发明名称 自行车自动变速装置
摘要 一种自行车自动变速装置,包括有固定于自行车车架上之发电机;具有整流器、电脑控制装置、以及驱动电路之控制机构;具有齿轮箱、钢索以及位置传感器之马连传动器;以及模数转换器。将该发电机装设在车架上用以接触车轮,并读取该发电机的综合输出,即输出交流电讯号与电能,供该电脑控制装置内部之微电脑处理器((MCU- Microcontroller)在设定的时段及周期中机动地采集该交流电讯号输出,与已设定脉冲样本比较,进而控制该马达传动器来拉动钢索使变速器体换档位,且藉着该马达传动器配置的位置传感器,输出不同的电压回应给模数转换器,再送入该微电脑处理器(MCU),以检测前置预设结果或修正或改变控制的数据,俾使自行车自动换档变速者。
申请公布号 TW348708 申请公布日期 1998.12.21
申请号 TW085204391 申请日期 1995.03.01
申请人 王维德 发明人 王维德
分类号 B62M9/04;G05D13/00 主分类号 B62M9/04
代理机构 代理人 洪武雄 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼;陈灿晖 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼
主权项 1.一种自行车自动变速装置,包括:一发电机:其系 固定 于自行车车架上,并具有一转轴,该转轴以转轮接 触于自 行车车,俾随车轮转动,该发电机得以随之转动发 电并输 出交流电讯号;一控制机构:包括有能接收并整流 该发电 机输出交流电讯号和电能而输出脉冲波之整流器, 能接收 处理该整流器所整流输出脉冲波及输出换档指令 之电脑控 制装置,以及能执行该电脑控制装置输出之换档指 令并控 制电力传送之驱动电路;一马达传动器:包括有经 由该驱 动电路传送之电力驱动且具有直流马达、主轴、 输出轴以 及变速齿轮组之齿轮箱,与该输出轴相连接之钢索 ,以及 可感应档位讯号之位置传感器;以及一模数转换器 :可接 收来自位置传感器传送之档位回馈讯号并将之转 换成数値 送至该电脑控制装置内部。2.如申请专利范围第1 项之自行车自动变速装置,其中, 该电脑控制装置系以微电脑处理器(MCU)为处理中 心并且 内含有计数器。3.如申请专利范围第1项之自行车 自动变速装置,其中, 该电脑控制装置、该马达驱动电路以及该模数转 换器(ADC )系设备于一印刷线路板上。4.如申请专利范围第3 项之自行车自动变速装置,其中, 该印刷线路板复设有电子抹除式可程式唯读记忆 体( EEPROM)、电源稳压器、驱动马达放大器、蜂鸣器、 自动 开关电路以及液晶显示器接口。5.如申请专利范 围第1项之自行车自动变速装置,其中, 该电脑控制装置系由二充电电池供电之,该二充电 电池由 该发电机充电。6.如申请专利范围第1项之自行车 自动变速装置,其中, 该电脑控制装置连接一内置有两微动开关及一T字 形棒之 排档棒。7.如申请专利范围第6项之自行车自动变 速装置,其中, 该T字形棒之排档棒系于全自动换档模式用作逆跳 档功能 。8.如申请专利范围第1项之自行车自动变速装置, 其中, 该马达传动器之位置传感器包括有旋转导电片及 固定环片 ,且该旋转导电片与该齿轮箱之主轴相结合。9.如 申请专利范围第7项之自行车自动变速装置,其中, 该旋转导电片亦可使用如光感测器、可变电阻等 其它感测 元件替代。10.如申请专利范围第1项之自行车自动 变速装置,其中, 该齿轮箱之变速齿轮组设有一螺杆式齿轮用作锁 定档位。11.如申请专利范围第1项之自行车自动变 速装置,其中, 该马达传动器复包括有滑筒以及螺帽,且该主轴上 设有螺 旋牙,在该滑筒端部并设该螺帽以螺合于该主轴, 俾使该 主轴旋转时,令该滑筒做左右直线往复运动,而带 动该钢 索往复动作。12.如申请专利范围第1项之自行车自 动变速装置,其中, 该控制机构之模数转换器接收之回馈讯号为电压 。13.如申请专利范围第1项之自行车自动变速装置 ,其中, 该装置之自动变速控制作用情形为:撷取该发电机 之输出 交流电讯号及电能,经该整流器整流至直流脉冲及 对充电 池充电;利用该电脑控制装置内的计数器,在重复 时段内 ,以周期方式,读取该计数器取得之直流脉冲数量, 当自 行车速度越高,直流脉冲数量,当自行车速度越高, 直流 脉冲数量越多,即发电机之输出交流电讯号频率越 高,设 定之时段可为0.05至1.5秒,周期可在0.1至2秒;而在电 脑控制装置之微电脑处理器(MCU)的系统程式提供 一对数 表,表内有8个数値,用作比较该计数器读取回来的 直流 脉冲数量,每一数値代表一换档点,表内第一数値 代表第 一档转第二档的换档点,如此类推,此对数表是储 存于电 子抹除式可程式唯读记忆体(EEPROM)内;将系统程式 检查 直流脉冲的数量并与数表比较,决定直流脉冲属于 表内一 个数値,进而得知适当的档位;当适当的档位确定 后,该 马达传动器执行换档动作,动作的执行状态由该马 达传动 器内之位置传感器反映该预定档位位置,该位置传 感器输 出之模拟讯号经由该模数转换器(ADC)转换成为数 字形式 ,供给该微电脑处理器(MCU)处理;当换档动作完成后 , 系统程式马上建立一个缓冲界域来防止换档不稳 定现象, 在这界域内,所有换档指令都会被禁止,直至新读 取回来 的直流脉冲数値超越此缓冲界域,换档指令才被认 许,该 界域并且自动消失,直至下一次档动作完成后,系 统程式 马上建立另一个缓冲界域,此特性应用在每一次换 档,因 缓冲界域是跟随换档点而建立的,而换档点可供骑 车者调 节;当该微电脑处理器(MCU)接收到该位置传感器反 馈的 资料后,经过计算以及比较,相应地对马达传动器 作出机 械精度上之修正,机械上有了问题,产生错误讯息 使骑车 者注意,修正错误的换档和修正机械上的过冲( overshoot );当以上各作用完成后,系统程式自动跳回,再重新 检 测及控制换档。图式简单说明:第一图为本创作第 一实施 例之方块图。第二图为本创作第一实施例之详细 方块图。 第三图为本创作第一实施例部件与部件的连接图 。第四图 为本创作第一实施例马达传动器之立体分解图。 第五图为 本创作第一实施例齿轮结构之侧视图。第六图为 本创作第 一实施例位置传感器内部结构之正视图。第七图 为本创作 第二实施例之直线驱动的马达传动器之侧视剖面 图。第八 图为本创作第一实施例所有关于控制方面的变量 之关系。 第九图为本创作第一实施例脚踏车多重换档轻重 力度之示 意图。第十图为本创作第一实施例之系统程式的 流程图。 第十一(a)图为改良前之脚踏车变速器;而第十一(b) 为本 创作第一实施例改良后的脚踏车变速器示意图。
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