CN204821977U - 自动变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自行车技术领域，尤其是涉及一种自动变速装置。该自动变速装置，包括拉线、拨链器、驱动机构、传感器和控制器；所述拉线一端连接所述驱动机构的输出端，另一端连接所述拨链器；所述驱动机构和所述传感器分别与所述控制器电连接；所述传感器用于监测脚踏曲柄的动作频率值，并发送所述动作频率值至所述控制器；所述控制器依据所述动作频率值对应生成相应档位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构；所述驱动机构执行所述动作指令，通过所述拉线驱使所述拨链器调整至相应档位的角度。本实用新型的目的在于提供一种自动变速装置，通过控制器控制驱动机构，令拉线改变拨链器的角度，以使自行车的车速自动变速至最佳状态。

Description

自动变速装置

技术领域

本实用新型涉及自行车技术领域，尤其是涉及一种自动变速装置。

背景技术

自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿轮盘的大小和后齿轮盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿轮盘越大，后齿轮盘越小时，脚蹬时越感到费力。前齿轮盘越小，后齿轮盘越大时，脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力，即可通过调整前、后齿轮盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。

图1为现有的变速装置的结构示意图；参见图1所示，现有的自行车，其变速装置的变速方式是手动拨动变速手柄1’，进而改变拉线2’的长度来改变拨链器3’角度，进而改变链条4’在齿轮盘5’上的位置，即相对于自行车后轮的方向将链条4’在齿轮盘5’上向里或向外推，以调整脚踏板带动的前齿轮盘与后齿轮盘之间的传动比；所述齿轮盘5’为多片塔式齿轮盘。

现有变速装置的有如下缺点：

第一，通常由骑行者根据经验进行变速，未经过训练的骑行者对变速挡位的选择缺乏合理性，对包括前拨链器、后拨链器的拨链器的相互作用力不了解，容易造成踩踏效率低下、变速装置损坏和运动损伤；

第二、变速手柄、拉线、拨链器的质量差异及技术人员的经验技术参差导致变速装置调节繁琐，且很难调整到最佳状态，容易造成链条及齿轮盘磨损加快、变档不顺畅和跳档等故障；

第三、不同品牌、不同挡位之间的变速手柄和拨链器无法兼容，导致升级成本高；例如8档的变速手柄无法与9档的拨链器协同工作；更换片数更多的塔式齿轮盘必须同时更换相应的变速手柄及拨链器才能达到增加挡位的升级目的。

综上，现有的变速装置的变速依赖人员的技术和经验，易造成踩踏效率低下、变速装置损坏和人员运动损伤等问题。

因此，针对上述问题急需提供一种新的自动变速装置，使自行车的车速自动变速至最佳状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动变速装置，通过控制器控制驱动机构，令拉线改变拨链器的角度，以使自行车的车速自动变速至最佳状态。

本实用新型提供了一种自动变速装置，包括拉线和拨链器，还包括驱动机构、传感器和控制器；

所述拉线一端连接所述驱动机构的输出端，另一端连接所述拨链器；

所述驱动机构和所述传感器分别与所述控制器电连接；

所述传感器用于监测脚踏曲柄的动作频率值，并发送所述动作频率值至所述控制器；

所述控制器发送指令至所述驱动机构，通过所述拉线驱使所述拨链器调整至相应挡位的角度。

进一步地，所述自动变速装置包括盒体，所述控制器和所述驱动机构安装在所述盒体内，所述盒体与车架固定连接。

进一步地，所述驱动机构包括电机，所述电机的转轴可驱使所述拉线。

进一步地，所述驱动机构还包括减速机构，所述电机的转轴与所述减速机构的输入轴连接，所述减速机构的输出轴与所述拉线连接。

进一步地，所述自动变速装置还包括与所述控制器电连接的变速手柄；所述变速手柄用于发出变速指令至所述控制器。

进一步地，所述变速手柄与所述控制器通过无线连接。

进一步地，所述变速手柄包括显示模块，所述显示模块与所述控制器电连接。

进一步地，所述控制器包括无线模块，用于与移动终端通讯；

所述移动终端用于发出变速指令至所述控制器。

进一步地，所述电机包括第一电机和第二电机，所述拉线包括第一拉线和第二拉线，所述拨链器包括前拨链器和后拨链器；

所述第一电机的转轴可驱使所述第一拉线，令所述前拨链器调整角度；

所述第二电机的转轴可驱使所述第二拉线，令所述后拨链器调整角度。

进一步地，所述传感器为霍尔传感器。

本实用新型提供的自动变速装置，通过所述传感器监测脚踏曲柄的动作频率值，并将该值发送给所述控制器；所述控制器预设有不同动作频率值的范围区间，依据所述控制器传输的动作频率值位于的动作频率值的范围区间，对应生成该范围区间所对应挡位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构；所述驱动机构接收并执行所述动作指令，令所述驱动机构的输出端驱动所述拉线，进而令所述拨链器调整至相应挡位的角度，从而改变链条在齿轮盘上的位置，进而调整了前齿轮盘与后齿轮盘之间的传动比，实现了自动变速；该自动变速不需要经过人为干涉，避免了依赖人员的技术和经验进行变速，也避免了不同品牌、不同挡位之间的变速手柄和拨链器无法兼容而导致的升级成本比较高的问题；初学者不再因为没有掌握相关经验而造成踩踏效率低下、变速装置损坏和人员运动损伤等问题，可使没有经验和技术的人享受变速骑自行车的乐趣。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为现有的变速装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动变速装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的自动变速装置的盒体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的自动变速装置的原理图；

附图标记：

1’-变速手柄；2’-拉线；3’-拨链器；

4’-链条；5’-齿轮盘；

1-变速手柄；2-拉线；3-拨链器；

4-链条；5-齿轮盘；6-驱动机构；

61-电机；611-第一电机；612-第二电机；

7-盒体；8-控制器；81-电池；

9-传感器。

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“中心”、“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“第一”、“第二”、“第三”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。

实施例一

参见图2-图4所示，本实施例提供了一种自动变速装置。图2为本实施例提供的自动变速装置的结构示意图；图3为所述自动变速装置的盒体的结构示意图，其中未显示上盖；图4为所述自动变速装置的原理图；为了更加清楚的显示结构，图1、图2所示车轮、车架等自行车部分用虚线表示，图中所示的剖面线并非表达剖面线，而是为更清楚的显示变速手柄。

参见图2-图4所示，本实施例提供的自动变速装置，包括拉线2和拨链器3，还包括驱动机构6、传感器9和控制器8；

所述拉线2一端连接所述驱动机构6的输出端，另一端连接所述拨链器3；所述拉线的材质为铁、不锈钢、合金，或者其他材质；

所述驱动机构6和所述传感器9分别与所述控制器8电连接；

所述传感器9用于监测脚踏曲柄的动作频率值，并发送所述动作频率值至所述控制器8；

所述控制器8依据所述动作频率值对应生成相应挡位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构6；

所述驱动机构6执行所述动作指令，通过所述拉线2驱使所述拨链器3调整至相应挡位的角度。

所述控制器8预设有不同动作频率值的范围区间，不同动作频率值的范围区间对应不同挡位的所述动作指令；例如，所述动作频率值有九个挡位的范围区间，所述九个挡位的范围区间分别对应九个不同的动作指令，每个动作指令对应调整一个拨链器3的角度；即所述动作频率值的九个挡位的范围区间，对应调整所述拨链器3的九个挡位；所述拨链器3的九个挡位可以为调整前拨链器，也可以为调整后拨链器，还可以为同时调整前后拨链器。

本实施例中通过所述传感器9监测脚踏曲柄的动作频率值，并将该值发送给所述控制器8；所述控制器8预设有不同动作频率值的范围区间，依据所述控制器8传输的动作频率值位于的动作频率值的范围区间，对应生成该范围区间所对应挡位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构6；所述驱动机构6接收并执行所述动作指令，令所述驱动机构6的输出端驱动所述拉线2，进而令所述拨链器3调整至相应挡位的角度，从而改变链条4在齿轮盘5(所述齿轮盘为多片塔式齿轮盘)上的挡位位置，进而调整了前齿轮盘与后齿轮盘之间的传动比，实现了自动变速；该自动变速不需要经过人为干涉，避免了依赖人员的技术和经验进行变速，也避免了不同品牌、不同挡位之间的变速手柄和拨链器无法兼容而导致的升级成本比较高的问题；初学者不再因为没有掌握相关经验而造成踩踏效率低下、变速装置损坏和人员运动损伤等问题，可使没有经验和技术的人享受变速骑自行车的乐趣。

现有技术中，脚踏曲柄的动作频率(也即踏频)与自行车传动比的相关性已经有完善的理论支撑，据此进行的自动变速可以为骑行者提供合理有效的挡位，避免变速装置损坏及运动伤害。

本实施例中所述自动变速装置的所述控制器可以预置市面可见的大多数塔式飞轮(即后齿轮盘)、拨链器的数据，并可通过电脑、手机等设备进行逐档可视微调，对安装调试人员的技术要求大大降低，用户可对照说明书自行完成安装、调整；所述控制器还可兼容市面可购买到的大部分拨链器及塔式飞轮，为用户将来可能的升级提供了便利，降低了成本(仅需更换塔式飞轮)，并可通过软件升级提升所述自动变速装置的兼容性；所述自动变速装置以脚踏曲柄的动作频率、地形坡度、骑行者体力状况等变量为调整依据的，可由手机或电脑进行调试的，可用遥控装置进行干预；所述自动变速装置可直接安装在现有大多数变速自行车上而无需改变车辆本身，包括山地自行车、公路自行车、长途旅行自行车、躺式自行车等车型。

具体而言，参见图3所示，所述自动变速装置包括盒体7，所述控制器8和所述驱动机构6安装在所述盒体7内，所述盒体7与车架(图中未标注)固定连接。通过所述盒体7，以便将所述自动变速装置模块化、集成化，便于所述自动变速装置的生产、组装，以及安装。

优选地，所述盒体7安装在所述车架的斜梁上，以便于所述驱动机构6通过所述拉线2驱使所述拨链器3改变角度。

所述驱动机构6包括电机61，所述电机61的转轴可驱使所述拉线2。所述电机61位于所述盒体7内；所述电机61的转轴可直接驱使所述拉线2，令所述拉线2缠绕在所述电机61的转轴上，或者从所述电机61的转轴上释放所述拉线2；所述电机61的转轴还可间接驱使所述拉线2，例如所述电机61的转轴通过齿轮组驱动绞盘机构，所述绞盘机构可收纳所述拉线2，即所述拉线2可缠绕在所述绞盘机构上。

所述驱动机构6还包括减速机构(属于现有技术，图中未显示)，所述电机61的转轴与所述减速机构的输入轴连接，所述减速机构的输出轴与所述拉线2连接。所述减速机构位于所述盒体7内；通过所述减速机构，一方面避免了所述电机61的转速过快，导致所述拉线2驱动所述拨链器3调整的速度过快而损伤所述拨链器3；另一方面，所述驱动机构6可以驱使所述拨链器3进行微调，大大降低了对安装调试人员的技术要求。

优选地，所述减速机构为减速齿轮组。

参见图2-图4所示，本实施例又一可选方案中，所述自动变速装置还包括与所述控制器8电连接的变速手柄1；所述变速手柄1用于发出变速指令至所述控制器8，所述控制器8依据所述变速指令对应生成相应挡位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构6。通过所述变速手柄1，便于有技术、经验的骑行者对变速装置进行手动调节，增加了骑行者对变速装置变速的选择性。

所述控制器8预设有不同的变速指令，以对应生成不同挡位的所述动作指令；例如，所述变速指令为七个，分别对应七个不同的动作指令，每个动作指令对应调整一个拨链器的角度；所述拨链器的七个挡位可以为调整前拨链器，也可以为调整后拨链器，还可以为同时调整前、后拨链器；优选地，变速指令包括第一变速指令和第二变速指令，通过所述变速手柄1发出所述第一变速指令对应控制前拨链器，通过所述变速手柄1发出所述第二变速指令对应控制后拨链器。

所述变速手柄1与所述控制器8可以通过有线连接，也可以通过无线连接；优选地，所述变速手柄1与所述控制器8通过无线连接，以避免因电线没有固定牢固而影响骑自行车。

所述变速手柄1包括显示模块(属于现有技术，图中未显示)，所述显示模块与所述控制器8电连接。以便通过所述显示模块显示脚踏曲柄的动作频率值，和/或拨链器3所处的挡位，和/或显示骑自行车的车速(所述车速可由传感器直接感应而获得，也可由所述控制器根据脚踏曲柄的动作频率值计算而获得)，和/或其他信息(如：温度)。

本实施例又一可选方案中，所述控制器8包括无线模块(属于现有技术，图中未显示)，用于与移动终端(属于现有技术，图中未显示)通讯；以便通过手机、手表等移动终端控制所述控制器8，和/或通过所述控制器8显示车速、脚踏曲柄的动作频率值等信息。

所述移动终端用于发出变速指令至所述控制器8，所述控制器8依据所述变速指令对应生成相应挡位的动作指令，并发送所述动作指令至所述驱动机构6。所述移动终端发出的变速指令，作用、过程与所述变速手柄1发出的变速指令相同，在此不作赘述。

本实施例中所述传感器9可以为红外传感器、霍尔传感器、陀螺仪等，优选地，所述传感器9为霍尔传感器；所述传感器9可以固定于车架上，也可以固定于曲柄链轮上，或者固定于其他便于监测脚踏曲柄的动作频率值的地方。

所述控制器8包括电池81，所述电池81与所述控制器8电连接；便于供电给所述控制器8以及驱动机构6；优选地，所述电池81为充电电池。

实施例二

实施例二提供了一种自动变速装置，该实施例是在实施例一的基础上对电机进一步改进的另一技术方案，实施例一所公开的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的技术特征不再重复描述。

参见图2-图4所示，所述电机61包括第一电机611和第二电机612，所述拉线2包括第一拉线(属于现有技术，图中未显示)和第二拉线(属于现有技术，图中未显示)，所述拨链器3包括前拨链器(属于现有技术，图中未显示)和后拨链器(属于现有技术，图中未显示)；通过设置所述前拨链器和所述后拨链器，以对应前齿轮盘和后齿轮盘均可以调速的自行车；

所述第一电机611的转轴可驱使所述第一拉线，令所述前拨链器调整角度，从而改变链条4在前齿轮盘上的挡位，进而调整了前齿轮盘与后齿轮盘之间的传动比，实现了自动变速；

所述第二电机612的转轴可驱使所述第二拉线，令所述后拨链器调整角度，从而改变链条4在后齿轮盘上的挡位，进而调整了前齿轮盘与后齿轮盘之间的传动比，实现了自动变速。

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。

Claims (10)

1.一种自动变速装置，包括拉线和拨链器，其特征在于，还包括驱动机构、传感器和控制器；

所述拉线一端连接所述驱动机构的输出端，另一端连接所述拨链器；

所述驱动机构和所述传感器分别与所述控制器电连接；

所述传感器用于监测脚踏曲柄的动作频率值，并发送所述动作频率值至所述控制器；

所述控制器发送指令至所述驱动机构，通过所述拉线驱使所述拨链器调整至相应挡位的角度。

2.根据权利要求1所述的自动变速装置，其特征在于，包括盒体，所述控制器和所述驱动机构安装在所述盒体内，所述盒体与车架固定连接。

3.根据权利要求2所述的自动变速装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机，所述电机的转轴可驱使所述拉线。

4.根据权利要求3所述的自动变速装置，其特征在于，所述驱动机构还包括减速机构，所述电机的转轴与所述减速机构的输入轴连接，所述减速机构的输出轴与所述拉线连接。

5.根据权利要求4所述的自动变速装置，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的变速手柄；所述变速手柄用于发出变速指令至所述控制器。

6.根据权利要求5所述的自动变速装置，其特征在于，所述变速手柄与所述控制器通过无线连接。

7.根据权利要求5所述的自动变速装置，其特征在于，所述变速手柄包括显示模块，所述显示模块与所述控制器电连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自动变速装置，其特征在于，所述控制器包括无线模块，用于与移动终端通讯；

所述移动终端用于发出变速指令至所述控制器。

9.根据权利要求3所述的自动变速装置，其特征在于，所述电机包括第一电机和第二电机，所述拉线包括第一拉线和第二拉线，所述拨链器包括前拨链器和后拨链器；

所述第一电机的转轴可驱使所述第一拉线，令所述前拨链器调整角度；

所述第二电机的转轴可驱使所述第二拉线，令所述后拨链器调整角度。

10.根据权利要求1所述的自动变速装置，其特征在于，所述传感器为霍尔传感器。