TW201718329A - 自行車之傳動系統 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種自行車之傳動系統，其包含支撐本體、傳動感測模組、驅動模組、電源模組及控制模組。支撐本體可拆卸地懸設於自行車之後輪組件。傳動感測模組設置於自行車之傳動組件，傳動感測模組感測傳動組件之轉動，以產生複數個傳動轉動訊號。驅動模組包含致動單元及驅動單元，致動單元可拆卸地設置於支撐本體，致動單元具有複數個驅動軸件；複數個驅動單元分別設置於各驅動軸件，複數個驅動單元可轉動地接觸於後輪組件。電源模組可拆卸地設置於支撐本體，並電性連接於驅動模組及傳動感測模組。控制模組可拆卸地設置於支撐本體，並電性連接傳動感測模組、致動單元及電源模組，在控制模組接收複數個傳動轉動訊號時，控制模組則以模糊邏輯計算出驅動訊號，並傳送驅動訊號至致動單元，以使致動單元據以驅使複數個驅動軸件帶動複數個驅動單元轉動，而使複數個驅動單元施予後輪組件之驅動力。

Description

自行車之傳動系統

本發明是有關於一種傳動系統，特別是有關於一種可提供自行車額外動力之自行車之傳動系統。

自行車始終是人們所喜愛的交通工具之一。近年來，由於提倡樂活、環保與健康的生活，導致自行車的詢問率日益遽增，自行車不僅能夠成為上班上課的代步工具，減少二氧化碳的排放量，更能夠達成運動紓壓的效果。大部分的自行車因地形、距離或速度的因素，造成騎乘會耗費太多體力。

綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種自行車之傳動系統，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種自行車之傳動系統，以解決習知技術所存在之問題。

根據本發明之目的，提出一種自行車之傳動系統，其包含支撐本體、傳動感測模組、驅動模組、電源模組及控制模組。支撐本體 可拆卸地懸設於自行車之後輪組件。傳動感測模組設置於自行車之傳動組件，傳動感測模組感測傳動組件之轉動，以產生複數個傳動轉動訊號。驅動模組包含致動單元及驅動單元，致動單元可拆卸地設置於支撐本體，致動單元具有複數個驅動軸件；複數個驅動單元分別設置於各驅動軸件，複數個驅動單元可轉動地接觸於後輪組件。電源模組可拆卸地設置於支撐本體，並電性連接於傳動感測模組、致動單元及傳動感測模組。控制模組可拆卸地設置於支撐本體，並電性連接傳動感測模組、驅動模組及電源模組，在控制模組接收複數個傳動轉動訊號時，控制模組則以模糊邏輯計算出驅動訊號，並傳送驅動訊號至驅動模組，以使致動單元據以驅複數個驅動軸件帶動複數個驅動單元轉動，而使複數個驅動單元施予後輪組件之驅動力。

較佳地，自行車之傳動系統更可包含轉速偵測模組，其設置於後輪組件之一側，並電性連接控制模組，在控制模組接收複數個傳動轉動訊號時，控制模組則據以控制轉速偵測模組偵測後輪組件之轉速，以產生複數個傳動轉速訊號。

較佳地，控制模組接收複數個傳動轉速訊號，並產生複數個傳動轉速值，在控制模組判斷其中一傳動轉速值大於預設轉速值時，控制模組則據以控制驅動模組停止施予後輪組件之驅動力。

較佳地，轉速偵測模組可為霍爾轉速感測器。

較佳地，傳動轉動訊號可包含扭力訊號及齒盤轉速訊號，且傳動感測模組可包含扭力感測單元及轉速感測單元。扭力感測單元設置於傳動組件之腳踏板，並電性連接控制模組，扭力感測單元感測腳踏板轉動之扭力，以產生複數個扭力訊號。轉速感測單元設置於傳動組件之傳動齒盤，並電性連接控制模組，轉速感測單元感測傳動齒盤轉動之 轉速，以產生複數個齒盤轉速訊號。其中，控制模組接收複數個扭力訊號與複數個齒盤轉速訊號，並以模糊邏輯計算出驅動訊號，且控制模組傳送驅動訊號至驅動模組，以使致動單元據以驅使複數個驅動單元施予後輪組件之驅動力。

較佳地，扭力感測單元可為扭力踏頻感測器。

較佳地，自行車之傳動系統更可包含煞車偵測模組，其設 置於自行車之至少一煞車組件，並電性連接控制模組，在煞車偵測模組偵測到至少一煞車組件之作動時，煞車偵測模組則據以產生煞車訊號，且控制模組接收煞車訊號，並據以控制驅動模組停止施予後輪組件之驅動力。

較佳地，在傳動感測模組感測傳動組件未轉動時，傳動感 測模組則產生停止轉動訊號，在控制模組控制驅動模組施予後輪組件之驅動力且控制模組接收停止轉動訊號時，控制模組則據以控制驅動模組停止施予後輪組件之驅動力。

承上所述，依本發明之自行車之傳動系統可藉由快拆式支 撐本體可拆卸地設置於自行車上，並利用傳動感測模組感測自行車之傳動組件之轉動，以經由控制模組控制驅動模組給予後輪組件一驅動力，進而提高騎乘自行車之便利性。

1‧‧‧自行車之傳動系統

10‧‧‧支撐本體

100‧‧‧殼體

11‧‧‧傳動感測模組

110‧‧‧傳動轉動訊號

111‧‧‧扭力感測單元

1110‧‧‧扭力訊號

112‧‧‧轉速感測單元

1120‧‧‧齒盤轉速訊號

113‧‧‧停止轉動訊號

12‧‧‧驅動模組

120‧‧‧驅動單元

121‧‧‧致動單元

121A‧‧‧驅動軸件

13‧‧‧電源模組

14‧‧‧控制模組

140‧‧‧傳動轉速值

141‧‧‧預設轉速值

142‧‧‧驅動訊號

15‧‧‧轉速偵測模組

150‧‧‧傳動轉速訊號

16‧‧‧煞車偵測模組

160‧‧‧煞車訊號

2‧‧‧自行車

20‧‧‧後輪組件

21‧‧‧傳動組件

210‧‧‧腳踏板

211‧‧‧傳動齒盤

22‧‧‧煞車組件

第1圖係為本發明之自行車之傳動系統之第一實施例之示意圖。

第2圖係為本發明之自行車之傳動系統之第一實施例之方塊圖。

第3圖係為本發明之自行車之傳動系統之第二實施例之示意圖。

第4圖係為本發明之自行車之傳動系統之第二實施例之方塊圖。

第5圖係為本發明之自行車之傳動系統之第三實施例之示意圖。

第6圖係為本發明之自行車之傳動系統之第三實施例之方塊圖。

第7圖係為本發明之自行車之傳動系統之第四實施例之示意圖。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之自行車之傳動系統之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖及第2圖，其分別為本發明之自行車之傳動系統之第一實施例之示意圖及方塊圖。如圖所示，自行車之傳動系統1包含支撐本體10、傳動感測模組11、驅動模組12、電源模組13及控制模組14。支撐本體10可拆卸地懸設於自行車2之後輪組件20。傳動感測模組11設置於自行車2之傳動組件21，傳動感測模組11感測傳動組件21之轉動，以產生複數個傳動轉動訊號110。驅動模組12包含致動單元121及驅動單元120，致動單元121可拆卸地設置於支撐本體10，致動單元121具有複數個驅動軸件121A；複數個驅動單元120分別設 置於各驅動軸件121A，複數個驅動單元120可轉動地接觸於後輪組件20。電源模組13可拆卸地設置於支撐本體10，並電性連接於傳動感測模組11、致動單元121及傳動感測模組11。控制模組14可拆卸地設置於支撐本體10，並電性連接傳動感測模組11、驅動模組12及電源模組13，在控制模組14接收複數個傳動轉動訊號110時，控制模組14則以模糊邏輯計算出驅動訊號142，並傳送驅動訊號142至致動單元121，以使致動單元121據以驅使複數個驅動軸件121A帶動複數個驅動單元120轉動，而使複數個驅動單元120施予後輪組件20之驅動力。

具體而言，本發明之自行車之傳動系統1可藉由快拆式支 撐本體1可拆卸地設置於自行車2上，並利用傳動感測模組11感測自行車2之傳動組件21之轉動，以經由控制模組14控制驅動模組12給予後輪組件20一驅動力，進而提高騎乘自行車之便利性。本發明之自行車之傳動系統1包含了支撐本體10、傳動感測模組11、驅動模組12、電源模組13及控制模組14。支撐本體10可為快拆式單管式後貨架，並可具有殼體100，用於容置驅動模組12、電源模組13及控制模組14。傳動感測模組11設置於自行車2之傳動組件21，用於感測傳動組件21之轉動，以產生複數個傳動轉動訊號110。驅動模組12可包含致動單元121及複數個驅動單元120，致動單元121可為無刷直流馬達，致動單元121具有複數個驅動軸件121A，用以連接複數個驅動單元120，並藉由驅動軸件121A驅使驅動單元120進行轉動，驅動單元120可為摩擦輪。而電源模組13可供給傳動系統1之各模組運作所需之電能，電源模組13可為可重複充放電之電池。控制模組14電性連接傳動感測模組11、驅動模組12及電源模組13，控制模組14可為微控制器。

因此，在騎乘者騎乘自行車2而驅使傳動組件21轉動時， 傳動感測模組11會感測到傳動組件21之轉動而產生複數個傳動轉動訊 號110。接著，控制模組14在接收到複數個傳動轉動訊號110後，會依據傳動轉動訊號110，以模糊邏輯計算出驅動自行車2的相關動力數據，而產生驅動訊號142，並且，將驅動訊號142傳送至致動單元121，以使致動單元經由複數個驅動軸件121A驅動複數個驅動單元120進行轉動，而施予後輪組件20額外的驅動力控制驅動模組12驅使複數個驅動單元120轉動，而施予後輪組件20之驅動力，進而給予自行車2額外的動力，而使騎乘者可以較省力的方式騎乘自行車2。

進一步而言，本發明之傳動感測模組11感測傳動組件21 朝正向而轉動時，會產生複數個傳動轉動訊號110，而使控制模組14據以控制致動單元121驅使複數個驅動單元120轉動，以施予後輪組件20之驅動力；而當傳動感測模組11感測傳動組件21朝反向而轉動(逆轉)時，則產生對應的逆轉訊號。此時，控制模組14依據逆轉訊號則不會驅使驅動模組12進行作動。

請參閱第3圖及第4圖，其分別為本發明之自行車之傳動系統之第二實施例之示意圖及方塊圖，並請一併參閱第1圖及第2圖。如圖所示，本實施例中之自行車之傳動系統與上述第一實施例之自行車之傳動系統所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，自行車之傳動系統1較佳更可包含轉速偵測模組15，其設置於後輪組件20之兩側，並電性連接控制模組14，在控制模組14接收複數個傳動轉動訊號110時，控制模組14則據以控制轉速偵測模組15偵測後輪組件20之轉速，以產生複數個傳動轉速訊號150。

進一步地，控制模組14接收複數個傳動轉速訊號150，並產生複數個傳動轉速值140，在控制模組14判斷其中一傳動轉速值140 大於預設轉速值141時，控制模組14則據以控制致動單元121停止施予後輪組件20之驅動力。

舉例而言，本發明之自行車之傳動系統1進一步還可設置 轉速偵測模組15，其可為霍爾轉速感測器，轉速偵測模組15可設置於後輪組件20之一側，用於偵測後輪組件20之轉速。因此，在騎乘者騎乘自行車2時，轉速偵測模組15可偵測後輪組件20之轉速，並產生複數個傳動轉速訊號150。接著，控制模組14會將複數個傳動轉速訊號150與預設轉速值141進行比對，當控制模組14判斷其中一傳動轉速值140大於預設轉速值141時，即表示騎乘者的騎乘時速超過預設的25km/hr，此時，控制模組14則據以控制致動單元121停止施予後輪組件20之驅動力，以避免騎乘者速度過快。

請參閱第5圖及第6圖，其分別為本發明之自行車之傳動 系統之第三實施例之示意圖及方塊圖，並請一併參閱第1圖至第4圖。 如圖所示，本實施例中之自行車之傳動系統與上述各實施例之自行車之傳動系統所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，傳動轉動訊號110可包含扭力訊號1110及齒盤轉速訊號1120，且傳動感測模組11可包含扭力感測單元111及轉速感測單元112。扭力感測單元111設置於傳動組件21之腳踏板210，並電性連接控制模組14，扭力感測單元111感測腳踏板210轉動之扭力，以產生複數個扭力訊號1110。轉速感測單元112設置於傳動組件21之傳動齒盤211，並電性連接控制模組14，轉速感測單元112感測傳動齒盤211轉動之轉速，以產生複數個齒盤轉速訊號1120。其中，控制模組14接收複數個扭力訊號1110與複數個齒盤轉速訊號1120，並以模糊邏輯計算出驅動訊號142，且控制模組14傳送驅動訊號142至驅動模組12，以使致動單元121據以驅使複數個驅動單元120施予後輪組件20 之驅動力。

具體而言，本發明之自行車之傳動系統1進一步還可設置 扭力訊號1110及齒盤轉速訊號1120，扭力感測單元111可為扭力踏頻感測器。扭力感測單元111可設置於傳動組件21之腳踏板210，用於感測騎乘者踩踏腳踏板210而轉動之扭力，轉速感測單元112可設置於傳動組件21之傳動齒盤211，並用於感測傳動齒盤211轉動之轉速。因此，當騎乘者騎乘自行車2時，扭力感測單元111會感測腳踏板210轉動之扭力而產生複數個扭力訊號1110，同時轉速感測單元112亦會感測傳動齒盤211轉動之轉速而產生複數個齒盤轉速訊號1120。接著，控制模組14會依據複數個扭力訊號1110與複數個齒盤轉速訊號1120，以模糊邏輯計算出驅動自行車2的相關動力數據，而產生驅動訊號142，並且，將驅動訊號142傳送至致動單元121，以使致動單元121據以經由複數個驅動軸件121A驅動複數個驅動單元120進行轉動，而施予後輪組件20額外的驅動力。

請參閱第7圖，其係為本發明之自行車之傳動系統之第四 實施例之示意圖。並請一併參閱第1圖至第6圖。如圖所示，本實施例中之自行車之傳動系統與上述各實施例之自行車之傳動系統所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，自行車之傳動系統1較佳更可包含煞車偵測模組16，其設置於自行車2之至少一煞車組件22，並電性連接控制模組14，在煞車偵測模組16偵測到至少一煞車組件2之作動時，煞車偵測模組16則據以產生煞車訊號160，且控制模組14接收煞車訊號160，並據以控制驅動模組12停止施予後輪組件20之驅動力。

具體而言，本發明之自行車之傳動系統1進一步還可於自 行車2之煞車組件22上設置煞車偵測模組16，用於偵測到煞車組件2之作動。因此，在騎乘者騎乘自行車2的過程中時，遇到需要煞車的情況而觸動煞車組件2時，煞車偵測模組16會偵測到煞車組件2之作動，而產生煞車訊號160。此時，控制模組14會依據煞車訊號160而控制驅動模組12停止施予後輪組件20之驅動力，避免騎乘者發生意外。

進一步而言，在傳動感測模組11感測傳動組件21未轉動 時，傳動感測模組11則產生停止轉動訊號113，在控制模組14控制驅動模組12施予後輪組件20之驅動力且控制模組14接收停止轉動訊號113時，控制模組14則據以控制驅動模組12停止施予後輪組件20之驅動力。也就是說，在騎乘者騎乘自行車2的過程中，若停止踩踏腳踏板210，而使得傳動組件21停止轉動，此時，傳動感測模組11進一步還可依據感測傳動組件21未轉動時，據以產生停止轉動訊號113，進而使控制模組14可據以控制驅動模組12停止施予後輪組件20之驅動力，以避免提供騎乘者過快的車速。

綜上所述，本發明之自行車之傳動系統1是設計一組可外 掛式的馬達驅動裝置，提供快拆式貨架承載主體，以無刷直流馬達連結摩擦輪，帶動後輪輪框產生前進的動力。此設計不僅可以快速在短時間內完成拆裝，更能在不改裝自行車的情形下，相容於市售大部分車型，相當簡易可以完成自行車升級為電動助力車。停車後可以輕易拆卸避免偷竊，帶至戶內充電。同時，本發明之自行車之傳動系統1添加了多項感測技術，其中包含：腳踏速度、車輪轉速及扭力感測器，透過感測器將類比訊號傳送至微控制器晶片統一接收，取得自行車的即時狀態，將各種數據透過類比轉換傳遞給後續助力馬達控制。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發 明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧自行車之傳動系統

10‧‧‧支撐本體

100‧‧‧殼體

11‧‧‧傳動感測模組

12‧‧‧驅動模組

120‧‧‧驅動單元

121‧‧‧致動單元

121A‧‧‧驅動軸件

13‧‧‧電源模組

2‧‧‧自行車

20‧‧‧後輪組件

21‧‧‧傳動組件

Claims (8)

1. 一種自行車之傳動系統，其包含：一支撐本體，其可拆卸地懸設於該自行車之一後輪組件；一傳動感測模組，其設置於該自行車之一傳動組件，該傳動感測模組感測該傳動組件之轉動，以產生複數個傳動轉動訊號；一驅動模組，其包含：一致動單元，其可拆卸地設置於該支撐本體，該致動單元具有複數個驅動軸件；複數個驅動單元，其分別設置於各該驅動軸件，該複數個驅動單元可轉動地接觸於該後輪組件；以及一電源模組，其可拆卸地設置於該支撐本體，並電性連接於該驅動模組及該傳動感測模組；以及一控制模組，其可拆卸地設置於該支撐本體，並電性連接該傳動感測模組、該致動單元及該電源模組，在該控制模組接收該複數個傳動轉動訊號時，該控制模組則以一模糊邏輯計算出一驅動訊號，並傳送該驅動訊號至該致動單元，以使該致動單元據以驅使該複數個驅動軸件帶動該複數個驅動單元轉動，而使該複數個驅動單元施予該後輪組件之一驅動力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車之傳動系統，其更包含一轉速偵測模組，其設置於該後輪組件之一側，並電性連接該控制模組，在該控制模組接收該複數個傳動轉動訊號時，該控制模組則據以控制該轉速偵測模組偵測該後輪組件之轉速，以產生複數個傳動轉速訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自行車之傳動系統，其中該控制模組接收該複數個傳動轉速訊號，並產生複數個傳動轉速值，在該控制模組判斷其中一該傳動轉速值大於一預設轉速值時，該控制模組則據以控制該驅動模組停止施予該後輪組件之該驅動力。
4. 如申請專利範圍第2項所述之自行車之傳動系統，其中該轉速偵測模組係為霍爾轉速感測器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自行車之傳動系統，其中該傳動轉動訊號包含一扭力訊號及一齒盤轉速訊號，且該傳動感測模組包含：一扭力感測單元，其設置於該傳動組件之一腳踏板，並電性連接該控制模組，該扭力感測單元感測該腳踏板轉動之扭力，以產生複數個該扭力訊號；以及一轉速感測單元，其設置於該傳動組件之一傳動齒盤，並電性連接該控制模組，該轉速感測單元感測該傳動齒盤轉動之轉速，以產生複數個該齒盤轉速訊號；其中，該控制模組接收該複數個扭力訊號與該複數個齒盤轉速訊號，並以該模糊邏輯計算出該驅動訊號，且該控制模組傳送該驅動訊號至該驅動模組，以使該致動單元據以驅使該複數個驅動單元施予該後輪組件之該驅動力。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自行車之傳動系統，其中該扭力感測單元係為扭力踏頻感測器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自行車之傳動系統，其更包 含一煞車偵測模組，其設置於該自行車之至少一煞車組件，並電性連接該控制模組，在該煞車偵測模組偵測到該至少一煞車組件之作動時，該煞車偵測模組則據以產生一煞車訊號，且該控制模組接收該煞車訊號，並據以控制該驅動模組停止施予該後輪組件之該驅動力。
8. 如申請專利範圍第7項所述之自行車之傳動系統，其中在該傳動感測模組感測該傳動組件未轉動時，該傳動感測模組則產生一停止轉動訊號，在該控制模組控制該驅動模組施予該後輪組件之該驅動力且該控制模組接收該停止轉動訊號時，該控制模組則據以控制該驅動模組停止施予該後輪組件之該驅動力。