[發(fā)明專利]一種智能變速器及使用的電機控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510508266.1
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN105134938B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李激初
• 申請（專利權(quán)）人: 李激初
• 主分類號: F16H61/32
• 分類號: F16H61/32;F16H61/02;F16H63/30;F16H63/34;F16H59/66;B62M11/18;B62M25/08;H02P7/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變速器以及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能變速器及使用的電機控制方法。

背景技術(shù)

自行車內(nèi)變速器是以行星齒輪機構(gòu)作為傳動主體，同時封閉裝配在自行車的后車輪軸的花鼓內(nèi)，能夠克服外變速器存在的缺陷，提供自行車較佳的傳動性能，其在自行車的生產(chǎn)應(yīng)用中越來越普及。

現(xiàn)有的自行車內(nèi)變速器均為手動控制切換擋位，目前市場上的自動變速器是用電機代替指撥或轉(zhuǎn)撥功能，采用電動切換實現(xiàn)自動換擋，其切換的原理也十分簡單，僅通過電動部件進行換擋執(zhí)行部件，沒辦法實現(xiàn)越擋切換，無法滿足較復(fù)雜的自行車騎行體驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有自行車內(nèi)變速器自動換擋的缺陷，提供一種智能變速器，能夠根據(jù)各種不同騎行狀況提供最佳的擋位，智能化程度高，換擋準確迅速。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種智能變速器，所述內(nèi)變速器采用行星齒輪內(nèi)變速器，內(nèi)變速器通過控制行星齒輪系的中心輪與主軸離合實現(xiàn)擋位控制，其中中心輪和主軸之間的離合部件為彈性伸出的棘爪，所述棘爪通過棘爪彈簧設(shè)置在主軸上，所述中心輪的內(nèi)圓設(shè)有棘齒與棘爪配合，

其中，所述內(nèi)變速器具有智能控制系統(tǒng)；

所述智能控制系統(tǒng)包括控制模塊以及若干直流電機；

所述控制模塊具有通信端口，通過通信模塊與外部終端設(shè)備連接，通過終端設(shè)備發(fā)出控制信號，所述控制模塊的輸出端口分別與直流電機連接；若干直流電機分別通過凸輪控制棘爪控制桿轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)各個中心輪與主軸的離合，其中，棘爪控制桿通過棘爪彈簧轉(zhuǎn)動嵌裝于主軸的軸向凹槽上，棘爪控制桿端部設(shè)有凸塊與凸輪接觸，另一端棘爪與中心輪內(nèi)圓棘齒配合，直流電機帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪的輪廓變化控制棘爪控制桿的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)中心輪和主軸離合。

進一步的，所述直流電機分為兩部分，分別布置在內(nèi)變速器的軸向兩端。

所述內(nèi)變速器的端部設(shè)有電機固定座，所述電機固定座一端緊固裝配于主軸上，另一端裝配于支撐座上，直流電機以及控制模塊的控制主板緊固于電機固定座上，凸輪安裝于直流電機輸出軸上，凸輪輪廓與棘爪控制桿凸塊接觸。

進一步的，電機固定座在每個凸輪旁電機固定座均固定有定位傳感器，所述凸輪上設(shè)有與定位傳感器配合的定位面，用于確定各個凸輪的轉(zhuǎn)動位置，所述定位傳感器與控制模塊的信號端連接。

優(yōu)選的，靠近變速器端部的中心輪的一側(cè)直流電機可通過凸輪直接接觸該中心輪的棘爪實現(xiàn)控制。

在本發(fā)明中，所述內(nèi)變速器還包括自鎖機構(gòu)，由其中一個直流電機驅(qū)動；

所述自鎖機構(gòu)包括固定在內(nèi)變速器輸出輪轂上的鎖齒以及由直流電機驅(qū)動的魚尾鎖卡，所述魚尾鎖卡通過魚尾銷鉸支在電機固定座上，并通過第二彈簧與魚尾鎖卡連接，保持魚尾鎖卡和鎖齒保持常分離狀態(tài)，所述魚尾鎖卡一端具有與鎖齒咬合的棘齒結(jié)構(gòu)，另一端通過第一彈簧與該直流電機連接的凸輪連接。

優(yōu)選的，所述直流電機連接的凸輪為盤形凸輪。

另一優(yōu)選的，所述直流電機連接的凸輪為圓柱凸輪，圓柱凸輪安裝于直流電機輸出軸上，圓柱凸輪上包含高位面、低位面、彈起斷面、壓緊斜面和定位面；其中高位面、壓緊斜面、低位面、彈起斷面依次連接成封閉環(huán)狀曲面，定位面位于圓柱凸輪側(cè)面，與定位傳感器對應(yīng)，直流電機帶動圓柱凸輪單方向旋轉(zhuǎn)，圓柱凸輪上的定位面碰觸定位傳感器時對圓柱凸輪進行初始位定位。

在本發(fā)明中，所述智能控制系統(tǒng)還包括速度檢測模塊，所述速度檢測模塊包括固定在內(nèi)變速器內(nèi)部的霍爾傳感器以及隨內(nèi)變速器輸出輪轂一同轉(zhuǎn)動的磁鋼；所述磁鋼通過螺母密封裝配在變速器輸出輪轂的剎車端側(cè)面，磁鋼位于輸出輪轂內(nèi)側(cè)，所述霍爾傳感器通過傳感器安裝座固定在內(nèi)變速器內(nèi)部，霍爾傳感器的感應(yīng)面與磁鋼旋轉(zhuǎn)軌跡面保持在感應(yīng)范圍內(nèi)安裝，與磁鋼配合進行輸出輪轂旋轉(zhuǎn)速度監(jiān)測；所述霍爾傳感器與控制模塊連接，通過通信模塊將轉(zhuǎn)化得到的變速器搭載的行駛設(shè)備實時速度及行駛里程輸送至外部終端設(shè)備。

進一步的，所述智能控制系統(tǒng)還包括重力傳感器，所述重力傳感器固定設(shè)置在控制模塊的控制主板上，通過監(jiān)測車輛的傾斜程度計算行駛的坡度，結(jié)合霍爾傳感器檢測的行駛速度控制擋位變化。

優(yōu)選的，所述外部終端設(shè)備包括操控設(shè)備和電源，所述操控設(shè)備包括自行車碼表或手機移動終端。