CN2211955Y - 电子式自行车变速控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子式的自行车变速控制 装置。它包括有两按键组、两传动组及一控制电路， 传动组由马达、齿轮组、感应元件所组成，马达之轴心 上设有一齿轮，可与齿轮组构成啮合传动，齿轮组系 于两固定板之间分设有两轴杆及枢设有一螺杆；感应 元件包括有一套固于螺杆端部之光栅轮及一光耦合 器；控制电路是由微处理器、马达驱动电路、稳压电路 和电源侦测电路所组成。该产品操控精确灵敏，较以 往产品更为省力便利，使用上不受天气因素影响。

Description

本实用新型涉及一种电子式的自行车变速控制装置。

以往赛车型的自行车均配备有变速器，主要用意在帮助选手适应不同的路况，如使其在上坡时不致过于吃力，而路况平坦时亦不致过度狂飙，目前部分非比赛型之自行车亦已配备变速器，使一般人骑乘时，亦能感受其优点所在。目前既有的变速器，其操作上多采用机械式，如于其方向把手上分设控制扳手，当自行车行进间需要变速时，即扳动该扳手，以进行变速调整，这种控制方式至少存在下列问题：

1.操作较为费力：传统变速器的操作系采用机械式，其主要系利用方向把手上之扳手经由拉线拉动变速器，以产生变速动作，由于采用直接拉掣之机械式动作，故在操作上无疑将较为费力。

2.操作时容易造成方向失衡：由于操纵变速器之扳手系设于方向把手上，而自行车行进间，由于骑士的双手必须同时扶持于方向把手上，当其欲作变速调整时，即必须令一手离开方向把手，去扳动控制扳手，此时方向把手即仅以单手握持，而极容易于行进间发生失衡现象，特别是在自行车处于高速状态下，特别容易发生，由此可见，这种机械操作方式亦有影响行车安全之虞。

本实用新型的目的在于提供一种简便省力、不用担心危及行车安全的电子式自行车变速控制装置。

本实用新型是这样实现的，该产品包括有两按键组、两传动组及一控制电路，其中，传动组主要由一马达、一齿轮组及一感应元件所组成，马达之轴心上设有一齿轮，可与齿轮组构成啮合传动；齿轮组系于两固定板间分设有两轴杆及枢设有一螺杆，两轴杆上分别设有两组双层齿轮，各双层齿轮间系相互啮合，且其中位于外侧之一双层齿轮并与马达之齿轮啮合；又，螺杆一端设有一齿轮，该齿轮系与位于齿轮组内侧之一双层齿轮啮合，螺杆另端则螺套有一冂形之拉线杆，拉线杆一端则连设有前变速器或后变速器之刹车控制线，再螺杆一端系枢穿于固定板外，以供组装感应元件；感应元件包括有一套固于螺杆端部之光栅轮及一光耦合器，两者分别连至控制电路上，其中光栅轮轮面以放射线方向形成多数以等角度布设之透光槽，光耦合器设于光栅轮侧边。控制电路是由微处理器、马达驱动电路、稳压电路及电源侦测电路所组成，其中，微处理器上分别设有显示器、记忆器、指示灯驱动电路及警示音驱动电路，且经由马达驱动电路与传动组上之马达连线，控制传动组之运作。

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

图1为本实用新型之方块图。

图2为本实用新型按键组之组合示意图。

图3为本实用新型传动组平面示意图。

图4为本实用新型之控制电路图。

图5为本实用新型之组装示意图。

本实用新型之结构部分，请首先参阅图1所示，主要包括有两按键组（1）、两传动组（2）及一控制电路（3），其中两按键组（1）系分别设于自行车方向把手（35）两端之接近握持部处［如图2所示］，以便于双手就近按压操作。

参阅图3所示，系该传动组（2）之平面示意图，其主要包括有一马达（4）、一齿轮组（5）及一感应元件（6），马达（4）之轴心上设有一齿轮（7），可与齿轮组（5）构成啮合传动；齿轮组（5）系于两固定板（8）间分设有两轴杆（9）（10）及枢设有一螺杆（11），两轴杆（9）（10）上分别设有两组双层齿轮（12）（13），各双层齿轮（12）（13）间系相互啮合，且其中位于外侧之一双层齿轮（12）并与马达（4）之齿轮（7）啮合，而由该马达（4）所传动；又，螺杆（11）一端设有一齿轮（14），该齿轮（14）系与位于齿轮组（5）内侧之一双层齿轮（13）啮合，螺杆（11）另端则螺套有一冂形之拉线杆（15），拉线杆（15）一端则连设有前变速器或后变速器之刹车控制线，再螺杆（11）一端系枢穿于固定板（8）外，以供组装感应元件（6）。

感应元件（6）为光感应式，其用途为侦测传动组（2）之传动行程，并将侦测讯号送至控制电路（3），以确认变速动作是否达于定位，进而控制马达（4）之通断。感应元件（6）包括有一套固于螺杆（11）端部之光栅轮（16）及一光耦合器（17），该二者分别连接至控制电路（3）上，其中光栅轮（16）轮面以放射线方向形成多数以等角度布设之透光槽（18），又光耦合器（17）系设于光栅轮（16）侧边，其相对之内侧两端分别为光源及光电开关，当光栅轮（16）转动时，将配合其上之透光槽（18），使光耦合器（17）一端之光源间歇由光电开关所接受，而透过计算光电开关接受光源讯号之频率，即可侦测传动组（2）之传动行程。

当马达（4）运转时，将依序传动该传动组（2）上之各组双层齿轮（12）（13）及螺杆（11），而螺杆（11）转动时，将使拉线杆（15）向左或向右移动，以拉动刹车控制线，执行变速调整，在此同时，感应元件（6）之光栅轮（16）亦随之转动，而光耦合器（17）则可将侦测讯号送至控制电路（3），以决定马达（4）是否停止运转。

控制电路（3）之线路结构，请参阅图4所示，其主要系由一微处理器（19）、一马达驱动电路（20）、一稳压电路（21）、一电源侦测电路（22）所组成，其中微处理器（19）及其周边电路与各电路间之组合关系详如下列：

其输入接脚25、26经一接头（29）与两传动组（2）上之感应元件（6）连接，以接收感应元件（6）侦测之讯号；

其输入接脚12～14分别经两接头（30）（31）与两按键组（1）连接；

其输入接脚5～8上设有一记忆器（24），以储存使用前输入之设定资料，当传动组（2）再度被驱动时，微处理器（19）即可检索记忆器（24）上之储存资料，用以与感应元件（6）之侦测讯号对比，以拉动刹车控制线至一定距离，以完成变速调整。

其输出接脚27、28及11分别连接有指示灯驱动电路（25）（26）及警示音驱动电路（27），用以作各种电路反应指示。

其输出接脚32～39连设有一显示器（23），可显示变速段数；

其输入接脚16系连接至电源侦测电路（22），该电源侦测电路（22）主要系侦测电池之电力状况，其可提供微处理器（19）电力不足之讯息，而微处理器（19）则可透过指示灯驱动电路（25）（26）点亮指示灯，以通知使用者更换电池。

其输出接脚1～4系连接至马达驱动电路（20），该马达驱动电路（20）分别具有两组上下变速控制端，供分别选择前、后变速器之变速段位，又其输出则透过接头（28）与两传动组（2）上之马达（4）连接，以控制其运转。

其测试接脚17上设有一测试接头（32），于开机后，可透过该测试接头（32）检测装置之功能是否正常。

稳压电路（21）系为保护控制电路（3）之工作电源，以防止其于马达（4）运转时，造成电力异常。

经前述说明可看出控制电路（3）之具体线路结构及其个别之功能，至于其与传动组（2）及按键组（1）之配合实施情况，详如以下所述：

由于所制造变速器之规格互有不同，在安装后之初次使用前，必须经过一设定程序，以配合该变速器之规格，其设定程序大致如下：

同时按下一按键组（1）上之两按键（UP及DOWN）两秒钟后放掉，尔后单独按下一按键（UP），此时控制电路（3）将驱动马达（4）拉动拉线杆（15）缓慢向前移动，俟到达每段定位时，再同时按下两按键后，即可逐段完成该对应变速器之行程设定，而该设定资料将经由微处理器（19）储存于记忆器（24），以供嗣后操作时之资料对比。

经设定完成后即可使用，在行进间，骑士如欲进行变速调整时，仅须就近以拇指按压对应按键组（1）之按键，即可透过控制电路（3）驱动传动组（2）执行变速调整，在此时，由于手部仍停留于方向把手上，故不虞在操作期间引起失衡情形；又按下按键组（1）之按键后，该拉线杆（15）将经由马达（4）及齿轮组（5）之传动，作对应方向之移动，及拉掣拉线杆（15）执行变速调整，在拉线杆（15）移动的同时，螺杆（11）亦同时令感应元件（6）之光栅轮（16）转动，而由光耦合器（17）同时侦测其转动行程，并传回控制电路（3），由其上微处理器（19）检索记忆器（24）之资料进行对比，如经核符后，即停止输出至马达驱动电路（20）之驱动讯号，遂马达（4）即停止运转，并完成变速调整；又在按下按键组（1）之按键后，如超过一定时间，拉线杆（15）仍未达于定位时，则显示变速器之调整机构发生故障，此时微处理器（19）将透过警示音驱动电路（27）发出警示音，以告知骑士停车检视。

而为使每一双速控制动作趋于精确，该传动组（2）将可配合控制电路（3）产生一缓冲作用及自动补正功能，其中缓冲作用系于马达（4）运转至接近完成转数时，将透过微处理器（19）及马达驱动电路（20）令马达（4）减缓运转速度，俾使拉线杆（15）可稳定地令变速器改变档位，假设马达（4）必须运转十圈，始能完成一变速档位的切换，则在七、八圈时，微处理器（19）即可透过马达驱动电路（20）使马达（4）减速，令其以较慢的速度运转至十圈，而稳定地完成档位之变换。

又另一自动补正功能，则在于如马达（4）运转超过预定圈数，始完成变速动作时，表示马达（4）圈数有所误差，此时微处理器（19）仍可配合马达驱动电路（20）在下一次变速切换时，扣回补正多转之圈数，而使其切换之位置更臻正确，此处仍假设马达（4）在运转十圈后，可完成一变速切换动作，如其在某一变速动作完成后，马达（4）已运转十二圈，换言之，马达（4）多转二圈，而此一讯息，微处理器（19）将可透过感应元件（6）侦知，且在下一变速切换控制动作产生时，微处理器（19）将自动扣回原来多转的二圈，亦即在下一次切换动作时，马达（4）仅运转八圈，此不仅可使变速器切换至下一档位，且可使其切换位置恢复至正常。

参阅图5所示，传动组（2）系固定于车架（33）之斜管（34）上，此一组装形式具有防水之功效，按该传动组（2）可封装于一密闭之壳体内，惟该拉线杆（15）必须伸出壳体外与变速器连接，因而接线杆（15）与壳体间势必产生间隙，而传动组（2）经组装于车架（33）之斜管（34）上，系呈下斜状，故当雨天时，雨水将沿该斜度流下，不致由拉线杆（15）与壳体间之空隙渗入，从而传动组（2）内部之元件不虞为雨水所破坏，并获致一防水之功效。

本实用新型具有下列优点：

1.电子式开关操控动作精确灵敏，相较于传统之机械方式，将更为省力便利。

2.利用按键组设于方向把手之邻近握持处，可就近以拇指控制，而可避免因手部离开把手所造成之失衡现象。

3.在变速切换动作时，可产生一缓冲作用及自动补正功能，而得使每一切换控制动作更臻精确。

4.利用安装于车架斜管之组装形式，可获致一防水作用，令其使用上不受天气因素影响。

Claims (3)

1、一种电子式自行车变速控制装置，其特征在于：

A.它包括有两按键组、两传动组及一控制电路；

B.传动组主要由一马达、一齿轮组及一感应元件所组成，马达之轴心上设有一齿轮，可与齿轮组构成啮合传动；齿轮组系于两固定板间分设有两轴杆及枢设有一螺杆，两轴杆上分别设有两组双层齿轮，各双层齿轮之间系相互啮合，且其中位于外侧之一双齿轮并与马达之齿轮啮合；又，螺杆一端设有一齿轮，该齿轮系与位于齿轮组内侧之一双层齿轮啮合，螺杆另端则螺套有一冂形之拉线杆，拉线杆一端则连设有前变速器或后变速器之刹车控制线，再螺杆一端系枢穿于固定板外，以供组装感应元件；感应元件包括有一套固于螺杆端部之光栅轮及一光耦合器，两者分别连至控制电路上，其中光栅轮轮面以放射线方向形成多数以等角度布设之透光槽，光耦合器设于光栅轮侧边；

C.控制电路是由微处理器、马达驱动电路、稳压电路和电源侦侧电路所组成，其中，微处理器上分别设有显示器、记忆器、指示灯驱动电路及警示音驱动电路，且经由马达驱动电路与传动组上之马达连线，控制传动组之运作。

2、根据权利要求1所述的电子式自行车变速控制装置，其特征在于按键组设于自行车方向把手之两端处。

3、根据权利要求1所述的电子式自行车变速控制装置，其特征在于传动组设于自行车车架之斜管上。

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