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智能力矩传感器的研制开发

智能力矩传感器的研制开发
    通过上述的介绍,使得我们懂得一个道理:要想做到真正的智能一个核心的问题就是我们要有一个能反应人脚踩的力矩传感器,那么为什么我们的电动车厂家不去安装这种传感器呢?没有? 没有为什么不去开发呢?事实上很多厂家都开发过,后来发现它完全不是想象的那么回事。我们脚踩的力矩不是拿一般的力矩扳手可以测得的,因为脚踩时的中轴是不停的转动的,这种力矩也就是我们运动学上的术语——动态力矩。问题很明显了,谁能得到精确的动态力矩谁将有可能得到解决这一问题的钥匙。智能车的概念实际上很简单,只有一句话:车子动能输出和人的动能输出成比例就是智能!我加力大你加力大;我的速度快你的速度也快,反之亦然。
    为达到采集这一动态力矩,日本人欧洲人包括我们中国人都动了很多脑筋,就中国来讲天津、清华大学、湖北武汉、上海等地均搞过这类产品,很多开发商最后项目还是下马了;我们也对日本YAMAHA的产品及其制定的日本JIS标准进行过了解和试骑,对它的感觉让我们感到无疑是有其特长,但是究其舒适性而言,我们仍不敢苟同,力矩传感器几个问题:1.启动电流要求大(26A以上),第一脚很冲;这样对电池没有好处,关键是人也不舒服,更不安全。 2.骑行时:15公里以下线性加力;15公里以上每增加1公里加力衰减1/9;这样的效果实际上是人脚踩时低速电机的自发电与力矩输出电压相互作用的效果,当脚踩的频率越高自发电越大,电机的反电压顶掉了由控制器输出给电机的电压;当接近电机的额定转速时,当然就没有输出了。而我们人要的感觉正好是这样吗?试想一下:如果我们希望越快点骑时,你车子的加电会越小了,你能接收吗?当然我们也知道很多欧洲国家对电动自行车有一个最高限速要求(一般为24Km/h),但是我们讲的是处理不超速的较高时速的方法,你就不能到限速时再不加力吗?我越急你越不急,这也是智能?人力输出除了力矩还有速度带来的动能,这是人体能量的总体输出啊!不应该考虑吗?你日本人喜欢,我们包括欧洲、美洲的人民可不喜欢,他们不过是搞一个限制他人的门槛罢了,那我们就让日本人去感受他们的标准带来的好处吧!任何一个固步自封的民族都将走向灭亡。
力矩传感器的应用
    通过多年的研制开发,已经批量生产一种通用的力矩式智能传感器,它的工作原理讲起来很简单,采用双磁路、双霍尔的信号差作为力矩信号的依据,同时采集霍尔信号的个数作为动能补偿的依据;因此它既有力矩信号来源也有动能信号来源,我们拿到了这些信号我们当然可以通过电子与单片机进行处理了。处理包括:电机控制系统与信号的匹配处理;人体与整车的耦合性处理(类似于“人剑合一”的道理以及个体要求)。
    电机控制系统与信号的匹配处理主要是指:力矩传感器控制器的压差范围、起始电压、启动时间、延时时间对输出的影响、控制器输出对应电机输出特性的影响、机械传动比(由齿盘、后飞、轮径构成)不同对力矩要求的影响、整车重量对力矩的影响、电机功率、额定转速对力矩的影响等因素。
    人体与整车的耦合性处理主要是指:适应人体舒适度的调整,这和个人的体重、健壮程度、路面、逆风的影响处理方式、要求的骑行状态(较高车速时的补偿量、加速反应时间、电力延时时间)、电力与人力的比例等。
    以上两个问题的力矩传感器处理就是我们多年为之努力的方向。这些问题也是我们在无数次的经验摸索及与广大客户要求的基础上发现的,当然以上两种问题我们可以包括在同一个处理方式下一并处理,也有些是要单独处理,目前我们提供的产品也是经过大多数客户广泛认可的模式,为了方便客户的使用、操作我们开发了一种工具——力矩设定器,用它来设定你所希望的加力大小和模式;同时为了达到同一款车的不同加力,我们也开发出了满处多档要求的附带产品——力矩调节器,它可将加力的辅力比分为五档,由中档开始,可大可小;同时它是一个附件,不用也完全可以。到次可以感觉到我们的力矩式智能传感器是一个集机械、电子、软件、磁应用有机结合的高科技产品。

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