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多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件屬于磁感應(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)。轉(zhuǎn)動(dòng)盤上固定設(shè)置有圓環(huán)形分布的多個(gè)永磁片，且多個(gè)永磁片的間距和磁通量都不相同，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的某一面，相鄰永磁片的磁極性相反，即轉(zhuǎn)動(dòng)盤的某一面上全部永磁片的磁極性分布方式是N極、S極、N極…；霍爾設(shè)在接近永磁片的位置。優(yōu)點(diǎn)：利用相鄰永磁片磁極性成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；利用間距和磁通量都不相同，使矩形波信號(hào)能表示永磁片在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的位置，確定不同矩形波的用途。
【專利說明】多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
【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)的技木。
【背景技術(shù)】
[0002]野寶車料エ業(yè)(昆山)有限公司申請(qǐng)的中國專利201020295192.0《勾爪式カ矩傳感裝置》公開了ー種助力自行車用傳感裝置，傳感裝置包括磁性件和弾性件配合，感受カ矩的傳感裝置。使用時(shí)間長后，弾性件的弾性系數(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。而且用弾性件的設(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)的中國專利01201843.0《電動(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測裝置》公開了ー種電動(dòng)助力自行車自動(dòng)檢測裝置，無接觸檢測蹬力、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)表示蹬カ、速度和轉(zhuǎn)向。
[0004]缺點(diǎn)(I)用弾性件不耐久:使用時(shí)間長后，弾性件的弾性系數(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，成本尚。
[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和說明書第2頁第2段的記載說明，每ー個(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)無差異使人機(jī)不配合:姆ー個(gè)磁片組都ー樣，則姆一個(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)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度表示正反向運(yùn)動(dòng)，在直徑為20厘米的轉(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，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，在人踏車較快吋，霍爾輸出的信號(hào)圖形接近為一條水平線，該信號(hào)沒有控制功能，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，在腳踏板離開頂點(diǎn)10-45度角區(qū)域沒有一個(gè)磁片組，也就沒有一個(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)的中國專利03264387.X《時(shí)間型電動(dòng)助力自行車傳感器》公開了不用彈性件，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明書記載了。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)霍爾來表示踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位置:兩個(gè)永磁磁鋼沒有差異性，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)生同一種助カ輸出，也產(chǎn)生助力輸出與助力需求不一致的問題。
[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，助カ需求模型失真:由于環(huán)境溫度變化、使用時(shí)間長后，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題。
[0018]缺點(diǎn)傳感位點(diǎn)不能隨意増加，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)量大于ー個(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)カ矩最小，從離開頂點(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，在腳踏板離開頂點(diǎn)10-42度角區(qū)域沒有一個(gè)霍爾，也就沒有一個(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)問題上總是顧此失彼，不可兼得。
[0021]國際專利申請(qǐng)W0/099/13558AI公開了用于電動(dòng)機(jī)上控制電動(dòng)機(jī)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，這種エ藝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆凹陷，只能用手工把多枚永磁塊一枚一枚的卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷中，非常耗時(shí)耗人工，而且凹陷與永磁塊必需大小形狀配合良好，這點(diǎn)很難作到。因?yàn)榘枷葸^大于永磁塊，則轉(zhuǎn)動(dòng)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁塊在凹陷中振動(dòng)，很易損壞永磁塊；凹陷是緊配合永磁塊，又很難把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷中。所以，只能把永磁塊一次性的永久固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷內(nèi)的固定位置，使其在轉(zhuǎn)動(dòng)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁塊不會(huì)振動(dòng)。但這樣的結(jié)構(gòu)限止了永磁塊在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的位置變化調(diào)節(jié)，導(dǎo)致ー個(gè)傳感器只有一種傳感模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本實(shí)用新型的目的是提供只用一個(gè)霍爾和轉(zhuǎn)動(dòng)盤上各個(gè)永磁片獲得速度和加速度信號(hào)的傳感元件，是ー種對(duì)多個(gè)永磁片設(shè)置エ藝簡單、永磁片不會(huì)移位而傳感模型穩(wěn)定，且ー個(gè)傳感器可以有多種傳感模型的傳感元件；是ー種在可感應(yīng)區(qū)域內(nèi)，能盡量增加永磁片數(shù)量，最大限度利用轉(zhuǎn)動(dòng)盤位移信息，輸出信息多又精確定位的傳感元件。使用在助力自行車上，不用弾性件和其它機(jī)械測定カ矩，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:永磁片被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤與挾持磁片層之間，轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁片保持在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的原位置，不會(huì)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)盤移動(dòng)，傳感模型穩(wěn)定；要一個(gè)傳感器可以調(diào)節(jié)成多種傳感模型，要把轉(zhuǎn)動(dòng)盤不同直徑所在圈上的永磁片設(shè)置成有磁極性變化、磁通量變化，再對(duì)同一個(gè)霍爾的傳感特性進(jìn)行改變，使其改變了傳感特性的原來那個(gè)霍爾對(duì)相同分布的多個(gè)永磁片產(chǎn)生不同的傳感信號(hào)，獲得不同的控制模型。多個(gè)永磁片的變化方式主要是磁極性變化、位置變化、磁通量變化三種變化方式，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)量更多的永磁片運(yùn)動(dòng)信號(hào)。多個(gè)永磁片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，控制功能更強(qiáng)、數(shù)量更多；多個(gè)永磁片位置變化、磁通量變化使霍爾產(chǎn)生的信號(hào)能表達(dá)永磁片的位置更精確，從而可以表達(dá)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]多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感兀件,包括一塊轉(zhuǎn)動(dòng)盤I和多枚永磁片2，其特征在于:轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上粘貼有多枚永磁片2，多枚永磁片2成圓環(huán)形分布，且多枚永磁片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)位分布方式的某ー種；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)永磁片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片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)永磁片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:相鄰永磁片2之間的距離為磁片間距7 ;至少有兩條磁片間距7的長短不相同；
[0028]在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的某一面，相鄰永磁片2的磁極性相反，即轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的某一面上全部永
磁片2的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極......;至少有兩枚永磁片2的
磁通量不相同；
[0029]在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面粘貼有挾持磁片層8,永磁片2被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與挾持磁片層8之間；
[0030]還包括一個(gè)霍爾3，霍爾3位于轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的某一面，霍爾3設(shè)在接近永磁片2并能感受永磁片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]現(xiàn)有技術(shù)都是在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置凹陷或孔，把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中，這種エ藝要在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆凹陷或孔，只能用手工把多枚永磁塊一枚一枚的卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中，非常耗時(shí)耗人工，而且凹陷或孔與永磁塊必需大小形狀配合良好，這點(diǎn)很難作至IJ。因?yàn)榘枷莼蚩走^大于永磁塊，則轉(zhuǎn)動(dòng)盤時(shí)，永磁塊在凹陷或孔中振動(dòng)，很易損壞永磁塊；凹陷或孔是緊配合永磁塊，又很難把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中。為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型用粘貼的方法把永磁片2設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上，主要是能大大減少把永磁片2固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的エ藝。為防止粘貼不牢固的問題，本實(shí)用新型在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面粘貼有挾持磁片層8,永磁片2被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與挾持磁片層8之間，則轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)使永磁片2移位，保證多枚永磁片2之間的相對(duì)位置不變，傳感元件的傳感性能不變，傳感模型穩(wěn)定。粘貼一塊挾持磁片層8比現(xiàn)有技術(shù)用手工把多枚永磁塊一枚一枚的卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的凹陷或孔中更方便、簡單、不會(huì)損壞永磁鐵。
[0032]總之，本實(shí)用新型在制造傳感元件的工藝方面，本實(shí)用新型用挾持磁片層8結(jié)構(gòu)作為技術(shù)保證，可以用粘貼的方法把永磁片2設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上，則具有制作簡單、方便從而降低成本的優(yōu)點(diǎn)；不會(huì)有現(xiàn)有技術(shù)那種在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁片2與轉(zhuǎn)動(dòng)盤I碰撞而損壞永磁片2的問題，可見本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)具有明顯的技術(shù)進(jìn)步。
[0033]挾持磁片層8選用不導(dǎo)磁材料，或用不導(dǎo)磁材料制成。
[0034]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)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤I要轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的中心就是多個(gè)永磁片2成圓環(huán)形分布所在圓的中心。
[0035]多個(gè)永磁片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感受轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁片2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即感受轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁片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就能把永磁片2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用一個(gè)連續(xù)的電信號(hào)來表達(dá)并輸出電信號(hào)，又因?yàn)槿坑来牌?是分別固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤即轉(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)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、加速度要素轉(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。
[0036]多個(gè)永磁片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)來區(qū)別永磁片2的不同位置，從而可以獲得不同位置永磁片2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。達(dá)到可精確表達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)盤某個(gè)位置，或每個(gè)有永磁片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。
[0037]永磁片2半徑錯(cuò)位分布方式是:有的永磁片2離轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心近，有的永磁片2離轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心遠(yuǎn)。但不論遠(yuǎn)近，永磁片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片2。至少有兩個(gè)永磁片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)永磁片2到圓中心的距離不相同，即每個(gè)永磁片2的半徑不相同，以使霍爾3電信號(hào)的每個(gè)脈沖都可以表在永磁片2,使每個(gè)脈沖都可以表一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤位置。
[0038]永磁片2間距錯(cuò)位分布方式是:以永磁片2的外邊緣作為測定間距的基礎(chǔ)，至少有兩條永磁片間距7的長短不相同，當(dāng)然可以每條永磁片間距7的長短不相同，以使霍爾3電信號(hào)的每個(gè)脈沖都可以表示在永磁片2，使每個(gè)脈沖都可以表示一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤位置。
[0039]多個(gè)永磁片2磁通量不相同的意義是: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)，而是峰谷差值不同的脈沖信號(hào)，用有區(qū)別的脈沖信號(hào)來區(qū)別不同永磁片2的不同位置，從而可以獲得不同位置永磁片2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。達(dá)到可精確表達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)盤某個(gè)位置，或每個(gè)有永磁片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。
[0040]多個(gè)永磁片2磁通量不相同也就是多個(gè)永磁片2的磁通量是有變化的，其變化的范圍應(yīng)是位置不變的同一個(gè)霍爾3能感受的磁通量范圍，也就是說，多個(gè)永磁片2磁通量的最高值和最低值應(yīng)在霍爾3能感受的磁通量范圍內(nèi)。
[0041]霍爾3設(shè)在接近永磁片2井能感受永磁片2磁通量的位置，目的在于用霍爾3感受永磁片2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而感受轉(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。
[0042]相鄰永磁片2的磁極性相反是很重要的技術(shù)特征，全部永磁片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∈芟拗沟霓D(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)。相鄰永磁片2的磁極性相反的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生矩形波，而相鄰永磁片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，相鄰永磁片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，乘騎人感覺更舒服。
[0043]霍爾3在接近永磁片2的那一端設(shè)有可撤卸的外套筒9，外套筒9的筒側(cè)壁與霍爾3可撤卸的連接，外套筒9的筒底板10是永磁板或可導(dǎo)磁金屬板。永磁板制成的筒底板10，可以用磁北極或磁南極兩種方式對(duì)面霍爾3的感應(yīng)頭，還可用磁場強(qiáng)度不同的永磁板筒底板10，同一個(gè)霍爾3都可以獲得不同的感應(yīng)信號(hào)模型。用不同導(dǎo)磁率的導(dǎo)磁金屬板，或不同厚度的導(dǎo)磁金屬板，也能使同一個(gè)霍爾3獲得不同的感應(yīng)信號(hào)模型。用不同的永磁板或可導(dǎo)磁金屬板制成不同的外套筒9筒底板10，不同的筒底板10套在霍爾3的磁感應(yīng)端以后，使同一個(gè)霍爾3在感應(yīng)位置不變的條件下，也能產(chǎn)生不同的傳感信號(hào)，即產(chǎn)生不同的傳感模型。如果改變霍爾3的感應(yīng)半徑位置，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上位置有變化、磁通量有變化分布的多枚永磁片2,又能使同一個(gè)霍爾3產(chǎn)生不同的傳感信號(hào)，即產(chǎn)生不同的傳感模型。永磁的筒底板10其強(qiáng)磁通量應(yīng)遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于多個(gè)永磁片2中最低的磁通量值，一般永磁的筒底板10其強(qiáng)磁通量應(yīng)為多個(gè)永磁片2中最低的磁通量值的5%到20%為宜，即永磁的筒底板10的強(qiáng)磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多個(gè)永磁片2中最低的磁通量。使永磁的筒底板10不能掩蓋多個(gè)永磁片2對(duì)霍爾3的刺激。
[0044]永磁片2的厚度為0.2^0.5毫米。只要選用磁通量為146279 (B *H)max/KJ
的永磁片2，永磁片2的厚度為0.2^0.5毫米就能保證霍爾3能正常感受到永磁片2的磁場，使霍爾3輸出電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)永磁片2的磁通量為146279 (B ? H)max/KJ ? m_3時(shí)，永磁片2的厚度為0.2^0.5毫米，霍爾3能正常感受到永磁片2的磁場并輸出電信號(hào)。選用永磁片2的厚度為0.2^0.5毫米，目的是減輕永磁鐵的重量，因?yàn)闇p輕永磁鐵的重量，可以使轉(zhuǎn)動(dòng)盤I時(shí)，永磁片2的慣性小，永磁片2不會(huì)移位，傳感模型穩(wěn)定。
[0045]挾持磁片層8金融鋁薄板或塑料薄板的某ー種。金融鋁薄板或塑料薄板是與轉(zhuǎn)動(dòng)盤I壓緊永磁片2之用的。
[0046]挾持磁片層8是在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面燒注粘接劑液,該粘接劑液凝固后成為固體層。用粘接劑液澆注在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面，凝固后成為挾持磁片層8的固定永磁片2エ藝比用金融鋁薄板或塑料薄板固定永磁片2的エ藝更簡單，而且固定永磁片2不移動(dòng)位置的效果還更好，傳感模型更穩(wěn)定。
[0047]有了減輕永磁片2的重量、壓緊挾持永磁片2、粘接劑液澆注凝固而粘牢永磁片2的技術(shù)后，轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上粘貼多枚永磁片2就不會(huì)有永磁片2在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)移位的問題，傳感模型穩(wěn)定。則不需用工藝復(fù)雜的現(xiàn)有技術(shù)把永磁鐵卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中。
[0048]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片2磁通量而輸出電信號(hào)的部件，又為了盡量減小永磁片2的體積，使其在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上盡量多的設(shè)置永磁片2，使盡量減小的永磁片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片2的圓形軌跡線的位置。
[0049]轉(zhuǎn)動(dòng)盤I在多個(gè)永磁片2的內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓范圍內(nèi)設(shè)有中心孔。如果轉(zhuǎn)動(dòng)盤I要穿套在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上使用，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能感受轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上每個(gè)永磁片2的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則轉(zhuǎn)動(dòng)盤I上的穿套孔應(yīng)設(shè)在多個(gè)永磁片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。也就是說，中心孔不一定是圓形，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感受轉(zhuǎn)動(dòng)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)盤上全部永磁片2的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
[0050]至少有一個(gè)永磁片間距7的長度不等于其它任何一個(gè)永磁片間距7，且至少有一個(gè)永磁片2的磁通量不等于其它任何一個(gè)永磁片2的磁通量。不等于其它長度，即特殊長度的永磁片間距7可用于表示自行車腳踏板的位置。最好是至少有兩個(gè)永磁片間距7的長度不等于其它任何一個(gè)永磁片間距7，這兩個(gè)特殊長度的永磁片間距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。同樣，不等于其它的磁通量，即特殊磁通量也可用于表示自行車腳踏板的位置。最好是至少有兩個(gè)個(gè)永磁片2的磁通量不等于其它任何一個(gè)永磁片2的磁通量，這兩個(gè)特殊磁通量的永磁片2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。也就是說，一個(gè)腳踏板的位置用一個(gè)特殊長度的永磁片間距7，還用一個(gè)特殊磁通量的永磁片2來表示，其精確度和可靠性大大提高。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。
[0051]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)用新型是相鄰永磁片2的磁極性相反的結(jié)構(gòu)，能使相鄰永磁片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)。最好用不導(dǎo)磁材料的塑料板、鋁材板、銅材板，或其它不易變形的轉(zhuǎn)動(dòng)盤。
[0052]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是:
[0053]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、成本低、永磁片環(huán)上的永磁片數(shù)量不受限止、輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)、沒有信號(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、用永磁片位置變化表示所在固定位置、輸出信號(hào)中可以有每個(gè)永磁片的運(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很舒服。
[0054][I]粘貼永磁片的工藝簡單:轉(zhuǎn)動(dòng)盤上粘貼多枚永磁片的工藝簡單?，F(xiàn)有技術(shù)都是在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置凹陷或孔，把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中，這種工藝要在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆凹陷或孔，只能用手工把多枚永磁塊一枚一枚的卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中，非常耗時(shí)耗人工，而且凹陷或孔與永磁塊必需大小形狀配合良好，這點(diǎn)很難作到。因?yàn)榘枷莼蚩走^大于永磁塊，則轉(zhuǎn)動(dòng)盤時(shí)，永磁塊在凹陷或孔中振動(dòng)，很易損壞永磁塊；凹陷或孔是緊配合永磁塊，又很難把永磁塊卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中。
[0055][2]粘貼的永磁片不會(huì)移動(dòng)位置:有了減輕永磁片的重量、壓緊挾持永磁片、粘接劑液澆注凝固而粘牢永磁片的技術(shù)后，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上粘貼多枚永磁片就不會(huì)有永磁片在轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)盤產(chǎn)生移位的問題，永磁片始終隨轉(zhuǎn)動(dòng)盤同步運(yùn)動(dòng)，傳感模型穩(wěn)定。則不需用エ藝復(fù)雜的現(xiàn)有技術(shù)把永磁鐵卡入在轉(zhuǎn)動(dòng)盤的凹陷或孔中。
[0056]本實(shí)用新型在制造傳感元件的エ藝方面，用挾持磁片層結(jié)構(gòu)作為技術(shù)保證，可以用粘貼的方法把永磁片設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，則具有制作簡單、方便從而降低成本的優(yōu)點(diǎn)；不會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁片與轉(zhuǎn)動(dòng)盤碰撞而損壞永磁片而具有耐用性優(yōu)點(diǎn)，可見本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)具有明顯的技術(shù)進(jìn)步。
[0057][3]可調(diào)節(jié)霍爾輸出信號(hào)的模型:外套筒筒底板的永磁板可進(jìn)行磁北極或磁南極變化、磁場強(qiáng)度變化，筒底板的導(dǎo)磁金屬板可進(jìn)行導(dǎo)磁率變化、厚度變化。這些變化都能使同一個(gè)霍爾獲得不同的感應(yīng)信號(hào)模型，即都能調(diào)節(jié)同一個(gè)霍爾輸出不同的信號(hào)模型。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)不同人的カ氣，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。
[0058][4]結(jié)構(gòu)簡單，不用弾性件，無機(jī)械故障:用霍爾感受多個(gè)永磁片轉(zhuǎn)動(dòng)輸出信號(hào)，用中國專利01201843.0提供的速度可推算カ矩的原理，可用多種數(shù)學(xué)模型推算助力自行車的カ矩參數(shù)，用于控制助力自行車的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)助力。不用弾性件、結(jié)構(gòu)簡單、成本低于用彈性件和機(jī)械受カ的傳感器。避免了長時(shí)間使用后，各機(jī)械部件變形、無機(jī)械故障、配合不佳的問題。
[0059][5]磁極性相反，輸出矩形波信號(hào)，具有精確控制功能:由于相鄰永磁片的磁極性相反，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，則相鄰永磁片無論間距多少，即使相鄰永磁片之間沒有間隙，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。
[0060][6]相鄰永磁片的磁極性相反，永磁片數(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)，相鄰永磁片即使無間隙，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，也就是說不會(huì)輸出沒有控制功能的無變化直線形信號(hào)。如用于助力自行車，由干與踏板聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤直徑大小受限止，就可在規(guī)定大小的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，盡量增加永磁片數(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)。
[0061][7]相鄰永磁片的磁極性相反，可設(shè)置永磁片多、傳感點(diǎn)位多，對(duì)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，固定永磁片的轉(zhuǎn)動(dòng)盤大小受到嚴(yán)格限止，一般轉(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片的磁極信號(hào)，其永磁片的直徑至少為(60.6-0.8厘米，則直徑10-15厘米的轉(zhuǎn)動(dòng)盤的周邊無間隙的可設(shè)置35-73個(gè)永磁片[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)。但如果是相鄰永磁片磁極性相同的現(xiàn)有技術(shù)，相鄰永磁片按5厘米間距，則在直徑10-15厘米轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，最多只能設(shè)置5-8個(gè)永磁片[10-1*3.14/5.8=5 ; 15-1*3.14/5.6=8]?？梢?，本專利技術(shù)比現(xiàn)有技術(shù)可以多設(shè)置永磁片7-9 倍[35/5=6 ;73/8=9]，多設(shè)置 30-65 個(gè)永磁片[35-5=30 ;73-8=65]。所以，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。本實(shí)用新型請(qǐng)人根據(jù)實(shí)際的體驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上大致均勻的設(shè)置15個(gè)永磁片時(shí)，基本消除了現(xiàn)有技術(shù)只設(shè)5-8個(gè)永磁片使助力車那種一快一慢不舒服的感覺；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上大致均勻的設(shè)置20個(gè)永磁片時(shí)，車與人的配合己能滿足人的需要，乘騎助力車的感覺已很舒服。
[0062][8]沒有信號(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厘米的轉(zhuǎn)動(dòng)盤周邊最多可設(shè)置35-73個(gè)永磁片，各永磁片之間平均夾角為5-10度。用于助力自行車，在啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)，腳踏板從離開頂點(diǎn)10-45度角的35度區(qū)域內(nèi)，有4-7個(gè)永磁片在離開頂點(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。
[0063][9]只用一個(gè)霍爾，一個(gè)控制信號(hào)表示轉(zhuǎn)動(dòng)盤的全部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，控制信號(hào)與轉(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)永磁片是固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的，永磁片與轉(zhuǎn)動(dòng)盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)，用一個(gè)霍爾感受全部的永磁片運(yùn)動(dòng)信號(hào)，則霍爾輸出的控制信號(hào)與轉(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。
[0064][ 10]永磁片之間有錯(cuò)位并還有磁通量變化，永磁片更可靠地表示特定位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):因?yàn)橛来牌诎霃椒较蝈e(cuò)位、或圓弧線間距錯(cuò)位，錯(cuò)位永磁片使霍爾輸出特有波間距的控制信號(hào)；又因?yàn)楦饔来牌拇磐窟€有變化，各永磁片還使霍爾輸出特有峰谷差值波形的控制信號(hào)，使控制信號(hào)的各個(gè)矩形波有波間距和峰谷差值兩種波形變化方式，也就是說，用波間距和峰谷差值兩種參數(shù)來表示永磁片的某一運(yùn)動(dòng)位置，控制信號(hào)表示永磁片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更精確。如每個(gè)永磁片都有自己的特定錯(cuò)位位點(diǎn)，還有特別的磁通量，可達(dá)到有多少個(gè)永磁片，就可獲得多少個(gè)有兩種波形變化方式的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。如用于助力自行車，轉(zhuǎn)動(dòng)盤直徑在10-15厘米以內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周，霍爾可獲得35-73個(gè)不同位點(diǎn)是兩種波形變化方式的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制信號(hào)，自然知道35-73個(gè)位點(diǎn)的助力需求。很明顯，轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周，現(xiàn)有技術(shù)最多只能有5-8個(gè)正弦波表示的助力需求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如本專利最多可用35-73個(gè)兩種波形變化方式的助力需求信號(hào)更能真實(shí)地、多信息量地、可靠性高地反應(yīng)騎車人的助力需求。也就是說，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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]圖1是轉(zhuǎn)動(dòng)盤上多磁片位置和各點(diǎn)磁通量不均勻分布，且相臨永磁片N-S交替的傳感元件結(jié)構(gòu)示意圖，圖中永磁片線條粗細(xì)不同表示磁通量不同；
[0066]圖2是轉(zhuǎn)動(dòng)盤上高密度磁片位置和各點(diǎn)磁通量不均勻分布，且相臨永磁片成N-S交替的傳感元件結(jié)構(gòu)示意圖，圖中永磁片線條粗細(xì)不同表示磁通量不同。
[0067]圖3是本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0068]圖中I是轉(zhuǎn)動(dòng)盤、2是永磁片、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是磁片間距、8、挾持磁片層、9是外套筒、10是筒底板。
【具體實(shí)施方式】
[0069]實(shí)施例1、多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
[0070]如圖1，用ー個(gè)高強(qiáng)度塑料注塑成形直徑10.0厘米轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面的平面上粘貼有20個(gè)永磁片2。在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面還粘貼有挾持磁片層8，永磁片2被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與挾持磁片層8之間。永磁片2的厚度為0.3毫米，永磁片2的磁通量為146279 (B ? H)max/KJ ? m—3中的某一個(gè)值。
[0071 ] 挾持磁片層8是在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面澆注聚胺脂粘接劑液，該聚胺脂粘接劑液凝固后成為固體層，該固體層就是用于在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定20個(gè)永磁片2相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)盤I不移動(dòng)位置的挾持磁片層8。
[0072]轉(zhuǎn)動(dòng)盤1、永磁片2、霍爾3的結(jié)構(gòu)如下:
[0073]每個(gè)永磁片2固定在直徑8.5厘米內(nèi)圓形軌跡線5-1，與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)永磁片2成半徑錯(cuò)位分布，有多個(gè)永磁片2成間距錯(cuò)位分布。
[0074]半徑錯(cuò)位分布方式是:該多個(gè)永磁片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片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)永磁片2到內(nèi)圓形軌跡線5-1所在圓中心的距離不相同；
[0075]間距錯(cuò)位分布方式是:相鄰永磁片2之間的距離為永磁片間距7 ;至少有兩條永磁片間距7的長短不相同。
[0076]有兩個(gè)永磁片間距7的長度不等于其它任何一個(gè)永磁片間距7的長度，而且這兩個(gè)永磁片間距7的長度也不相等。該兩個(gè)永磁片間距7所在的有兩個(gè)永磁片2的位置正好在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I某一條直徑的兩端。這兩個(gè)永磁片2的磁通量不等于其它任何一個(gè)永磁片間距7的磁通量，而且這兩個(gè)永磁片2的磁通量也不相等，這兩個(gè)永磁片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。
[0077]在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的ー個(gè)面粘 貼的全部永磁片2成相鄰永磁片2的磁極性相反的方式排列，即轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面上全部永磁片2的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極……。
[0078]用一個(gè)霍爾3設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I有永磁片2的那一面，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在的圓形軌跡線5-1與外圓形軌跡線5-2之間的圓環(huán)形6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。
[0079]轉(zhuǎn)動(dòng)盤I在該全部永磁片2的內(nèi)圓形軌跡線5-1中心設(shè)有中心孔，中心孔用于套在助力自行車的踏板中軸或轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上用。
[0080]實(shí)施例2、霍爾帶有永磁外套筒的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
[0081]如圖1、3，如實(shí)施例1，并且霍爾3在接近永磁片2的那一端，套有可撤卸的外套筒9，外套筒9的筒側(cè)壁為不導(dǎo)磁的塑料制成，外套筒9的筒側(cè)壁與霍爾3可撤卸的螺旋連接，外套筒9的筒底板10是永磁板。永磁的筒底板10與外套筒9的塑料筒側(cè)壁可撤卸。永磁的筒底板10可用磁北極或磁南極面對(duì)霍爾3的感應(yīng)頭。永磁的筒底板10其強(qiáng)磁通量為多個(gè)永磁片2中最低的磁通量值的10%，即永磁的筒底板10的強(qiáng)磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多個(gè)永磁片2中最低的磁通量。使永磁的筒底板10不能掩蓋多個(gè)永磁片2對(duì)霍爾3的刺激。其它結(jié)構(gòu)同于實(shí)施例1。
[0082]實(shí)施例3、霍爾帶有鐵板式筒底板外套筒的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
[0083]如圖1、3，如實(shí)施例1，并且霍爾3在接近永磁片2的那一端，套有可撤卸的外套筒9，外套筒9為導(dǎo)磁的薄鐵板制成，外套筒9的筒側(cè)壁與霍爾3可撤卸的螺旋連接，外套筒9的筒底板10是薄鐵板。不同的外套筒9其筒底板10薄鐵板的厚度不同，從而導(dǎo)磁量不同。外套筒9的筒底板10還可用薄磁片。其它結(jié)構(gòu)同于實(shí)施例1。
[0084]實(shí)施例4、高密度多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
[0085]如圖2、3 —塊直徑10.0厘米的高強(qiáng)度鋁材轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面設(shè)置直徑0.4_0.6厘米的40個(gè)永磁片2。永磁片2的厚度為0.2毫米，永磁片2的磁通量為146279 (B.H)max/KJ.π 3范圍內(nèi)不同的選擇值，并且相臨永磁片2的磁通量不相等。霍爾3與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)永磁片2保持0.2厘米的間隔距離，使轉(zhuǎn)動(dòng)的每個(gè)永磁片2在經(jīng)過霍爾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。其它轉(zhuǎn)動(dòng)盤1、永磁片2、霍爾3的結(jié)構(gòu)同于實(shí)施例2。
[0086]實(shí)施例5、挾持磁片層用鋁板的高密度多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件
[0087]如圖1、3，在直徑10.0厘米`鋁板轉(zhuǎn)動(dòng)盤I的一個(gè)面的平面上粘貼有20個(gè)永磁片2。在有永磁片2的轉(zhuǎn)動(dòng)盤I表面和永磁片2表面還粘貼有挾持磁片層8,永磁片2被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤I與挾持磁片層8之間。永磁片2的厚度為0.5毫米，永磁片2的磁通量為146279 (B.H) max/KJ.m_3中的某一個(gè)值。挾持磁片層8用與轉(zhuǎn)動(dòng)盤I相同大小和厚度的鋁板。其它同于實(shí)施例2。
【權(quán)利要求】
1.多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感兀件，包括一塊轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)和多枚永磁片(2)，其特征在于:轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)上粘貼有多枚永磁片(2)，多枚永磁片(2)成圓環(huán)形分布，且多枚永磁片(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；或即有半徑錯(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)永磁片(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片(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)永磁片(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:相鄰永磁片(2)之間的距離為磁片間距(7);至少有兩條磁片間距(7)的長短不相同； 在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的某一面，相鄰永磁片(2)的磁極性相反，即轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的某一面上全部永磁片(2)的磁極性分布方式是N極、S極、N極、S極、N極、S極......;至少有兩枚永磁片(2)的磁通量不相同； 在有永磁片(2 )的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)表面和永磁片(2 )表面粘貼有挾持磁片層(8 )，永磁片(2 )被挾持固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)與挾持磁片層(8)之間； 還包括一個(gè)霍爾(3),霍爾(3)位于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)的某一面,霍爾(3)設(shè)在接近永磁片(2)并能感受永磁片(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所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:霍爾(3)在接近永磁片(2)的那一端設(shè)有可撤卸的外套筒(9)，外套筒(9)的筒側(cè)壁與霍爾(3)可撤卸的連接，外套筒(9)的`筒底板(10)是永磁板或可導(dǎo)磁金屬板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:永磁片(2)的厚度為0.2^0.5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:挾持磁片層(8)金融招薄板或塑料薄板的某一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:挾持磁片層(8 )是在有永磁片(2 )的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)表面和永磁片(2 )表面澆注粘接劑液，該粘接劑液凝固后成為固體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，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。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:轉(zhuǎn)動(dòng)盤(I)在多個(gè)永磁片(2)的內(nèi)圓形軌跡線(5-1)所在圓范圍內(nèi)設(shè)有中心孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任何一項(xiàng)所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于:至少有一個(gè)永磁片間距(7)的長度不等于其它任何一個(gè)永磁片間距(7)，且至少有一個(gè)永磁片(2)的磁通量不等于其它任何一個(gè)永磁片(2)的磁通量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多磁片和磁通量都不均勻分布的轉(zhuǎn)盤式傳感元件，其特征在于: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。
【文檔編號(hào)】G01L3/00GK203381761SQ201320438075
【公開日】2014年1月8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, 歐陽焱雄