移信号，并将信号转换成数字信号，适时准确地将所需要的电量输送给电动机，通过脉宽调制，同步控制电动机的输出功率，避免在大负荷工况如上坡时电动机超负荷运行或停转的情况发生，使电动机始终处于高效的工作状态，蓄电池也始终处于最佳的放电状态，延长使用寿命，增加续行距离和爬坡能力，自动排除人为的误操作，避免不必要的电能损耗。
本实用新型和现有的电动自行车相比具有以下优点简化了电力驱动装置的结构，电力驱动装置和人力驱动装置既可分别发挥作用，又可以协调配合驱动，乘骑舒适安全；机械扭矩转速传动传感装置装在电动自行车驱动机构的终端处，准确适时地检测位移和转速信号，通过控制器处理后及时调节电动机的输出扭矩，使电动机始终处于高效的工作状态，蓄电池也始终处于最佳的放电状态；能自动排除人为的误操作，避免不必要的电能损耗。
图1是本实用新型的示意图。
图2是机械扭矩转速传动传感装置的结构示意图。
图3是控制器的结构示意框图。
图4是控制器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
参见图2，将位移传动总成的位移传动总成的扭簧15装在内外相套的丝杆筒16内，扭簧15的一端与丝杆筒16连接，丝杆筒16与电力驱动机构的大从动链轮12固定连接，并通过扭簧15直接或间接与超越离合器总成连接，位移组件17与超越离合器总成连接并被带动；后轮3的花篮14通过轴承或滚轮机构套装在位移传动总成上，并与超越离合器总成形成离合关系，花篮14与扭簧15的一端连接；机械扭矩转速传动传感装置的扭矩调整器18用螺钉穿过电力驱动机构的大从动链轮12的弧形槽连接在轴承座上；将位移传感元件19安装在位移组件17上，位移信号接收传感元件20固定在相邻部件上并与其相对应；将转速传感元件21安装在花篮14上，转速信号接收传感元件22固定在相邻部件上并与其相对应；将力驱动机构的小从动链轮10装在机械扭矩转速传动传感装置的另一侧。
参见图3，将包括手柄调速机构、控制选择开关、比较器、单片机、PWM调压调制器、车刹控制、过流保护电路、欠压保护电路的控制器8装在车架1上，其单片机与机械扭矩转速传动传感装置上的转速信号接收传感元件22连接，控制选择开关与机械扭矩转速传动传感装置上的位移信号接收传感元件20连接，PWM调压调制器与蓄电池7连接，蓄电池7与电动机6连接，电动机6与PWM调压调制器、过流保护电路和压保护电路连接。
参见图1，将前轮2、把手4、鞍座5、蓄电池7装在车架1上，电动机6装在车架1的中下部并用导线与蓄电池7和控制器8连接，将大主动链轮9装在力驱动机构的主动轴上，小主动链轮11装在电动机6的输出轴上；用传动链分别连接人力驱动机构的大主动链轮9和小从动链轮10、电力驱动机构的小主动链轮11大从动链轮12即可。
权利要求1.数字智能电动自行车，包括车架(1)、前轮(2)、后轮(3)、把手(4)、鞍座(5)、电动机(6)、蓄电池(7)、控制器(8)和由大主动链轮(9)、小从动链轮(10)及传动链构成的人力驱动机构，其特征是电动机(6)设在车架的中下部，与小主动链轮(11)、大从动链轮(12)及传动链构成电力驱动机构；在后轮轴(13)上设有由位移传动总成、超越离合器总成、传感器和扭矩调整器(18)构成的机械扭矩转速传动传感装置；人力驱动机构的小从动链轮(10)和电力驱动机构的大从动链轮(12)也是位移传动总成的组成部件，分别设在机械扭矩转速传动传感装置的两侧，或者设在同一侧；后轮(3)的花篮(14)是超越离合器总成的组成部件；传感器通过导线与控制器(8)连接控制器(8)通过导线与电动机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的数字智能电动自行车，其特征是机械扭矩转速传动传感装置的位移传动总成通过滚轮机构装配在后轮轴(13)上，位移传动总成具有扭簧(15)、内外相套的丝杆筒(16)和位移组件(17)，丝杆筒(16)与电力驱动机构的大从动链轮(12)固定连接，并通过扭簧(15)直接或间接与超越离合器总成连接，位移组件(17)与超越离合器总成连接并被带动；机械扭矩转速传动传感装置的超越离合器总成与后轮(3)的花篮(14)形成离合关系，花篮(14)通过轴承或滚轮机构套装在位移传动总成上，并与扭簧(15)的一端连接；机械扭矩转速传动传感装置的扭矩调整器(18)用螺钉穿过电力驱动机构的大从动链轮(12)的弧形槽连接在轴承座上。
3.根据权利要求1所述的数字智能电动自行车，其特征是机械扭矩转速传动传感装置的传感器由设在位移组件(17)上的位移传感元件(19)及固定在相邻部件上并与其相对应的位移信号接收传感元件(20)、设在后轮(3)的花篮(14)上的转速传感元件(21)及固定在相邻部件上并与其相对应的转速信号接收传感元件(22)构成。
4.根据权利要求1所述的数字智能电动自行车，其特征是控制器(8)包括手柄调速机构、控制选择开关、比较器、单片机、PWM调压调制器、车刹控制、过流保护电路、欠压保护电路，单片机与机械扭矩转速传动传感装置上的转速信号接收传感元件(22)连接，控制选择开关与机械扭矩转速传动传感装置上的位移信号接收传感元件(20)连接，PWM调压调制器与蓄电池(7)连接，蓄电池(7)与电动机(6)连接，电动机(6)与PWM调压调制器、过流保护电路和压保护电路连接。
专利摘要本实用新型涉及数字智能电动自行车，包括车架、前轮、后轮、把手、鞍座、电动机、蓄电池、控制器和由大主动链轮、小从动链轮及传动链构成的人力驱动机构，其特征是电动机设在车架的中下部，与小主动链轮、大从动链轮及传动链构成电力驱动机构；在后轮轴上设有由位移传动总成、超越离合器总成、传感器和扭矩调整器构成的机械扭矩转速传动传感装置；传感器通过导线与控制器连接，控制器通过导线与电动机连接。本实用新型具有以下优点电力驱动装置和人力驱动装置既可分别发挥作用，又可以协调配合驱动，乘骑舒适安全；机械扭矩转速传动传感装置能准确适时地检测位移和转速信号，及时调节电动机的输出扭矩；能自动排除人为的误操作，避免不必要的电能损耗。
文档编号B62M23/02GK2668490SQ20042003241
公开日2005年1月5日 申请日期2004年1月1日 优先权日2004年1月1日
发明者薛荣生 申请人:西南师范大学