一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置及方法，包括：电动车车把、弧形磁铁、线性霍尔传感器、配重；采用输入磁力密度的值给线性霍尔传感器■’线性霍尔传感器处理磁力密度；输出相应电压模拟信号的方法，因此当物体受到作用力产生加速度或者物体相对于水平地面有倾斜角度时，由于惯性的作用，会使内环添加的配重与线性霍尔传感器产生相对运动，由于基于坡度和加速度，坡度越大或者加速度变大，电动自行车智能助力装置的输出信号越大，和转把拧大角度的输出信号相当。本发明的结构简单，操作方便，较好地解决了检测运动物体产生的加速度大小以及测量物体相对于水平地面倾斜程度的问题。
【专利说明】一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电动车【技术领域】，尤其涉及一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度 的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 普通电动自行车调速原理：电动自行车调速转把里有一个感应磁力线大小的线 性霍尔，三根线分别连在霍尔的三个脚上，一般是红、黑、绿三种颜色，分别为正极、负极、信 号。
[0003] 转把里还有一块磁铁，转把转动磁铁也跟着转动，霍尔感应到磁力信号就给控制 器发出信号，从而控制电机转速。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置 及方法，旨在解决检测运动物体产生的加速度大小以及测量物体相对于水平地面倾斜程度 的问题。
[0005] 本发明实施例是这样实现的，一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的方法， 该用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一，输入磁力密度的值给线性霍尔传感器；
[0007] 步骤二，线性霍尔传感器处理磁力密度；
[0008] 步骤三，输出相应电压模拟信号；
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置，该 用线性霍尔传感器检测倾角和加速度装置包括：电动车车把、弧形磁铁、线性霍尔传感器、 配重；
[0010] 在电动车车把可动环件下部设置配重，外环的内部嵌入线性霍尔传感器，内环的 外圆表面嵌入弧形磁铁，使用时，将外环固定在电动自行车龙头，内环在外环的内部旋转。
[0011] 进一步，随着物体的加速度和相对于水平地面的倾角发生变化时，内环配重会始 终趋于铅垂向下。
[0012] 本发明提供的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置及方法，能够测量出物 体的加速度和物体相对于水平面的倾斜角度。当物体受到作用力产生加速度或者物体相对 于水平地面有倾斜角度时，由于惯性的作用，会使内环添加的配重与线性霍尔传感器产生 相对运动，将外环固定在电动自行车龙头，内环可在外环的内部旋转。由于基于坡度和加速 度，坡度越大或者加速度变大，电动自行车智能助力装置的输出信号越大，和转把拧大角度 的输出信号相当，所以说，电动自行车智能助力装置的电动助力的大小因坡度和加速度而 变。本发明的结构简单，操作方便，较好地解决了检测运动物体产生的加速度大小以及测量 物体相对于水平地面倾斜程度的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明实施例提供的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的方法流程图；
[0014] 图2是本发明实施例提供的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置结构示 意图。
[0015] 图中：1、电动车车把；2、弧形磁铁；3、线性霍尔传感器；4、配重。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0017] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0018] 如图1所示，本发明实施例的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的包括以下步 骤：
[0019] S101 :输入磁力密度的值给线性霍尔传感器；
[0020] S102 :线性霍尔传感器处理磁力密度；
[0021] S103 :输出相应电压模拟信号；
[0022] 在步骤S101中，随着物体的加速度和相对于水平地面的倾角发生变化时，本结构 的内环配重会始终趋于铅垂向下，从而导致内环发生转动，这相当于转动电动车转把，从而 导致输入给线性霍尔传感器的磁力密度发生变化。
[0023] 本发明的实施例具体步骤：
[0024] 步骤一，输入磁力密度的值给线性霍尔传感器；
[0025] 线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出电压模拟 量；其输出电压与外加磁场强度呈线性关系。在B1?B2的磁感应强度范围内有较好的线 性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
[0026] 所以，当本装置内环和外环没有相对转动时，弧形磁铁对于线性霍尔元件产生的 磁力密度值就是一个定值；当本装置的内环和外环发生相对转动时，弧形磁铁就和线性霍 尔传感器发生了相对位移，这将导致输入给线性霍尔传感器的磁力密度的值发生变化。总 之，弧形磁铁会输入磁力密度的值给线性霍尔传感器。
[0027] 步骤二，线性霍尔传感器处理磁力密度；
[0028] 当线性霍尔传感器接收到磁力密度的值后，通过线性霍尔传感器里面所包含的线 性放大器和射极跟随器这些组成电路的作用后，会处理其接收到的磁力密度值。不同的磁 力密度值经过处理后，会得到不同的电压模拟信号。
[0029] 步骤三，输出相应电压模拟信号；
[0030] 通过了上面步骤一和步骤二的信号传输和处理，线性霍尔传感器将输出相应的电 压模拟信号，这个电压模拟信号正是所需要的模拟量。
[0031] 如图2所示，本发明实施例的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度装置主要有： 电动车车把1、弧形磁铁2、线性霍尔传感器3、配重4 ;
[0032] 在电动车车把可动环件下部设置配重4,外环的内部嵌入线性霍尔传感器3,内环 的外圆表面嵌入弧形磁铁2,使用时，将外环固定在电动自行车龙头，内环可在外环的内部 旋转。
[0033] 本发明的工作原理：
[0034] 本发明传感器不能直接驱动电机的，只是用来替代电动自行车的调节转把（手 柄），基于坡度和加速度，坡度越大，电动自行车智能助力装置的输出信号越大，和转把拧大 角度的输出信号相当，所以说，电动自行车智能助力装置（本方法）的电动助力的大小因坡 而变。
[0035] 能够测量出物体的加速度和物体相对于水平面的倾斜角度。当物体受到作用力产 生加速度或者物体相对于水平地面有倾斜角度时，由于惯性的作用，会使内环添加的配重 与线性霍尔传感器产生相对运动，将外环固定在电动自行车龙头，内环可在外环的内部旋 转。由于基于坡度和加速度，坡度越大或者加速度变大，电动自行车智能助力装置的输出信 号越大，和转把拧大角度的输出信号相当，所以说，电动自行车智能助力装置的电动助力的 大小因坡度和加速度而变。
[0036] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的方法，其特征在于，该用线性霍尔传感 器检测倾角和加速度的方法包括以下步骤： 步骤一，输入磁力密度的值给线性霍尔传感器； 线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出电压模拟量；输 出电压与外加磁场强度呈线性关系； 步骤二，线性霍尔传感器处理磁力密度； 当线性霍尔传感器接收到磁力密度的值后，通过线性霍尔传感器里面所包含的线性放 大器和射极跟随器这些组成电路的作用后，会处理接收到的磁力密度值，不同的磁力密度 值经过处理后，会得到不同的电压模拟信号； 步骤三，输出相应电压模拟信号； 通过了上面步骤一和步骤二的信号传输和处理，线性霍尔传感器将输出相应的电压模 拟信号，电压模拟信号正是所需要的模拟量。
2. -种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置，其特征在于，该用线性霍尔传感 器检测倾角和加速度装置包括：电动车车把、弧形磁铁、线性霍尔传感器、配重； 在电动车车把可动环件下部设置配重，外环的内部嵌入线性霍尔传感器，内环的外圆 表面嵌入弧形磁铁，使用时，将外环固定在电动自行车龙头，内环在外环的内部旋转。
3. 如权利要求2所述的用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置，其特征在于，随 着物体的加速度和相对于水平地面的倾角发生变化时，内环配重会始终趋于铅垂向下。
【文档编号】G01C9/00GK104215224SQ201410457748
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】王子舟, 王宇俊 申请人:西南大学