助力自行车及其变速装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种助力自行车及其变速装置；其中，变速装置包括电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；电源单元用于提供电能；传感单元用于采集自行车的运动信号；运动信号包括踏频信号和扭矩信号；电子控制单元用于根据运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元输出助力信息，以调节电机单元的输出功率。本发明专利技术可以根据用户设定的运动模式调节自行车的速度和助力，满足用户在不同道路环境下的多种骑行需求，提高了用户的骑行体验度。

Power assisted bicycle and its speed changing device

The invention provides a power-assisted bicycle and a transmission device thereof, wherein the transmission device comprises an electronic control unit, a power supply unit, a motor unit, a transmission unit and a sensing unit, a power supply unit for providing electric energy, a sensing unit for collecting the motion signal of a bicycle, and a motion signal including a step frequency signal and a torque signal. The electronic control unit is used to output gear position information to the transmission unit according to the motion signal and the user's preset motion mode, so as to adjust the gear position of the transmission unit and output power information to the motor unit to adjust the output power of the motor unit. The invention can adjust the speed and the power of the bicycle according to the movement mode set by the user, satisfy the various riding requirements of the user in different road environments, and improve the riding experience of the user.

【技术实现步骤摘要】
助力自行车及其变速装置
本专利技术涉及电动自行车
，尤其是涉及一种助力自行车及其变速装置。
技术介绍
目前，人们越来越喜欢选择自行车出行，既锻炼身体又节能低碳。但是，对于远距离的骑行，纯机械式的自行车对人们的时间成本与身体素质有较高的要求；助力型自行车能够有效降低对骑行者身体素质的要求，减少体力消耗，增加骑行的距离和速度；然而，现有的助力型自行车速度和助力分配方式较为单一，对复杂的交通以及各地不同的路况适应能力较低，很多情况下难以满足用户的实际骑行需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种助力自行车及其变速装置，以根据用户设定的运动模式调节自行车的速度和助力，满足用户在不同道路环境下的多种骑行需求，提高用户的骑行体验度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种助力自行车的变速装置，包括：电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；电子控制单元分别与电源单元、电机单元、变速单元和传感单元连接；变速单元与自行车的车轮轴体连接；电机单元与自行车的车轮轴体或踏板轴体连接；电源单元用于提供电能；传感单元用于采集自行车的运动信号；运动信号包括踏频信号和扭矩信号；电子控制单元用于根据运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元输出助力信息，以调节电机单元的输出功率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述电子控制单元还用于通过下述公式，计算助力功率P＝A*B*C*0.105；其中，A为踏频信号；B为力矩信号；C为预设的运动模式的系数；运动模式包括标准模式、节能模式和运动模式；标准模式的系数为1，节能模式的系数为0.7，运动模式的系数为1.4。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述电子控制单元还用于通过下述公式，计算变速比Q＝1/D*J*[E+F*(A-50)]/G/H*I；其中，D为自行车的牙盘盘片的齿数，J为自行车的飞轮齿数，E为自行车的传动比，A为自行车的踏频，G，H，I皆为单位换算系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，上述电源单元包括相互连接的电源和BMS模块；BMS模块与电子控制单元连接；BMS模块用于监控电源的状态信息，将状态信息发送至电子控制单元；状态信息包括：总电量、剩余电量、充电时间百分比。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述电机单元包括中置电机和电机控制器；电机控制器与电子控制单元连接；电机控制器用于接收电子控制单元输出的助力信息，根据助力信息，调节中置电机的输出功率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述传感单元包括力矩传感器与踏频传感器；力矩传感器和踏频传感器设置在自行车的车轮轴体的牙盘上；踏频传感器用于采集踏频信号，力矩传感器用于采集力矩信号。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述传感单元还包括刹车传感器；刹车传感器设置在自行车的刹车手柄上；刹车传感器与电子控制单元连接；刹车传感器用于采集刹车信号，将刹车信号发送至电子控制单元。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述所述装置还包括分别与电子控制单元连接的显示屏和按钮；显示屏用于显示自行车的基本信息参数；基本信息参数包括速度、踏频、运动模式、当前时间和剩余里程；按钮包括开关按钮和运动模式切换按钮。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，上述变速单元包括电控变速箱，电控变速箱设置于自行车的车架上，与后车轮轴体连接。第二方面，本专利技术实施例提供了一种助力自行车，包括上述助力自行车的变速装置，还包括自行车本体。本专利技术实施例提供的助力自行车及其变速装置，通过传感单元采集自行车的运动信号；通过电子控制单元根据运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元输出助力信息，以调节电机单元的输出功率。该方式可以根据用户设定的运动模式调节自行车的速度和助力，满足用户在不同道路环境下的多种骑行需求，提高了用户的骑行体验度。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种助力自行车的变速装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种助力自行车的变速装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种助力自行车的变速装置的结构图；图4为本专利技术实施例提供的一种助力自行车的示意图。图标：10-电子控制单元；20-电源单元；30-电机单元；40-变速单元；50-传感单元；21-电源；22-BMS；31-中置电机；32-电机控制器；100-助力自行车的变速装置；200-助力自行车。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。考虑到现有的助力型自行车速度和助力分配方式较为单一，难以满足用户的实际骑行需求的问题，本专利技术提供了一种助力自行车及其变速装置，该技术可以应用于自行车、三轮车或其他车辆中；为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种助力自行车的变速装置进行详细介绍。参见图1所示的一种助力自行车的变速装置的示意图，该示意图包括电子控制单元10、电源单元20、电机单元30、变速单元40和传感单元50；电子控制单元10分别与电源单元20、电机单元30、变速单元40和传感单元50连接；变速单元40与自行车的车轮轴体连接；电机单元30与自行车的车轮轴体或踏板轴体连接。其中，电源单元20用于提供电能；传感单元50用于采集自行车的运动信号；运动信号包括踏频信号和扭矩信号；电子控制单元10用于根据所述运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元40输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元30输出助力信息，以调节电机单元30的输出功率。在骑行过程中，通过传感单元检测骑行者在骑行时的感应信号，上传到电子控制单元作处理分析，根据处理分析后的结果向变速单元输出档位信息，自动调节变速单元的档位，同时向电机单元输出助力功率，用以减少骑行者的体力消耗，增加骑行的距离和速度。例如，当骑行者在一段路况多变的道路骑行，道路平坦时，可以选择齿轮较轻的档位骑行；开始上坡时，电子控制单元可以通过变速单元调节档位，避免骑行者在换挡不及时，出现危险情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种助力自行车的变速装置，其特征在于，包括：电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；所述电子控制单元分别与所述电源单元、所述电机单元、所述变速单元和所述传感单元连接；所述变速单元与自行车的车轮轴体连接；所述电机单元与所述自行车的车轮轴体或踏板轴体连接；所述电源单元用于提供电能；所述传感单元用于采集所述自行车的运动信号；所述运动信号包括踏频信号和扭矩信号；所述电子控制单元用于根据所述运动信号和用户预设的运动模式，向所述变速单元输出档位信息，以调节所述变速单元的档位，向所述电机单元输出助力信息，以调节所述电机单元的输出功率。

【技术特征摘要】
1.一种助力自行车的变速装置，其特征在于，包括：电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；所述电子控制单元分别与所述电源单元、所述电机单元、所述变速单元和所述传感单元连接；所述变速单元与自行车的车轮轴体连接；所述电机单元与所述自行车的车轮轴体或踏板轴体连接；所述电源单元用于提供电能；所述传感单元用于采集所述自行车的运动信号；所述运动信号包括踏频信号和扭矩信号；所述电子控制单元用于根据所述运动信号和用户预设的运动模式，向所述变速单元输出档位信息，以调节所述变速单元的档位，向所述电机单元输出助力信息，以调节所述电机单元的输出功率。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子控制单元还用于通过下述公式，计算助力功率P＝A*B*C*0.105；其中，A为所述踏频信号；B为所述力矩信号；C为预设的运动模式的系数；所述运动模式包括标准模式、节能模式和运动模式；所述标准模式的系数为1，所述节能模式的系数为0.7，所述运动模式的系数为1.4。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子控制单元还用于通过下述公式，计算变速比Q＝1/D*J*[E+F*(A-50)]/G/H*I；其中，D为所述自行车的牙盘盘片的齿数，J为所述自行车的飞轮齿数，E为所述自行车的传动比，A为所述自行车的踏频，G，H，I皆为单位换算系数。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源单元包括相互连接的电源和BMS模块；所述BMS模块与所述电子控制单元连接；所述B...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大龙，
申请(专利权)人：必革出行北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11