CN103895797A - 内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置及控制方法，包括：安置在旋转式机构一端的磁钢，与所述磁钢相对应的位置上设置的用于感应磁钢位置的感应机构。辅助动力自行车的电机根据感应机构输出的脉冲信号调整输出电流，当变速换挡时，输出电流减小，当正常恒速行驶时，输出电流恢复为正常值。从而实现变速的稳定顺畅进行，提高骑行体验，延长内变速花鼓的使用寿命。

Description

内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及辅助动力自行车制造领域，特别涉及一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，以及采用这种控制装置控制辅助动力自行车变速的方法。

背景技术

自行车变速器有外变速器与内变速器两类，外变速器虽然结构简单但换挡动作不稳定，寿命较短，而内变速器主要是以封闭式行星齿轮系作为变速传动主体，结构紧凑，通常安装在后轮轮毂上，动作可靠，使用寿命很长。但是，在实际的使用中发现内变速器用在辅助动力自行车上时，由于变速时电机继续输出功率，骑行时，如在电机输出大功率下进行变速时，行星齿轮为主体的变速机构在离合啮合动作时，不可避免受到较大冲击，不仅造成内变速花鼓使用寿命降低，也对骑行体验造成影响。为了解决上述问题，很多技术人员对用于辅助动力自行车上的内变速花鼓一直在作出改进，增加传动部件强度、耐磨损度。

然而这种技术上的改进更多的是依赖于材料的改进，并不能实际解决变速结构设计不合理的问题，即变速时行星齿轮为主体的变速机构在离合啮合动作时，受到较大冲击，影响骑行体验及内变速花鼓的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，以及采用这种控制装置控制辅助动力自行车变速的方法。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，包括：安置在旋转式机构一端的磁钢，与所述磁钢相对应的位置上设置的用于感应磁钢位置的感应机构。

进一步地，还包括用于根据感应机构感应到的信号调节辅助动力自行车的电机输出电流的控制系统。

进一步地，所述感应机构的感应点为多个，每个感应点对应辅助动力自行车的一个档位。

进一步地，所述感应点为8个，呈扇形分布。

进一步地，所述感应机构为霍尔感应器、光感应装置或红外感应装置。

进一步地，所述霍尔感应器为8个，固定在辅助动力自行车的勾爪上，呈扇形分布。

进一步地，所述8个霍尔感应器串联或并联输出后通过放大器，连接入控制系统。

采用上述内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置控制变速的方法，包括以下步骤：

步骤（1）拉动指拨器，变速拉线拉动旋转式机构旋转，每变一个档位，旋转式机构对应旋转一定角度，带动其上的磁钢旋转一定角度；

步骤（2）感应机构接收到磁钢移动的脉冲信号并发送给辅助动力自行车的控制系统；

步骤（3）控制系统控制电机至最低输出电流，延时0.5-3秒后，控制系统再次收到感应机构的感应到的磁钢轴向移动完成的信号，恢复电机原来的电流输出。

进一步地，所述磁钢正对感应机构的感应点时，感应机构输出高电平，所述磁钢移动远离感应点时，感应机构输出由高电平变成低电平，控制系统根据感应机构输出电平的高低控制辅助动力自行车电机的电流输出。

进一步地，控制系统降低电机的电流输出，延时0.5-3秒后，若控制系统仍未收到磁钢轴向移动完成的信号，则发出报警信号。

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

采用上述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置进行自行车变速控制，变速时能自动降低电机输出电流，使得内变速花鼓能平滑进行离合，内变速花鼓变速时不会产生较大冲击，延长了使用寿命，骑行者变速时骑行顺畅，给骑行者更好的骑行体验。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明一种感应机构的结构示意图。

其中：

1…档位旋转机构；

2…磁钢；

3…感应机构；

4…勾爪；

5…后轮轴；

6…飞轮齿盘；

7…霍尔感应器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其包括旋转式的内变速花鼓（喜马诺SHIMANO SG-8R36），设置在旋转式内变速花鼓档位旋转机构1一端的磁钢2，与所述磁钢2相对应的位置上设置的用于感应磁钢2位置的感应机构3。该感应机构3能够感应到磁钢2的移动，将磁钢2移动的脉冲信号记录并传输出去，辅助动力自行车的电机依据该脉冲信号调整电机的电流输出，即在骑行者进行变速换挡时，内变速花鼓的档位旋转机构1旋转，带动位于其一端的磁钢2旋转，感应机构3感应到该移动并输出表示磁钢2移动的脉冲信号，辅助动力自行车的电机根据脉冲信号控制电机至最低输出电流，经过适当时间的延时后，档位旋转机构1旋转到位，换挡结束，此时感应机构3感应到磁钢2移动完成并输出表示磁钢2移动完成的脉冲信号，辅助动力自行车根据该脉冲信号恢复电机输出电流至原来大小，辅助动力自行车完成变速换挡。由于该过程中电机输出电流变小，避免了内变速花鼓受到较大冲击，在骑行体验顺畅的同时，可以大大延长内变速花鼓的使用寿命。

作为本发明一种优选的实施例，该自行车变速控制装置还包括一个用于根据感应机构3感应到的信号调节辅助动力自行车输出电流的控制系统，即该控制系统接收并识别感应机构3发出的脉冲信号，根据识别机构控制自行车电机的输出电流，完成变速控制。

本发明所述感应机构3可以为霍尔感应器7、光感应装置或红外感应装置。并且不限于上述的三种，只要可以检测到位置移动的传感器均可应用于本发明，作为本发明的感应机构3。

作为本发明的一种优选的实施例，所述感应机构3的感应点为多个，每个感应点对应辅助动力自行车的一个档位。如图1，2所示，所述感应机构3包括多个霍尔感应器7，所述感应点为8个，呈扇形分布，即有8个霍尔感应器7扇形分布与辅助动力自行车的勾爪4上，磁钢2安装在旋转式变速调节机构的档位旋转机构1的一端，变速时通过飞轮齿盘6带动档位旋转机构1旋转，从而实现磁钢2以后轮轴5为中心旋转，8个霍尔感应器7对应于辅助动力自行车的8个档位，当自行车恒速运行时，磁钢2准确对应于某一个霍尔感应器7，此时霍尔感应器7输出高电平给控制系统，控制系统控制电机输出正常行驶所需的电流，当进行变速操作时，磁钢2由任意档位向相邻的档位旋转，该磁钢2对应位置的霍尔感应器7均能感应到其位移，输出低电平给控制系统，控制系统根据该低电平控制电机至最低输出电流，延时0.5-3秒后，磁钢2移动至正对应于另一个霍尔感应器7的位置，即换挡完成，该霍尔感应器7输送高电平给控制系统，控制系统根据该高电平恢复电机的电流输出，辅助动力自行车继续恒速运行。即所述磁钢2正对感应机构3的感应点时，感应机构3输出高电平，所述磁钢2移动远离感应点时，感应机构3输出由高电平变成低电平，控制系统根据感应机构3输出电平的高低控制辅助动力自行车电机的电流输出。所述8个霍尔感应器7可以串联或并联输出后通过放大器，连接入控制系统。

本发明还提供了一种采用上述的内变速花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置控制变速的方法，包括以下步骤：

步骤（1）拉动指拨器，变速拉线拉动旋转式机构1旋转，每变一个档位，旋转式机构1对应旋转一定角度，带动其上的磁钢2旋转一定角度；

步骤（2）感应机构3接收到磁钢2移动的脉冲信号并发送给辅助动力自行车的控制系统；

步骤（3）控制系统控制电机至最低输出电流，延时0.5-3秒后；

步骤（4）若控制系统再次收到感应机构3的感应到的磁钢2旋转移动完成的信号，恢复电机原来的电流输出，若控制系统仍未收到磁钢轴向移动完成的信号，则发出报警信号。

采用上述的控制方法，不仅可使变速平稳顺畅，骑行体验好，还可以在变速发生故障时，及时报警，提醒骑行者自行车发生故障，保证了骑行安全。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，包括：

安置在旋转式机构一端的磁钢，

与所述磁钢相对应的位置上设置的用于感应磁钢位置的感应机构。

2.根据权利要求1所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，还包括用于根据感应机构感应到的信号调节辅助动力自行车的电机输出电流的控制系统。

3.根据权利要求1所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，所述感应机构的感应点为多个，每个感应点对应辅助动力自行车的一个档位。

4.根据权利要求3所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，所述感应点为8个，呈扇形分布。

5.根据权利要求1所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，所述感应机构为霍尔感应器、光感应装置或红外感应装置。

6.根据权利要求5所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，所述霍尔感应器为8个，固定在辅助动力自行车的勾爪上，呈扇形分布。

7.根据权利要求6所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置，其特征在于，所述8个霍尔感应器串联或并联输出后通过放大器，连接入控制系统。

8.采用权利要求1-7中任意一种内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置控制变速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）拉动指拨器，变速拉线拉动旋转式机构旋转，每变一个档位，旋转式机构对应旋转一定角度，带动其上的磁钢旋转一定角度；

步骤（2）感应机构接收到磁钢移动的脉冲信号并发送给辅助动力自行车的控制系统；

步骤（3）控制系统降低电机的电流输出，延时0.5-3秒后，控制系统再次收到感应机构的感应到的磁钢轴向移动完成的信号，恢复电机原来的电流输出。

9.根据权利要求8所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置控制变速的方法，其特征在于，所述磁钢正对感应机构的感应点时，感应机构输出高电平，所述磁钢移动远离感应点时，感应机构输出由高电平变成低电平，控制系统根据感应机构输出电平的高低控制辅助动力自行车电机的电流输出。

10.根据权利要求8或9所述的内花鼓为旋转式的辅助动力自行车变速控制装置控制变速的方法，其特征在于，控制系统降低电机的电流输出，延时0.5-3秒后，若控制系统仍未收到磁钢轴向移动完成的信号，则发出报警信号。

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