CN115303406A

CN115303406A - 自行车变速器

Info

Publication number: CN115303406A
Application number: CN202210478949.7A
Authority: CN
Inventors: 克里斯多佛·希普曼; S·哈恩
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2022-11-08
Also published as: US11713095B2; DE102022111279A1; TW202243953A; CN118004324A; TW202348491A; EP4086153A2; US20230312054A1; EP4086153A3; US20220355900A1; TWI843089B

Abstract

本发明涉及一种自行车变速器。所述自行车变速器包括：基座构件，其能够安装到自行车框架；以及保持架组件，其以可移动的方式联接到所述基座构件。马达和/或发电机系统中的一者或两者可以联接到所述保持架组件并且能与该保持架组件一起移动。所述马达能操作以移动所述保持架组件。所述发电机系统包括发电机以及发电机驱动系统。

Description

自行车变速器

技术领域

本申请总体上涉及自行车变速器，该自行车变速器包括例如且不限于结合能量收集系统的自行车后变速器。

背景技术

自行车变速器通常结合到自行车的传动系统中。典型的传动系统还包括与一个或多个驱动链轮联接的曲柄组件。曲柄组件可操作成驱动绕驱动链轮之一布设或缠绕的链条。链条也可以布设到自行车的轮之一(例如后轮)，其中链条可以与一个或多个从动链轮接合。变速器设置成传动系统的一部分。例如，一个变速器(例如前变速器)可位于一个或多个驱动链轮附近，而另一个变速器(例如后变速器)可位于从动链轮附近(例如后轮附近)。变速器可以被致动成选择性地在驱动链轮之间转移传动系统的链条，和/或选择性地在一个或多个从动链轮之间转移链条。自行车链条从一个驱动链轮转移到另一个驱动链轮或从一个从动链轮移到另一个从动链轮，这是为了改变传动系统的齿轮比。后变速器也可以向链条施加张力，以便消除传动系统的非驱动侧的链条中的松弛，并维持所需的张力。

在一些实施方式中，后变速器可以是无线、电致动的后变速器，其依靠电池向马达供电。电池可能需要定期充电或更换，如果电池在自行车的使用过程中放电，或在不方便定位到充电站或不便于提供更换电池途径的偏远地点，这可能是一种不便。

发明内容

在一个方面，自行车变速器的一个实施方式可以包括可安装到自行车框架的基座构件以及可移动地联接到基座构件的保持架组件。保持架能够相对于基座构件在相反的第一和第二方向上移动。马达可以与保持架组件联接并可在相反的第一和第二方向上与该保持架组件一起移动。马达可以操作成在相反的第一和第二方向上移动保持架组件。在一个实施方式中，保持架组件可以包括链滑轮，该链滑轮以能够绕第一旋转轴线旋转的方式联接到保持架组件。

在另一个方面，自行车变速器的一个实施方式可以包括可安装到自行车框架的基座构件以及可移动地联接到基座构件的保持架组件。发电机系统可以与保持架组件联接并可与该保持架组件一起移动。发电机系统可以包括发电机和发电机驱动系统。发电机驱动系统可以包括：绕第一旋转轴线可旋转地联接到保持架组件的链滑轮；以及可操作地联接在链滑轮与发电机之间的发电机传动装置。

在另一个方面，自行车变速器的一个实施方式可包括可安装到自行车框架的基座构件以及可移动地联接到基座构件的保持架组件。发电机系统可以与保持架组件联接并可与该保持架组件一起移动。发电机系统可以包括发电机和发电机驱动系统。发电机驱动系统可以包括：可绕第一旋转轴线在相反的第一和第二旋转方向上旋转的链滑轮；以及离合器。当链滑轮在第一旋转方向上旋转时，离合器可驱动地连接链滑轮和发电机，使得发电机被启动。当链滑轮在第二旋转方向上旋转时，离合器将链滑轮和发电机断开，使得发电机被停用。

在另一个方面，自行车变速器可以包括可安装到自行车框架的基座构件以及可移动地联接到基座构件的保持架组件。发电机系统可以与保持架组件联接并可与该保持架组件一起移动。发电机系统可以包括发电机和发电机驱动系统。发电机驱动系统可以包括：可绕第一旋转轴线旋转的链滑轮；可分别绕第二和第三旋转轴线旋转的至少第一和第二带轮；以及与第一和第二带轮接合的带。在一个实施方式中，第一和第二带轮可以具有大于1的带轮比。

该变速器的各方面和实施方式以及用于其使用和组装的方法可提供比其他变速器和方法更多的优势。例如其没有限制的情况下，马达和/或发电机系统可以安装在保持架上并可与保持架一起移动。如果损坏，保持架(包括马达和发电机系统)可以快速和容易地更换，而不必更换变速器的其他部件。此外，可以包括可由链条接合的链滑轮的保持架为发电机系统和马达提供输入，这些部件在位置上相对彼此固定，并且在保持架进行以下运动时可以与保持架一起移动：(1)在变换齿轮过程中横向移动；和/或(2)旋转以维持链条中的张力。以此方式，该组件避免了位于保持架上的任何部件与位于变速器其他部分上的部件(这些部件可能是可以相对彼此移动的)之间的联接(无论是电气还是机械联接)。此外，发电机系统确保电力始终可用于为马达供电，例如在换档期间和/或用于需要电力的其他活动和附件。

已经以一般介绍的方式提供了上述段落，并且上述段落不意图限制下面提出的权利要求的范围。通过参考结合附图的以下详细描述，可以最好地理解各种优选实施方式以及进一步的优点。

附图说明

本发明的目的、特征和优点在结合附图阅读以下描述后将变得明显，在附图中：

图1是组装有后变速器的自行车的局部侧视图，该变速器的保持架组件处于完全旋转的顺时针位置；

图2是组装有后变速器的自行车的局部侧视图，该变速器的保持架组件处于完全旋转的逆时针位置；

图3是处于极限外侧位置的后变速器的俯视图；

图4是后变速器的一个实施方式的外侧视图，该变速器的保持架组件处于完全旋转的顺时针位置；

图5是处于极限内侧位置的后变速器的俯视图；

图6是后变速器的一个实施方式的外侧视图，该变速器的保持架组件处于完全旋转的逆时针位置；

图7是保持架组件的侧面立体图；

图8是图7中所示的保持架组件的外侧视图；

图9是图7中所示的保持架组件的内侧视图；

图10是沿图8中的线10-10剖切的保持架组件的剖视图；

图11是链滑轮的立体图；

图12是链滑轮轴杆的立体图；

图13是沿图8中的线13-13剖切的保持架组件的剖视图；

图14是带张力调整系统的立体图；

图15是沿图8中的线15-15剖切的保持架组件的剖视图；

图16是主印刷电路板的立体图；

图17是马达和换档驱动系统的立体图；

图18是图17中所示的马达和换档驱动系统的分解图；

图19是移除盖的保持架组件的局部侧面立体图；

图20是沿图4中的线20-20剖切的变速器的剖视图；

图21是沿图6中的线21-21剖切的变速器的剖视图；

图22是保持架轴杆的立体图；

图23是导螺母的立体图；

图24是导螺杆和正齿轮的立体图；

图25是曲柄臂的立体图；

图26是驱动元件的立体图；

图27是销的立体图；

图28是变速器的立体图，其中可移动构件的一部分被切除；

图29是沿图5中的线29-29剖切的剖视图；

图30是另一个保持架组件实施方式的局部侧视图；

图31是图30中所示的保持架组件的相反局部侧视图；

图32是配置有离合器的齿轮的一个实施方式的立体图；

图33是图32中所示的包括离合器的一部分的驱动部件的立体图；

图34是示出发电机和马达控制系统的示意图；

图35A和图35B是示出分别正向和反向踩踏发电机相位检测顺序的曲线图；

图36是示出一系列踩踏的感应电压对时间的曲线图；

图37示出具有后变速器的自行车的侧视图。

具体实施方式

应当理解，如本文中使用的术语“多个”是指两个或更多个。如本文中使用的术语“纵向”是指或涉及长度或长度方向。如本文中使用的术语“横向”是指安置在宽度方向上、朝宽度方向定向或在宽度方向上伸延。术语“联接”是指直接或间接地(例如具有介入构件)连接或接合，并不要求该接合是固定或永久的，但可以是固定或永久的。如本文中使用的术语“第一”、“第二”等不是指如定名的那样指定特定部件，而是简单地按所提到的数字次序称提及类部件，这是指被定名为“第一”的部件稍后可以是“第二”此类部件，这取决于它被提及的次序。还应理解的是，“第一”和“第二”的定名并不一定是指如此定名的两个部件或数值是不同的，是指例如第一方向可以与第二方向相同，而每个方向只是适用于不同的部件。术语“上”、“下”、“后部”、“前部”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“右”、“左”、“内侧”、“外侧”及其变体或衍生词是指从坐在示例性自行车150上的使用者的角度的示例性自行车150(图37中所示)的取向，例如，“内侧”部件或特征更接近在方向201上延伸的自行车的竖直中平面。术语“侧向”是指不平行。术语“外侧”和“向外”是指远离中心位置的方向或特征，例如短语“径向向外”、“径向方向”和/或其衍生词是指偏离中心位置(例如图2中所示的链盘3的旋转轴线152)的特征。相反，术语“内侧”和“向内”是指面朝中心或内部位置的方向。术语“子组件”是指由多个部件的组件，其中子组件能够进一步组装成其他子组件和/或最终组件(如自行车150)。

自行车：

图37示出了人力驱动车辆的一个实施例。在这个实施例中，该车辆是自行车150的一种可能类型，例如公路自行车。自行车150具有：框架2；靠近框架前端的车把154；以及用于将骑乘者支撑在框架顶部上的座椅或鞍座156。自行车150具有第一或前轮158，该前轮由支撑框架前端的前叉子组件160承载。自行车150还具有第二或后轮162，该后轮支撑框架2的后端，包括一对后下叉164，这对后下叉与一对后上叉165连接(也见图1)。框架2的后端可以由后悬架部件(如后避震器167)支撑。自行车150还具有驱动系168，该驱动系具有曲柄组件166，该曲柄组件经由自行车链条4操作性地联接到后链盘3(也被称为从动链轮组件，靠近提供后轮162的旋转轴线的轮毂)。曲柄组件166包括至少一个(通常是两个)曲柄臂170和踏板176以及前链环组件172或驱动链轮组件。曲柄主轴或轴杆可以连接两个曲柄臂。曲柄轴杆限定链环组件172的中心旋转轴线174。曲柄组件还可以包括其他部件。

后变速装置(例如后变速器180)布置在后轮162处，以将自行车链条4移动到链盘3的不同链轮。在一个实施方式中，可以设置有前变速装置(或前变速器)，以将链条4移动到链环组件的不同链轮。在所示的实施例中，鞍座156支撑在座椅柱178上，座椅柱178的端部被接收在框架2的框架座椅管的顶部中。

在图37中，示出了自行车150的正常骑行或向前移动方向201。虽然图37中描绘的自行车150是山地自行车，但后变速装置或后变速器180(包括本文中公开的具体实施方式和实施例以及另选实施方式和实施例)可以在其他类型的自行车上实施。例如且不限于，公开的后变速器180可以用于公路自行车以及具有变速器的任何其他类型的自行车。应该理解的是，本文中公开的各种能量收集系统和实施方式也可以在任何位置(例如前部)结合到具有保持架组件的变速器中，该保持架组件具有可旋转轮。

后变速器：

参考图1至图6和图28，后变速器180包括基座构件5(另外被称为b-转向节)，该基座构件可以利用紧固件10(例如b-螺栓)附接到自行车框架2。框架2可以包括吊架184，该吊架在后上叉165与后下叉164之间的接头处与框架2连接。基座构件5可以连接到吊架184上，或者直接连接到框架2。基座构件5利用紧固件10可移除地联接到框架2，并且可以绕紧固件10的轴线(A)自由地枢转。可以配置为螺钉的调整构件11与基座构件可进行螺纹接合，并且可以被致动以调整基座构件5相对于框架2的旋转位置。

连杆机构186包括具有第一端188、190的内连杆7和外连杆6，第一端188、190分别例如利用第一轴或销15和第二轴或销16可旋转地连接到基座构件5。可移动构件8(另外称为p-转向节)分别利用第三轴或销17和第四轴或销18可旋转地连接到内连杆7和外连杆6的相反的第二端194、196，使得连杆6、7在基座构件5与可移动构件8之间延伸。如图29中所示，销18可以由可移动构件8中的一对轴套103支撑。基座构件5、可移动构件8、内连杆7和外连杆6形成四杆连杆机构，特别是平行四边形连杆机构186。以这种方式，可移动构件8可以可移动地联接到基座构件5。在一个实施方式中，可移动构件8可相对于基座构件5和框架2在相反的内侧和外侧方向上移动。应该理解的是，可移动构件8可以利用除所公开的连杆机构以外的其他部件和/或连杆机构(可以包括或可以不包括一个或多个连杆)可移动地连接到基座构件5。

偏压构件14(可以配置为扭转弹簧)将连杆机构186偏压成例如绕第一销15和第二销16顺时针或向外侧(如图3中所示)旋转。在一个实施方式中，偏压构件14可以与第二销16共轴布置，并具有接合基座构件的第一端以及接合连杆机构186(例如外连杆6)的第二端。变速器可以包括旋转限制，例如包括上限螺钉12和下限螺钉13，该上限螺钉12和下限螺钉13可与基座构件5螺纹接合并分别限制内连杆7和外连杆6的移动。

在另选实施方式中，偏压构件14的偏压力可以相反，使得偏压构件14将连杆机构186偏压成逆时针或向内侧(参考图3)旋转。在操作中，链条4可以对带轮22施加拖曳力，这可能导致连杆机构186欲逆时针(如图3中所示)旋转。在本实施方式中，偏压构件14和带轮22协同工作，沿同一方向偏压连杆机构186。因此，平行四边形连杆机构由偏压构件14施加的偏压力和链条对带轮22施加的拖曳力而被在同一旋转方向上偏压。

参考图7至图9，变速器180可以包括可移动地联接到基座构件5的保持架组件9。保持架组件9可相对于基座构件5在相反的第一和第二平移方向(例如，内侧和外侧)上移动。保持架组件9也可以绕横向延伸的轴线B，相对于可移动构件8和基座构件5，在相反的第一和第二旋转方向上移动(例如，顺时针和逆时针旋转)，或者以平移和旋转的组合相对于基座构件5移动。特别是，保持架组件9利用在横向方向上延伸并限定旋转轴线B的紧固件可旋转地连接到可移动构件。保持架组件可绕紧固件的轴线B顺时针旋转，以拉紧链条4中的松弛，该链条与链盘3、上链滑轮21和下链滑轮22接合。上链滑轮21和下链滑轮22可旋转地连接到保持架组件9。

参考图5至图9、图10以及图13，保持架组件9可以包括固设到内保持架25的一个或两个外保持架24，例如利用配置为螺钉、卡扣件和/或其他公知的合适固设装置的紧固件29、30进行此固设。下链滑轮22在具有内滚道的滚珠轴承上旋转，该滚珠轴承利用紧固件被夹紧在内保持架25与外保持架24之间，该紧固件配置为螺钉30，该螺钉拧入内保持架25中。这种连接也用于将内保持架25固定到外保持架24。盖23利用多个紧固件28固定到外保持架24，多个紧固件28被示为绕盖23的外围间隔开的9个螺钉，盖和外保持架限定壳体200。应该理解的是，术语“壳体”是指能够支撑或保持其他部件的部件，并可以是封闭的或开放的。因此，外保持架和/或盖可以各自分别限定壳体，或者可以组合限定壳体200，在一个实施方式中，该壳体是封闭和密封的，以防止流体侵入壳体的内部。参考图10和图13，弹性密封元件32可以布置在形成于外保持架24中的槽202中。应该理解的是，该槽可以另选地形成在盖中。槽202可以限定闭合的圈，该闭合圈遵循盖23外围的轮廓，密封元件32在外保持架24和盖23或壳体200之间形成流体密封。在一个实施方式中，紧固件29与外保持架24螺纹接合，并将内保持架25固定到外保持架24。

如图10至图13中所示，上轮带轮组件的一个实施方式包括密封滚珠轴承组件33，其被接收在形成于外保持架24中的槽204中，并被环形凸缘206的肩接合。滚珠轴承组件34被接收在形成于盖23中的槽208中，并支撑在壳体的外侧表面210上。带轮轴杆35布置在滚珠轴承组件33和34的内滚道内并由其支撑。带轮轴杆35具有端部212，该端部由滚珠轴承组件34可旋转地支撑，环形肩214接合内滚道，并将轴承组件34捕获在肩214与表面210之间。带轮轴杆35包括与环形肩214横向间隔开的环形凸缘216，环形凸缘216限定第二环形肩218，该第二环形肩接合滚珠轴承34的内滚道，并将轴承组件33捕获在肩218与环形凸缘206之间。环形肩214、216面向相反的方向，使得环形肩限制轴杆35在两个横向方向(内侧和外侧)上的轴向移动。滚珠轴承组件33被捕获在外保持架24(或由此限定的环形肩)与轴杆35的环形肩216之间。密封元件346(在一个实施方式中配置为O形环)位于形成在轴杆35杆的内侧并与环形凸缘216间隔开的圆周槽220中。该槽可以另选形成在滚珠轴承组件中。密封元件346在带轮轴杆35与滚珠轴承组件33的内滚道之间形成流体密封，使得防止流体进入限定在盖23与外保持架24之间的壳体200的内部空间。带轮轴杆35可以包括轴向延伸孔222。该孔222可以有螺纹，并由紧固件31(示为螺钉)螺纹接合。

参考图11和图12，上链滑轮21可以包括键孔21b，在一个实施方式中该键孔具有十字形凹口226。带轮轴杆35可以配置有相应的键224，或配置有匹配相应的十字形突起35b的插入部分。当上链滑轮21如图10中所示组装时，键224与键孔21b对接并确保与键孔21b不可旋转的接合或联接(例如通过突起35b对凹口226的接合)。链滑轮21包括具有内表面230的轮毂228，该内表面与带轮轴杆35的限定在突起35b之间的端表面35a相接。通过键224与键孔21b之间的对接，上链滑轮21不可旋转地且轴向地固设到带轮轴杆35，使得扭矩可以经由键224和键孔21b，在上链滑轮21与带轮轴杆35之间(即在突起35b与凹口226之间)传递。如图10中所示，带轮轴杆35被捕获在盖23与外保持架24之间，链滑轮21固设到轴杆35。因此，链滑轮21没有被捕获或夹紧在内保持架25与外保持架24之间。相反，链滑轮21以悬臂方式支撑在轴杆35的端部上，该轴杆35由链滑轮21外侧的壳体200支撑。因此，内保持架25可以不覆盖链滑轮21(特别是带轮轴杆35)，而是可以配置成在内保持架25与上带轮系统(如图9中所示)之间提供间隙。因此，要更换链滑轮，不需要从外保持架24移除内保持架25。当然，在其他实施方式中，内保持架可以覆盖链滑轮。

发电机系统：

参考图13至图16、图19、图30以及图31，发电机系统240与保持架组件9联接并可移动，这是指当保持架组件相对于移动构件8、基座5和自行框架2移动时，发电机系统240与保持架组件9一起平移并旋转。换而言之，发电机系统固定到保持架组件，并遵循保持架组件的移动路径。在一个实施方式中，发电机系统240布置在由盖23和外保持架24限定的壳体200中，并且可以完全封闭在被限定于盖23与外保持架24之间的密封的内部腔242内。发电机系统240包括发电机50以及发电机驱动系统244，其中发电机驱动系统244包括输入端。该输入端在一个实施方式中可以配置为可旋转地连接到壳体200(特别是外保持架24和盖23)的链滑轮21。链滑轮21可绕旋转轴线246旋转。发电机驱动系统可以进一步包括发电机传动装置250，该发电机传动装置可操作地联接在输入端(例如链滑轮21)与输出端(例如发电机50)之间。发电机传动装置250包括第一发电机正齿轮37，该第一发电机正齿轮不可旋转地且轴向地固定到带轮轴杆35，使得正齿轮37与链滑轮21一起绕旋转轴线246旋转。例如但不限制的情况下，正齿轮37可以利用摩擦配合和/或利用花键接口固定到带轮轴杆。正齿轮37布置在限定于盖与外保持架之间的空间或内部腔242中。第一发电机正齿轮37具有绕正齿轮的外围周向间隔开的多个齿260，齿260与绕小齿轮38的外围周向间隔开的齿262接合。小齿轮38可绕由外保持架24和盖23支撑并位于这两者之间的轴44旋转。在一个实施方式中，正齿轮37具有三十(30)个齿260，而小齿轮38具有十(10)个齿262，这提供了3:1的齿轮比，意味着正齿轮37的一次旋转导致小齿轮38的三(3)次旋转。在一个实施方式中，链滑轮21具有多个齿(例如12个)。在一个实施方式中，轴44具有与外保持架24接合(例如，不可旋转的接合，例如，螺纹)的第一端，使得轴44不可旋转，其相反的第二端与盖23接合。另选地，轴44可以被允许相对于外保持架24旋转。小齿轮38包括轮毂264，该轮毂在轴44上绕旋转轴线266旋转。第二发电机正齿轮39以共轴且不可旋转的方式固定到第一发电机小齿轮38、338(特别是固定到轮毂264)，并与小齿轮38、338一起旋转并由其驱动。在一个实施方式中，正齿轮39、339具有三十六(36)个齿268，这些齿绕正齿轮39、339的外围周向间隔开。正齿轮的齿268与绕小齿轮40的外围周向间隔开的齿270接合，小齿轮40由轴45支撑并可绕轴45旋转，该轴45可旋转地或不可旋转地由外保持架24和盖23支撑并位于这两者之间。在一个实施方式中，轴45具有与外保持架24接合(例如可螺纹接合)的第一端，使得轴是不可旋转的，其相反的第二端与壳体24接合。在另一个实施方式中，轴由外保持架24和盖23可旋转地支撑并位于这两者之间。小齿轮40包括轮毂274，该轮毂在轴上绕旋转轴线272旋转。小齿轮可以具有例如十二(12)个齿270，这在正齿轮39与小齿轮40之间提供3:1的齿轮比，意味着正齿轮39的一次旋转导致小齿轮40的三(3)次旋转。

发电机传动装置250还包括：至少第一带轮41和第二带轮42，第一带轮41和第二带轮42分别绕旋转轴线272、280可旋转地联接到壳体200；以及带43，该带与第一和第二带轮接合。在一个实施方式中，第一发电机带轮41优选具有多个齿276(例如75个齿276)，并共轴且不可旋转地固定到小齿轮40的轮毂274，带轮41和小齿轮40可绕旋转轴线272旋转。第二带轮42具有多个齿278(例如20个齿)，并共轴且不可旋转地固定到发电机50的转子47，带轮42和转子47可绕旋转轴线280旋转。带43形成连续或环形的圈。在一个实施方式中，带43可以是有齿的带，该带具有围绕圈的内表面形成的多个齿282。在一个实施方式中，带43可以包括例如且不限于91个齿282。带43(特别是齿282)与第一带轮41和第二带轮42及其齿276、278接合。带轮41、42具有大于1的带轮比，在一个实施方式中，带轮比为3.75：1。应该理解的是，在其他实施方式中，带43和带轮41、42可以不配置有齿，带43通过摩擦与带轮41、42接合。转子47可旋转地接收在由发电机基座46限定的孔284中。发电机50包括布置在转子47外围或环形壁286内的定子48。定子可以不可旋转地固定到发电机基座46，转子47可相对于定子48绕旋转轴线280旋转。在一个实施方式中，链滑轮21(或输入端)具有第一旋转速度，并且发电机50(例如转子47或输出端)具有第二旋转速度，其中，发电机传动装置提供第一和第二旋转速度之间的比率，该比率在20:1和50:1之间并包括20:1和50:1。在一个实施方式中，发电机50的上带轮21和转子47之间的传动装置的总齿轮比优选是33.75:1(例如，总齿轮比＝(齿轮比1)*(齿轮比2)*(带轮比3)＝3*3*3.75＝33.75:1，意味着转子47的旋转速度将比上带轮21的旋转速度大33.75倍。应该理解的是，该比率可以通过改变正齿轮37和小齿轮38、338；正齿轮39、339和小齿轮40；以及第一带轮41和第二带轮42之间的任何齿轮比而变化。

在一个实施方式中，如图30至图33中所示，发电机传动装置250包括离合器290，当链滑轮21在第一旋转方向上旋转使得发电机50被启动时(意味着转子47相对于定子48旋转)时，该离合器可驱动地连接链滑轮21和发电机50(特别是转子47)。当链滑轮21在第二旋转方向上旋转使得发电机50被停用(意味着转子47没有相对于定子48旋转)时，离合器290将链滑轮21和发电机50断开。在一个实施方式中，离合器290布置在正齿轮339与小齿轮338之间。应该理解的是，离合器290也可以布置在任何共轴安装的部件之间，包括例如链滑轮21与正齿轮37之间或小齿轮40与带轮41之间。在其他实施方式中，离合器可以布置在非共轴安装的部件之间，例如相邻带轮之间的滑移界面。在离合器的一个实施方式中，小齿轮338限定驱动构件，该驱动构件由轴44可旋转地支撑。应该理解的是，驱动构件可以是正齿轮。在任何一种情况下，离合器290都布置或安装在驱动构件(即小齿轮338)与从动构件(即正齿轮339)之间。以这种方式，离合器290提供驱动构件与从动构件之间的单向旋转接合。在一个实施方式中，离合器290包括至少一个弹簧指292，优选多个弹簧指(示出为两个)。在一个实施方式中，从动构件或齿轮或带轮可以包括具有至少一个凹入部296的轮毂294，该凹入部296的数量(例如，2个)优选与弹簧指292的数量对应，但该数量可以不同。在一个实施方式中，与正齿轮339模内成型的弹簧指292可以配置为悬臂板弹簧，其具有从正齿轮339的腹板延伸并终止于接合端304的曲臂302。当臂302处于非偏压位置时(即没有预加载)，接合端304从从动齿轮或正齿轮339的内轴承表面306径向向内定位。通过将端部304径向向外移动，直到该端部与小齿轮338的轮毂294或轴杆的外轴承表面310接合，就可以对臂302进行预加载。形成有凹入部296，并且该凹入部径向向内延伸，形成轴承表面310。在一个实施方式中，凹入部包括：倾斜表面298，其从轴承表面310向内缩减并与之相交；以及止档表面300，其从朝向轴承表面310并与该轴承表面相交的倾斜表面298延伸并与该倾斜表面相交。在一个实施方式中，止档表面300与轴承表面310的切线及其相交处基本正交，但是其他角度也是合适的。由于预加载的作用，臂302将接合端304偏压成接合凹入部296(特别是与表面298和300)。当小齿轮338相对于正齿轮339沿一个方向旋转时，臂302及其端部304将最终与止动表面300接合，因为臂被径向向内偏压，此后在链滑轮21沿一个旋转方向(即踩踏方向)旋转时，驱动从动齿轮或正齿轮339与驱动齿轮338。当使用者倒蹬脚踏板时，链条4和链滑轮21在相反的旋转方向上旋转，当臂302被偏压而脱离接合，臂302的两端相继并间歇地沿倾斜表面298向外滑动，此后沿轴承表面310，使得驱动齿轮或小齿轮338不会使从动齿轮或正齿轮339旋转。以此方式，当链滑轮21在第一旋转方向上旋转时，弹簧指292或曲臂302被偏向成与凹入部296和止档表面300接合，并当链滑轮21在第二旋转方向上旋转时，弹簧指292或曲臂302被倾斜表面298和轴承表面310偏压成与凹入部296脱离接合，从而使发电机50停用或不旋转。

参考图14、图15和图31，带张紧器320可以联接到保持架组件，并可操作成调整带43的张力。带张紧器320包括：第一紧固件51或第一发电机螺钉，其与形成在外保持架24上的第一凸台24a螺纹接合；以及第二紧固件52或第二发电机螺钉，其与形成在外保持架24上的第二凸台24b螺纹接合。第一紧固件51穿过发电机基座46中的开口，并且第二紧固件52穿过与发电机基座46的边缘重叠的垫圈53。带张紧器320进一步包括带张力调整构件54，该带张力调整构件在外保持架24与发电机50(特别是基座46)之间发挥作用。在一个实施方式中，调整构件54可以配置为紧定螺钉，该紧定螺钉被螺纹地接收在形成于外保持架24中的凸台24b中。调整构件54的端部322与发电机基座46(例如，其边缘)邻接。在操作中，为了调整带43的张力，紧固件51、52略微松动。然后，调整构件54可以被致动(例如通过螺纹接合上凸台24b)，使得调整构件54推到发电机基座46的边缘上，对抗带43的偏压力或张力。基座46可以绕紧固件51略微旋转，在带43中产生更多的张力。当达到所需的带张力时，紧固件51、52可以被拧紧，从而将带张力固定在所需的水平。调整构件54可以设置有防松动装置(例如尼龙贴片)，以防止调整构件54随时间推移而松动。

参考图15和图19，多根发电机导线49(示出为三根)从发电机的定子48延伸。发电机导线49与发电机印刷电路板(发电机PCB)55电连接，该发电机印刷电路板安装到壳体200。在一个实施方式中，发电机PCB 55利用螺钉56固设到外保持架24，但是PCB 55可以利用粘合剂、卡扣件或其他合适的紧固件固设。PCB 55可以另选地固设到盖23。

参考图15、图16和图19，主印刷电路板(主PCB)57借助第一安装螺钉80和第二马达支架安装螺钉78相对于壳体200(例如盖23)固定。参考图16，主印刷电路板57包括各种电子部件(包括但不限于能量存储装置57d)，这些电子部件在一个实施方式中配置为超级电容器、马达驱动器57f、编码器57e、开关57b、LED 57c、多个弹簧针(pogo pin)57a和微控制器402。参考图15，主PCB 57的弹簧针57a与发电机PCB 55电接触。能量存储装置57d(例如超级电容器)也与保持架组件9联接并可移动，特别是固设到主PCB 57。发电机50产生能量，该能量传递到能量存储装置57d并存储在其中。在一个实施方式中，能量存储装置57d包括至少一个电容器(示出为两个超级电容器)。在其他实施方式中，能量存储装置可以包括一个或多个电池(例如可充电电池)。

参考图4、图8和图15，功能按钮19借助按钮保持器59与壳体200(尤其是盖23)联接。弹性密封件58布置在按钮保持器59与盖23或壳体200的表面之间。当使用者按压功能按钮19时，该按钮19致动主印刷电路板57的开关57b。在其他功能中，功能按钮19可以用于将变速器180与其他系统部件(例如，可远程地位于车把上的换档器)进行无线配对。LED透镜20可以是透明透镜，其固定在盖23或保持架24(即壳体200)的孔中。LED透镜20定位成使得主印刷电路板57的LED 57c穿过透镜20发光，并对使用者可见。LED 57c可以用于指示系统的状态。例如且不限于，在将变速器180与其他系统部件(如换档器)进行无线配对时使用LED 57c。LED 57c也可以用于指示其他系统状态(例如，电池寿命)。

马达和换档驱动系统：

图17和图18描绘了马达支架组件79，该马达支架组件包括马达60，该马达与保持架组件9联接并可在相反的第一和第二方向上移动。马达60可操作成相对于基座5和框架2在相反的第一和第二方向上(例如内侧和外侧的横向方向)移动保持架组件9。换档驱动系统330联接在马达60与连杆机构186之间，其中换档驱动系统包括始于马达60的输入端以及联接到连杆机构186的输出端。

马达60(例如直流电机)包括固定到输出轴杆334的第一驱动小齿轮65，该第一驱动小齿轮限定换档驱动系统的输入。马达60借助至少一个紧固件62(例如一对螺钉)固定到马达支架61。第一驱动轴63的一端被接收在马达支架61的孔中。第一驱动正齿轮66与第二驱动小齿轮67共轴固定，第二驱动小齿轮67具有多个齿(例如二十个(20))，并且第一驱动正齿轮66和第二驱动小齿轮67一起绕第一驱动轴63旋转。第一驱动小齿轮65具有多个齿(例如，十二(12))，这些齿绕小齿轮的外围周向间隔开，与绕第一驱动正齿轮66的外围周向间隔开的多个齿(例如，四八(48))接合，提供4：1的齿轮比。具有多个齿(例如，38个)的编码器齿轮71具有圆柱形的凹口，编码器磁体72被接收在其中。编码器磁体72相对于编码器齿轮71固定。编码器齿轮71具有长的、圆柱形的端部，该端部可旋转地接收在马达支架61中的孔中。编码器齿轮71与第一驱动正齿轮66接合，并被保持夹73轴向保持。参考图19，马达支架组件79利用一个或多个紧固件(例如，第一马达支架安装螺钉77和第二马达支架安装螺钉78)固定到盖23或外保持架24(即壳体200)。编码器磁体72与主印刷电路板57的编码器57e相邻定位。电线将马达60与主PCB 57电连接。

参考图19，换档驱动系统330包括借助从盖23突出并由螺钉75保持的两个定位销76相对于壳体200定位的齿轮支撑板74。齿轮支撑板74支撑前述的第一驱动轴63的端部。第二驱动轴64的第一端被接收在盖23中的开口中，第二端由齿轮支撑板74支撑。第二驱动正齿轮68与第三驱动小齿轮共轴固定，这两个齿轮作为单元绕第二驱动轴64一起旋转。第二驱动正齿轮68具有多个齿(如48个)，这些齿与第二驱动小齿轮67上的多个齿(如20个)接合，提供2.4:1的齿轮比。具有多个齿(如42)的第三正齿轮70与具有多个齿(如18)的第三驱动小齿轮接合，提供2.33:1的齿轮比。在一个实施方式中，换档驱动系统具有4*2.4*2.33＝22.4:1的总体齿轮比，但是其他齿轮比可能是合适的。

参考图19、图20和图24，换档驱动系统330具有输出端，该输出端的第二旋转速度小于输入端或马达60和轴杆334的由总体齿轮比确定的第一旋转速度。在一个实施方式中，输出端配置为导螺杆81，该导螺杆共轴地固定到第三正齿轮70。导螺杆81可在第一和第二相反的旋转方向上旋转，并可与曲柄臂92螺纹接合。曲柄臂92可在相反的第一和第二轴向方向上移动，以响应导螺杆81在相反的第一和第二旋转方向上的旋转。如下文进一步解释的，曲柄臂92与连杆机构186联接。在一个实施方式中，导螺杆81沿其长度方向具有部分螺纹。导螺杆轴承83被接收在形成于盖23或壳体200中的凹口中。可调整轴承84以螺纹方式被接收在可移动构件盖93中，该可移动构件盖利用紧固件(示出为三个螺钉94)固定到可移动构件8。导螺杆81在第一端附近由导螺杆轴承83径向支撑，并在第二端由可调整轴承84径向支撑。导螺杆81的轴向推力载荷在第一方向上被接收在外保持架24中的凹口中的推力元件82反作用，并在第二方向上被可调整轴承84的表面反作用。可调节轴承84可以拧入可移动构件盖93中，以基本消除导螺杆81的任何轴向“游隙”。优选的是，可调整轴承84在其螺纹部分上包括尼龙锁定元件，以防止它在被设定到所需位置中后移动。

参考图7以及图20至图22，保持架轴杆85利用紧固件(例如六个螺钉86)固定到盖23和壳体200。另选地，保持架轴杆85可以通过包覆成型工艺或其他手段固定到盖23。参考图22，保持架轴杆85具有两个键控特征85a，这两个从保持架轴杆85的内径径向向内突出。保持架轴杆85可旋转地接收在与轴线B共轴的可移动构件8中的孔中，并借助保持环87轴向地保持到可移动构件8。推力垫圈88布置在保持环87与可移动构件8的表面之间。另选地，推力垫圈88可以被不同厚度的垫片所取代，这些垫片可以用来基本消除保持架轴杆85与可移动构件8之间的任何轴向游隙。

参考图20、图21和图23，导螺母91具有螺纹内径以及第一端91b，该第一端具有球形形状。键槽91a形成为沿导螺母91的外径的长度的槽。导螺母91的螺纹与导螺杆81的螺纹接合，并且保持架形轴杆85的键控特征85a可滑动地接收在导螺母91的键槽91a中。键和键槽布置防止导螺母91相对于保持架轴杆85旋转。因此，导螺杆81的旋转导致导螺母91沿轴线B的平移。

参考图20至图21、图25、图26以及图27，曲柄臂92具有圆柱形凹口92a、第一孔92b和第二孔92c。曲柄臂92在第二孔92c处可旋转地连接到第四销18。导螺母91的球形端部91b与曲柄臂92的圆柱形凹口92a接合。曲柄臂92包括狭槽92d，该狭槽切穿圆柱形凹口92a，并为导螺母91和导螺杆81的细长圆柱形部分提供间隙。因此，导螺母91与曲柄臂92之间的接触维持在导螺母91的球形部分91b与曲柄臂92的圆柱形凹口92a之间，在一个实施方式中，优选仅在这些部件之间接触。

参考图26至图29，第四销18穿过驱动元件99的孔99d。在一个实施方式中，驱动元件99可以借助紧定螺钉100固定到第四销18，该紧定螺钉100与驱动元件99的螺纹孔99e可螺纹地接合，并与形成在第四销18上的平坦表面18a接合。驱动销97被接收在曲柄臂92的孔92b中，并借助紧定螺钉104固定到曲柄臂92。驱动销97延伸到驱动元件99的凹口99a中。保护弹簧套筒96是相对于第四销18共轴定位的圆柱形套筒。保护弹簧95是扭转弹簧，其与保护弹簧套筒96共轴定位。保护弹簧95的第一端与曲柄臂92接合，并且保护弹簧95的第二端与驱动元件99的表面99c接合。保护弹簧95沿顺时针方向绕图20中所示的轴线(C)将驱动元件99的表面99b偏压成抵靠驱动销97。

参考图27至图29，外连杆6利用紧固件(例如紧定螺钉101)固定到第四销18，该紧固件与第四销18上形成的平坦部18b接合。

参考图29，紧固件102(例如螺钉)与第四销18的端部可螺纹接合。在驱动元件99与布置在驱动元件99的凹口99a中的驱动销97接合之前，保护弹簧95处于“自由”或释放的状态。工具(如螺钉起子)可以与紧固件102接合(例如，通过将工具插入螺钉中)，此后致动成绕轴线(C)逆时针(如图所示)旋转第四销18。由于第四销18固定到驱动元件99，因此驱动元件(99)与销18一起旋转。驱动元件99的表面99c偏压或推动保护弹簧95的端部，从而将保护弹簧95从“自由”或释放状态加载或卷起到预加载状态。此后，驱动销97可以滑动成与驱动元件99的凹口99a接合。工具可以被移除，保护弹簧95的偏压力绕轴线(C)顺时针将驱动元件99的表面99b偏压成抵靠驱动销97。

参考图20，保持架弹簧90形成为扭转弹簧，其第一端布置在形成于可移动构件8中的凹口中并与之接合。弹簧90的第二端与盖23接合，并布置在盖23中的凹口中。保持架弹簧90布置成在如图1中所示的顺时针方向上绕轴线(B)对保持架组件9进行旋转偏压，以拉近链条4中的任何松弛。

再次参考图20，离合器弹簧89被示出为具有多个线圈，例如在一个实施方式中具有七个线圈。多个第一线圈的内径(例如，约五个第一线圈)围绕可移动构件8的圆柱形表面卷绕。多个第二线圈(或单个辅助线圈)的内径围绕保持架轴杆85的圆柱形表面卷绕，多个第一线圈比多个第二(或辅助)线圈大。因为有更多的线圈围绕可移动构件8卷绕，所以保持架轴杆85与可移动构件8之间的任何相对旋转都可能导致离合器弹簧89与保持架轴杆85之间的滑动，而可移动构件8和离合器弹簧89仍然彼此固定。离合器弹簧89卷绕成使得当保持架轴杆85与保持架组件9一起绕轴线(B)沿逆时针方向旋转时，保持架轴杆85抵靠离合器弹簧89滑动产生的拖拽导致离合器弹簧89的线圈紧密抵靠保持架轴杆85的圆柱形表面，这起到增加摩擦和抑制保持架组件9旋转的作用。当保持架轴杆85和保持架组件9一起绕轴线(B)沿顺时针方向旋转时，保持架轴杆85抵靠离合器弹簧89产生的拖拽导致离合器弹簧89的线圈松动抵靠保持架轴杆85的圆柱形表面，这起到了减少摩擦并允许保持架组件9更容易旋转的作用。离合器弹簧89的作用对抗保持架组件9的绕轴线(B)的不期望的逆时针旋转，这可以允许链条4变得松弛，例如当自行车在粗糙的地形上行驶时。

操作：

参考图1、图2和图4，当骑乘者踩踏自行车时，链条4顺时针(参考图1)驱动链盘3，并导致后轮旋转。因为链条4也与上链滑轮21接合，所以上链滑轮21被逆时针(参考图1)驱动。参考图10至图13，上链滑轮21的旋转引起带轮轴杆35旋转。因此，非旋转地固定到带轮轴杆35的第一发电机正齿轮37也旋转。参考图13，传动装置250将旋转动力提供成从第一发电机正齿轮37抵达第一发电机小齿轮38，抵达第二发电机正齿轮39，抵达第二发电机小齿轮40，经由带43抵达第一发电机带轮41，抵达第二发电机带轮42，抵达发电机50的转子47。转子47相对于定子48的旋转产生电能。参考图15和图16，产生的电能经由发电机50的导线49流向发电机PCB 55，此后经由弹簧针57a流入主PCB 57中，在主PCB 57中存储在存储装置57d(例如超级电容器或电池)中。此后，该存储装置可以向马达60供电，以实现各种换档动作。应该理解的是，存储装置57d可以向其他电气装置和附件(包括那些位于变速器远处的电气装置和附件，例如且不限于轮速传感器、链盘速度传感器、功率计、灯、前变速器、可调座椅柱和/或其他类型的自行车附件)供电，或者可以向马达和此类辅助装置供电。在电气装置和附件位于远离存储装置位置的实施方式中，电力可以借助各种电连接器(例如导线)进行传递。在其他实施方式中，能量存储装置也可以位于远离变速器的位置，例如，能量存储装置安装在框架2或自行车部件的另一部分上，并且利用电连接器(例如导线)结合到发电机。

应当注意，带轮41、42与带43的对接使得比同等的正齿轮和小齿轮对接的噪音更小。通常，旋转速度相对较慢的齿轮不会产生可能令骑乘者反感的噪音，而每分钟高转速(RPM)旋转的齿轮可以产生可能令骑乘者反感的高调噪音。因此，在一个实施方式中，当角速率相对较低，(即接近上带轮21的角速率)时，传动装置可以使用齿轮对接，而当带轮的角速率相对较高时(即接近转子47的角速率)，可以使用带轮带对接。

为了请求换档，骑乘者操作车把上的换档器的开关。换档器可以发射出无线信号。该无线信号由主PCB 57上的天线和无线电接收。主印刷电路板57处理该信号，并且控制器提供电力，该电力从电力存储装置57d(例如，超级电容器)传递到马达60。参考图17和图19，始于马达60或换档驱动系统的输入端的机械动力从第一驱动小齿轮65传递到第一驱动正齿轮66，传递到第二驱动小齿轮67，传递到第二驱动正齿轮68，传递到第三驱动小齿轮，传递到第三驱动正齿轮70，传递到导螺杆81或输出端。

在骑乘者要求换档到链盘3的更大的链轮或轮齿的情况下，电源向马达60供电，马达60的旋转方向使得通过包括驱动小齿轮和正齿轮65-70的换档驱动系统沿第一旋转方向驱动第三驱动正齿轮70和导螺杆81。导螺母91与导螺杆螺纹接合，但导螺母91无法相对于保持架轴杆85旋转。因此，参考图20的取向，导螺母91沿轴线(B)在向上的方向上轴向移动。导螺母91的球形端部91b驱动曲柄臂92绕第四销18的轴线(C)逆时针移动。参考图28和图29，驱动销97与驱动元件99的表面99b接合，从而使驱动元件99绕第四销18的轴线(C)逆时针旋转。由于驱动元件99固定到第四销18，因此第四销18也逆时针旋转。由于第四销18还固定到外连杆6，因此外连杆6也绕轴线(C)逆时针旋转，沿自行车的内侧方向驱动连杆机构186，连杆机构186沿内侧方向驱动可移动构件8和保持架组件9。由于链条4与保持架组件9的上链滑轮21接合，因此链条4也在内侧方向上被驱动，使得链条4移位到链盘3的更大的链轮或轮齿。

在骑乘者要求换档到链盘3的较小链轮或轮齿的情况下，电源向马达60供电，马达60的旋转方向使得，通过包括驱动小齿轮和正齿轮65至70的换档驱动系统在第二旋转方向上驱动第三驱动正齿轮70和导螺杆81，驱动导螺母91沿轴线(B)在向下方向上轴向移动。导螺母91的球形端部91b绕第四销18的轴线(C)顺时针(图21中)驱动曲柄臂92。曲柄臂92绕第四销18的轴线(C)顺时针驱动保护弹簧95。保护弹簧95绕第四销18的轴线(C)顺时针驱动驱动元件99。由于驱动元件99固定到第四销18，因此第四销18也顺时针旋转。由于第四销18固定到外连杆6，因此外连杆6也绕轴线(C)顺时针旋转，沿自行车的外侧方向驱动平行四边形连杆机构186，连杆机构186沿外侧方向驱动可移动构件8和保持架组件9。由于链条4与保持架组件9的上链滑轮21接合，因此链条4也在外侧方向上被驱动，使得链条4偏移到链盘3的更小的链轮或轮齿。

参考图16、图17和图19，主印刷电路板57上的编码器57e与编码器磁体(72)一起用于提供可移动构件8、保持架组件9和链滑轮21的位置反馈。编码器齿轮71与第一驱动正齿轮66接合。当第一驱动正齿轮66旋转时，齿轮66使编码器齿轮71与编码器磁体72一起绕编码器齿轮71的轴线旋转。因此，编码器磁体72相对于编码器57e旋转。编码器57e输出指示编码器磁体72相对于编码器57e的角位置的信号。在换档操作中，编码器磁体72进行多次完整的回转。主印刷电路板57上的控制器对编码器磁体72进行完整回转的次数进行计数。知道了编码器磁体72旋转的次数及其相对于编码器57e的当前角位置，控制器就可以计算出可移动构件8相对于自行车框架2(并扩展到链盘3)的当前位置。预先确定的换档表具有多个值，其中每个值均对应于变速器180的档位。当编码器磁体72在换档操作期间旋转时，对应于可移动构件8的当前位置的值与表中的目标值进行比较，控制器能够或可操作成确定可移动构件8何时达到其目标位置(即骑乘者选择的齿轮)。

为了使系统在由编码器57e输出的角位置的值与可移动构件8的物理位置之间建立已知的关系，可以进行归位例程(homing routine)。在该例程中，变速器180将曲柄臂92定位在参考位置，并将编码器57e指示的相应角位置设定为参考值。参考图20，导螺母91被向下驱动，这驱动曲柄臂92绕轴线(C)顺时针旋转，直到曲柄臂92与可移动构件盖93之间的接触防止曲柄臂92进一步顺时针旋转。这是参考位置，其代表变速器可以移动到的最远的外侧位置。由编码器57e输出的相应位置值被确立为参考值。在一个实施方式中，当组装起变速器180时，在工厂进行该归位例程，但该例程也可以在变速器180安装在自行车上后进行。即使当可移动构件8被物理地防止移动时(即当骑乘者不进行踩踏并且链条4的存在防止可移动构件8的移动时)，也可以进行归位例程。例如，在可移动构件8被物理地防止移动的情况下，外连杆6、第四销18和驱动元件99也将被防止移动。然而，曲柄臂92仍然可以通过卷绕保护弹簧95而顺时针旋转到图20中所示的位置。因此，即使可移动构件8的移动被阻止，曲柄臂92也可以被驱动到其参考位置，并且可以进行归位操作。

保护弹簧95及其相关部分在撞击过程中也起到安全离合器的作用。如果可移动构件8或外连杆6受到外力的作用，该外力沿内侧方向推动可移动构件8，则驱动元件99将绕轴线(C)沿逆时针方向被驱动。如果外力超过了保护弹簧95的预加载，则驱动元件99将卷绕保护弹簧95，防止过大的力传递到导螺母91。当外力被移除时，保护弹簧95将退绕到之前的位置。

控制系统和发电机输入/整流：

参考图34，示意图示出了发电机50、马达60和换档驱动系统330的控制系统的一个实施方式。如上所述，链滑轮21使发电机50旋转，从而在发电机50内的每组线圈上产生交流(AC)电压。线圈连接到由二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6形成的整流电路400，该整流电路将电压整流为直流电(DC)。发电机50可以配置为永磁无刷型发电机，该发电机具有多组(例如三组)内部连接的线圈(优选呈星形配置)，但也可以采用三角形配置(deltaconfiguration)。发电机50也可以由任何数量的线圈构建，只要这些线圈连接到产生直流电压的整流电路400。发电机50也可以是有刷型的，其以机械方式产生直流电压。电容器C3和C4结合到电路中，以便与能量存储装置57d(例如存储电容器C1和C2)形成更好的阻抗匹配。

相位感应：

二极管D7、D8和电阻器R9、R10用于感应发电机50的速度和方向，该速度和方向可以用于确定链滑轮21的速度和旋转方向，因而确定链条4的速度和旋转方向。存储器包含关于链盘3的每个链轮或轮齿的齿数的信息。如上所解释的，编码器57e提供信号，使得控制器(例如微控制器402)知道当前索引什么齿轮。微控制器402编程有关于链盒上的齿数的信息。如果自行车安装了不只一个链环，则在改变前链环时，前链环换档系统将当前选择的链环传送给后变速器180。利用所有这些信息，后变速器180上的控制器402知道自行车行驶的速度以及骑乘者转动曲柄的速度。自行车速度和节奏信息可以用于进行自动换档算法，该算法使齿轮比保持在对骑乘者优选的比率。每个二极管-电阻器对的二极管阳极与微控制器402上的信号输入连接，并借助上拉电阻器与数字电压电源Vdd连接。当二极管D7或D8的单个相位电压下降到VDD以下时，二极管将传导到大地，并向微控制器402登记低信号。当相位电压超过VDD时，二极管将不进行传导，并且到达微控制器402的信号将经由R9或R10被钳制到VDD。如果发电机50顺时针或逆时针(如图35A和图35B中所示)旋动，则每个相位的脉冲顺序均是不同的，并且频率的任何改变都是基于发电机50转动得多快，因此也是基于骑乘者踩踏得多快。这些顺序可以由微控制器402通过计时次序来识别。如果脉冲群对应于正向或反向踩踏，则微控制器402可以修改充电行为，例如，在向后踩踏时，可能希望禁止充电，或停用发电机(例如利用离合器)，以减少链条4中的松弛，这种松弛可能导致链条与链轮脱离。可能希望只允许超过一定的骑乘步幅进行充电，和/或可能希望在不踩踏时始终启用充电，以减少链条的松垂等。确定旋转方向的一种方式是查看微控制器402读取的两个相邻发电机线圈的脉冲。L2和L3信号的相位相隔120度(时间)，接着是240度，当发电机50以恒定速度旋动时，这个顺序会重复。脉冲的次序指示方向。例如，L2信号之后120度，然后L3信号之后240度，并且另一个L2信号可能指示向前踩踏(图35A)，其中L3信号之后120度，然后L2信号之后240度，之后另一个L3信号则指示反向踩踏(图35B)。在现实中，实际的发电机速度不可能是绝对恒定的，但是，因为曲柄每转一圈，发电机50就会旋转许多次，所以分析L2、L3顺序的相对间隔将是有效的。

电荷控制：

参考图34，P沟道mosfet Q2将来自发电机50的整流电压与存储装置57d(例如，电容器C1和C2)连接和断开以进行充电。电阻器R6、R7、R8与n沟道mosfets Q3和Q4允许微控制器402用数字输出控制Q2的开/关状态，同时，如果C1、C2上的电压太低，无法为微控制器402供电，也可将Q2设定为默认状态。微控制器402借助由R11和R12形成的分压器将电容器(C1、C2)的电荷状态感应为电压。当达到电容器的最大电荷状态时，微控制器402将Q2关闭，当电容器的电荷状态低于某个阈值时，将Q2开启。微控制器402可以用脉冲宽度调制或另一种可变占空比调制方案快速开启和关闭Q2，以调节有效电荷率，减少链滑轮的扭矩。Q2开关调制的比例控制可以由微控制器实施，使得存储电容器(C1、C2)的低电荷状态将导致Q2以或接近100％的电荷率开启，但接近最大电容器变化的电荷状态可能以非常低的电荷率开启。电荷信号的调制允许在不充电到充电之间平滑过渡，从而防止使用者感受到陡然的扭矩变化。作为微控制器402在完全充电时关闭Q2的冗余，如果电容器的电荷状态超过某个阈值电压，则电压感应集成电路(IC)408也可以停用Q2。电压监控器停用Q2的阈值电压优选比微控制器402停止充电的电压高一些小余量。如果集成电路或微控制器402发出停用充电的信号，则无论其他控制信号的状态如何，Q2将关闭。冗余电荷控制对于微控制器402无法发挥电荷控制功能的情况(例如在微控制器的固件更新期间)有用。电容器的额外冗余过电压保护可选地由集成电路(IC)U4提供，该集成电路可以是LM317型并联稳压器。该集成电路感应电容器电压，如果超过安全电压阈值，则开启Q1，将电容器短路到大地，这将使电容器放电，直到电容器电压低于安全阈值。电容器(C1、C2)优选是电化学双层(ELDC)型，也被称为超级电容器。示意图示出了两个串联的电容器(C1，C2)，但可以使用任何数量的串联电容器。串联的电容器数量应与马达60的优选操作电压以及发电机50的开路电压相匹配。电容器57d也可以以多个并联串联的方式布置，以达到不同的电压和电容值。电容器(C1，C2)可以是其他类型，如陶瓷、电解、钽或未来的电容器技术。也可以由可充电的电池(如锂离子电池或锂聚合物电池或一些未来的电池技术)发挥电容器(C1，C2)的功能。电阻器R1和R2的功能是随着时间的推移平衡两个电容器之间的电荷，使一个电容器与另一个电容器相比不会产生过量的电荷。

卷绕编码器：

在配置有由导螺杆81致动的连杆机构186的变速器180的一个实施方式中，编码器57e可能需要计数感应元件(例如径向磁化磁体(diametrically magnetized magnet))的转数。这种转数计数可由编码器57e或由微控制器402进行，记录编码器何时卷绕超过其最大值。连杆机构186的绝对位置是通过将变速器移动到可能行程的一端并检测马达60的失速状态来确定的。理想情况下，这种运动极限检测在制造过程中只进行一次，因此，编码器系统必须在装置的电源周期之间存储完整的旋转卷绕数。在一个实施方式中，变速器180的特征是具有不可移除的电源57d(电容器(C1，C2))，意味着电源不会突然断开。

参考图36，当自行车不被骑乘时，由于内部泄漏、平衡电阻和微控制器402的小功率要求，电容器电压可能缓慢下降，并且可能下降到0。当电容器57d的电压逼近阈值电压(例如3.5V)，或为略高于为编码器57e供电所需的最低电压(例如3.3V)的电压时，微控制器402可能将当前卷绕计数保存到存储器。如图36中所示，当电容器57d的电压由于自行车被踩踏而再次开始增加时，微控制器将在电压达到第一阈值电压(例如1.8V)时开启，编码器将在电压达到第二阈值电压3.3V时开启，而在高于变速器保存最后一次卷绕计数的电压但低于微控制器402允许换档发生的阈值电压(例如4.2V)的某个电压阈值(例如3.7V)，微控制器402将读取当前编码器位置并加上最后已知的卷绕计数以重建对变速器绝对位置的知识。超过换档阈值电压(例如，4.2V)，可以发生换档。

参考图34，可以包括电压调节器410，以提供低于电容器57d的电压的电压源，供应微控制器402、编码器57e、马达控制器和电路中的其他IC。电压调节器410可以结合到微控制器402或其他IC之一，其则向电路中的其他部件供应较低的电压。电压调节器410优选是切换降压型，但也可以是线性型或降压升压型。如果电容器电压不超过微控制器或其他IC的最大额定值，则可以省略电压调节器410。

开关SW1连接到微控制器402的数字输入，以向系统提供使用者输入(例如无线配对功能)。更多或更少的开关可以用于各种使用者输入。

可以提供可选的LED D9、D10和D11以向使用者指示关于变速器180的情况(例如配对状态或电容器电荷的状态)。这些可以被省略。LED可以配置成以各种颜色照明。

马达驱动器57f借助适当的控制信号或控制信号集(例如模拟控制信号、诸如I2C、SPI、UART之类的数字控制信号)与微控制器402可操作地连接，或者可以借助脉冲宽度调制的数字信号进行控制。

微控制器402可以包括一般处理器、数字信号处理器、特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路、其组合或其他现在已知或以后开发的处理器。该处理器可以是单一装置或装置的组合，例如通过共享或并行处理。

存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器。该存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、电子可擦除程序只读存储器(EEPROM)或其他类型的存储器中的一个或多个。该存储器可以从变速器180移除，例如安全数字(SD)存储卡。在一个特定的非限制性、示例性的实施方式中，计算机可读介质可以包括诸如存储卡之类的固态存储器或其他容纳一个或多个非易失性只读存储器的封装。此外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其他易失性可重写存储器。此外，计算机可读介质可以包括磁光或光学介质，如磁盘或磁带或其他存储装置。因此，本公开被认为包括计算机可读介质及其他等同物和后续介质中的任何一种或多种，其中可以存储数据或指令。

存储器可以是非暂时性计算机可读介质，并且可以描述为单一介质。然而，术语“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质(例如集中式或分布式存储器结构)和/或可操作成存储一组或多组指令和其他数据的相关缓存。术语“计算机可读介质”也应包括能够存储、编码或携带一组指令以供处理器执行的任何介质或者使计算机系统进行本文所公开的任何一个或多个方法或操作的任何介质。

在另选实施方式中，可以构建专用的硬件实施(例如特定应用集成电路、可编程逻辑阵列和其他硬件装置)，以实施本文中所述的一个或多个方法。可以包括各实施方式的设备和系统的应用可以广泛包括各种电子和计算机系统。本文中所述的一个或多个实施方式可以利用相关控制和数据信号使用两个或更多个特定的互连的硬件模块或装置来实施功能(这些控制和数据信号可以在模块之间并借助模块进行通信)，或作为特定应用集成电路的一部分实施功能。因此，本系统包括软件、固件和硬件实施。

通信接口提供从变速器到自行车的另一部件或外部装置(如移动电话或其他计算装置)及其间的数据和/或信号通信。通信接口使用任何可操作的连接来传送数据。可操作的连接可以是其中信号、物理通信和/或逻辑通信可以被发送和/或接收的连接。可操作的连接可以包括物理接口、电气接口和/或数据接口。通信接口可以配置成无线通信，并因此包括一个或多个天线。通信接口提供任何现在已知或以后开发格式的无线通信。尽管本说明书描述了可以参考特定标准和协议在特定实施方式中实施的部件和功能，但本发明并不限于此类标准和协议。例如，互联网和其他分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)代表了技术现状的实施例。这些标准定期被具有基本相同功能的更快或更有效的等同物所取代。也可以或另选地使用

和或ANT+^TM标准。因此，具有与本文中公开的标准和协议相同或相似功能的替换标准和协议被认为是其等同物。

通信接口配置成向自行车部件(如前变速箱和/或变速器180)发送和/或从其接收数据(如控制信号和/或命令)。该部件通信接口使用任何可操作的连接来传送数据。可操作的连接可以是其中信号、物理通信和/或逻辑通信可以被发送和/或接收的连接。可操作的连接可以包括物理接口、电气接口和/或数据接口。通信接口可以提供任何现在已知或以后开发的格式的无线通信。尽管本说明书描述了可以参考特定标准和协议在特定实施方式中实施的部件和功能，但本发明并不限于此类标准和协议。例如，互联网和其他分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)代表了技术现状的实施例。这些标准定期被具有基本相同功能的更快或更有效的等同物所取代。因此，具有与本文中公开的标准和协议相同或相似功能的替换标准和协议被认为是其等同物。

根据本公开的各种实施方式，本文中所述的方法可以用可由计算机系统(例如微控制器和电路)执行的软件程序来实施。此外，在示例性的、非限制性的实施方式中，实施可以包括分布式处理、部件/对象分布式处理和并行处理。另选地，可以构建虚拟计算机系统处理以实施本文中所述的一个或多个方法或功能。

计算机程序(也被为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)编写，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立的程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在文件的保存其他程序或数据的部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专门用于有关程序的单一文件中，或存储在多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以部署成在一台计算机或上多台计算机上执行，这些计算机位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连。

本说明书中描述的过程和逻辑流可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器进行，以通过对输入数据进行操作并产生输出来发挥功能。这些过程和逻辑流也可以由特殊用途的逻辑电路进行，并且设备也可以实施为特殊用途的逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(特定应用集成电路)。

如本申请中使用的，术语“电路”是指以下所有内容：(a)纯硬件的电路实施(例如仅在模拟和/或数字电路中的实施)；和(b)电路和软件(和/或固件)的组合，例如(如适用)：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器)、软件和存储器的一部分，它们一起工作以使设备(例如移动电话或服务器)发挥各种功能)；和(c)电路，例如微处理器或微处理器的一部分，它们需要软件或固件来操作，即使该软件或固件不是物理存在的。

“电路”的此定义适用于本申请中该术语的所有使用(包括在任何权利要求中)。作为进一步的实施例，如在本申请中使用的，术语“电路”也将涵盖仅仅是一个处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及它(或它们)附带的软件和/或固件以及其他电子部件的实施。术语“电路”也将涵盖(例如并且如果适用于特定的权利要求要素)用于移动计算装置的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络装置或其他网络装置中的相似集成电路。

适合执行计算机程序的处理器包括例如通用和特殊用途的微处理器以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般而言，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本要素是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储装置。一般而言，计算机还包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁片、磁光盘或光盘)，或可操作地联接成从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁片、磁光盘或光盘)接收数据或将数据传输到这些装置或者这两者。然而，计算机不需要具有这样的装置。此外，计算机可以嵌入到另一装置中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器或功率计系统(仅举几例)。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储装置该存储装置例如包括半导体存储装置，如EPROM、EEPROM和闪存装置；磁盘，如内部硬盘或可换式磁盘；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由特殊用途的逻辑电路补充，或结合在特殊用途的逻辑电路中。

本文中描述的实施方式的图示旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些图示并不意图作为利用本文中所述结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。本领域的技术人员在审阅本公开时，可能会发现许多其他的实施方式。其他的实施方式可以利用本公开和从本公开衍生出来，使得在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。此外，图示仅仅是代表性的，可能没有按比例绘制。图示中的某些比例可能被夸大，而其他比例可能被最小化。因此，本公开和图应被视为说明性而非限制性的。

虽然本说明书包含许多具体内容，但这些内容不应被理解为对本发明的范围或可能主张权利的内容的限制，而应被理解为对本发明的具体实施方式的具体特征的描述。本说明书中在单独的实施方式背景下描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实施。反之，在单个实施方式背景下描述的各个特征也可以在多个实施方式中单独实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管上文可以将特征描述为在某些组合中起作用，甚至最初也是这样主张权利的，但在某些情况下，可以从所主张权利的组合中删除该组合的一个或多个特征，并且所主张权利的组合可以涉及子组合或子组合的变更。

类似地，虽然在附图中描绘的以及本文中描述的操作和/或行为是以特定的次序进行的，但这不应被理解为要求以所示的特定次序或按顺序进行这些操作，或进行所有说明的操作，以实现希望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中各种系统部件的分离不应理解为在所有实施方式中都需要这样的分离，并且应该理解任何描述的程序部件和系统通常可以在单个软件产品中集成在一起，或者打包成多个软件产品。

本公开的一个或多个实施方式在本文中可以单独和/或集体地以术语“发明”来提及，这仅仅是为了方便，而不意图自愿地将本申请的范围限制于任何特定的发明或发明概念。此外，尽管本文已经图示并描述了具体的实施方式，但应该理解的是，任何旨在实现相同或相似目的的后续布置都可以取代所示的具体实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何和所有后续的调整或变更。对于本领域的技术人员来说，在审阅本描述后，以上实施方式的组合以及本文未具体描述的其他实施方式是显而易见的。

提供本公开的摘要是为了遵守37C.F.R.§1.72(b)，并且在理解本摘要不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义的情况下递交本摘要。此外，在前述详细描述中，为了简化本公开的目的，各种特征可以被组合在一起或在单个实施方式中描述。本公开不应解释为反映出所主张权利的实施方式需要比每项权利要求中明确叙述的更多的特征的意图。相反，正如所附权利要求所反映的那样，创造性的主题可以涉及少于任何公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求被结合到详细描述中，每项权利要求作为限定单独主张权利的主题而独立存在。

理应将上述详细描述视为说明性的而非限制性的，并且理解所附权利要求包括所有等同物是为了限定本发明的范围。权利要求不应被理解为局限于所描述的次序或要素，除非为此而说明。因此，在所附权利要求及其等同物的范围和精神内的所有实施方式都作为本发明而被主张权利。

尽管已经为说明目的描述了实施方式，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，各种变型、添加和替换是可能的。因此，理应将以上描述视为说明性的而不是限制性的，并且理解所有等同物和/或实施方式和实施例的组合都理应包括在本描述中。

尽管本文已经根据本公开的教导描述了某些部分、部件、特征以及操作和使用方法，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了本公开的教导的所有实施方式，这些实施方式公平地落入允许的等同物的范围内。

Claims

1.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件能够安装到自行车框架；

保持架组件，所述保持架组件以可移动的方式联接到所述基座构件，其中所述保持架组件能够相对于所述基座构件在相反的第一方向和第二方向上移动；以及

马达，所述马达联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起在所述相反的第一方向和第二方向上移动，其中所述马达能够操作以将所述保持架组件在所述相反的第一方向和第二方向上移动。

2.根据权利要求1所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括可移动构件，所述可移动构件利用连杆机构以可移动的方式联接到所述基座构件，其中所述保持架组件以可旋转的方式联接到所述可移动构件。

3.根据权利要求2所述的自行车变速器，其中，所述连杆机构包括在所述基座构件与所述可移动构件之间延伸的第一连杆和第二连杆，其中所述基座构件、所述第一连杆和第二连杆以及所述可移动构件限定四杆连杆机构。

4.根据权利要求2所述的自行车变速器，其中，所述保持架组件以能够绕横向延伸的轴线旋转的方式联接到所述可移动构件。

5.根据权利要求1所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括发电机系统，该发电机系统联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动，其中所述发电机系统向所述马达供电。

6.根据权利要求5所述的自行车变速器，其中，所述发电机系统包括发电机以及能量存储装置，其中所述发电机产生的能量存储在所述能量存储装置中，并且其中所述马达电联接到所述能量存储装置并由所述能量存储装置供电。

7.根据权利要求6所述的自行车变速器，其中，所述能量存储装置包括至少一个电容器。

8.根据权利要求6所述的自行车变速器，其中，所述保持架组件包括壳体，并且其中所述发电机系统包括与所述发电机联接的发电机驱动系统，其中所述发电机驱动系统包括链滑轮，该链滑轮以能够绕第一旋转轴旋转的方式联接到所述壳体。

9.根据权利要求8所述的自行车变速器，其中，所述发电机驱动系统包括以可操作的方式联接在所述链滑轮与所述发电机之间的发电机传动装置。

10.根据权利要求9所述的自行车变速器，其中，所述链滑轮具有第一旋转速度，并且所述发电机具有第二旋转速度，其中所述发电机传动装置提供的所述第一旋转速度和第二旋转速度之间的比率在20：1与50：1之间并包括20：1和50：1。

11.根据权利要求9所述的自行车变速器，其中，所述发电机传动装置包括：至少第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮分别以能够绕第二旋转轴线和第三旋转轴线旋转的方式联接到所述壳体；以及带，所述带与所述第一带轮和第二带轮接合，其中所述第一带轮和第二带轮的带轮比大于1。

12.根据权利要求11所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括带张紧器，所述带张紧器联接到所述壳体并且能够操作以调整所述带的张力。

13.根据权利要求11所述的自行车变速器，其中，所述发电机传动装置进一步包括：第一正齿轮，所述第一正齿轮固定到所述链滑轮并且能够与所述链滑轮一起绕所述第一旋转轴线旋转；第一小齿轮，所述第一小齿轮由所述第一正齿轮啮合并且能够绕与所述第一旋转轴线间隔开的第四旋转轴线旋转；第二正齿轮，所述第二正齿轮固定到所述第一小齿轮并且能够与所述第一小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转；以及第二小齿轮，所述第二小齿轮由所述第二正齿轮啮合并且能够绕与所述第四旋转轴线间隔开的所述第二旋转轴线旋转，其中所述第一带轮固定到所述第二小齿轮并且能够与所述第二小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转，其中所述发电机包括转子，所述转子固定到所述第二带轮并且能够与所述第二带轮一起绕所述第三旋转轴线旋转。

14.根据权利要求9所述的自行车变速器，其中，所述发电机传动装置包括：限定第二旋转轴线的驱动构件；以及包括与所述驱动构件共轴安装的离合器的齿轮，其中所述离合器提供所述驱动构件与所述齿轮之间的单向旋转接合，其中所述齿轮能够与所述驱动构件一起在所述驱动构件的第一旋转方向上旋转，并且其中所述驱动构件能够相对于所述齿轮在所述驱动构件的第二旋转方向上旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。

15.根据权利要求2所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括联接在所述马达与所述连杆机构之间的换档驱动系统，其中，所述换档驱动系统包括始于所述马达的输入端和联接到所述连杆机构的输出端。

16.根据权利要求15所述的自行车变速器，其中，所述输出端包括能够在相反的第一和第二旋转方向上旋转的导螺杆，其中所述导螺杆能够与曲柄臂进行螺纹接合，其中所述曲柄臂能够响应于所述导螺杆在所述相反的第一和第二旋转方向上的旋转而在相反的第一和第二轴向方向上移动，并且其中所述曲柄臂联接到所述连杆机构。

17.根据权利要求15所述的自行车变速器，其中，所述输入端具有第一旋转速度，并且其中所述输出端具有第二旋转速度，其中所述第一旋转速度大于所述第二旋转速度。

18.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件能够安装到自行车框架；

保持架组件，所述保持架组件以可移动的方式联接到所述基座构件；以及

发电机系统，所述发电机系统联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动，其中所述发电机系统包括发电机以及发电机驱动系统，其中所述发电机驱动系统包括以能够绕第一旋转轴线旋转的方式联接到所述保持架组件的链滑轮以及以可操作的方式联接在所述链滑轮和所述发电机之间的发电机传动装置。

19.根据权利要求18所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括能量存储装置，所述能量存储装置联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动，其中所述发电机产生的能量存储在所述能量存储装置中。

20.根据权利要求19所述的自行车变速器，其中，所述能量存储装置包括至少一个电容器。

21.根据权利要求18所述的自行车变速器，其中，所述链滑轮具有第一旋转速度，并且所述发电机具有第二旋转速度，其中所述发电机传动装置提供的所述第一旋转速度和第二旋转速度之间的比率在20：1与50：1之间并包括20：1和50：1。

22.根据权利要求18所述的自行车变速器，其中，所述保持架组件包括壳体，并且其中所述发电机传动装置包括：至少第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮分别以能够绕第二旋转轴线和第三旋转轴线旋转的方式联接到所述壳体；以及带，所述带与所述第一带轮和第二带轮接合，其中所述第一带轮和第二带轮的带轮比大于1。

23.根据权利要求22所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括带张紧器，所述带张紧器联接到所述保持架组件并且能够操作以调整所述带的张力。

24.根据权利要求22所述的自行车变速器，其中，所述发电机传动装置进一步包括：第一正齿轮，所述第一正齿轮固定到所述链滑轮并且能够与所述链滑轮一起绕所述第一旋转轴线能旋转；第一小齿轮，所述第一小齿轮由所述第一正齿轮啮合并且能够绕与所述第一旋转轴线间隔开的第四旋转轴线旋转；第二正齿轮，所述第二正齿轮固定到所述第一小齿轮并且能够与所述第一小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转；以及第二小齿轮，所述第二小齿轮由所述第二正齿轮啮合并且能够绕与所述第四旋转轴线间隔开的所述第二旋转轴线旋转，其中所述第一带轮固定到所述第二小齿轮并且能够与所述第二小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转，其中所述发电机包括转子，所述转子固定到所述第二带轮并且能够与所述第二带轮一起绕所述第三旋转轴线旋转。

25.根据权利要求18所述的自行车变速器，其中，所述发电机传动装置包括：限定第二旋转轴线的驱动构件；以及包括与所述驱动构件共轴安装的离合器的齿轮，其中所述离合器提供所述驱动构件与所述齿轮之间的单向旋转接合，其中所述齿轮能够与所述驱动构件一起在所述驱动构件的第一旋转方向上旋转，并且其中所述驱动构件能够相对于所述齿轮在所述驱动构件的第二旋转方向上旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。

26.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件能够安装到自行车框架；

发电机系统，所述发电机系统联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动，其中所述发电机系统包括发电机以及发电机驱动系统，其中所述发电机驱动系统包括离合器和能够绕第一旋转轴线在相反的第一旋转方向和第二旋转方向上旋转的链滑轮，其中当所述链滑轮在所述第一旋转方向上旋转时，所述离合器以可驱动的方式连接所述链滑轮和所述发电机，使得所述发电机被启动，并且其中当所述链滑轮在所述第二旋转方向上旋转时，所述离合器断开所述链滑轮和所述发电机的连接，使得所述发电机被停用。

27.根据权利要求26所述的自行车变速器，其中，所述发电机驱动系统包括：驱动构件，所述驱动构件以能够绕与所述第一旋转轴线间隔开的第二旋转轴线旋转的方式安装到所述保持架组件；以及齿轮，所述齿轮能够绕所述第二旋转轴线旋转，其中所述离合器安装在所述齿轮与所述驱动构件之间。

28.根据权利要求27所述的自行车变速器，其中，所述离合器包括至少一个弹簧指，其中所述齿轮包括至少一个凹入部，其中当所述链滑轮在所述第一旋转方向上旋转时，所述弹簧被偏压成与所述凹入部接合，并且其中当所述链滑轮在所述第二旋转方向上旋转时，所述弹簧指被偏压成与所述凹入部脱离接合。

29.一种自行车变速器，所述自行车变速器包括：

基座构件，所述基座构件能够安装到自行车框架；

发电机系统，所述发电机系统联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动，其中所述发电机系统包括发电机以及发电机驱动系统，其中所述发电机驱动系统包括：链滑轮，所述链滑轮能够绕第一旋转轴线旋转；至少第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮能够分别绕第二旋转轴线和第三旋转轴线旋转；以及带，所述带与所述第一带轮和第二带轮接合，其中所述第一带轮和第二带轮的带轮比大于1。

30.根据权利要求29所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括带张紧器，所述带张紧器联接到所述保持架组件并且能操作以调整所述带的张力。

31.根据权利要求29所述的自行车变速器，其中，所述发电机驱动系统进一步包括：第一正齿轮，所述第一正齿轮固定到所述链滑轮并且能够与所述链滑轮一起绕所述第一旋转轴线旋转；第一小齿轮，所述第一小齿轮由所述第一正齿轮啮合并且能够绕与所述第一旋转轴线间隔开的第四旋转轴线旋转；第二正齿轮，所述第二正齿轮固定到所述第一小齿轮并且能够与所述第一小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转；以及第二小齿轮，所述第二小齿轮由所述第二正齿轮啮合并且能够绕与所述第四旋转轴线间隔开的所述第二旋转轴线旋转，其中所述第一带轮固定到所述第二小齿轮并且能够与所述第二小齿轮一起绕所述第四旋转轴线旋转。

32.根据权利要求31所述的自行车变速器，其中，所述发电机包括固定到所述第二带轮并且能够与所述第二带轮一起绕所述第三旋转轴线旋转的转子。

33.根据权利要求31所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括联接到所述保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动的能量存储装置，其中所述发电机产生的能量存储在所述能量存储装置中。

34.根据权利要求33所述的自行车变速器，其中，所述能量存储装置包括至少一个电容器。

35.根据权利要求33所述的自行车变速器，所述自行车变速器进一步包括联接到保持架组件并且能够与所述保持架组件一起移动的马达，其中所述马达电联接到所述能量存储装置并且由所述能量存储装置供电。