專利名稱：電子式自行車變速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子式的自行車變速控制裝置。
以往賽車型的自行車均配備有變速器，主要用意在幫助選手適應(yīng)不同的路況，如使其在上坡時(shí)不致過(guò)于吃力，而路況平坦時(shí)亦不致過(guò)度狂飆，目前部分非比賽型之自行車亦已配備變速器，使一般人騎乘時(shí)，亦能感受其優(yōu)點(diǎn)所在。目前既有的變速器，其操作上多采用機(jī)械式，如于其方向把手上分設(shè)控制扳手，當(dāng)自行車行進(jìn)間需要變速時(shí)，即扳動(dòng)該扳手，以進(jìn)行變速調(diào)整，這種控制方式至少存在下列問(wèn)題1.操作較為費(fèi)力傳統(tǒng)變速器的操作系采用機(jī)械式，其主要系利用方向把手上之扳手經(jīng)由拉線拉動(dòng)變速器，以產(chǎn)生變速動(dòng)作，由于采用直接拉掣之機(jī)械式動(dòng)作，故在操作上無(wú)疑將較為費(fèi)力。
2.操作時(shí)容易造成方向失衡由于操縱變速器之扳手系設(shè)于方向把手上，而自行車行進(jìn)間，由于騎士的雙手必須同時(shí)扶持于方向把手上，當(dāng)其欲作變速調(diào)整時(shí)，即必須令一手離開(kāi)方向把手，去扳動(dòng)控制扳手，此時(shí)方向把手即僅以單手握持，而極容易于行進(jìn)間發(fā)生失衡現(xiàn)象，特別是在自行車處于高速狀態(tài)下，特別容易發(fā)生，由此可見(jiàn)，這種機(jī)械操作方式亦有影響行車安全之虞。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種簡(jiǎn)便省力、不用擔(dān)心危及行車安全的電子式自行車變速控制裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，該產(chǎn)品包括有兩按鍵組、兩傳動(dòng)組及一控制電路，其中，傳動(dòng)組主要由一馬達(dá)、一齒輪組及一感應(yīng)元件所組成，馬達(dá)之軸心上設(shè)有一齒輪，可與齒輪組構(gòu)成嚙合傳動(dòng)；齒輪組系于兩固定板間分設(shè)有兩軸桿及樞設(shè)有一螺桿，兩軸桿上分別設(shè)有兩組雙層齒輪，各雙層齒輪間系相互嚙合，且其中位于外側(cè)之一雙層齒輪并與馬達(dá)之齒輪嚙合；又，螺桿一端設(shè)有一齒輪，該齒輪系與位于齒輪組內(nèi)側(cè)之一雙層齒輪嚙合，螺桿另端則螺套有一冂形之拉線桿，拉線桿一端則連設(shè)有前變速器或后變速器之剎車控制線，再螺桿一端系樞穿于固定板外，以供組裝感應(yīng)元件；感應(yīng)元件包括有一套固于螺桿端部之光柵輪及一光耦合器，兩者分別連至控制電路上，其中光柵輪輪面以放射線方向形成多數(shù)以等角度布設(shè)之透光槽，光耦合器設(shè)于光柵輪側(cè)邊?？刂齐娐肥怯晌⑻幚砥鳌ⅠR達(dá)驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路及電源偵測(cè)電路所組成，其中，微處理器上分別設(shè)有顯示器、記憶器、指示燈驅(qū)動(dòng)電路及警示音驅(qū)動(dòng)電路，且經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與傳動(dòng)組上之馬達(dá)連線，控制傳動(dòng)組之運(yùn)作。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型之方塊圖。
圖2為本實(shí)用新型按鍵組之組合示意圖。
圖3為本實(shí)用新型傳動(dòng)組平面示意圖。
圖4為本實(shí)用新型之控制電路圖。
圖5為本實(shí)用新型之組裝示意圖。
本實(shí)用新型之結(jié)構(gòu)部分，請(qǐng)首先參閱
圖1所示，主要包括有兩按鍵組(1)、兩傳動(dòng)組(2)及一控制電路(3)，其中兩按鍵組(1)系分別設(shè)于自行車方向把手(35)兩端之接近握持部處［如圖2所示］，以便于雙手就近按壓操作。
參閱圖3所示，系該傳動(dòng)組(2)之平面示意圖，其主要包括有一馬達(dá)(4)、一齒輪組(5)及一感應(yīng)元件(6)，馬達(dá)(4)之軸心上設(shè)有一齒輪(7)，可與齒輪組(5)構(gòu)成嚙合傳動(dòng)；齒輪組(5)系于兩固定板(8)間分設(shè)有兩軸桿(9)(10)及樞設(shè)有一螺桿(11)，兩軸桿(9)(10)上分別設(shè)有兩組雙層齒輪(12)(13)，各雙層齒輪(12)(13)間系相互嚙合，且其中位于外側(cè)之一雙層齒輪(12)并與馬達(dá)(4)之齒輪(7)嚙合，而由該馬達(dá)(4)所傳動(dòng)；又，螺桿(11)一端設(shè)有一齒輪(14)，該齒輪(14)系與位于齒輪組(5)內(nèi)側(cè)之一雙層齒輪(13)嚙合，螺桿(11)另端則螺套有一冂形之拉線桿(15)，拉線桿(15)一端則連設(shè)有前變速器或后變速器之剎車控制線，再螺桿(11)一端系樞穿于固定板(8)外，以供組裝感應(yīng)元件(6)。
感應(yīng)元件(6)為光感應(yīng)式，其用途為偵測(cè)傳動(dòng)組(2)之傳動(dòng)行程，并將偵測(cè)訊號(hào)送至控制電路(3)，以確認(rèn)變速動(dòng)作是否達(dá)于定位，進(jìn)而控制馬達(dá)(4)之通斷。感應(yīng)元件(6)包括有一套固于螺桿(11)端部之光柵輪(16)及一光耦合器(17)，該二者分別連接至控制電路(3)上，其中光柵輪(16)輪面以放射線方向形成多數(shù)以等角度布設(shè)之透光槽(18)，又光耦合器(17)系設(shè)于光柵輪(16)側(cè)邊，其相對(duì)之內(nèi)側(cè)兩端分別為光源及光電開(kāi)關(guān)，當(dāng)光柵輪(16)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將配合其上之透光槽(18)，使光耦合器(17)一端之光源間歇由光電開(kāi)關(guān)所接受，而透過(guò)計(jì)算光電開(kāi)關(guān)接受光源訊號(hào)之頻率，即可偵測(cè)傳動(dòng)組(2)之傳動(dòng)行程。
當(dāng)馬達(dá)(4)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將依序傳動(dòng)該傳動(dòng)組(2)上之各組雙層齒輪(12)(13)及螺桿(11)，而螺桿(11)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將使拉線桿(15)向左或向右移動(dòng)，以拉動(dòng)剎車控制線，執(zhí)行變速調(diào)整，在此同時(shí)，感應(yīng)元件(6)之光柵輪(16)亦隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而光耦合器(17)則可將偵測(cè)訊號(hào)送至控制電路(3)，以決定馬達(dá)(4)是否停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
控制電路(3)之線路結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖4所示，其主要系由一微處理器(19)、一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)、一穩(wěn)壓電路(21)、一電源偵測(cè)電路(22)所組成，其中微處理器(19)及其周邊電路與各電路間之組合關(guān)系詳如下列其輸入接腳25、26經(jīng)一接頭(29)與兩傳動(dòng)組(2)上之感應(yīng)元件(6)連接，以接收感應(yīng)元件(6)偵測(cè)之訊號(hào)；其輸入接腳12～14分別經(jīng)兩接頭(30)(31)與兩按鍵組(1)連接；
其輸入接腳5～8上設(shè)有一記憶器(24)，以儲(chǔ)存使用前輸入之設(shè)定資料，當(dāng)傳動(dòng)組(2)再度被驅(qū)動(dòng)時(shí)，微處理器(19)即可檢索記憶器(24)上之儲(chǔ)存資料，用以與感應(yīng)元件(6)之偵測(cè)訊號(hào)對(duì)比，以拉動(dòng)剎車控制線至一定距離，以完成變速調(diào)整。
其輸出接腳27、28及11分別連接有指示燈驅(qū)動(dòng)電路(25)(26)及警示音驅(qū)動(dòng)電路(27)，用以作各種電路反應(yīng)指示。
其輸出接腳32～39連設(shè)有一顯示器(23)，可顯示變速段數(shù)；其輸入接腳16系連接至電源偵測(cè)電路(22)，該電源偵測(cè)電路(22)主要系偵測(cè)電池之電力狀況，其可提供微處理器(19)電力不足之訊息，而微處理器(19)則可透過(guò)指示燈驅(qū)動(dòng)電路(25)(26)點(diǎn)亮指示燈，以通知使用者更換電池。
其輸出接腳1～4系連接至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)分別具有兩組上下變速控制端，供分別選擇前、后變速器之變速段位，又其輸出則透過(guò)接頭(28)與兩傳動(dòng)組(2)上之馬達(dá)(4)連接，以控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。
其測(cè)試接腳17上設(shè)有一測(cè)試接頭(32)，于開(kāi)機(jī)后，可透過(guò)該測(cè)試接頭(32)檢測(cè)裝置之功能是否正常。
穩(wěn)壓電路(21)系為保護(hù)控制電路(3)之工作電源，以防止其于馬達(dá)(4)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，造成電力異常。
經(jīng)前述說(shuō)明可看出控制電路(3)之具體線路結(jié)構(gòu)及其個(gè)別之功能，至于其與傳動(dòng)組(2)及按鍵組(1)之配合實(shí)施情況，詳如以下所述由于所制造變速器之規(guī)格互有不同，在安裝后之初次使用前，必須經(jīng)過(guò)一設(shè)定程序，以配合該變速器之規(guī)格，其設(shè)定程序大致如下同時(shí)按下一按鍵組(1)上之兩按鍵(UP及DOWN)兩秒鐘后放掉，爾后單獨(dú)按下一按鍵(UP)，此時(shí)控制電路(3)將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(4)拉動(dòng)拉線桿(15)緩慢向前移動(dòng)，俟到達(dá)每段定位時(shí)，再同時(shí)按下兩按鍵后，即可逐段完成該對(duì)應(yīng)變速器之行程設(shè)定，而該設(shè)定資料將經(jīng)由微處理器(19)儲(chǔ)存于記憶器(24)，以供嗣后操作時(shí)之資料對(duì)比。
經(jīng)設(shè)定完成后即可使用，在行進(jìn)間，騎士如欲進(jìn)行變速調(diào)整時(shí)，僅須就近以拇指按壓對(duì)應(yīng)按鍵組(1)之按鍵，即可透過(guò)控制電路(3)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組(2)執(zhí)行變速調(diào)整，在此時(shí)，由于手部仍停留于方向把手上，故不虞在操作期間引起失衡情形；又按下按鍵組(1)之按鍵后，該拉線桿(15)將經(jīng)由馬達(dá)(4)及齒輪組(5)之傳動(dòng)，作對(duì)應(yīng)方向之移動(dòng)，及拉掣拉線桿(15)執(zhí)行變速調(diào)整，在拉線桿(15)移動(dòng)的同時(shí)，螺桿(11)亦同時(shí)令感應(yīng)元件(6)之光柵輪(16)轉(zhuǎn)動(dòng)，而由光耦合器(17)同時(shí)偵測(cè)其轉(zhuǎn)動(dòng)行程，并傳回控制電路(3)，由其上微處理器(19)檢索記憶器(24)之資料進(jìn)行對(duì)比，如經(jīng)核符后，即停止輸出至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)之驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，遂馬達(dá)(4)即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并完成變速調(diào)整；又在按下按鍵組(1)之按鍵后，如超過(guò)一定時(shí)間，拉線桿(15)仍未達(dá)于定位時(shí)，則顯示變速器之調(diào)整機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，此時(shí)微處理器(19)將透過(guò)警示音驅(qū)動(dòng)電路(27)發(fā)出警示音，以告知騎士停車檢視。
而為使每一雙速控制動(dòng)作趨于精確，該傳動(dòng)組(2)將可配合控制電路(3)產(chǎn)生一緩沖作用及自動(dòng)補(bǔ)正功能，其中緩沖作用系于馬達(dá)(4)運(yùn)轉(zhuǎn)至接近完成轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，將透過(guò)微處理器(19)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)令馬達(dá)(4)減緩運(yùn)轉(zhuǎn)速度，俾使拉線桿(15)可穩(wěn)定地令變速器改變檔位，假設(shè)馬達(dá)(4)必須運(yùn)轉(zhuǎn)十圈，始能完成一變速檔位的切換，則在七、八圈時(shí)，微處理器(19)即可透過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)使馬達(dá)(4)減速，令其以較慢的速度運(yùn)轉(zhuǎn)至十圈，而穩(wěn)定地完成檔位之變換。
又另一自動(dòng)補(bǔ)正功能，則在于如馬達(dá)(4)運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)預(yù)定圈數(shù)，始完成變速動(dòng)作時(shí)，表示馬達(dá)(4)圈數(shù)有所誤差，此時(shí)微處理器(19)仍可配合馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(20)在下一次變速切換時(shí)，扣回補(bǔ)正多轉(zhuǎn)之圈數(shù)，而使其切換之位置更臻正確，此處仍假設(shè)馬達(dá)(4)在運(yùn)轉(zhuǎn)十圈后，可完成一變速切換動(dòng)作，如其在某一變速動(dòng)作完成后，馬達(dá)(4)已運(yùn)轉(zhuǎn)十二圈，換言之，馬達(dá)(4)多轉(zhuǎn)二圈，而此一訊息，微處理器(19)將可透過(guò)感應(yīng)元件(6)偵知，且在下一變速切換控制動(dòng)作產(chǎn)生時(shí)，微處理器(19)將自動(dòng)扣回原來(lái)多轉(zhuǎn)的二圈，亦即在下一次切換動(dòng)作時(shí)，馬達(dá)(4)僅運(yùn)轉(zhuǎn)八圈，此不僅可使變速器切換至下一檔位，且可使其切換位置恢復(fù)至正常。
參閱圖5所示，傳動(dòng)組(2)系固定于車架(33)之斜管(34)上，此一組裝形式具有防水之功效，按該傳動(dòng)組(2)可封裝于一密閉之殼體內(nèi)，惟該拉線桿(15)必須伸出殼體外與變速器連接，因而接線桿(15)與殼體間勢(shì)必產(chǎn)生間隙，而傳動(dòng)組(2)經(jīng)組裝于車架(33)之斜管(34)上，系呈下斜狀，故當(dāng)雨天時(shí)，雨水將沿該斜度流下，不致由拉線桿(15)與殼體間之空隙滲入，從而傳動(dòng)組(2)內(nèi)部之元件不虞為雨水所破壞，并獲致一防水之功效。
本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)1.電子式開(kāi)關(guān)操控動(dòng)作精確靈敏，相較于傳統(tǒng)之機(jī)械方式，將更為省力便利。
2.利用按鍵組設(shè)于方向把手之鄰近握持處，可就近以拇指控制，而可避免因手部離開(kāi)把手所造成之失衡現(xiàn)象。
3.在變速切換動(dòng)作時(shí)，可產(chǎn)生一緩沖作用及自動(dòng)補(bǔ)正功能，而得使每一切換控制動(dòng)作更臻精確。
4.利用安裝于車架斜管之組裝形式，可獲致一防水作用，令其使用上不受天氣因素影響。
權(quán)利要求1.一種電子式自行車變速控制裝置，其特征在于A.它包括有兩按鍵組、兩傳動(dòng)組及一控制電路；B.傳動(dòng)組主要由一馬達(dá)、一齒輪組及一感應(yīng)元件所組成，馬達(dá)之軸心上設(shè)有一齒輪，可與齒輪組構(gòu)成嚙合傳動(dòng)；齒輪組系于兩固定板間分設(shè)有兩軸桿及樞設(shè)有一螺桿，兩軸桿上分別設(shè)有兩組雙層齒輪，各雙層齒輪之間系相互嚙合，且其中位于外側(cè)之一雙齒輪并與馬達(dá)之齒輪嚙合；又，螺桿一端設(shè)有一齒輪，該齒輪系與位于齒輪組內(nèi)側(cè)之一雙層齒輪嚙合，螺桿另端則螺套有一冂形之拉線桿，拉線桿一端則連設(shè)有前變速器或后變速器之剎車控制線，再螺桿一端系樞穿于固定板外，以供組裝感應(yīng)元件；感應(yīng)元件包括有一套固于螺桿端部之光柵輪及一光耦合器，兩者分別連至控制電路上，其中光柵輪輪面以放射線方向形成多數(shù)以等角度布設(shè)之透光槽，光耦合器設(shè)于光柵輪側(cè)邊；C.控制電路是由微處理器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路和電源偵側(cè)電路所組成，其中，微處理器上分別設(shè)有顯示器、記憶器、指示燈驅(qū)動(dòng)電路及警示音驅(qū)動(dòng)電路，且經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與傳動(dòng)組上之馬達(dá)連線，控制傳動(dòng)組之運(yùn)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式自行車變速控制裝置，其特征在于按鍵組設(shè)于自行車方向把手之兩端處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式自行車變速控制裝置，其特征在于傳動(dòng)組設(shè)于自行車車架之斜管上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電子式的自行車變速控制裝置。它包括有兩按鍵組、兩傳動(dòng)組及一控制電路，傳動(dòng)組由馬達(dá)、齒輪組、感應(yīng)元件所組成，馬達(dá)之軸心上設(shè)有一齒輪，可與齒輪組構(gòu)成嚙合傳動(dòng)，齒輪組系于兩固定板之間分設(shè)有兩軸桿及樞設(shè)有一螺桿；感應(yīng)元件包括有一套固于螺桿端部之光柵輪及一光耦合器；控制電路是由微處理器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路和電源偵測(cè)電路所組成。該產(chǎn)品操控精確靈敏，較以往產(chǎn)品更為省力便利，使用上不受天氣因素影響。
文檔編號(hào)B62M25/08GK2211955SQ94245890
公開(kāi)日1995年11月8日 申請(qǐng)日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者徐義雄 申請(qǐng)人:徐義雄