[发明专利]一种智能变速器及使用的电机控制方法

说明书

技术领域

本发明属于变速器以及电机控制技术领域，具体涉及一种智能变速器及使用的电机控制方法。

背景技术

自行车内变速器是以行星齿轮机构作为传动主体，同时封闭装配在自行车的后车轮轴的花鼓内，能够克服外变速器存在的缺陷，提供自行车较佳的传动性能，其在自行车的生产应用中越来越普及。

现有的自行车内变速器均为手动控制切换挡位，目前市场上的自动变速器是用电机代替指拨或转拨功能，采用电动切换实现自动换挡，其切换的原理也十分简单，仅通过电动部件进行换挡执行部件，没办法实现越挡切换，无法满足较复杂的自行车骑行体验。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有自行车内变速器自动换挡的缺陷，提供一种智能变速器，能够根据各种不同骑行状况提供最佳的挡位，智能化程度高，换挡准确迅速。

本发明采用如下技术方案实现：

一种智能变速器，所述内变速器采用行星齿轮内变速器，内变速器通过控制行星齿轮系的中心轮与主轴离合实现挡位控制，其中中心轮和主轴之间的离合部件为弹性伸出的棘爪，所述棘爪通过棘爪弹簧设置在主轴上，所述中心轮的内圆设有棘齿与棘爪配合，

其中，所述内变速器具有智能控制系统；

所述智能控制系统包括控制模块以及若干直流电机；

所述控制模块具有通信端口，通过通信模块与外部终端设备连接，通过终端设备发出控制信号，所述控制模块的输出端口分别与直流电机连接；若干直流电机分别通过凸轮控制棘爪控制杆转动，实现各个中心轮与主轴的离合，其中，棘爪控制杆通过棘爪弹簧转动嵌装于主轴的轴向凹槽上，棘爪控制杆端部设有凸块与凸轮接触，另一端棘爪与中心轮内圆棘齿配合，直流电机带动凸轮旋转，凸轮的轮廓变化控制棘爪控制杆的转动，实现中心轮和主轴离合。

进一步的，所述直流电机分为两部分，分别布置在内变速器的轴向两端。

所述内变速器的端部设有电机固定座，所述电机固定座一端紧固装配于主轴上，另一端装配于支撑座上，直流电机以及控制模块的控制主板紧固于电机固定座上，凸轮安装于直流电机输出轴上，凸轮轮廓与棘爪控制杆凸块接触。

进一步的，电机固定座在每个凸轮旁电机固定座均固定有定位传感器，所述凸轮上设有与定位传感器配合的定位面，用于确定各个凸轮的转动位置，所述定位传感器与控制模块的信号端连接。

优选的，靠近变速器端部的中心轮的一侧直流电机可通过凸轮直接接触该中心轮的棘爪实现控制。

在本发明中，所述内变速器还包括自锁机构，由其中一个直流电机驱动；

所述自锁机构包括固定在内变速器输出轮毂上的锁齿以及由直流电机驱动的鱼尾锁卡，所述鱼尾锁卡通过鱼尾销铰支在电机固定座上，并通过第二弹簧与鱼尾锁卡连接，保持鱼尾锁卡和锁齿保持常分离状态，所述鱼尾锁卡一端具有与锁齿咬合的棘齿结构，另一端通过第一弹簧与该直流电机连接的凸轮连接。

优选的，所述直流电机连接的凸轮为盘形凸轮。

另一优选的，所述直流电机连接的凸轮为圆柱凸轮，圆柱凸轮安装于直流电机输出轴上，圆柱凸轮上包含高位面、低位面、弹起断面、压紧斜面和定位面；其中高位面、压紧斜面、低位面、弹起断面依次连接成封闭环状曲面，定位面位于圆柱凸轮侧面，与定位传感器对应，直流电机带动圆柱凸轮单方向旋转，圆柱凸轮上的定位面碰触定位传感器时对圆柱凸轮进行初始位定位。

在本发明中，所述智能控制系统还包括速度检测模块，所述速度检测模块包括固定在内变速器内部的霍尔传感器以及随内变速器输出轮毂一同转动的磁钢；所述磁钢通过螺母密封装配在变速器输出轮毂的刹车端侧面，磁钢位于输出轮毂内侧，所述霍尔传感器通过传感器安装座固定在内变速器内部，霍尔传感器的感应面与磁钢旋转轨迹面保持在感应范围内安装，与磁钢配合进行输出轮毂旋转速度监测；所述霍尔传感器与控制模块连接，通过通信模块将转化得到的变速器搭载的行驶设备实时速度及行驶里程输送至外部终端设备。

进一步的，所述智能控制系统还包括重力传感器，所述重力传感器固定设置在控制模块的控制主板上，通过监测车辆的倾斜程度计算行驶的坡度，结合霍尔传感器检测的行驶速度控制挡位变化。

优选的，所述外部终端设备包括操控设备和电源，所述操控设备包括自行车码表或手机移动终端。