一种电动自行车车把总成

技术领域

本发明涉及电动自行车制造技术领域，尤其是一种电动自行车车把总成。

背景技术

就目前行业现状而言，电动车、电动自行车及电动助力自行车等通常借助于油压碟刹系统以实现短时间制动。油压碟刹系统所使用的断电开关通常为磁簧开关。磁簧开关发热作动原理是通过外部磁场将其置于玻璃管内的若干或单一簧片磁化，在磁力的作用下以实现开关的断开和接通，进而以确保车辆可在短时间内得到急停。然而，磁簧开关具有先天性不足，具体阐述如下：1)簧片需在一个密闭且充有惰性气体的玻璃管内的高速地、往复地执行位移运动，从而极易导致玻璃管因长期受到摩擦力作用而内壁磨损，进而会影响到簧片的位移速度以及停位准确度，且在玻璃管磨损严重的情形下，簧片甚至会发生卡滞现象，最终导致油压碟刹系统因不能被有效引发而失效；2)磁化后的簧片极易受到外部磁场(非需求磁场)的干扰，亦同样会影响其在玻璃管内腔中的位移速度以及停位准确度；3)磁簧开关的灵敏度需要经过专业的设备测试才能筛选出不同的灵敏度等级，且通常只有3～5个等级可供选择，不利于驾驶者根据实际路况对油压碟刹系统的灵敏度进行调整；4)由于磁簧开关的动作原理就是利用了外部磁场对干簧片的磁化。当需要磁簧开关断开时，其退磁速度直接决定着油压碟刹系统执行刹车动作的灵敏度。加之，簧片因受到材质限制，其势必存在有磁滞效应。如簧片磁滞效应严重，势必会影响到油压碟刹系统效能的正常发挥，进而会对行车造成严重安全隐患。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该电动自行车车把总成的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种电动自行车车把总成，其包括基础件、手刹单元以及感应部。基础件可拆卸地固定于车把横上。手刹单元包括刹把、推杆以及滑移件。刹把铰接于基础件上。在基础件内成型有容纳腔。滑移件置于容纳腔中。推杆由刹把进行驱动，其且用来直接推动滑移件。当刹把因受到手握持力作用而执行偏转运动时，滑移件受到推力作用而执行轴向位移运动。当感应部监测到骑车者的刹车动作后，向着轮毂电机输出制动控制信号。感应部包括有永磁环、霍尔传感器以及保护壳。永磁环内置于容纳腔中，且其跟随滑移件执行同步位移运动。保护壳可拆卸地固定于基础件的一侧，以共同围拢而成一安装腔。霍尔传感器用来感知永磁环的轴向相对位置，其内置于安装腔内。

作为本发明技术方案的进一步改进，手刹单元还包括有第一弹性元件。在推杆的自由端成型出有球形推顶头，相对应地，在滑移件的端面上成型出有与球形推顶头相适配的半球形限位凹坑。第一弹性元件内置于容纳腔中，且其可因受到滑移件的推顶而储蓄弹性势能。且当推杆解除对滑移件的推顶后，第一弹性元件所储蓄的弹性势能得以释放，滑移件在反向推顶力作用下而回至原位。

作为本发明技术方案的更进一步改进，沿其轴向，在滑移件的外侧壁上成型出一系列与容纳腔内径相适配的环形导正凸缘。

作为本发明技术方案的更进一步改进，假定容纳腔的内径值为D，环形导正凸缘的外径值为d，则0.1mm≤D-d≤0.15mm。

作为本发明技术方案的更进一步改进，手刹单元还包括有防尘端盖。防尘端盖可拆卸地固定于基础件上，且对容纳腔进行封堵、密封。在防尘盖上成型出与推杆外径相适配的穿越孔。

作为本发明技术方案的进一步改进，保护壳优选借由螺钉以实现与基础件的可拆卸固定。由基础件的外侧壁向外延伸出有供螺钉旋入的工艺凸台。

作为本发明技术方案的进一步改进，感应部还包括有调节螺栓和第二弹性元件。调节螺栓旋合于安装腔中，相对应地，在安装腔的内侧壁成型出有内螺纹。在周向旋动调节螺栓的进程中，霍尔传感器因受到推顶力作用而其轴向相对位置得到微调。第二弹性元件内置于安装腔中，且其可因受到霍尔传感器的推顶而储蓄弹性势能。

作为本发明技术方案的更进一步改进，在霍尔传感器的周向侧壁上成型出有限位凸台。在安装腔的内侧壁上成型出有至少一条与限位凸台相适配的限位凹槽。

作为本发明技术方案的更进一步改进，限位凹槽的数目设为多条，且沿着安装腔的中心轴线周向均布。

通过采用上述技术方案进行设置，当遇到紧急情况而需要对电动自行车执行制动操作时，骑行者首先握持刹把，刹把受到手握持力作用而执行偏转运动，进而滑移件因受到推力作用而沿着容纳腔执行轴向位移运动，而永磁环随滑移件执行同步位移运动，霍尔传感器实时地感知永磁环的相对位置，当永磁环与霍尔传感器完全对位后，霍尔传感器输出高电平信号，控制器内部的电子开关电路因受到高电平信号影响而向着轮毂电机输出制动控制信号，此刻，即意味着电动自行车失去动力供应，与此同时，归属于轮毂电机的刹车系统亦发生动作以向着轮毂施加制动力，最终确保电动自动车得以在短时间内即被制动。

本发明通过创新在此提出了一种电动自行车车把总成，与现有技术相比，其取得以下改进以及有益技术效果：

1)与霍尔传感器相配套应用的永磁环跟随滑移件执行同步位移运动，而滑移件的轴向位移量由握持把手的力度进行控制，从而有效地确保了永磁环在沿着容纳腔执行位移运动后保持有良好的停位准确度，进而利于实现与霍尔传感器的精准对位，利于霍尔传感器效能的正常发挥；

2)永磁环是经磁化即能保持恒定磁性的材料，这一特征使得其不易被外部磁场所干扰，如此，不但保证了永磁环沿着容纳腔执行位移运动的进程中始终保持有符合预期的运行状态，而且确保其具有极高的停位准确度；

3)根据实际路况的不同，骑行者通过微调霍尔传感器的相对位置即可实现对刹车系统灵敏度等级的调整；

4)在对执行电动自动车的刹车操作时，归属于霍尔传感器的元件因永磁环的迫近而产生霍尔效应，进而导致其内电路状态产生变化。由此看出，霍尔传感器是否输出控制信号仅与其和永磁环的相对位置有关系，且完全不受退磁现象以及迟滞效应的影响，最终有利于实现电动自动车得以在短时间内即被平稳制动这一设计目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中电动自行车车把总成一种视角的立体示意图。

图2是本发明中电动自行车车把总成另一种视角的立体示意图。

图3是图1的俯视图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是图3的B-B剖视图。

图6是图3的C-C剖视图。

图7是本发明电动自行车车把总成中基础件的立体示意图。

图8是本发明电动自行车车把总成中滑移件的立体示意图。

图9是本发明电动自行车车把总成中霍尔传感器的立体示意图。

图10是本发明电动自行车车把总成中保护壳的立体示意图。

图11是本发明电动自行车车把总成中永磁环一种形式的磁化示意图。

图12是本发明电动自行车车把总成中永磁环另一种形式的磁化示意图。

1-基础件；11-容纳腔；12-工艺凸台；2-手刹单元；21-刹把；22-推杆；221-球形推顶头；23-滑移件；231-半球形限位凹坑；232-环形导正凸缘；24-第一柱状弹簧；25-防尘端盖；3-感应部；31-永磁环；32-霍尔传感器；321-限位凸台；33-保护壳；331-安装腔；3311-限位凹槽；34-调节螺栓；35-第二柱状弹簧；36-螺钉。

具体实施方式

为了使得本领域技术人员更为充分地理解本发明所公开的技术方案，图1、图2分别示出了本发明中电动自行车车把总成两种不同视角的立体示意图，可知，其主要由基础件1、手刹单元2以及感应部3等几部分构成。其中，基础件1为一体压铸件，其可拆卸地固定于车把横上。手刹单元2包括刹把21、推杆22以及滑移件23。刹把21铰接于基础件1上。如图7中所示，沿其长度方向，在基础件1内成型有容纳腔11。滑移件1置于该容纳腔11中。推杆22由刹把21进行驱动，而其另一端用来直接推动滑移件23。当刹把21因受到手握持力作用而执行偏转运动时，滑移件23受到推力作用而沿着容纳腔11执行轴向位移运动。当感应部3监测到骑车者的刹车动作后，向着轮毂电机输出制动控制信号。

如图3、4、5中所示，感应部3主要由永磁环31、霍尔传感器32以及保护壳33等几部分构成。其中，永磁环31内置于容纳腔11中，其套设于滑移件23上，且跟随滑移件23执行同步位移运动。保护壳33可拆卸地固定于基础件1的一侧，以共同围拢而成一安装腔331。霍尔传感器32用来感知永磁环31的实时轴向相对位置，其内置于安装腔331内。

上述电动自行车车把总成的工作原理大致如下：当遇到紧急情况而需要对电动自行车执行制动操作时，骑行者首先握持刹把21，刹把21受到手握持力作用而执行偏转运动，进而滑移件23因受到推力作用而沿着容纳腔11执行轴向位移运动，而永磁环31随滑移件23执行同步位移运动，霍尔传感器32实时地感知永磁环31的相对位置，当永磁环31与霍尔传感器32完全对位后，霍尔传感器32输出高电平信号，控制器内部的电子开关电路因受到高电平信号影响而向着轮毂电机输出制动控制信号，此刻，即意味着电动自行车失去动力供应，与此同时，归属于轮毂电机的刹车系统亦发生动作以向着轮毂施加制动力，最终确保电动自动车得以在短时间内即被制动。

在实际应用中，与现有技术相比，上述电动自行车车把总成至少取得了以下几方面的有益技术效果：

1)与霍尔传感器32相配套应用的永磁环31跟随滑移件23执行同步位移运动，而滑移件23的轴向位移量由握持把手21的力度进行控制。即使滑移件23在沿着容纳腔11执行位移运动中出现卡滞问题，骑行者仅需加大握持力度即可，确保永磁环31的最终停位位置完全由握持把手21的预期幅度来决定，而不受其他因素影响，如此一来，进而利于实现与霍尔传感器32的精准对位，利于霍尔传感器32效能的正常发挥；

2)永磁环31是经磁化即能保持恒定磁性的材料，这一特征使得其不易被外部磁场所干扰，如此，不但确保了永磁环31沿着容纳腔11执行位移运动的进程中始终保持有符合预期的运行状态，而且确保其具有极高的停位准确度；

3)根据实际路况的不同，骑行者通过微调霍尔传感器32的相对位置即可实现对刹车系统灵敏度等级的调整；

4)在对执行电动自动车的刹车操作时，归属于霍尔传感器32的元件因永磁环31的迫近而产生霍尔效应，进而导致其内电路状态产生变化。由此看出，霍尔传感器32是否输出控制信号仅与其和永磁环31的相对位置有关系，且完全不受退磁现象以及迟滞效应的影响，最终有利于实现电动自动车得以在短时间内即被平稳制动这一设计目标。

在此需要特别说明的是，在实际应用中，霍尔传感器对外部感应磁场的磁场方向(N、S极)及磁场移动方向有着严格的要求，以Hallwee的TMR1302为例，该款传感器为全极(N、S极均有效)磁阻开关。然而，在具体应用中，其无法避免轴向磁化现象，从而导致N、S极中间区域无磁(磁隙现象)，致使霍尔传感器无法精准地感应到磁场变化，即意味着霍尔传感器无法准确扑捉永磁环相对位置的变动，利于其工作效能的正常发挥。鉴于此，在此公开永磁环31的两种不同形式的磁化方式，如图11、12中所示，其不是以角度等分的一对、或多对磁极周向均布的方式进行排布，而是严格地沿其径向进行分层磁化(S极被N极周向包围或N极被S极周向包围)，如此，不但有效地消除了磁隙现象对霍尔传感器影响，确保其具有良好的灵敏度以及动作准确度，而且还在一定程度上降低了外部磁场对霍尔传感器的干扰(因S磁场、N磁场分层次布置)。

作为上述技术方案的进一步改进，如图3、4中所示，手刹单元2还增设有第一柱状弹簧24。且在推杆22的自由端成型出有球形推顶头221，相对应地，在滑移件23的端面上成型出有与该球形推顶头221相适配的半球形限位凹坑231(如图8中所示)。第一柱状弹簧24内置于容纳腔11中，且其可因受到滑移件23的推顶而储蓄弹性势能。且当推杆22解除对滑移件23的推顶后，第一柱状弹簧24所储蓄的弹性势能得以释放，滑移件23在反向推顶力作用下而回至原位。如此，滑移件23在沿着容纳腔11执行位移运动进程中始终受到反向弹性力的作用，从而不但有效地确保了其动作的平稳性，而且还使得骑行者在握持把手21时拥有负反馈力感，利于提升用户操控体验。

再者，由附图3、4、8中所示还可以明确可知，沿其轴向，在滑移件23的外侧壁上成型出一系列与容纳腔11内径相适配的环形导正凸缘232。假定容纳腔11的内径值为D，环形导正凸缘232的外径值为d，则宜0.1mm≤D-d≤0.15mm。如此，在滑移件23在沿着容纳腔11执行位移运动的进程中，环形导正凸缘232相对于容纳腔11的内侧壁始终保持于临界顶触状态，从而有效地确保了滑移件23在受到推顶力作用时具有良好的导向性，避免永磁环31因滑移件23倾斜因引起的自身偏摆现象的发生。

出于避免灰尘或杂物侵入到容纳腔11中，进而影响到滑移件23的位移流畅性方面考虑，作为上述技术方案的进一步优化，如图3、4中所示，手刹单元2还增设有防尘端盖25。防尘端盖25可拆卸地固定于基础件1上，且对容纳腔11进行封堵、密封。在防尘盖25上成型出与推杆22外径相适配的穿越孔。再者，因灰尘或杂物无法侵入，从而有效地避免了容纳腔11内侧壁因过度磨损而寿命剧降现象的发生。

已知，根据设计常识，保护壳33可以采取多种方式以实现与基础件1的可拆卸固定，不过在此推荐一种设计结构简单，易于操作实施，且后期便于执行拆换操作的实施方案，具体如下：如图2中所示，防尘盖25借由螺钉36以实现与基础件1的可拆卸固定。由基础件1的外侧壁向外延伸出有供螺钉36旋入的工艺凸台12(如图7中所示)。

还需要说明的是，在实际组配中，需在工艺凸台12上衬垫多个垫圈。如此，在实际使用中，当骑行者需要对霍尔传感器32的感应距离进行微调时，仅需对垫圈的数量进行增、减。

如图3、5中所示，感应部3还增设有调节螺栓34和第二柱状弹簧35。调节螺栓34旋合于安装腔331中，相对应地，在安装腔331的内侧壁成型出有内螺纹。在周向旋动调节螺栓34的进程中，霍尔传感器32因受到推顶力作用而其轴向相对位置得到微调。第二柱状弹簧35内置于安装腔331中，且其可因受到霍尔传感器32的推顶而储蓄弹性势能。如此，一方面，霍尔传感器32在沿着安装腔331执行轴向位移运动进程中始终受到反向弹性力的作用，从而有效地确保了其运动的平稳性；另一方面，在确保其得以稳定定位的前提下，避免了霍尔传感器32因受到刚性力作用而被压损现象的发生；再一方面，根据具体路况的不同，当骑行者需要对刹车系统灵敏度等级进行调整时，仅需周向旋动调节螺栓34，霍尔传感器32的轴向位置得到调整，直至相对于安装腔331占据有预期设定位置。

最后还需要说明的是，霍尔效应的发生机理为：当电流垂直于外磁场通过霍尔传感器32时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在霍尔传感器32的两端产生电势差。基于此，如霍尔传感器32在实际应用中出现周向旋动现象，势必会影响到霍尔电压的产生，严重时，霍尔电压值甚至不足以驱动内电路，进而导致感应部3灵敏度下降，甚至完全失效现象的发生。鉴于此，需要对霍尔传感器32的周向旋动自由度进行限制，以确保其内引出端子相对于永磁环31始终保持有正确方位，结合附图3、6、9、10中所示内容可知，在霍尔传感器32的周向侧壁上成型出有限位凸台321。在安装腔331的内侧壁上成型出有多条与限位凸台321相适配的、且沿其中心轴线进行周向均布的限位凹槽3311。当霍尔传感器32受到推顶力作用而沿着安装腔331执行位移运动的进程中，限位凸台321始终沿着限位凹槽3311执行滑移运动，即意味着霍尔传感器32的周向旋动自由度被完全限制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。