CN102582767A - 动力自行车曲柄位置数据变换装置 - Google Patents

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朱永达
陈海波
张文杰
王震
王赛赛
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Shanghai Yiwei Science & Technology Co Ltd
University of Shanghai for Science and Technology
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Shanghai Yiwei Science & Technology Co Ltd
University of Shanghai for Science and Technology
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Abstract

一种动力自行车曲柄位置数据变换装置，由曲柄上装置的5位二进制码盘和电机上装置5个光电传感器组成的编码器判读曲柄的绝对位置信号，并将此信号变换成5位二进制编码，作为动力自行车位置闭环控制方式的依据，实现位置闭环控制方式以取代现有的电动自行车力矩传感控制方式，本发明结构简单、成本低、效果好、故障率低。

Description

动力自行车曲柄位置数据变换装置
所属技术领域
本发明涉及一种动力自行车曲柄位置数据变换装置。
背景技术
现有电动自行车最先进的控制方式为“力矩传感控制”，其原理是根据车辆行驶需要的力矩大小控制电机按照设定的要求提供辅助动力。该方式较以前的“速度传感控制”有很大提高，但是这种方式是间接控制，数据变换复杂、效果差，难以实现完全的辅助驱动，而且机械结构复杂、成本高、故障率高。
发明内容
本发明所采用的技术方案是：由曲柄上装置的5位二进制码盘和电机上装置5个光电传感器组成的编码器判读曲柄的绝对位置信号，并将此信号变换成5位二进制编码，作为动力自行车位置闭环控制方式的依据，供驱动控制***根据对链轮运转的相对位置(角位移)反馈信号，通过位置调节器确保电机的输出位置准确地复现输入位置信号，同时通过电流调节器实现抑制启、制动电流，加速电流响应过程，以达到理想的调速目的，确保链轮和曲柄以设定的要求同步旋转。
本发明的有益效果是提供了一种动力自行车曲柄位置数据变换装置，实现位置闭环控制方式以取代现有的电动自行车力矩传感控制方式。本发明结构简单、成本低、效果好、故障率低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是动力自行车驱动机总成的结构图。
图1中：(1)自行车左曲柄、(2)5位二进制码盘、(3)光电信号变换器、(4)直流无刷电机、(5)谐波减速机、(6)链轮座、(7)动力合成机构。
图2是自行车曲柄上装置的5位二进制码盘。
图3是电机上装置的光电信号变换器。
具体实施方式
1.图2码盘是一块印制五圈数字码道的不锈钢圆盘，每个码道表示二进制的一位，里侧是高位，外侧是低位，在360度范围内可编数码为2的5次方＝32个。每个码道上印制黑白等间隔图案，形成一套编码。黑色不反光区和白色反光区分别代表二进制的“0”和“1”。
2.图3光电信号变换器上有五个单光束反射式红外光电传感器A、B、C、D、E，每个光电传感器对应一圈数字码道。
3.光电传感器发出的光信号射在码盘数字码道黑色不反光区，光敏元件没有信号为“0”；光电传感器发出的光信号射在码道数字码盘中白色反光区，光敏元件把此光信号转换成脉冲信号为“1”。
4.当码盘随曲柄转动时，码盘位置1经过光电传感器时，光电传感器E、D、C、B、A读到的数码是01100；位置2经过传感器时光电传感E、D、C、B、A读到的数码是01101；位置3经过传感器时光电传感器E、D、C、B、A读到的数码是01111；位置4经过传感器时光电传感器E、D、C、B、A读到的数码是01110……。
5.码盘一周360度范围设有32个位置，每个位置的角位移11度15分，码盘(曲柄)每转动11度15分，光电信号变换器变化一组数码。
6.每变化一组数码，控制器指令电机旋转2转。由于谐波减速机减速比为1∶60，则电机转2转，输出到链轮后，链轮的角位移为12度。
根据以上分析，在链轮完全没有负载时，理论上曲柄旋转角位移11度15分，链轮旋转角位移12度，输出的扭矩仅用于克服电机转子的转动惯量。在有负载时，电机转速会略微降低，输出扭矩增加到和负载平衡，当链轮旋转角位移降低到11度15分时，链轮和曲柄同步旋转，这时理论上人力和电力按照1∶1的比例合成共同驱动车辆运行，调整电机转速超前或者滞后，可以改变合成驱动车辆的人力和电力的比例。

Claims (3)

1.一种动力自行车曲柄位置数据变换装置包括以下部件组成：(1)自行车左曲柄、(2)5位二进制码盘、(3)光电信号变换器，其特征是：由自行车左曲柄上装置的5位二进制码盘和电机上装置的光电信号变换器组成的编码器判读曲柄的绝对位置，并将此信号变换成5位二进制编码，作为动力自行车位置闭环控制方式的依据。
2.根据权利要求(1)所述的动力自行车曲柄位置数据变换装置其特征在于：自行车左曲柄上装置5位二进制码盘。
3.根据权利要求(1)所述的动力自行车曲柄位置数据变换装置其特征在于：电机上装置5个光电信号变换器。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Shanghai Yiwei Science & Technology Co., Ltd.

Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120718