CN105644695A - 一种电动自行车及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动自行车及控制方法，电动自行车包括车架、设置于车架前端的转向轮和设置于车架后端的驱动轮，转向轮上设置有方向把，驱动轮上安装有轮毂电机，车架上设置有车座、电池和脚踏板，所述车架上设置有控制轮毂电机转动的控制板，脚踏板上设置有与控制板相电连接的控制传感装置；控制方法包括通过脚踏板自转以使轮毂电动输出正向扭矩或反向扭矩，从而控制电动自行车前进、后退和刹车。本发明的一种电动自行车及控制方法，具有构简单、操作方便、安全性能高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动自行车及其控制方法，尤其涉及一种使用脚踏板进行控制的电动自行车及其控制方法。
背景技术
现有技术中，电动自行车的前进和刹车操纵，主要是通过设置在方向把上的加速旋钮和左、右手闸实现，而左、右手闸分别控制安装在转向轮和驱动轮上的刹车装置，刹车装置常见的为刹车碟和刹车鼓。电动自行车在行驶过程中，由于骑乘者需要长时间扭转加速旋钮，手容易累，并且遇到紧急情况时，骑乘者容易因长时间扭转加速旋钮而导致手部麻木，进而使手部反应迟缓而容易发生安全事故。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种结构简单、操作方便、安全性能高的电动自行车及控制方法。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种电动自行车，包括车架、设置于车架前端的转向轮和设置于车架后端的驱动轮，转向轮上设置有方向把，驱动轮上安装有轮毂电机，车架上设置有车座、电池和脚踏板，所述车架上设置有控制轮毂电机转动的控制板，脚踏板上设置有与控制板相电连接的控制传感装置。
优选的，所述脚踏板可自转地连接到车架上，控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
优选的，所述脚踏板与车架之间设置有扭力弹簧。
优选的，所述脚踏板与车架之间还设置有调整脚踏初始位置的调节装置。
优选的，所述控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器。
优选的，所述脚踏板包括连接成一体的左踏板和右踏板。
一种电动自行车的控制方法，包括脚踏板可自转地连接到车架上，脚踏板上设置有控制驱动轮自转的控制传感装置，脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板以驱使脚踏板自转，控制传感装置将检测到的信号传输给控制板，控制板发出指令以使驱动轮上的轮毂电机输出正向扭矩或反向扭矩。
优选的，所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
优选的，控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器，当脚部放入踩踏脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当脚部离开脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制轮毂电机输出与行驶状态相反的扭矩。
优选的，当脚部的前掌向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出正向扭矩；当脚部的后跟向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出反向扭矩。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种电动自行车及控制方法，通过将控制传感装置设置在脚踏板上，使得可以通过骑乘者的脚部对电动自行车的前进、后退和刹车进行控制使得操作极为方便，安全性得到了提高，同时由于无需再设置常见的刹车碟和刹车鼓，使得电动自行车的整体结构简单。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的电动自行车的其中一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种电动自行车，包括车架1、设置于车架1前端的转向轮2和设置于车架1后端的驱动轮3，转向轮2上设置有方向把21，驱动轮3上安装有轮毂电机31，车架1上设置有车座11、电池13和脚踏板12，车架1上设置有控制轮毂电机31转动的控制板14，脚踏板12上设置有与控制板14相电连接的控制传感装置。控制传感装置用于在脚踏板12上获取动作指令，以将动作指令传输到控制板14上，并由控制板14控制轮毂电机31输出正向扭矩或反向扭矩，正向扭矩或反向扭矩用于驱动驱动轮3前进、后退或刹车。
脚踏板12可自转地连接到车架1上，通过脚踏板12的自转，使得轮毂电机31能根据脚踏板12的自转方向进行正向扭矩和反向扭矩的输出，并且根据脚踏板12的自转角度输出相对应的扭矩值。相应地，控制传感装置包括用于检测脚踏板12正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板12自转角度的加速度传感器。也即为，通过陀螺仪传感器检测脚踏板12是正向自转还是反向自转，通过加速度传感器检测脚踏板12相对于脚踏初始位置自转的角度值，角度值越大，轮毂电机31输出的正向扭矩或反向扭矩也越大。轮毂电机31输出的正向扭矩用于驱使电动自行车加速前进或者刹车，而反向扭矩则用于使电动自行车进行刹车，或者是使电动自行车后退。
脚踏板12与车架1之间可设置有扭力弹簧。设置扭力弹簧后，骑乘者的脚部减少对脚踏板12施加的负荷时，扭力弹簧可使脚踏板12相对于骑乘者的脚部的作用力的反方向进行自转。扭力弹簧可成对地使用，以使脚踏板12可在正向和反向上均可以实现复位。
脚踏板12与车架1之间还可设置调整脚踏初始位置的调节装置。脚踏初始位置也即为骑乘者的脚部未向脚踏板12施加负荷时，脚踏板12所停留的位置，该位置可以是水平的，也可以是相对于水平倾斜的。调节装置可以设置成：在脚踏板12或车架1上设置有多个与扭力弹簧的两端分别固定连接的插孔或限位挡块，骑乘者可根据需要选用不同的插孔或限位挡块以使脚踏初始位置进行改变，以提高骑乘者的驾驶电动自行车的舒适性。
控制传感装置还可包括检测脚部踩踏脚踏板12的脚踏传感器。脚踏传感器用于检测骑乘者的脚部是否有踩踏到脚踏板12上。当检测到骑乘者的脚部已经踩踏到脚踏板12上时，脚踏传感器给出信号控制板14，以使控制板14与陀螺仪传感器和加速度传感器的电路均连通，也即使陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当检测到骑乘者的脚部从脚踏板12上离开时，脚踏传感器给出信号控制板14，控制板14控制轮毂电机31输出与行驶状态下相反的扭矩，也就使得电动自行车可以在行驶过程中脚部突然离开脚踏板12时实现紧急制动。
脚踏板12包括左踏板和右踏板。左踏板和右踏板可以设置成连接成一体的结构，也就是左踏板和右踏板可以实现联动。也可以将左踏板和右踏板设置成相互独立的结构，左踏板和右踏板的其中一个与车架1固定连接，另一个与车架1可自转地连接。当然，左踏板和右踏板也可以两个均与车架1固定连接，相应地在脚踏板12上再设置加速踏板和刹车踏板。
本实施例的电动自行车的控制方法，其包括脚踏板12可自转地连接到车架1上，脚踏板12上设置有控制驱动轮3自转的控制传感装置，脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板12以驱使脚踏板12自转，控制传感装置将检测到的信号传输给控制板14，控制板14发出指令以使驱动轮3上的轮毂电机31输出正向扭矩或反向扭矩。脚踏板12在骑乘者的脚部的前掌或后跟施加负荷的作用下，脚踏板12进行正向或反向自转。当电动自行车处于停止状态，并且脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板12时，电动自行车前进或后退行驶；当电动自行车处于前进或后退状态时，并且脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板12时，可对电动自行车进行刹车。
具体地，当脚部的前掌向脚踏板12施加负荷，轮毂电机31输出正向扭矩；当脚部的后跟向脚踏板12施加负荷，轮毂电机31输出反向扭矩。也就是，通过驾乘者身体前倾，相应地其脚部的前掌向脚踏板12施加负荷，以使电动自行车在停止状态下可前进或在后退状态下可进行刹车；通过驾乘者身体后仰，相应地其脚部的后跟向脚踏板12施加负荷，以使电动自行车停止状态下可后退或在前进状态下可进行刹车。
本实施例中的控制方法，其控制传感装置包括用于检测脚踏板12正向或反向自转的陀螺仪传感器、用于检测脚踏板12自转角度的加速度传感器和检测脚部踩踏脚踏板12的脚踏传感器。陀螺仪传感器、加速度传感器和脚踏传感器在前面部分已进行过详细说明，在此不再累赘。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种电动自行车，包括车架、设置于车架前端的转向轮和设置于车架后端的驱动轮，转向轮上设置有方向把，驱动轮上安装有轮毂电机，车架上设置有车座、电池和脚踏板，其特征在于，所述车架上设置有控制轮毂电机转动的控制板，脚踏板上设置有与控制板相电连接的控制传感装置。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车，其特征在于，所述脚踏板可自转地连接到车架上，控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种电动自行车，其特征在于，所述脚踏板与车架之间设置有扭力弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种电动自行车，其特征在于，所述脚踏板与车架之间还设置有调整脚踏初始位置的调节装置。
5.根据权利要求2所述的一种电动自行车，其特征在于，所述控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器。
6.根据权利要求2所述的一种电动自行车，其特征在于，所述脚踏板包括连接成一体的左踏板和右踏板。
7.一种电动自行车的控制方法，其特征在于，包括脚踏板可自转地连接到车架上，脚踏板上设置有控制驱动轮自转的控制传感装置，脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板以驱使脚踏板自转，控制传感装置将检测到的信号传输给控制板，控制板发出指令以使驱动轮上的轮毂电机输出正向扭矩或反向扭矩。
8.根据权利要求7所述的一种电动自行车的控制方法，其特征在于，所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
9.根据权利要求8所述的一种电动自行车的控制方法，其特征在于，控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器，当脚部放入踩踏脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当脚部离开脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制轮毂电机输出与行驶状态相反的扭矩。
10.根据权利要求7-9任一所述的一种电动自行车的控制方法，其特征在于，当脚部的前掌向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出正向扭矩；当脚部的后跟向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出反向扭矩。
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