一種智能變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于變速器以及電機(jī)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(jī)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自行車(chē)內(nèi)變速器是以行星齒輪機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)主體，同時(shí)封閉裝配在自行車(chē)的后車(chē)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(chē)較佳的傳動(dòng)性能，其在自行車(chē)的生產(chǎn)應(yīng)用中越來(lái)越普及。
[0003]現(xiàn)有的自行車(chē)內(nèi)變速器均為手動(dòng)控制切換擋位，目前市場(chǎng)上的自動(dòng)變速器是用電機(jī)代替指撥或轉(zhuǎn)撥功能，采用電動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，其切換的原理也十分簡(jiǎn)單，僅通過(guò)電動(dòng)部件進(jìn)行換擋執(zhí)行部件，沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)越擋切換，無(wú)法滿(mǎn)足較復(fù)雜的自行車(chē)騎行體驗(yàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有自行車(chē)內(nèi)變速器自動(dòng)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(zhǔn)確迅速。
[0005]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]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(guò)控制行星齒輪系的中心輪與變速器主軸離合實(shí)現(xiàn)擋位控制，其中中心輪和變速器主軸之間的離合部件為彈性伸出的棘爪，所述棘爪通過(guò)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，
[0007]其中，所述內(nèi)變速器具有智能控制系統(tǒng)；
[0008]所述智能控制系統(tǒng)包括控制模塊以及若干直流電機(jī)；
[0009]所述控制模塊具有通信端口，通過(guò)通信模塊與外部終端設(shè)備連接，通過(guò)終端設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)，所述控制模塊的輸出端口分別與直流電機(jī)連接；
[0010]若干直流電機(jī)分別通過(guò)凸輪控制棘爪控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)中心輪與主軸的離合，其中，棘爪控制桿通過(guò)棘爪彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪的輪廓變化控制棘爪控制桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)中心輪和主軸離合。
[0011]進(jìn)一步的，所述直流電機(jī)分為兩部分，分別布置在內(nèi)變速器的軸向兩端。
[0012]所述內(nèi)變速器的端部設(shè)有電機(jī)固定座，所述電機(jī)固定座一端緊固裝配于變速器主軸上，另一端裝配于支撐座上，直流電機(jī)以及控制模塊的控制主板緊固于電機(jī)固定座上，凸輪安裝于直流電機(jī)輸出軸上，凸輪輪廓與棘爪控制桿凸塊接觸。
[0013]進(jìn)一步的，電機(jī)固定座在每個(gè)凸輪旁電機(jī)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(gè)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，所述定位傳感器與控制模塊的信號(hào)端連接。
[0014]優(yōu)選的，靠近變速器端部的中心輪的一側(cè)直流電機(jī)可通過(guò)凸輪直接接觸該中心輪的棘爪實(shí)現(xiàn)控制。
[0015]在本實(shí)用新型中，所述內(nèi)變速器還包括自鎖機(jī)構(gòu)，由其中一個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)；
[0016]所述自鎖機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)的魚(yú)尾鎖卡，所述魚(yú)尾鎖卡通過(guò)魚(yú)尾銷(xiāo)鉸支在電機(jī)固定座上，并通過(guò)第二彈簧與魚(yú)尾鎖卡連接，保持魚(yú)尾鎖卡和鎖齒保持常分離狀態(tài)，所述魚(yú)尾鎖卡一端具有與鎖齒咬合的棘齒結(jié)構(gòu)，另一端通過(guò)第一彈簧與該直流電機(jī)連接的凸輪連接。
[0017]優(yōu)選的，所述直流電機(jī)連接的凸輪為盤(pán)形凸輪。
[0018]另一優(yōu)選的，所述直流電機(jī)連接的凸輪為圓柱凸輪，圓柱凸輪安裝于直流電機(jī)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(duì)應(yīng)，直流電機(jī)帶動(dòng)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(shí)對(duì)圓柱凸輪進(jìn)行初始位定位。
[0019]在本實(shí)用新型中，所述智能控制系統(tǒng)還包括速度檢測(cè)模塊，所述速度檢測(cè)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(dòng)的磁鋼；所述磁鋼通過(guò)螺母密封裝配在變速器輸出輪轂的剎車(chē)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(guò)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(jìn)行輸出輪轂旋轉(zhuǎn)速度監(jiān)測(cè)；所述霍爾傳感器與控制模塊連接，通過(guò)通信模塊將轉(zhuǎn)化得到的變速器搭載的行駛設(shè)備實(shí)時(shí)速度及行駛里程輸送至外部終端設(shè)備。
[0020]進(jìn)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(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的傾斜程度計(jì)算行駛的坡度，結(jié)合霍爾傳感器檢測(cè)的行駛速度控制擋位變化。
[0021]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(chē)碼表或手機(jī)移動(dòng)終端。
[0022]在本實(shí)用新型中，所述內(nèi)變速器的動(dòng)力傳遞組件采用兩組行星齒輪系共用一組中心輪的結(jié)構(gòu)布置，兩組行星齒輪系的行星輪及內(nèi)齒圈參數(shù)一致，第一級(jí)行星齒輪系的內(nèi)齒圈與第二級(jí)行星齒輪系的行星架緊固相連，第一級(jí)行星架通過(guò)第一級(jí)行星輪和單向離合器與第一級(jí)內(nèi)齒圈相連，第二級(jí)行星齒輪系通過(guò)第二級(jí)行星輪與第二級(jí)內(nèi)齒圈相配合。
[0023]本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種上述智能變速器使用的電機(jī)控制方法:其中，直流電機(jī)可采用單向旋轉(zhuǎn)控制，所述直流電機(jī)只向一個(gè)固定方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)凸輪輪廓變化驅(qū)動(dòng)棘爪控制桿；
[0024]直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)至凸輪輪廓的遠(yuǎn)端與棘爪控制桿接觸時(shí)，棘爪控制桿處于壓制狀態(tài)，所控制的中心輪和主軸之間處于自由狀態(tài)，且此時(shí)凸輪上的定位面碰觸定位傳感器，并將信號(hào)傳到控制模塊，控制直流電機(jī)停轉(zhuǎn)；
[0025]當(dāng)需要將中心輪與主軸卡住時(shí)，通過(guò)直流電機(jī)繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由遠(yuǎn)端突變到近端，棘爪控制桿在彈簧作用下快速?gòu)椘?，從而將主軸與中心輪卡住，其中，凸輪轉(zhuǎn)至近端的時(shí)機(jī)通過(guò)控制模塊的定時(shí)單元實(shí)現(xiàn)，即在凸輪定位面離開(kāi)定位傳感器后的設(shè)定時(shí)間內(nèi)，控制直流電機(jī)的停止，此時(shí)凸輪的近端與棘爪控制桿接觸。
[0026]另外，直流電機(jī)也可采用雙向旋轉(zhuǎn)控制，所述直流電機(jī)朝正、反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0027]所述直流電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由近端到遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)，將棘爪控制桿壓下，使中心輪和主軸之間處于自由狀態(tài)，在凸輪的定位面碰觸定位傳感器時(shí)，將控制信號(hào)傳到控制模塊，直流電機(jī)停止，并且在凸輪的遠(yuǎn)端設(shè)有凸起，防止凸輪過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)致棘爪控制桿再次彈起；
[0028]當(dāng)需要將中心輪與主軸卡住時(shí)，控制直流電機(jī)往相反方向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由遠(yuǎn)端突變到近端，凸輪與棘爪控制桿接觸于凸輪近端，棘爪控制桿在彈簧作用下快速?gòu)椘?，從而將主軸與中心輪卡住，其中，凸輪轉(zhuǎn)至近端的時(shí)機(jī)通過(guò)控制模塊的定時(shí)單元實(shí)現(xiàn)，即在凸輪定位面離開(kāi)定位傳感器后的設(shè)定時(shí)間內(nèi)，控制直流電機(jī)的停止，此時(shí)凸輪的近端與棘爪控制桿接觸。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果:
[0030]本實(shí)用新型的智能變速器，其最基本的功能是可通過(guò)外部終端設(shè)備控制內(nèi)變速器進(jìn)行擋位的切換，不需要像傳統(tǒng)的手動(dòng)切換(直流電機(jī)帶動(dòng)拉繩換擋)逐一換擋，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式；手動(dòng)模式下，騎手可通過(guò)手動(dòng)直接切換到任意擋位；自動(dòng)模式下，結(jié)合控制模塊內(nèi)部的控制系統(tǒng)，可根據(jù)騎行的車(chē)速和行車(chē)狀態(tài)自動(dòng)切換至合適的擋位。
[0031]另外，本實(shí)用新型的智能控制系統(tǒng)通過(guò)控制模塊連接多個(gè)外部信號(hào)采集單元，如速度檢測(cè)模塊，不僅可作為自動(dòng)換擋的速度監(jiān)測(cè)單元，還可記錄每次以及總行駛里程，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示騎行的車(chē)速等。重力傳感器，可根據(jù)騎行爬坡的情況，根據(jù)設(shè)備的傾斜角度判斷騎行的坡度，結(jié)合騎行的速度綜合分析騎行適合的