隨著綠色出行理念的盛行,助力自行車依靠其騎行省力、結(jié)構(gòu)輕便和零排放的特點越來越受到大眾歡迎。助力自行車經(jīng)歷了幾十年的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)日趨完善,各種類型的產(chǎn)品層出不窮。其中既有價格在萬元以上的高端產(chǎn)品,也有千元左右的低端產(chǎn)品。高端產(chǎn)品價格昂貴,助力效果好,騎行過程舒適;低端產(chǎn)品助力效果較差。本文針對目前助力自行車價格高、續(xù)航短和功能單一的缺點,從新型力矩傳感器研制和能量回收兩方面對電動自行車系統(tǒng)進行改進,完成了新型力矩傳感器及助力自行車控制系統(tǒng)的研究工作。首先研究了現(xiàn)有助力自行車采用的檢測系統(tǒng)性能,并提出了助力自行車的總體方案。為了使助力自行車能夠在蓄能、助力、騎行三種功能間自動切換,對驅(qū)動系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)改進,同時將新型結(jié)構(gòu)申請了兩項發(fā)明專利。同時還設(shè)計了將力矩傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器兩者結(jié)合的多傳感器檢測系統(tǒng),使檢測系統(tǒng)可以更加準(zhǔn)確地判斷騎行狀態(tài)。然后分析了目前助力自行車使用的幾種傳感器的原理及優(yōu)缺點,并通過對自行車受力分析提出了一種測量中軸對軸承壓力的新型力矩傳感器設(shè)計方案,根據(jù)設(shè)計方案完成了傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計并申請了發(fā)明專利。根據(jù)設(shè)計方案完成了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件程序編寫�？刂葡到y(tǒng)硬件電路采... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本助力自行車隨著環(huán)保理念在歐洲的盛行，大部分歐洲國家的居民都注重綠色出行，因此歐洲

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-大。在尺寸外形上，歐洲車多為26寸及以上的車架尺寸，且外形多為山地車和旅行車，如圖1.2所示。在動力的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上兩者也存在較大差異。歐洲相比于日本，助力自行車的電池容量、電機功率和最大速度的限制都要寬松。因此喜歡戶外運動或旅行的使用者可以較多的關(guān)注歐洲市場的產(chǎn)品。圖1.2歐洲助力自行車美國的助力自行車產(chǎn)品與歐洲的助力自行車產(chǎn)品有著很多相似的地方，例如車型均多為山地車且尺寸較大。這是因為兩者的消費人群體型相同，且文化差異不大。而且美國與歐洲許多國家一樣擁有發(fā)達的工業(yè)體系和先進的科技水平，所以在技術(shù)方面兩者的差距也很校不過由于美國公路交通發(fā)達，汽車文化盛行，加之有些地方居住密度較低，助力自行車難以滿足出行需求，所以相比于歐洲國家其助力自行車銷量與人口比例較校力矩傳感器作為助力自行車的關(guān)鍵部件，也成為各生產(chǎn)廠商主要的研發(fā)產(chǎn)品。目前國外市場上的助力自行車大部分采用中軸力矩傳感器，這類傳感器精度高、遲滯小，但為了解決信號傳輸問題，一般采用無線傳輸方式，導(dǎo)致成本過高[13]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)助力自行車正處于發(fā)展階段。雖然由于前期技術(shù)儲備不足造成現(xiàn)在國內(nèi)助力自行車發(fā)展缺少技術(shù)支撐，尤其是在力矩傳感器等核心技術(shù)上缺少發(fā)言權(quán)。但隨著環(huán)保理念深入人心以及我國科技水平的提高，助力自行車在我國也得到了迅速發(fā)展。目前市場上受歡迎的國產(chǎn)助力自行車大都是近幾年發(fā)展起來的科技公司的產(chǎn)品，但此類企業(yè)因沒有核心的力矩傳感器技術(shù)而大多采用非力矩方案，如采用后輪勾爪傳感器、扭簧傳感器等，更有一些低端車采用轉(zhuǎn)速傳感器[14]。但因其在算法設(shè)計方面占據(jù)優(yōu)勢并且產(chǎn)品外形設(shè)計新穎輕便，使其產(chǎn)品相比于傳統(tǒng)自行車公司的產(chǎn)品仍具有一定

自行車傳感器及控制系統(tǒng)研究-4-圖1.3小米助力自行車與國內(nèi)一些只針對整車設(shè)計和助力算法研究的公司不同，國內(nèi)也有一些公司將研究方向瞄準(zhǔn)動力輔助系統(tǒng)的設(shè)計，其中一些還掌握了傳感器和助力算法的核心技術(shù)，例如八方公司的中置驅(qū)動系統(tǒng)，相比于其他產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能也更可靠，如圖1.4所示。還有輕客公司的VeloUP威履智慧動力系統(tǒng)，如圖1.5所示，其采用模塊化設(shè)計，使安裝和維修更加方便。圖1.4八方中置電機系統(tǒng)圖1.5威履智慧動力系統(tǒng)1.3課題研究內(nèi)容隨著科技的進步及人們對生活要求的提高，助力自行車已經(jīng)發(fā)展為一種融合傳感器檢測、嵌入式控制、閉環(huán)控制算法等多種技術(shù)的高科技產(chǎn)品。市場現(xiàn)有的助力自行車產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足人們的需求。市場需要的不是價格昂貴或功能單一的助力自行車，

【參考文獻】：
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碩士論文
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