TWI636916B - 用於自行車的智能傳動系統 - Google Patents

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Abstract

一種用於自行車的智能傳動系統包括輸入軸和輸出軸、兩個行星齒輪系統和離合器機構。所述離合器機構包括用於與兩個離合器盤和離合器基座摩擦地接合的三個離合器壓板。電機使形成有凸輪的凸輪軸旋轉,所述凸輪選擇性地與凸輪從動件接合以驅動離合器壓板旋轉。鋼球被設置到在所述離合器壓板和離合器殼體之間形成的空腔內,以將離合器壓板的旋轉轉換成用於與所述兩個離合器盤和所述離合器基座摩擦地接合的線性力。所述凸輪軸的不同旋轉角度產生不同的離合器和齒輪組合以及不同的傳動比。

Description

用於自行車的智能傳動系統
本發明係關於一種用於自行車的智能傳動系統領域。更具體地,本發明係關於一種具有自動傳動機構的智能技術,該自動傳動機構可選擇性地替代用於任何種類的自行車的常規鏈輪傳動系統。
在現行環境下,為了效率或舒適度,換檔機構允許選擇適合的傳動比。例如,下坡騎行時使用高檔位,在平坦的道路上騎行時使用中檔位,以及上坡騎行時使用低檔位,可能會感到舒適。不同的傳動比和檔位範圍適合於不同的人和不同的騎行類型。
對於以相同速度行駛的自行車,使用較低檔位(較大的機械效益)需要騎車人以更快的節奏但用較小的力來踩踏板。相反,較高檔位(較小的機械效益)對於給定的節奏提供了更高的速度,但是要求騎車人施加更大的力。不同的騎自行車者對於節奏和踩踏力可能有不同的偏好。以太低的節奏太高的檔位進行太大力的長時間消耗會增加膝蓋損傷的可能性,並且100轉每分鐘以上的節奏在短時間爆發後變得效率更低。
存在用於自行車的多種傳動系統,並且其中的大多數傳動系統使用帶撥鏈器和內輪轂齒輪類型的鏈輪。
帶撥鏈器的鏈輪是一種手動換檔系統。撥鏈器用於使鏈條附件移位到不同尺寸的鏈輪上,以獲得傳動比。該傳動比取決於鏈環上的齒數與後鏈輪上的齒數之比。騎自行車者可以對於較低檔位將鏈條附接到較大尺寸的鏈輪上,而對於較高檔位將鏈條附接到較小尺寸的鏈輪上。鋼線連接在撥鏈器與換檔器之間。騎自行車者可以張緊該線以換檔到較高檔位,而釋放該線以換檔到較低檔位。
對於配有輪轂齒輪的自行車,傳動比還取決於輪轂內的內行星齒輪。對於軸驅動的自行車,傳動比取決於在軸的每個端部使用的錐齒輪。為了換檔,鋼線連接到軸和換檔器。張緊和釋放線以使軸向外和向內移位,使得通過將軸齒輪附接到不同尺寸的行星齒輪上可以獲得不同比。
對於換檔,兩種方法在張緊和釋放線時都需要一定量的力。選擇騎行的適當的檔位對於資歷較淺的騎手和資歷較深的騎手也是很煩惱的。騎行時,可能會在踏板上施加猛力。這使鏈條張緊,並且使換檔變得困難。如果沒有進行踩踏,鏈條就卡在鏈輪上,並且無論騎自行車者如何推動換檔器,檔位都不能在沒有進行踩踏的情況下發生改變。這意味著換檔的最簡單方法是在自行車前進時保持良好的踩踏。
這是傳統的傳動系統唯一的功能。
在一個方面,提供了一種用於自行車的智能傳動系統,包括:
(a)輸入軸,所述輸入軸限定旋轉軸線,並且具有設置有鏈輪的外端部和設置有內太陽齒輪的內端部,所述內太陽齒輪經由多個內行星齒輪和由行星架承載的多個外行星齒輪與齒圈嚙合;
(b)輸出軸,所述輸出軸與所述齒圈連接;
(c)中空太陽軸,套在所述輸入軸上,所述太陽軸具有與第一離合器盤接合的外端部和設置有外太陽齒輪的內端部,所述外太陽齒輪經由所述多個外行星齒輪與所述齒圈嚙合,所述外太陽齒輪設置在所述內太陽齒輪的外側,並且所述外太陽齒輪的尺寸大於所述內太陽齒輪的尺寸;
(d)外離合器壓板,用於將所述第一離合器盤緊抓到離合器基座上,以便使所述外太陽齒輪和所述離合器基座同步旋轉;
(e)中間離合器壓板,用於將第二離合器盤緊抓在所述行星架上,以便使所述行星架和所述離合器基座同步旋轉;
(f)內離合器壓板,用於將所述離合器基座直接緊抓在離合器殼體上,以便使所述離合器基座停止旋轉;
(g)凸輪軸,所述凸輪軸能通過電機繞所述凸輪軸的軸線旋轉,所述凸輪軸包括軸向間隔開的內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤,所述內凸輪盤、所述中間凸輪盤和所述外凸輪盤分別形成有以不同角度圍繞所述凸輪軸定向的軸向突出的內楔形部分、中間楔形部分和外楔形部分;所述內楔形部分、所述中間楔形部分和所述外楔形部分分別與在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板的圓周上形成的內凸輪從動板、中間凸輪從動板和外凸輪從動板能夠選擇性地接合;以及
(h)多個鋼球,所述多個鋼球被靜態地放置到在每個離合器壓板和所述離合器殼體之間形成的多個球狀空腔內,使得當所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉時,由於所述離合器壓板和所述離合器殼體之間的所述鋼球的剪切力,迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線遠離所述離合器殼體軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合;
(i)當所述凸輪軸旋轉過第一旋轉角度到第一位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述太陽軸之間離合的第一離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉但所述行星架不繞轉,從而設定具有第一傳動比的第一檔位,所述第一傳動比為所述輸出軸提供最低轉速但最高轉矩;
(j)當所述凸輪軸進一步旋轉過第二旋轉角度到第二位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述中間凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述中間凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述行星架之間離合的所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉並且所述行星架繞轉,從而設定具有第二傳動比的第二檔位,所述第二傳動比為所述輸出軸提供中等的轉速和轉矩;以及
(k)當所述凸輪軸進一步旋轉過第三旋轉角度到第三位置時,所述中間凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述中間凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述第一離合器盤和所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所述輸入軸和所述輸出軸同步旋轉,並且所有行星齒輪停止旋轉並且與所述行星架一起繞轉,從而設定具有第三傳動比的第三檔位,從而為所述輸出軸提供相同的轉速和轉矩。
在另一方面,提供了一種用於自行車的智能傳動系統,包括:
(a)輸入軸,所述輸入軸限定旋轉軸線,並且具有設置有鏈輪的外端部和設置有內太陽齒輪的內端部,所述內太陽齒輪經由多個內行星齒輪和由行星架承載的多個外行星齒輪與齒圈嚙合;
(b)輸出軸,所述輸出軸與所述齒圈連接;
(c)中空太陽軸,套在所述輸入軸上,所述太陽軸具有與第一離合器盤接合的外端部和設置有外太陽齒輪的內端部,所述外太陽齒輪經由所述多個外行星齒輪與所述齒圈嚙合,所述外太陽齒輪設置在所述內太陽齒輪的外側,並且所述外太陽齒輪的尺寸大於所述內太陽齒輪的尺寸;
(d)外離合器壓板,用於將所述第一離合器盤緊抓到離合器基座上,以便使所述外太陽齒輪和所述離合器基座同步旋轉;
(e)中間離合器壓板,用於將第二離合器盤緊抓在所述行星架上,以便使所述行星架和所述離合器基座同步旋轉;
(f)內離合器壓板,用於將所述離合器基座直接緊抓在離合器殼體上,以便使所述離合器基座停止旋轉;以及
(g)凸輪軸,所述凸輪軸能通過電機繞所述凸輪軸的軸線旋轉,所述凸輪軸包括內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤,所述內凸輪盤、所述中間凸輪盤和所述外凸輪盤分別與在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板上形成的內凸輪從動件、中間凸輪從動件和外凸輪從動件能夠選擇性地接合;使能迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合;
(h)由此所述凸輪軸的不同旋轉角度產生了不同的離合器和齒輪組合,並且因此產生了不同的傳動比。
所述內凸輪、所述中間凸輪和所述外凸輪可以為形成在所述凸輪軸上的軸向間隔開的內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤的形式,並且可以圍繞所述凸輪軸分別形成有以不同角度圍繞所述凸輪軸定向的周向地且軸向地突出的內楔形部分、中間楔形部分和外楔形部分;所述內楔形部分、所述中間楔形部分和所述外楔形部分與分別形成在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板的圓周上的所述內凸輪從動件、所述中間凸輪從動件和所述外凸輪從動件能夠選擇性地接合,所述內凸輪從動件、所述中間凸輪從動件和所述外凸輪從動件為內凸輪從動板、中間凸輪從動板和外凸輪從動板的形式。
多個鋼球可以被靜態地放置到在每個離合器壓板和所述離合器殼體之間形成的多個球狀空腔中,使得當所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉時,由於在所述離合器壓板和所述離合器殼體之間的鋼球的剪切力,迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線遠離所述離合器殼體軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合。
在一個實施例中,當所述凸輪軸旋轉過第一旋轉角度到第一位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述太陽軸之間離合的所述第一離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉但所述行星架不繞轉,從而設定具有第一傳動比的第一檔位,所述第一傳動比為所述輸出軸提供最低轉速但最高轉矩。
在一個實施例中,當所述凸輪軸進一步旋轉過第二旋轉角度到第二位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述中間凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述中間凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述行星架之間離合的所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉並且所述行星架繞轉,從而設定具有第二傳動比的第二檔位,所述第二傳動比為所述輸出軸提供中等的轉速和轉矩。
在一個實施例中,當所述凸輪軸進一步旋轉過第三旋轉角度到第三位置時,所述中間凸輪盤的楔形部分和外凸輪盤的楔形部分壓在所述中間凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述第一離合器盤和所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所述輸入軸和所述輸出軸同步旋轉,並且所有行星齒輪停止旋轉並且與所述行星架一起繞轉,從而設定具有第三傳動比的第三檔位,從而為所述輸出軸提供相同的轉速和轉矩。
所述第一離合器盤的形狀可以為環形,並且可以沿著所述第一離合器盤的內圓周形成有多個齒,所述多個齒能與設置在所述太陽軸上的多個配合凹口接合。
所述第二離合器盤的形狀可以為環形,並且可以沿著所述第二離合器盤的外圓周形成有多個齒,所述多個齒能與設置在所述離合器基座上的多個配合凹口嚙合。
每個離合器盤可以具有摩擦表面。
所述凸輪軸可以穿過在每個凸輪從動板上形成的開口。
所述凸輪軸可以被定向為與所述內離合器壓板相切的方向。
所述電機可以被安裝在所述離合器殼體中,在所述離合器殼體中安裝有所述離合器盤、所述離合器壓板和所述離合器基座。
每個楔形部分可以是球狀楔形的形狀。
形成有螺紋孔的蓋的形式的傳動裝置固定器可以設置在所述鏈輪的外側,以便通過螺釘將所述傳動系統固定在自行車車架上。
所述電機可以與微控制器單元連接,所述微控制器單元安裝在設置在自行車上的用於自動換檔的控制板上。
所述電機可以與設置在自行車上的用於手動換檔的按鈕連接。
所述電機可以與用於可編程換檔的智能手機連接。
在第三方面,提供了包括上面所述的傳動系統的一種自行車。
本發明的用於自行車的智能傳動系統為關於一種用於增強自行車的傳動系統的具有智能控制器的自動傳動技術。該傳動系統允許用戶通過點擊智能手機或微型計算機上的虛擬按鈕或按壓物理按鈕選擇自定義模式來使檔位自動地改變。
這是“乘空騎行(Ride by Air)”的概念,其中,騎自行車者可以隨時隨地通過無線遙控器或智能手機控制傳動裝置。一旦將無線控制器或智能手機連接到設備,騎自行車者就可以通過這些設備控制傳動箱。在連接智能手機或微型計算機的情況下,可以在屏幕上彈出傳動裝置的狀態。可以在屏幕上示出狀態諸如當前傳動比、速度、輸入扭矩、坡度、電池等以供騎自行車者參考。
通過屏幕上示出的這些狀態,騎自行車者可以瞭解和得知更多關於他們騎的車和他們的表現。這有助於以系統的方式在自行車上進行健身或訓練。所有數據以後也可以從雲服務器下載。
本發明的傳動系統的設計採用即插即用的安裝設計。用戶只需移除傳統的鏈輪系統並用本發明的傳動系統代替該鏈輪系統,使用相同的鎖定螺釘來將本發明的傳動系統固定在車輪輪轂上即可。安裝簡單並且可以使用簡單的工具來進行。
現在將詳細地參考用於自行車的智能傳動系統的優選實施方案,這些優選實施方案的實施例也在以下描述中提供。詳細地描述了用於自行車的智能傳動系統的示例性實施方案,但是對於相關領域的技術人員明瞭的是,為了清楚起見,可能沒有示出對於理解用於自行車的智能傳動系統不是特別重要的一些特徵。
此外,應當理解的是,用於自行車的智能傳動系統不限於下面描述的確切實施方案,並且本領域技術人員可以在不脫離保護範圍的情況下對這些實施方案進行各種改變和修改。例如,在本公開內容和所附申請專利範圍內,不同的例示性實施方案的元件和/或特徵可以彼此組合和/或互相替代。
應當注意的是,貫穿本文的說明書和申請專利範圍,當一個元件被稱為“耦接”或“連接”到另一元件時,這並不一定意味著一個元件被緊固、固定或以其他方式附接到另一元件。代替地,術語“耦接”或“連接”意味著一個元件直接地或間接地連接到另一元件,或者與另一元件機械或電通信。
圖1示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統,其安裝在自行車的後軸上且其上附接有鏈條。該圖示出了,用於自行車的智能傳動系統001可以適於通過代替傳統的鏈輪安裝在自行車上。
在本發明中公開的用於自行車的智能傳動系統001是一種組合有自動傳動機構和設備中的智能IOT概念的用於自行車的自動傳動系統。這種用於自行車的智能傳動系統001可以在連接到智能手機或不連接到智能手機的情況下使用。通過連接智能手機,可以使用與互聯網相關的高級功能,而在沒有智能手機的情況下只可以使用基本功能。
圖2示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的前視立體圖。該系統可以通過將輪轂的軸對準到圖中示出的本發明的傳動系統的孔而安裝。
圖3示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的後視立體圖。該圖示出了傳動系統的背面,其適於通過與齒軌對準而安裝在車輪輪轂上。
圖4示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的前視圖。該傳動系統上組裝了一些部件,諸如傳動裝置固定器002、輸入軸003、離合器殼體005和電機007。
圖5示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的前視圖。該圖示出了設置在離合器殼體005中的三個離合器壓環。該圖還指出了離合器壓環的旋轉方向。
圖6示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的衛星齒輪的截面圖。該圖示出了衛星齒輪的外層。在該圖中指出了大太陽齒輪012'、外行星齒輪013'、齒圈014和輸出軸015的旋轉方向。
圖7示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的另一衛星齒輪的截面圖。該圖示出了衛星齒輪的內層。在該圖中指出了小太陽齒輪012、內行星齒輪013、外行星齒輪013'和齒圈014的旋轉方向。
圖8、圖9、圖9a和圖9b示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的不同視圖。這是離合器的有助於傳動系統的換檔機構的一部分。電機007和PCB控制板(未示出)可以放置在離合器殼體005內。圖10、圖10a和圖11示出了根據本發明的實施方案的離合機構。三個離合器壓板006、006'、006''與離合器殼體005以及第一離合器盤009和第二離合器盤010能夠接合。
如圖8所描繪的,用於自行車的智能傳動系統可以包括限定旋轉軸線x的輸入軸003。輸入軸003可以具有設置有鏈輪的外端部和設置有小的內太陽齒輪012的內端部,小的內太陽齒輪可以經由多個內行星齒輪013和多個外行星齒輪013'與齒圈014嚙合,多個外行星齒輪可以由行星架011承載。輸出軸015可以與齒圈014連接。
中空太陽軸004可以套在輸入軸003上。太陽軸004可以具有與第一離合器盤009接合的外端部和設置有大的外太陽齒輪012'的內端部,大的外太陽齒輪可以經由多個外行星齒輪013'與齒圈014嚙合。大的外太陽齒輪012'可以設置在小的內太陽齒輪012的外側。
可以使用外離合器壓板006''將第一離合器盤009緊抓在離合器基座008上,以便使大的外太陽齒輪012'和離合器基座008同步旋轉。
中間離合器壓板006'可以用於將第二離合器盤010緊抓在行星架011上,以便使行星架011和離合器基座008同步旋轉。
內離合器壓板006可以用於將離合器基座008直接緊抓在離合器殼體005上,以便使離合器基座008停止旋轉。
如圖9a中最好地例示的,傳動系統可以包括凸輪軸016,該凸輪軸可以通過電機007繞該凸輪軸的軸線順時針或逆時針旋轉。凸輪軸016可以包括軸向間隔開的內凸輪盤017、中間凸輪盤017'和外凸輪盤017'',該內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤形成有以不同角度圍繞凸輪軸016定向的周向且軸向地突出的內楔形部分018、中間楔形部分018'和外楔形部分018''。該內楔形部分018、中間楔形部分018'和外楔形部分018''可以分別與在內離合器壓板006、中間離合器壓板006'和外離合器壓板006''的圓周上形成的內凸輪從動板019、中間凸輪從動板019'和外凸輪從動板019''選擇性地接合。
凸輪軸016可以穿過在每個凸輪從動板019、190'、019''上形成的開口022。凸輪軸016可以被定向為與內部離合器壓板006相切的方向。
每個楔形部分018、018'、018''可以是球狀楔形的形狀,其厚度沿著凸輪盤017、017'、017''的四分之一周向地且軸向地增加,並且沿著凸輪盤017、017'、017''的下一四分之一周向地且軸向地減少。
如圖10a所示,多個鋼球020可以被靜態地放置到在每個離合器壓板006、006'、006''和離合器殼體005之間形成的多個球狀空腔021內,使得當內離合器壓板006、中間離合器壓板006'和外離合器壓板006''旋轉時,由於鋼球020、離合器壓板006、006'、006''和離合器殼體005之間的剪切力,可以驅動內離合器壓板006、中間離合器壓板006'和外離合器壓板006''沿著旋轉軸線x遠離離合器殼體008軸向移動。剪切力是將離合器壓板的旋轉轉換成用於與離合器基座008、第一離合器盤009和第二離合器盤010摩擦地接合的線性力的力。
圖12示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的拆解圖。圖13示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的前視分解圖。圖14示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的後視分解圖。
傳動裝置固定器002可用於保持傳動系統,並通過將該系統鎖定在自行車車架上來防止傳動系統旋轉。該傳動裝置固定器還可以用於作為防止鏈條鬆動的鏈條導向件覆蓋自行車鏈條。該傳動裝置固定器可以是形成有螺紋孔的蓋的形式,以便於通過常規的螺釘裝置將傳動系統固定在自行車車架上。
輸入軸003是設計成在外端部設置有鏈輪且在內端部可以設置有小太陽齒輪012的軸,該小太陽齒輪可以位於與內行星齒輪013連接的內部位置。驅動力通過鏈輪從自行車鏈條傳遞。獲得的旋轉力驅動小太陽齒輪012和衛星系統工作,使得通過在衛星系統中建立的傳動比將輸入力放大並將該輸入力傳遞到輸出軸。
太陽軸004可以是另一軸,該軸的一個端部連接到大太陽齒輪012',用於與外行星齒輪013'相互作用,而另一端部與第一離合器盤009嚙合,用於換檔。一個組合,包括與太陽齒輪連接的軸、離合器盤和離合器壓板,可以提供換檔級別。雙檔系統需要兩套組合,三檔系統需要三套組合,而多檔系統需要更多套組合。目前的傳動系統具有三個檔位級別。因此,需要三個組合。
離合器殼體005可以是用於將所有離合器機構保持在內部的殼體。該離合器殼體可以由可以固定在自行車車架上的傳動裝置固定器002來保持。該離合器殼體向離合器機構提供反作用力,用於換檔。
離合器壓板006、006'、006''是向離合器盤009、010提供壓力的壓板,使得在離合器盤上形成摩擦力。一旦離合器壓板和離合器盤之間的摩擦力足夠高,就可以通過離合效應實現同步旋轉。
外離合器壓板006''可用於將第一離合器盤009緊抓在離合器基座008上,以便使大太陽齒輪012'和離合器基座008同步旋轉。
內離合器壓板006可用於直接將離合器基座008緊抓在離合器殼體005上以使離合器基座停止旋轉。
中間離合器壓板006'可用於將第二離合器盤010緊抓在行星架011上,以便使行星架011和離合器基座008同步旋轉。
電機007可以是任何種類的電機,諸如步進電機、伺服電機或直流電機。電機為換檔機構提供電磁驅動力。電機可以由編程的MCU控制,該MCU可以內置在控制板上。在連接了相關數據諸如速度和坡度的情況下,MCU可以確定適當的傳動比,並觸發電機以一定度數旋轉,以獲得期望的離合器機構。
離合器基座008可以是用作橋接器的轉子,以通過三個離合器壓板006、006'、006''以及兩個離合器盤009和010與離合器殼體005、太陽軸004和行星架011連接。內離合器壓板006直接壓在離合器基座008上,以使離合器基座停止旋轉,而其他兩個離合器壓板(即中間離合器壓板006'和外離合器壓板006'')穿過兩個離合器盤009、010。
第一離合器盤009可以是環形的並且可以沿著該第一離合器盤的內圓周形成有多個齒,該多個齒可以與設置在太陽軸004上的多個配合凹口接合,從而為大太陽齒輪012'提供離合作用。該第一離合器盤可以是在表面上形成有摩擦材料諸如陶瓷的盤狀板。一旦將按壓力(該按壓力可以從外離合器壓板006''提供)施加在該第一離合器盤上,則摩擦力增大並使該第一離合器盤與離合器基座008同步旋轉。如果離合器基座008被內離合器壓板006停止,則檔位1處於受控狀態。
第二離合器盤010可以是環形的並且可以沿著該第二離合器盤的外圓周形成有多個齒,該多個齒可以與設置在離合器基座008上的多個配合凹口接合,從而為行星架011提供離合作用。該第二離合器盤可以是在表面上形成有摩擦材料諸如陶瓷的盤狀板。一旦將按壓力(該按壓力可以從中間離合器壓板006'提供)施加在第二離合器盤上,則摩擦力增加並使該第二離合器盤與離合器基座008同步旋轉。無論離合器基座008是旋轉還是停止,行星架011都跟隨離合器基座008的旋轉。
因此,在第二離合器盤010被緊抓的情況下,第一離合器盤009被釋放並且內離合器壓板006被致動以使離合器基座008停止旋轉,並且檔位2處於受控狀態。
如果第二離合器盤010和第一離合器盤009同時被緊抓,並且內離合器壓板006被釋放,則兩個離合器盤以相同的速度旋轉並使行星齒輪013和大太陽齒輪012'同步旋轉,並且檔位3處於受控狀態。
行星架011可以用於保持行星齒輪013,使得它們沿著預定的軌道旋轉。該行星架可以是衛星傳動系統中用於放大輸入扭矩的部件之一。該行星架對於不同的傳動比貢獻,提供了行星齒輪的不僅在局部而且在全域範圍內旋轉的軌道。全域旋轉有助於更大的傳動比。
太陽齒輪012、012'是衛星傳動系統中利用傳動比輸入功率或感應功率的部件。在該系統中,有兩個太陽齒輪,即大太陽齒輪012'和小太陽齒輪012。大太陽齒輪012'可以附接在太陽軸004上用於功率感應,而小太陽齒輪012可以附接在輸入軸003上用於功率輸入。
行星齒輪013、013'可以是定位在太陽齒輪012、012'和齒圈014之間的齒輪。它們的組合的尺寸差異有助於不同的傳動比。該行星齒輪可以是衛星傳動系統的主要部件之一。
齒圈014可以是衛星傳動系統的齒圈,齒圈可以提供來自車輪的反作用力,使得可以通過作用在該齒圈上的力將輸入驅動力傳遞到車輪。該齒圈可以固定在輸出軸015上。
輸出軸015可以是將驅動旋轉力傳遞到車輪的軸。該輸出軸連接到齒圈014以獲得力並配備有用於附接到車輪輪轂的殼體。
操作
當電機007被致動並且凸輪軸016旋轉過第一旋轉角度到第一位置時,內凸輪盤017和外凸輪盤017''的楔形部分018、018''壓在內凸輪從動板019和外凸輪從動板019''上,並且使內離合器壓板006和外離合器壓板006''旋轉,其中通過鋼球020迫使該內離合器壓板和外離合器壓板軸向移動,使得離合器基座008和在離合器基座008和太陽軸004之間離合的第一離合器盤009分別被摩擦地接合。然後,所有的行星齒輪013、013'旋轉但行星架011不繞轉,從而設定具有第一傳動比的第一檔位,該第一傳動比為輸出軸015提供最低速度但最高轉矩。
當電機007被致動並且凸輪軸016進一步旋轉過第二旋轉角度到第二位置時,內凸輪盤017和中間凸輪盤017'的楔形部分018、018'壓在內凸輪從動板019和中間凸輪從動板019'上,並且使內離合器壓板006和中間離合器壓板006'旋轉,其中通過鋼球020迫使該內離合器壓板和中間離合器壓板軸向移動,使得離合器基座008和在離合器基座008和行星架011之間離合的第二離合器盤010分別被摩擦地接合。然後,所有的行星齒輪013、013'旋轉並且行星架011繞轉,從而設定具有第二傳動比的第二檔位,該第二傳動比為輸出軸015提供中等的速度和轉矩。
當電機007被致動並且凸輪軸016進一步旋轉過第三旋轉角度到第三位置時,中間凸輪盤017'和外凸輪盤017''的楔形部分018'、018''壓在中間凸輪從動板019'和外凸輪從動板019''上,並且使中間離合器壓板006'和外離合器壓板006''旋轉,其中通過鋼球020迫使該中間離合器壓板和外離合器壓板軸向移動,使得第一離合器盤009和第二離合器盤010分別被摩擦地接合,並且輸入軸003和輸出軸015同步旋轉。然後,所有的行星齒輪013、013'停止旋轉並且與行星架011一起繞轉,從而設定具有第三傳動比的第三檔位,該第三傳動比為輸出軸015提供相同的速度和轉矩。
為了換檔回到第二檔位或第一檔位,電機007被致動以使凸輪軸沿相反方向旋轉,使得可以如上所述地實現傳動級別的前一級。
本發明的用於自行車的智能傳動系統可以利用具有不同齒輪尺寸組合的衛星傳動系統作為核心,以獲得用於騎行的不同的傳動比。用於自行車的智能傳動系統可以分為三個部分,即控制器、離合器系統和衛星傳動系統。
對於控制箱,可以配備有傳感器,諸如轉速傳感器、扭矩傳感器、位置傳感器等,用於收集來自自行車的運行數據。使用藍牙BLE或WiFi,可以將數據傳遞到智能手機或微型計算機進行計算和分析。在進行計算之後,可以將控制信號發送回系統控制板,以致動所連接的電機007。控制信號可以觸發電機以一定度數旋轉,使得實現期望的離合器機構。電機的旋轉度數取決於要選擇的傳動比。
用於自行車的智能傳動系統的離合器系統可以包括多個離合器壓環006、離合器盤9、10和離合器基座008。離合器殼體005可以是用於這些部件的覆蓋件,用於向離合器壓環006提供反作用力以提供按壓力。一旦離合器壓環006旋轉一定度數,生成按壓力並且按壓力被向前推動到圖9和圖10所示的相關的離合器盤9、10。由於在離合器盤9、10上形成的摩擦力,離合器盤之間的部件的轉速彼此同步。換檔機構是用於選取期望的由程序邏輯選擇的齒輪對的組合的離合器盤的某種釋放和按壓機構。待按壓的離合器盤9、10可以是待選擇的齒輪。
衛星齒輪是多套將輸入扭矩放大到期望的輸出扭矩的齒輪組合。衛星齒輪利用了太陽齒輪012、012'、行星齒輪013、013'和齒圈014來提供不同的傳動比。提供了更多的齒輪組合,可以獲得更多的傳動比。不同尺寸的齒輪貢獻不同的傳動比。圖7是在衛星傳動系統中提供傳動比的齒輪組合的實施例。
參考圖15至圖17,提供了多個控制選擇。用戶可以選擇適合他們的習慣或目的的任何選擇。
自動控制,控制板上內置的傳感器可以感測外圍數據,諸如輸入扭矩、坡度、速度等,以用於計算。預設在安裝在控制板上的微控制器上的程序可以計算和分析數據,並且為用戶找出用於騎行的適當的傳動比。可以將控制信號發送到電機驅動器,以致動電機旋轉到期望的度數從而轉換傳動比。通過不斷地檢查所收集的數據的變化,可以適當地轉換相關的傳動比。
手動控制可以是為用戶提供手動換檔的可選功能的模式。用戶可以僅通過簡單點擊應用程序上的虛擬按鈕或設置的物理按鈕,自由地選擇他們所喜歡的傳動比。通過手動控制,用戶可以基於通過他們自己的想法對路況的分析手動地換檔,並且可以完全自行處理傳動箱。
智能手機控制,類似於自動控制,內置在控制板上的傳感器可以感測外圍數據,諸如輸入扭矩、坡度、速度等,以用於計算。在連接到智能手機或微型計算機的情況下,預設在應用程序(APP)中的程序可以計算和分析數據,並為用戶找出用於騎行的適當的傳動比。可以將控制信號發送到控制板,從而致動電機旋轉期望的角度,用於轉換傳動比。通過不斷地檢查所收集的數據的變化,可以適當地轉換相關的傳動比。通過功率計算能力和互聯網訪問,不僅可以選擇自動模式和手動模式,還可以選擇舒適模式、運動模式等某種模式。這利用了強大的數據計算來運行複雜的編程,並且可以為具有不同騎行習慣的不同騎自行車者定制傳動特性。通過智能手機或微型計算機訪問互聯網,可以將所有設置都記錄到雲服務器,並且以後下載這些設置用於娛樂或進行訓練。
本發明的用於自行車的智能傳動系統提供了一種用於自行車騎行機構的多功能智能傳動系統。該傳動系統可以被配置為安裝在後車輪輪轂上,可以是與傳統的鏈輪傳動裝置相同的位置。可以使用兩個電源。一個電源是可充電鋰電池,而另一電源可以是安裝在自行車上的發電機。可以使用綠色能源來運行,因為電機和控制板在運行期間僅消耗少量功率。因此,在自行車上使用發電機可以連續地使用本發明的傳動系統而不需要充電。該傳動系統可以用作自動傳動裝置和手動傳動裝置二者。此外,借助于智能手機或微型計算機,自定義的換檔習慣也可以被設置為能滿足不同用戶的需求的舒適模式或運動模式。所有騎行數據,包括速度、輸入功率、傳動比等,都可以被傳遞到雲服務器,作為物聯網使用。
雖然已經通過特別參考用於自行車的智能傳動系統的多個優選實施方案來示出和描述了用於自行車的智能傳動系統,但是應當注意的是,在不脫離所附申請專利範圍的情況下,可以進行各種其他改變或修改。
001‧‧‧用於自行車的智能傳動系統
002‧‧‧傳動裝置固定器
003‧‧‧輸入軸
004‧‧‧中空太陽軸
005‧‧‧離合器殼體
006‧‧‧離合器壓板
006'‧‧‧離合器壓板
006''‧‧‧離合器壓板
007‧‧‧電機
008‧‧‧離合器基座
009‧‧‧第一離合器盤
010‧‧‧第二離合器盤
011‧‧‧行星架
012‧‧‧太陽齒輪
012'‧‧‧太陽齒輪
013‧‧‧行星齒輪
013'‧‧‧行星齒輪
014‧‧‧齒圈
015‧‧‧輸出軸
016‧‧‧凸輪軸
017‧‧‧凸輪盤
017'‧‧‧凸輪盤
017''‧‧‧凸輪盤
018‧‧‧楔形部分
018'‧‧‧楔形部分
018''‧‧‧楔形部分
019‧‧‧凸輪從動板
019'‧‧‧凸輪從動板
019''‧‧‧凸輪從動板
020‧‧‧鋼球
021‧‧‧球狀空腔
022‧‧‧開口
現在將參考隨附附圖通過實施例的方式來描述用於自行車的智能傳動系統的具體實施方案,在附圖中: 圖1示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統,其安裝在自行車的後軸上且其上附接有鏈條。 圖2示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的前視立體圖。 圖3示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的後視立體圖。 圖4示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的前視圖。 圖5示出了根據本發明的實施方案的具有離合器壓板的用於自行車的智能傳動系統的前視圖。 圖6示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的衛星齒輪的截面圖。 圖7示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的另一衛星齒輪的截面圖。 圖8示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的截面圖。 圖9、圖9a和圖9b是根據本發明的實施方案的離合器殼體和凸輪機構的立體圖。 圖10和圖10a示出了根據本發明的實施方案的離合器機構。 圖11示出了根據本發明的實施方案的壓在離合器盤上的離合器壓環。 圖12示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的拆解圖。 圖13示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的前視分解圖。 圖14示出了根據本發明的實施方案的用於自行車智能傳動系統的部件的後視分解圖。 圖15至圖17示出了根據本發明的實施方案的用於自行車的智能傳動系統的三種控制選擇。

Claims (18)

  1. 一種用於自行車的智能傳動系統,其係包括:(a)輸入軸,所述輸入軸限定旋轉軸線,並且具有設置有鏈輪的外端部和設置有內太陽齒輪的內端部,所述內太陽齒輪經由多個內行星齒輪和由行星架承載的多個外行星齒輪與齒圈嚙合;(b)輸出軸,所述輸出軸與所述齒圈連接;(c)中空太陽軸,套在所述輸入軸上,所述太陽軸具有與第一離合器盤接合的外端部和設置有外太陽齒輪的內端部,所述外太陽齒輪經由所述多個外行星齒輪與所述齒圈嚙合,所述外太陽齒輪設置在所述內太陽齒輪的外側,並且所述外太陽齒輪的尺寸大於所述內太陽齒輪的尺寸;(d)外離合器壓板,用於將所述第一離合器盤緊抓到離合器基座上,以便使所述外太陽齒輪和所述離合器基座同步旋轉;(e)中間離合器壓板,用於將第二離合器盤緊抓在所述行星架上,以便使所述行星架和所述離合器基座同步旋轉;(f)內離合器壓板,用於將所述離合器基座直接緊抓在離合器殼體上,以便使所述離合器基座停止旋轉;(g)凸輪軸,所述凸輪軸能通過電機繞所述凸輪軸的軸線旋轉,所述凸輪軸包括軸向間隔開的內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤,所述內凸輪盤、所述中間凸輪盤和所述外凸輪盤分別形成有以不同角度圍繞所述凸輪軸定向的軸向突出的內楔形部分、中間楔形部分和外楔形部分;所述內楔形部分、所述中間楔形部分和所述外楔形部分分別與在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板的圓周上形成的內凸輪從動板、中間凸輪從動板和外凸輪從動板能夠選擇性地接合;以及(h)多個鋼球,所述多個鋼球被靜態地放置到在每個離合器壓板和所述離合器殼體之間形成的多個球狀空腔內,使得當所述內離合器壓板、所 述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉時,由於所述離合器壓板和所述離合器殼體之間的所述鋼球的剪切力,迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線遠離所述離合器殼體軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合;(i)當所述凸輪軸旋轉過第一旋轉角度到第一位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述太陽軸之間離合的第一離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉但所述行星架不繞轉,從而設定具有第一傳動比的第一檔位,所述第一傳動比為所述輸出軸提供最低轉速但最高轉矩;(j)當所述凸輪軸進一步旋轉過第二旋轉角度到第二位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述中間凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述中間凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述行星架之間離合的所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉並且所述行星架繞轉,從而設定具有第二傳動比的第二檔位,所述第二傳動比為所述輸出軸提供中等的轉速和轉矩;以及(k)當所述凸輪軸進一步旋轉過第三旋轉角度到第三位置時,所述中間凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述中間凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板軸 向移動,使得所述第一離合器盤和所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所述輸入軸和所述輸出軸同步旋轉,並且所有行星齒輪停止旋轉並且與所述行星架一起繞轉,從而設定具有第三傳動比的第三檔位,從而為所述輸出軸提供相同的轉速和轉矩。
  2. 一種用於自行車的智能傳動系統,其係包括:(a)輸入軸,所述輸入軸限定旋轉軸線,並且具有設置有鏈輪的外端部和設置有內太陽齒輪的內端部,所述內太陽齒輪經由多個內行星齒輪和由行星架承載的多個外行星齒輪與齒圈嚙合;(b)輸出軸,所述輸出軸與所述齒圈連接;(c)中空太陽軸,套在所述輸入軸上,所述太陽軸具有與第一離合器盤接合的外端部和設置有外太陽齒輪的內端部,所述外太陽齒輪經由所述多個外行星齒輪與所述齒圈嚙合,所述外太陽齒輪設置在所述內太陽齒輪的外側,並且所述外太陽齒輪的尺寸大於所述內太陽齒輪的尺寸;(d)外離合器壓板,用於將所述第一離合器盤緊抓到離合器基座上,以便使所述外太陽齒輪和所述離合器基座同步旋轉;(e)中間離合器壓板,用於將第二離合器盤緊抓在所述行星架上,以便使所述行星架和所述離合器基座同步旋轉;(f)內離合器壓板,用於將所述離合器基座直接緊抓在離合器殼體上,以便使所述離合器基座停止旋轉;以及(g)凸輪軸,所述凸輪軸能通過電機繞所述凸輪軸的軸線旋轉,所述凸輪軸包括內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤,所述內凸輪盤、所述中間凸輪盤和所述外凸輪盤分別與在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板上形成的內凸輪從動件、中間凸輪從動件和外凸輪從動件能夠選擇性地接合;使能迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器 壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合;(h)由此所述凸輪軸的不同旋轉角度產生了不同的離合器和齒輪組合,並且因此產生了不同的傳動比;其中所述內凸輪、所述中間凸輪和所述外凸輪為形成在所述凸輪軸上的軸向間隔開的內凸輪盤、中間凸輪盤和外凸輪盤的形式,並且圍繞所述凸輪軸分別形成有以不同角度圍繞所述凸輪軸定向的周向地且軸向地突出的內楔形部分、中間楔形部分和外楔形部分;所述內楔形部分、所述中間楔形部分和所述外楔形部分與分別形成在所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板的圓周上的所述內凸輪從動件、所述中間凸輪從動件和所述外凸輪從動件能夠選擇性地接合,所述內凸輪從動件、所述中間凸輪從動件和所述外凸輪從動件為內凸輪從動板、中間凸輪從動板和外凸輪從動板的形式。
  3. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中多個鋼球被靜態地放置到在每個離合器壓板和所述離合器殼體之間形成的多個球狀空腔中,使得當所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉時,由於在所述離合器壓板和所述離合器殼體之間的鋼球的剪切力,迫使所述內離合器壓板、所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板沿著所述旋轉軸線遠離所述離合器殼體軸向移動,以分別與所述離合器基座、所述第二離合器盤和所述第一離合器盤摩擦地接合。
  4. 如請求項3所述的用於自行車的智能傳動系統,其中當所述凸輪軸旋轉過第一旋轉角度到第一位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述外凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和 在所述離合器基座與所述太陽軸之間離合的所述第一離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉但所述行星架不繞轉,從而設定具有第一傳動比的第一檔位,所述第一傳動比為所述輸出軸提供最低轉速但最高轉矩。
  5. 如請求項4所述的用於自行車的智能傳動系統,其中當所述凸輪軸進一步旋轉過第二旋轉角度到第二位置時,所述內凸輪盤的楔形部分和所述中間凸輪盤的楔形部分壓在所述內凸輪從動板和所述中間凸輪從動板上,並且使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述內離合器壓板和所述中間離合器壓板軸向移動,使得所述離合器基座和在所述離合器基座與所述行星架之間離合的所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所有的行星齒輪旋轉並且所述行星架繞轉,從而設定具有第二傳動比的第二檔位,所述第二傳動比為所述輸出軸提供中等的轉速和轉矩。
  6. 如請求項5所述的用於自行車的智能傳動系統,其中當所述凸輪軸進一步旋轉過第三旋轉角度到第三位置時,所述中間凸輪盤的楔形部分和外凸輪盤的楔形部分壓在所述中間凸輪從動板和所述外凸輪從動板上,並且使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板旋轉,其中通過所述鋼球迫使所述中間離合器壓板和所述外離合器壓板軸向移動,使得所述第一離合器盤和所述第二離合器盤分別被摩擦地接合,並且所述輸入軸和所述輸出軸同步旋轉,並且所有行星齒輪停止旋轉並且與所述行星架一起繞轉,從而設定具有第三傳動比的第三檔位,從而為所述輸出軸提供相同的轉速和轉矩。
  7. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述第一離合器盤的形狀為環形,並且沿著所述第一離合器盤的內圓周形成有多個齒,所述多個齒能與設置在所述太陽軸上的多個配合凹口接合。
  8. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述第二離合器盤的形狀為環形,並且沿著所述第二離合器盤的外圓周形成有多個齒,所述多個齒能與設置在所述離合器基座上的多個配合凹口嚙合。
  9. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中每個離合器盤具有摩擦表面。
  10. 如請求項3所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述凸輪軸穿過在每個凸輪從動板上形成的開口。
  11. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述凸輪軸被定向為與所述內離合器壓板相切的方向。
  12. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述電機被安裝在所述離合器殼體中,在所述離合器殼體中安裝有所述離合器盤、所述離合器壓板和所述離合器基座。
  13. 如請求項3所述的用於自行車的智能傳動系統,其中每個楔形部分是球狀楔形的形狀。
  14. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中形成有螺紋孔的蓋的形式的傳動裝置固定器設置在所述鏈輪的外側,以便通過螺釘將所述傳動系統固定在自行車車架上。
  15. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述電機與微控制器單元連接,所述微控制器單元安裝在設置在自行車上的用於自動換檔的控制板上。
  16. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述電機與設置在自行車上的用於手動換檔的按鈕連接。
  17. 如請求項2所述的用於自行車的智能傳動系統,其中所述電機與用於可編程換檔的智能手機連接。
  18. 一種自行車,其係包括如請求項2所述的用於行車的智能傳動系統。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109510390B (zh) * 2017-09-15 2021-07-09 日本电产株式会社 驱动装置
WO2020144715A1 (en) * 2019-01-10 2020-07-16 Ravi Shankar Gautam Wheel mounted multi axis drive mechanism for unicycle, bicycle and reverse trikes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW331284U (en) * 1997-04-30 1998-05-01 Ind Tech Res Inst Bicycle derailleur hub
TWI323232B (en) * 2007-08-09 2010-04-11 Univ Nat Sun Yat Sen Sixteen-speed drive hub for bicycles
CN102414078B (zh) * 2009-04-30 2014-12-03 Ntn株式会社 具备再生机构的电动辅助自行车
CN204567966U (zh) * 2015-03-03 2015-08-19 西安科技大学 一种五档小型齿轮变速器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1494895A (en) * 1973-12-15 1977-12-14 Raleigh Industries Ltd Epicyclic change speed gears
JPH02164685A (ja) * 1988-12-20 1990-06-25 Oriental Kanzai Kk 自転車用自動変速装置
DE4426239C2 (de) * 1994-07-23 1997-06-05 Fichtel & Sachs Ag Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als 3 Gängen für ein Fahrrad
GB2355772A (en) * 1999-10-30 2001-05-02 Adrian Ash Bicycle gearbox having a plurality of planetary gear sets in series
CA2576360A1 (en) * 2004-08-12 2006-02-16 Monotorque Ltd. Internal mechanical automatic transmission assembly
KR100582090B1 (ko) * 2005-06-14 2006-05-22 김현수 무단 변속기
DE602007002549D1 (de) * 2007-03-12 2009-11-05 Shimano Kk Nabenschaltung für ein Fahrrad
JP2011126416A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Ntn Corp 電動補助自転車用リアハブ内装変速装置
US9005074B2 (en) * 2012-03-21 2015-04-14 Sram, Llc Internal gear hub
JP5914107B2 (ja) * 2012-03-30 2016-05-11 本田技研工業株式会社 電動車両
TWI529091B (zh) * 2012-06-11 2016-04-11 Chen zheng he Vertical parallel coaxial planetary transmission system (3)
GB201219062D0 (en) * 2012-10-23 2012-12-05 Nexxtdrive Ltd Hubs incorporating a variable ratio transmission system
US8777791B1 (en) * 2013-02-07 2014-07-15 Shimano Inc. Bicycle drive unit
CN204056187U (zh) * 2014-08-15 2014-12-31 李激初 一种自行车内变速器
US9758211B2 (en) * 2015-06-10 2017-09-12 Siral S.R.L. Transmission for means of transport with torque measurement
JP6515019B2 (ja) * 2015-11-30 2019-05-15 株式会社シマノ 自転車用ドライブユニット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW331284U (en) * 1997-04-30 1998-05-01 Ind Tech Res Inst Bicycle derailleur hub
TWI323232B (en) * 2007-08-09 2010-04-11 Univ Nat Sun Yat Sen Sixteen-speed drive hub for bicycles
CN102414078B (zh) * 2009-04-30 2014-12-03 Ntn株式会社 具备再生机构的电动辅助自行车
CN204567966U (zh) * 2015-03-03 2015-08-19 西安科技大学 一种五档小型齿轮变速器

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