一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置的制作方法

本实用新型涉及电动自行车电机功率测试技术领域，尤其涉及一种用于在电动自行车整车运行时测试其电机功率的装置，具体地，是一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置，尤其适用于智能型电动自行车电机功率的测试。

背景技术：

传统的电动自行车电机功率测试方法需要将电机拆卸下来，安装在测功机上进行测试。但随着电动自行车的发展，电机安装与整车设计趋于一体化，无法拆卸，需要整车运行时才能测量其电机功率。

特别是近年来，智能型电动自行车在国内市场上逐渐普及。智能型电动自行车属于人力和电力混合驱动的电动自行车，不采取全电动驱动模式，智能型电动自行车电机驱动需要人力骑行配合，即由传感器感知人的脚踏力矩，通过微电脑处理，控制电机输出相应比例的输出功率。智能型电动自行车的主要特点是脚踏启动、脚停断电，需要测试时模拟人力骑行状态。目前的现有技术中，能够准确测量这类智能型电动自行车的测试装置还很少见，因此，一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置是本领域技术人员迫切需要的。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷及局限，本实用新型提供了一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置，能够满足电动自行车在整车运行状态下测试其电机输出功率，进一步地，其操作灵活、实用性广、准确率高，可以根据不同的情况及测量要求进行灵活应用。

本实用新型的技术方案是：一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置，包括：

前轮固定装置，其包括滑动导轨、可滑动地装设在所述滑动导轨上的滑块、垂直装设在所述滑块上的轴承座、水平装设在所述轴承座上的气动杠杆以及装设在所述气动杠杆和所述轴承座连接处的锁紧结构，其中，所述滑动导轨和所述滑块用于调节所述前轮固定装置在前轮中心水平方向的位置，所述轴承座和所述气动杠杆用于调节所述前轮固定装置在前轮中心垂直方向位置，所述锁紧结构用于锁紧固定；

中轴驱动装置，其包括依次连接的伺服电机、中轴联轴器、中轴转矩转速传感器和中轴平行联轴器，其中，所述伺服电机用于输入模拟骑行状态的转矩转速，所述中轴转矩转速传感器用于通过所述中轴联轴器测量所述伺服电机输入的转矩转速值，所述中轴平行联轴器用于与电动自行车脚蹬位置连接；

荷载装置，其包括螺母和与所述螺母对应的螺杆，用于对所述电动自行车的鞍座进行加载；

测功装置，其包括依次连接的滚筒、1#联轴器、测功转矩转速传感器、2#联轴器和制动器，其中，后轮驱动带动所述滚筒，所述制动器用于模拟车轮受到的阻力，所述测功转矩转速传感器用于测量转矩转速值；

悬挂装置，其包括1#钢片、2#钢片和设于所述1#钢片前侧的力值传感器，所述力值传感器用于测量所述电动自行车在运行时车轮所受的切向驱动力；

框架，用于承载和固定所述前轮固定装置、所述中轴驱动装置、所述荷载装置、所述测功装置和所述悬挂装置；

以及上位机，其连接所述力值传感器、所述中轴转矩转速传感器和所述测功转矩转速传感器。

进一步地，所述气动杠杆是由相互垂直的两根杆构成。

进一步地，所述1#钢片和所述2#钢片的上端连接所述框架，下端连接所述滑动导轨，所述前轮固定装置、所述中轴驱动装置和所述荷载装置通过所述1#钢片和2#钢片悬挂在所述框架上，不与地面接触。

进一步地，所述力值传感器一端安装在于所述1#钢片前侧，一端安装在框架上，用于测量所述电动自行车在运行时车轮所受的切向驱动力。

进一步地，所述螺杆通过螺纹旋转进入所述螺母，垂直作用于所述电动自行车的鞍座上。

进一步地，所述螺杆作用于所述鞍座的一端设有压板，用于将负荷均匀作用于所述鞍座；另一端设有旋转把手，用于旋转所述螺杆。

进一步地，所述上位机通过数据采集卡获得所述力值传感器、所述中轴转矩转速传感器和所述测功转矩转速传感器的信号。

本实用新型提供的所述用于电动自行车电机的整车功率测试装置，能够对所述电动自行车在整车运行状态下测试其电机输出功率。

电动自行车驱动轮（后轮）运行时带动滚筒转动，在该测试装置上设计两种电机输出功率测试方案：

一种是滚筒、测功转矩转速传感器和制动器组成的测功系统，计算功率：

P=T*n/9549

其中，P表示功率（kW）；T表示转矩（Nm）；n表示转速（rpm）。

另一种是分析整车所受的驱动力和转速关系计算功率，驱动力由力值传感器测出，转速由测功转矩转速传感器测出，功率计算公式为：

P= F*R*n /9549

其中，P表示功率（kW）；F表示驱动力（N）；R表示滚筒半径（m），n表示转速（rpm）。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的正视图；

图2为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的俯视图；

图3为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的侧视图。

具体地，1-前轮固定装置，11-滑动导轨，12-滑块，13-轴承座，14-气动杠杆，15-锁紧结构，2-中轴驱动装置，21-伺服电机，22-中轴联轴器，23-中轴转矩转速传感器，24-中轴平行联轴器，3-荷载装置，31-螺母，32-螺杆，4-测功装置，41-滚筒，42-1#联轴器，43-测功转矩转速传感器，44-2#联轴器，45-制动器，5-悬挂装置，51-1#钢片，52-力值传感器，53-2#钢片，6-框架，7-上位机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“1#”、“2#”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的正视图；图2为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的俯视图；图3为本实用新型所述的用于电动自行车电机的整车功率测试装置的侧视图。

参照图1-3，本实用新型提供了一种用于电动自行车电机的整车功率测试装置，包括：

前轮固定装置1，其包括滑动导轨11、可滑动地装设在所述滑动导轨11上的滑块12、垂直装设在所述滑块12上的轴承座13、水平装设在所述轴承座13上的气动杠杆14以及装设在所述气动杠杆14和所述轴承座13连接处的锁紧结构15，其中，所述滑动导轨11和所述滑块12用于调节前轮固定装置在前轮中心水平方向的位置，所述轴承座13和所述气动杠杆14用于调节前轮固定装置在前轮中心垂直方向的位置，所述锁紧结构15用于锁紧固定；

中轴驱动装置2，其包括依次连接的伺服电机21、中轴联轴器22、中轴转矩转速传感器23和中轴平行联轴器24，其中，所述伺服电机21用于输入模拟骑行状态的转矩转速，所述中轴转矩转速传感器23用于通过所述中轴联轴器22测量所述伺服电机21输入的转矩转速值，所述中轴平行联轴器24用于与电动自行车脚蹬位置连接；

荷载装置3，其包括螺母31和与所述螺母31对应的螺杆32，用于对所述电动自行车的鞍座进行加载；

测功装置4，其包括依次连接的滚筒41、1#联轴器42、测功转矩转速传感器43、2#联轴器44和制动器45，其中，后轮驱动带动所述滚筒41，所述制动器45用于模拟车轮受到的阻力，所述测功转矩转速传感器43用于测量转矩转速值；

悬挂装置5，其包括1#钢片51、2#钢片53和设于所述1#钢片51前侧的力值传感器52，所述力值传感器52用于测量所述电动自行车在运行时的切向驱动力；

框架6，用于承载和固定所述前轮固定装置1、所述中轴驱动装置2、所述荷载装置3、所述测功装置4和所述悬挂装置5；

以及上位机7，其连接所述力值传感器52、所述中轴转矩转速传感器23和所述测功转矩转速传感器43。

在具体实施例中，其中，所述气动杠杆14是由相互垂直的两根杆构成；进一步地，所述1#钢片51和所述2#钢片53的上端连接所述框架6，下端连接所述滑动导轨11，所述前轮固定装置1、所述中轴驱动装置2和所述荷载装置3通过所述1#钢片51和2#钢片53悬挂在所述框架6上；进一步地，所述力值传感器52一端安装在于所述1#钢片51前侧，一端安装在框架6上；进一步地，所述螺杆32通过螺纹旋转进入所述螺母31，垂直作用于所述电动自行车的鞍座上；进一步地，所述螺杆32作用于所述鞍座的一端设有压板321，用于将负荷均匀作用于所述鞍座；另一端设有旋转把手322，用于旋转所述螺杆32；进一步地，所述上位机7通过数据采集卡获得所述力值传感器52、所述中轴转矩转速传感器23和所述测功转矩转速传感器43的信号。以上各个技术方案可以选择其中的一个或者多个结合主要技术方案应用于实施例中。

具体地，前轮固定装置1由滑动导轨11、滑块12、轴承座13、气动杠杆14和锁紧结构15组成。当后轮中心与滚筒41中心对齐后，前轮固定装置1中的滑动导轨11和滑块12结构，调节前轮固定装置在前轮中心水平方向的位置，轴承座13和气动杠杆14结构调节前轮固定装置在前轮中心垂直方向的位置，并用锁紧结构15锁紧固定。

在电动自行车中轴处设计中轴驱动装置2，由伺服电机21、中轴转矩转速传感器23、中轴联轴器22、平行联轴器24组成

由伺服电机21变频调速的方式控制输入转矩转速，模拟人的骑行状态。中轴转矩转速传感器23通过中轴联轴器22测量伺服电机21输入的转矩转速值。通过调节机构平行联轴器24在水平位置调节中轴驱动装置2与中轴位置，通过平行联轴器24解决中轴驱动装置2与中轴连接的偏心问题。

中轴驱动装置2用于模拟人骑行时对脚蹬产生的力矩，适用于智能型电动自行车。智能型电动自行车控制系统通过判断骑行时人是否对脚蹬产生脚踏力以及脚踏力大小，来控制电机是否输出功率以及输出功率大小。对于一般的用全电模式驱动的电动自行车，测试电机功率时不用在中轴处固定中轴驱动装置2。

整个前轮固定装置1、中轴驱动装置2和载荷装置3用1#钢片51和2#钢片53悬挂在框架6上。当电动自行车运行时切向驱动力作用于悬挂装置5，即车轮所受到的驱动力通过力值传感器52测出。

在电动自行车后轮处由滚筒41、测功转矩转速传感器43、制动器45以及联轴器42、44组成测功装置4。后轮驱动时带动滚筒41转动，制动器45起负载作用，模拟车轮所受阻力大小，通过测功转矩转速传感器43测得的转矩转速值计算电机输出功率。

载荷装置3通过螺杆42螺母41垂直拧紧机构对电动自行鞍座进行加载，模拟人载荷，将后轮压紧在滚筒41上。

力值传感器52、中轴转矩转速传感器23、测功转矩转速传感器43的信号，通过数据采集卡传送到上位机7进行数据处理，同时在上位机7实时显示各传感器数值，输入功率以及电机输出功率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。