CN107792292A - 自行车及其变速装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车及其变速装置，所述变速装置包括第一拨链单元、第二拨链单元、主控制器、缆线、主电源单元以及第一变速控制单元。第一拨链单元以及第二拨链单元分别对应自行车的第一齿盘单元以及第二齿盘单元设置，而用以改变链条在第一齿盘单元及第二齿盘单元上的位置，缆线连接主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，主电源单元经由缆线电性连接于主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，并供电于主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，第一变速控制单元无线地传输第一控制信号至主控制器。所述变速装置不会产生风阻及配重等的问题，而且可以提升控制的准确率，而避免组件间的信号传递因无线的方式所产生的失真甚至遮断等相互影响的缺点。

Description

自行车及其变速装置

技术领域

本发明涉及一种自行车及其变速装置，尤其涉及一种可变速的自行车以及一种变速控制开关以无线的方式传送控制信号至前拨链单元或后拨链单元，而前拨链单元与后拨链单元之间则是以有线的方式彼此电性连接的变速装置。

背景技术

既有的具备变速装置的自行车，如美国专利US7798929所示，输入组件是以信号缆线分别连接于前拨链单元与后拨链单元，而电源则以电源缆线分别连接于输入组件、前拨链单元及后拨链单元，这样的配置会形成复杂的线路结构，而线材也会增加整体的车重。

另一种既有的具备变速装置的自行车，如美国专利US7760078所示，输入组件是以无线的方式分别控制前拨链单元及后拨链单元，而前拨链单元及后拨链单元分别设置电池作为电源，也就是完全以无线的方式操作，这种构造虽然没有复杂的线路，但是会导致电池数量过多，而且在多人使用的环境中，信号被遮断的机率增加而导致错误接收判断的增加。

发明内容

本发明提供了一种变速装置，主控制器、第一拨链单元与第二拨链单元之间以缆线连接，而第一变速控制单元及第二变速控制单元则以无线的方式与主控制器连接。由于主控制器、第一拨链单元与第二拨链单元之间是以缆线连接，可以由一个主电源单元同时供电给主控制器、第一拨链单元与第二拨链单元，而由于第一变速控制单元及第二变速控制单元是以无线的方式与主控制器连接，可以避免复杂的线路结构，并减轻整体的车重，所以本发明的变速装置可以说是结合了无线控制与有线控制的优点，但避免了各自的缺点。

本发明所提供的变速装置的一实施例包括第一拨链单元、第二拨链单元、主控制器、缆线、主电源单元以及第一变速控制单元。第一拨链单元邻近于一自行车的第一齿盘单元设置，且用以改变链条在第一齿盘单元上的位置，第二拨链单元邻近于该自行车的一第二齿盘单元设置，且用以改变链条在第二齿盘单元上的位置，缆线连接主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，主电源单元经由缆线电性连接于主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，并供电于主控制器、第一拨链单元以及第二拨链单元，第一变速控制单元无线地传输一第一控制信号至该主控制器。

在另一实施例中，第一变速控制单元包括第一电源、第一输入组件、第一无线收发器以及第一天线，第一输入组件被触动使第一无线收发器产生第一控制信号，并经由第一天线发送。

在另一实施例中，变速装置更包含有第二变速控制单元，其无线地传输一第二控制信号至第一拨链单元。

在另一实施例中，第二变速控制单元包括第二电源、第二输入组件、第二无线收发器以及第二天线，第二输入组件被触动使第二无线收发器产生第二控制信号，并经由第二天线发送。

在另一实施例中，主控制器设置在第一拨链单元，且第一拨链单元包括第一驱动器、第三无线收发器以及第三天线，第二拨链单元包括副控制器以及第二驱动器，第三无线收发器经由第三天线接收到第一控制信号以及第二控制信号后，传送至主控制器，主控制器控制第一驱动器以驱动第一拨链单元拨动链条，主控制器控制副控制器，使副控制器控制第二驱动器以驱动第二拨链单元拨动链条。

在另一实施例中，主控制器设置于该第二拨链单元，且第一拨链单元更包括副控制器、第一驱动器，第二拨链单元包括第二驱动器、第三无线收发器以及第三天线，第三无线收发器经由第三天线接收到第一控制信号后，传送至主控制器，主控制器控制第二驱动器以驱动第二拨链单元移动，或主控制器控制副控制器，使副控制器控制第一驱动器以驱动第一拨链单元移动。

在另一实施例中，第一拨链单元更包括第一传感器，用以侦测第一驱动器的物理参数，第二拨链单元更包括第二传感器，用以侦测第二驱动器的物理参数。

在另一实施例中，第一驱动器包括第一电机，第二驱动器包括第二电机，第一传感器包括第一编码器，并借由第一编码器将第一驱动器的物理参数编码为数字信息，第二传感器包括第二编码器，并借由第二编码器将第二驱动器的物理参数编码为数字信息。

在另一实施例中，第一拨链单元更包括记忆单元，用以纪录第一编码器输出的数字信息以及第二编码器输出的数字信息。

因为本发明的变速装置省略了第一变速控制单元与第二变速控制单元连接到第一拨链单元与第二拨链单元的配线，使得整车的装配无需考虑线路的配置，也不会产生风阻及配重等的问题，而第一拨链单元与第二拨链单元之间以缆线连接，可以提升控制的准确率，而避免组件间的信号传递因无线的方式所产生的失真甚至遮断等相互影响的缺点。

本发明也提供了一种自行车，本发明所提供的自行车的一实施例包括车架、一对曲柄组、第一齿盘单元、第二齿盘单元以及变速装置。曲柄组可旋转地安装于该车架，第一齿盘单元安装于车架，由该对曲柄组驱动而旋转，第二齿盘单元安装于车架，链条链接第一齿盘单元以及第二齿盘单元，变速装置则是上述的变速装置。

在另一实施例中，本发明的自行车更包括握把以及一对煞车把手，该煞车把手设置于该握把，第一变速控制单元以及第二变速控制单元是分别设置于该对煞车把手中。

因为本发明的变速装置的第一变速控制单元以及第二变速控制单元分别设置于煞车把手中，可以有效增加应用空间，并可增加天线的面积。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的变速装置的第一实施例的系统方框图。

图2为本发明的具有图1所示的变速装置的自行车的一实施例的示意图。

图3为图2中A部分的放大图。

图4为本发明的变速装置的第二实施例的系统方框图。

图5为本发明的变速装置的第一变速控制单元以及第二变速控制单元设置在煞车把手上的示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2，其表示本发明的变速装置的第一实施例。本发明的变速装置的第一实施例包括第一变速控制单元100、第二变速控制单元200、第一拨链单元300、第二拨链单元400、主控制器320、缆线510以及主电源单元500。其中，第一变速控制单元100及第二变速控制单元200是以无线传输信号的方式与主控制器320连接，主控制器320、第一拨链单元300及第二拨链单元400之间由缆线510做电性连接，如图3所示，且主电源单元500也以缆线510电性连接至主控制器320、第一拨链单元300及第二拨链单元400分别供电至主控制器320、第一拨链单元300及第二拨链单元400。在本实施例中，主电源单元500是一电池。

在第一实施例中，本发明的变速装置可安装在一自行车1000上，自行车1000具有车架10、一对曲柄组20、第一齿盘单元30、第二齿盘单元40以及链条50，第一齿盘单元30及第二齿盘单元40安装在车架10上，第一齿盘单元30与曲柄组20连接，第二齿盘单元40结合于自行车1000的后轮70，当使用者踩踏曲柄组20时，驱动第一齿盘单元30转动，第一齿盘单元30的转动经由链条50传递至第二齿盘单元40，使自行车1000的后轮70转动，并借此使自行车1000前进。在本实施例中，第一齿盘单元30具有多数个不同直径齿盘且该等齿盘依直径大小排列，第二齿盘单元40也具有多数个不同直径的齿盘且该等齿盘依直径大小排列，链条50链接第一齿盘单元30中的任一齿盘以及第二齿轮组40中的任一齿盘，本发明的变速装置可以改变链条50结合第一齿盘单元30及第二齿盘单元40上不同位置的齿盘，而产生变速的功能。自行车1000更包括一握把12以及两个煞车把手600，握把12连动至前轮60，可以控制自行车1000前进的方向，煞车把手600安装于握把12上，按压煞车握把600可以实施煞车。

在第一实施例中，本发明的变速装置的主控制器320是设置在第一拨链单元300，第一拨链单元300是安装在车架10上，且邻近第一齿盘单元30，第二拨链单元400安装于车架10上，且邻近于第二齿盘单元40，主控制器320、第一拨链单元300与第二拨链单元400借由缆线510做电性连接，主控制器320借此控制第一拨链单元300与第二拨链单元400，主电源单元500则借由缆线510分别电性连接至主控制器320、第一拨链单元300与第二拨链单元400，并供电于主控制器320、第一拨链单元300及第二拨链单元400。第一变速控制单元100与第二变速控制单元200则分别设置在两个煞车把手600中，图5表示第一变速控制单元100设置在煞车把手，第一变速控制单元100与第二变速控制单元200接受来自用户的操作后分别产生一第一控制信号以及一第二控制信号，第一变速控制单元100与第二变速控制单元200是以无线的方式分别将第一控制信号及第二控制信号传送至主控制器320，借此控制第一拨链单元300与第二拨链单元400来拨动链条50，以分别改变链条50在第一齿盘单元30与第二齿盘单元40中结合不同位置的齿盘。当使用者欲进行变速操作时，只要触动设置在煞车把手600的第一变速控制单元100与第二变速控制单元200，即可控制第一拨链单元300与第二拨链单元400作动以拨动链条50，以改变链条50在第一齿盘单元30与第二齿盘单元40中结合不同位置的齿盘，产生变速的作用。以下详述本发明的变速装置的各组件。

请参阅图1，第一变速控制单元100包括一第一输入组件110、一第一无线收发器120以及一第一天线130，第一输入组件110包括一第一输入组件(升档)110a以及一第一输入组件(降档)110b，图5表示第一输入组件(升档)110a以及第一输入组件(降档)110b设置于煞车把手600上的一实施例，另外，第一变速控制单元100还包括一第一电源140，用来供电给第一变速控制单元100。第二变速控制单元200包括一第二输入组件210、第二无线收发器220以及第二天线230，第二输入组件210包括第二输入组件(升档)210a以及第二输入组件(降档)210b，另外，第二变速控制单元200还包括一第二电源240，用来供电给第二变速控制单元200。

第一拨链单元300包括第一驱动器340、第三无线收发器310以及第三天线330。第二拨链单元400包括副控制器420以及第二驱动器440。第一拨链单元300更包括第一传感器350，用以侦测第一驱动器340的物理参数，在第一实施例中，第一驱动器340及第二驱动器440为电机，第一传感器350用以侦测第一驱动器340的转动圈数，第二拨链单元400更包括一第二传感器450，用以侦测第二驱动器440的物理参数，在第一实施例中，第二传感器450侦测第二驱动器440的转动圈数。在第一实施例中，第一传感器350包括一第一编码器，第二传感器450包括一第二编码器，借由第一编码器将第一驱动器340的物理参数编码为数字信息，借由第二编码器将第二驱动器440的物理参数编码为数字信息，在第一实施例中，第一编码器将第一驱动器340的转动圈数编码为数字信息，第二编码器将第二驱动器440的转动圈数编码为数字信息。在第一实施例中，第一拨链单元300更包括记忆单元360，用来储存第一编码器输出的数字信息以及第二编码器输出的数字信息。

在第一实施例中，当使用者触动第一输入组件(升档)110a或第一输入组件(降档)110b进行升档或降档时产生第一控制信号，同样地，当使用者触动第二输入组件(升档)210a或第二输入组件(降档)210b进行升档或降档时产生第二控制信号，第一控制信号经由第一无线收发器120以及第一天线130传送至第三天线330，而第二控制信号经由第二无线收发器220以及第二天线230传送至第三天线330。第三无线收发器310经由第三天线330接收到第一控制信号以及第二控制信号后，传送至主控制器320，主控制器320控制第一驱动器340驱动第一拨链单元300以拨动链条50，主控制器320经由缆线将第二控制信号传送至第二拨链单元400的副控制器420，使副控制器420控制第二驱动器440驱动第二拨链单元400以拨动链条50。

在第一实施例中，虽然是将第三无线收发器310、主控制器320以及第三天线330设置于第一拨链单元300，副控制器420设置于第二拨链单元400，但不限于此，在第二实施例中，如图4所示，即将第三无线收发器310、主控制器320以及第三天线330设于第二拨链单元400，而副控制器420则设置在第一拨链单元300，如此第一变速控制单元100与第二变速控制单元200的第一控制信号与第二控制信号则传送至第二拨链单元400的主控制器320，由第二拨链单元400主控制器320控制第一拨链单元300的副控制器420而使第一驱动器440驱动第一拨链单元300。

因为本发明的变速装置省略了第一变速控制单元与第二变速控制单元至第一拨链单元与第二拨链单元的配线，使得整车的装配无需考虑线路的配置，也不会产生风阻及配重等的问题，而第一拨链单元与第二拨链单元之间以缆线连接，可以提升控制的准确率，而避免组件间信号传递因无线的方式所产生的失真甚至盖频等相互影响的缺点。

另外，因为本发明的变速装置的第一变速控制单元以及第二变速控制单元分别设置在煞车把手中，可以有效增加应用空间，并可增加天线的面积。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种变速装置，用于一自行车，所述自行车包括车架、第一齿盘单元、第二齿盘单元以及链条，所述第一齿盘单元及所述第二齿盘单元安装于所述车架上，所述链条连结所述第一齿盘单元以及所述第二齿盘单元，其特征在于：所述变速装置包括：

第一拨链单元，设置于所述车架上邻近所述第一齿盘单元，且用以改变所述链条在所述第一齿盘单元上的位置；

第二拨链单元，设置于所述车架上邻近所述第二齿盘单元，且用以改变所述链条在所述第二齿盘单元上的位置；

主控制器，用以控制所述第一拨链单元与所述第二拨链单元作动；

缆线，电性连接所述主控制器、所述第一拨链单元以及所述第二拨链单元；

主电源单元，经由所述缆线电性连接于所述主控制器、所述第一拨链单元以及所述第二拨链单元，并供电于所述主控制器、所述第一拨链单元以及所述第二拨链单元；以及

第一变速控制单元，无线地传送一第一控制信号至所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述第一变速控制单元包括第一电源、第一输入组件、第一无线收发器以及第一天线，所述第一输入组件被触动产生所述第一控制信号并由所述第一无线收发器经所述第一天线发送。

3.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述变速装置更包括第二变速控制单元，无线地传送第二控制信号至所述主控制器，所述第二变速控制单元包括第二电源、第二输入组件、第二无线收发器以及第二天线，所述第二输入组件被触动产生所述第二控制信号并由所述第二无线收发器经所述第二天线发送并由所述主控制器接收。

4.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述主控制器设置于所述第一拨链单元，且所述第一拨链单元更包括第一驱动器、第三无线收发器以及第三天线，所述第二拨链单元包括副控制器以及第二驱动器，所述第三无线收发器经由所述第三天线接收到所述第一控制信号后，传送至所述主控制器，所述主控制器控制所述第一驱动器以驱动所述第一拨链单元移动，或所述主控制器控制所述副控制器，使所述副控制器控制所述第二驱动器以驱动所述第二拨链单元移动。

5.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述主控制器设置于所述第二拨链单元，且所述第一拨链单元更包括副控制器、第一驱动器，所述第二拨链单元包括第二驱动器、第三无线收发器以及第三天线，所述第三无线收发器经由所述第三天线接收到所述第一控制信号后，传送至所述主控制器，所述主控制器控制所述第二驱动器以驱动所述第二拨链单元移动，或所述主控制器控制所述副控制器，使所述副控制器控制所述第一驱动器以驱动所述第一拨链单元移动。

6.根据权利要求5所述的变速装置，其特征在于，所述第一拨链单元更包括第一传感器，用以侦测所述第一驱动器的物理参数，所述第二拨链单元更包括第二传感器，用以侦测所述第二驱动器的物理参数。

7.根据权利要求4所述的变速装置，其特征在于，所述第一拨链单元更包括第一传感器，用以侦测所述第一驱动器的物理参数，所述第二拨链单元更包括第二传感器，用以侦测所述第二驱动器的物理参数。

8.根据权利要求7所述的变速装置，其特征在于，所述第一驱动器包括第一电机，所述第二驱动器包括第二电机，所述第一传感器包括第一编码器，并借由所述第一编码器将所述第一驱动器的物理参数编码为数字信息，所述第二传感器包括第二编码器，并借由所述第二编码器将所述第二驱动器的物理参数编码为数字信息。

9.根据权利要求6所述的变速装置，其特征在于，所述第一驱动器包括第一电机，所述第二驱动器包括第二电机，所述第一传感器包括第一编码器，并借由所述第一编码器将所述第一驱动器的物理参数编码为数字信息，所述第二传感器包括一第二编码器，并借由所述第二编码器将所述第二驱动器的物理参数编码为数字信息。

10.根据权利要求9所述的变速装置，其特征在于，所述第一拨链单元更包括记忆单元，用以纪录所述第一编码器输出的数字信息以及所述第二编码器输出的数字信息。

11.根据权利要求8所述的变速装置，其特征在于，所述第一拨链单元更包括记忆单元，用以纪录所述第一编码器输出的数字信息以及所述第二编码器输出的数字信息。

12.一种自行车，其特征在于，包括：

车架；

对曲柄组，可旋转地安装于所述车架；

第一齿盘单元，安装于所述车架，由所述对曲柄组驱动而旋转；

第二齿盘单元，安装于所述车架；

链条，链接所述第一齿盘单元以及所述第二齿盘单元；以及

权利要求1至11中任一权利要求所述的变速装置。

13.如权利要求12所述的自行车，其特征在于，所述自行车更包括握把以及一对煞车把手，所述煞车把手设置于所述握把，所述第一变速控制单元以及所述第二变速控制单元分别设置于所述对煞车把手中。