一種智能變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型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)】
[0002]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。
[0003]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。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型解決的技術(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。
[0005]本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(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)變速器通過控制行星齒輪系的中心輪與變速器主軸離合實現(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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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變速器主軸上，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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]在本實用新型中，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；
[0016]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。
[0017]優(yōu)選的，所述直流電機連接的凸輪為盤形凸輪。
[0018]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。
[0019]在本實用新型中，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。
[0020]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。
[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)備包括自行車碼表或手機移動終端。
[0022]在本實用新型中，所述內(nèi)變速器的動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，第一級行星齒輪系的內(nèi)齒圈與第二級行星齒輪系的行星架緊固相連，第一級行星架通過第一級行星輪和單向離合器與第一級內(nèi)齒圈相連，第二級行星齒輪系通過第二級行星輪與第二級內(nèi)齒圈相配合。
[0023]本實用新型還公開了一種上述智能變速器使用的電機控制方法:其中，直流電機可采用單向旋轉(zhuǎn)控制，所述直流電機只向一個固定方向旋轉(zhuǎn)，通過凸輪輪廓變化驅(qū)動棘爪控制桿；
[0024]直流電機轉(zhuǎn)動至凸輪輪廓的遠端與棘爪控制桿接觸時，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)，且此時凸輪上的定位面碰觸定位傳感器，并將信號傳到控制模塊，控制直流電機停轉(zhuǎn)；
[0025]當(dāng)需要將中心輪與主軸卡住時，通過直流電機繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由遠端突變到近端，棘爪控制桿在彈簧作用下快速彈起，從而將主軸與中心輪卡住，其中，凸輪轉(zhuǎn)至近端的時機通過控制模塊的定時單元實現(xiàn)，即在凸輪定位面離開定位傳感器后的設(shè)定時間內(nèi)，控制直流電機的停止，此時凸輪的近端與棘爪控制桿接觸。
[0026]另外，直流電機也可采用雙向旋轉(zhuǎn)控制，所述直流電機朝正、反兩個方向轉(zhuǎn)動；
[0027]所述直流電機正向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由近端到遠端轉(zhuǎn)動，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，將控制信號傳到控制模塊，直流電機停止，并且在凸輪的遠端設(shè)有凸起，防止凸輪過轉(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，控制直流電機往相反方向旋轉(zhuǎn)，凸輪輪廓由遠端突變到近端，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彈起，從而將主軸與中心輪卡住，其中，凸輪轉(zhuǎn)至近端的時機通過控制模塊的定時單元實現(xiàn)，即在凸輪定位面離開定位傳感器后的設(shè)定時間內(nèi)，控制直流電機的停止，此時凸輪的近端與棘爪控制桿接觸。
[0029]本實用新型的有益效果:
[0030]本實用新型的智能變速器，其最基本的功能是可通過外部終端設(shè)備控制內(nèi)變速器進行擋位的切換，不需要像傳統(tǒng)的手動切換(直流電機帶動拉繩換擋)逐一換擋，有手動和自動兩種模式；手動模式下，騎手可通過手動直接切換到任意擋位；自動模式下，結(jié)合控制模塊內(nèi)部的控制系統(tǒng)，可根據(jù)騎行的車速和行車狀態(tài)自動切換至合適的擋位。
[0031]另外，本實用新型的智能控制系統(tǒng)通過控制模塊連接多個外部信號采集單元，如速度檢測模塊，不僅可作為自動換擋的速度監(jiān)測單元，還可記錄每次以及總行駛里程，同時實時顯示騎行的車速等。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