[发明专利]变速自行车及其变挡机构及装置

说明书

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，尤其是涉及一种变速自行车及其变挡机构及装置。

背景技术

自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的牙盘的配合来改变车速快慢。前牙盘的大小和后牙盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前牙盘越大，后牙盘越小时，脚蹬时越感到费力。前牙盘越小，后牙盘越大时，脚蹬时越感到轻松。根据不同骑行者的能力，即可通过调整前、后牙盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。

变速器的出现，大大节省了长途骑行的人力消耗，使得人们在骑行过程中，上坡更轻松，平路能尽可能提升速度。最开始出现的自行车变速器，其换挡采用机械方式，通过用户拨动变速指拨，再由变速线带动拨链器，将链条拨动到齿数不同的牙盘上进行换挡。在换挡的过程中，人们需要分心去设定挡位并拨动变速指拨，由于复位弹簧的存在，对女性和儿童来说，拨动比较吃力。对于很多新手，在骑行过程中又很难把握换挡的节奏。

随着技术的发展，出现了将电机集成在拨链器中的电子变速器，这种电子变速器由驱动电机带动执行机构。因此，这种电变仅仅替换了执行机构，并没有带来换挡上更多的便利和辅助。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变速自行车及其变挡机构及装置，以解决现有变速自行车换挡吃力，换挡逻辑难以把控的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种变挡机构，包括MCU(Microcontroller Unit，简称MCU)以及连接MCU的车速获取机构、挡位获取机构、前调节机构和后调节机构；

车速获取机构用于获取变速自行车的当前车速；

挡位获取机构用于获取当前挡位的前变速线绞盘位置和后变速线绞盘位置；

MCU根据当前车速，与前变速线绞盘位置及后变速线绞盘位置对应的预设车速的关系判断是否需要变挡；

若是，则通过前调节机构将前变速线绞盘从当前位置调节至目标挡位位置，或通过后调节机构将后变速线绞盘从当前位置调节至目标挡位位置；

若否，则保持前变速线绞盘位置和后变速线绞盘位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，车速获取机构为设于后轮轴的霍尔传感器，当前车速为后轮转速；

或者；

车速获取机构为设于中轴的霍尔传感器，当前车速为行驶踏频。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，挡位获取机构通过前角度传感器获取当前挡位的前变速线绞盘位置，通过后角度传感器获取当前挡位的后变速线绞盘位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括遥控机构；

遥控机构通过无线通信向MCU发送挡位变换信号；

MCU根据挡位变换信号通过前调节机构将前变速线绞盘从当前位置调节至目标挡位位置，或者通过后调节机构将后变速线绞盘从当前位置调节至目标挡位位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，后调节机构包括后电机驱动电路、后电机和后减速箱；

当当前车速与后变速线绞盘位置不匹配时，MCU向后电机驱动电路发送加挡信号或减挡信号；

后电机驱动电路根据加挡信号或减挡信号驱动后电机正/反向运动；

后电机正/反向转动过程中通过后减速箱将后变速线绞盘位置调节至加挡后的位置或减挡后的位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，前调节机构包括前电机驱动电路、前电机和前减速箱；

当当前车速与前变速线绞盘位置不匹配时，MCU向前电机驱动电路发送加挡信号或减挡信号；

前电机驱动电路根据加挡信号或减挡信号驱动前电机正/反向运动；

前电机正/反向转动过程中通过前减速箱将前变速线绞盘位置调节至加挡后的位置或减挡后的位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，后角度传感器的活动部分通过检测后减速箱的齿轮转动来获取后变速线绞盘的位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括蓄电池，蓄电池用于为MCU、前调节机构和后调节机构提供工作电压。

第二方面，本发明实施例还提供了一种变挡装置，包括支撑机构以及如第一方面所述的变挡机构；

支撑机构用于支撑变挡机构；

支撑机构还包括与变速自行车车架可拆卸连接的固定结构。