一种自行车电子变速系统、自行车以及电动自行车的制作方法

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1.本实用新型涉及自行车电子变速领域，具体涉及一种自行车电子变速系统、自行车以及电动自行车。

背景技术：

2.现有自行车的机械变速装置主要包括机械控制部分、线缆以及机械执行部分；其中，机械控制部分通过人手指力量机械推动产生设定的位移，该位移拉动线缆产生对应的位移，该对应的机械执行部分，移动链条导轮，使链条位移到对应的档位，实现自行车的换挡调节。
3.现有技术中，为了提高换挡的效率，采用电子变速系统进行控制，主要通过电动机构实现自动换挡，电动机构可以替代人力，换挡操作非常方便。例如，授权公告号为cn213473439u的实用新型专利公开了一种自行车拉线式电子变速器，可按照实际用户的需求，通过对控制板进行编程，使得控制板能够按指定的程序控制旋转驱动件的转动圈数，进而精确地控制拉线的行程。上述电子变速器主要是将机械控制部分升级为电动机构执行部分。例如，申请公布号为 cn1689901a的发明专利申请公开了一种电动拨链器具有马达电压，该马达单元具有带有输出轴、位置控制机构和控制器的拨链器马达单元。上述电动拨链器是将机械执行部分升级为电动机构执行部分。例如申请公布号为cn101850827a 的发明专利申请公开了一种自行车变速控制设备，设置有档选择信号接收部、变速确定部和变速输出部。上述设备只是将机械控制部分升级为提供换挡信号的电子控制部分；电子控制部分和电动机构执行部分可以用有线通讯和无线通讯进行换挡信号传递。上述现有的电子变速系统仍然存在以下不足：
4.上述电子变速系统的结构均较为复杂，集成度高，成本高昂，而且运动的位置准确度受限于电器件的精度和环境温湿度，容易造成参数飘移，存在着可靠性缺陷。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种自行车电子变速系统，该电子变速系统整体结构简单，稳定性高，变速效率高，安全性能好。
6.本实用新型的第二个目的在于提供一种包含上述自行车电子变速系统的自行车。
7.本实用新型的第三个目的在于提供一种包含上述自行车电子变速系统的电动自行车。
8.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
9.一种自行车电子变速系统，包括电源模块、控制单元、电动驱动模块、控制模块、线缆以及执行模块；其中，所述电源模块分别与所述控制单元以及电动驱动模块电连接；所述控制单元的输出端与所述电动驱动模块的输入端连接，所述电动驱动模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；所述线缆的一端与所述控制模块的输出端连接，另一端与所述执行模块的输入端连接。
10.上述自行车电子变速系统的工作原理是：
11.电源模块为控制单元、电动驱动模块提供电量，控制单元作为操作控制信号的发出装置，信息发出后，信号会给到电动驱动模块进行电动驱动，模拟人手进行换挡操作，电动驱动模块会带动控制模块运动，控制模块执行换挡操作，带动线缆运动，线缆会带动执行模块运动，执行模块会推动自行车的链条移动，实现自行车的档位的自动切换。
12.本实用新型的一个优选方案，其中，所述控制模块为机械控制模块，该机械控制模块包括调速单元、用于驱动调速单元对线缆进行卷绕的推动板以及用于驱动调速单元对线缆进行释放的释放板；所述电动驱动模块的输出端与所述推动板或者与所述释放板接触。上述结构中，通过电动驱动模块带动推动板运动或者释放板运动，从而实现对线缆的驱动，实现自行车的档位变换，推动板运动实现进档操作，释放板运动实现退档操作。
13.本实用新型的一个优选方案，其中，所述电动驱动模块包括驱动电机、转动推动组件以及位置感应装置；其中，所述转动推动组件与所述驱动电机的输出端连接，用于推动所述推动板与释放板运动；所述位置感应装置用于感应转动推动组件的位置从而控制所述驱动电机的运动；所述控制单元的输出端与所述驱动电机连接。采用上述结构，当驱动电机接收到进档信号时，驱动电机按照设定的方向转动，带动转动推动组件转动，从而推动所述推动板运动，当推动板完成换挡操作后，位置感应装置感应到转动推动组件的位置，反馈给驱动电机，驱动电机反向转动，回到起始点。当驱动电机接收到退档信号时，驱动电机按照设定的方向转动(该方向与进档的方向相反)，带动转动推动组件转动，从而推动释放板运动，当释放板完成换挡操作后，位置感应装置感应到转动推动组件的位置，反馈给驱动电机，驱动电机反向转动，回到起始点。
14.本实用新型的一个优选方案，其中，所述电源模块、控制单元、电动驱动模块以及控制模块集成设置。通过采用集成设计，使得结构变得更加紧凑，占用空间小。
15.本实用新型的一个优选方案，其中，所述执行模块为机械式拨链装置。上述结构中，通过控制线缆产生位移量使得，使得线缆会拉动机械式拨链装置的拨链器推动链条移动。通过设置机械式拨链装置，可以实现对链条的拨动。
16.本实用新型的一个优选方案，其中，所述感应装置包括位于进档位置的第一位置感应装置、位于起始位置的第二位置感应装置以及位于退档位置的第三位置感应装置。上述结构中，在进档时，驱动电机带动转动推动组件沿着一个方向转动，转动推动组件转动会接触到第一位置感应装置，当转动推动组件接触到第一位置感应装置时，驱动电机会停止转动，然后再反向转动，当转动推动组件接触到第二位置感应装置时，驱动电机停止转动，转动推动组件此时回到了起始位置，实现了一个进档的过程。在退档时，驱动电机带动转动推动组件沿着另一个方向转动，转动推动组件转动会接触到第三位置感应装置，当转动推动组件接触到第三位置感应装置时，驱动电机会停止转动，然后再反向转动，当转动推动组件接触到第二位置感应装置时，驱动电机停止转动，转动推动组件此时回到了起始位置，实现了一个退档的过程。感应装置可以控制驱动电机处于不同的运动状态，从而实现控制自行车的进档与退档。
17.优选地，所述第一位置感应装置、第二位置感应装置以及第三位置感应装置分别独立设置或者集成设置。
18.本实用新型的一个优选方案，其中，所述位置感应装置为微动开关。微动开关属于
接触式感应装置，当转动推动组件触发与微动开关接触，即可触发信号。
19.一种自行车，包括上述自行车电子变速系统。
20.一种电动自行车，包括上述自行车电子变速系统，所述控制单元集成在控制器内，所述电源模块同时为电动自行车的行走进行供电。
21.本实用新型的一个优选方案，其中，所述控制模块与电源模块集成设置在车架上。这样使得结构变得更加紧凑。
22.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
23.1、本实用新型中的自行车电子变速系统，相比传统的手动机械变速，本实用新型的操作更加简单，且操作更加省力，提升了自行车的变速效率，也提高了用户的骑行体验。
24.2、本实用新型中的自行车电子变速系统，通过设置电源模块、控制单元、电动驱动模块、控制模块、线缆以及执行模块，将各个部件进行模块化，使得整体结构变得更加简单，通过电动与机械结合，电动驱动模块驱动控制模块进入需要的档位，使得操作稳定性更高，对控制单元的精度要求降低，提升了系统的可靠性。
25.3、本实用新型中的自行车电子变速系统，通过模块化设置，使得结构小巧简单，容易布置在自行车或者电动自行车的不同位置，整体布局灵活。
附图说明
26.图1为本实用新型中的一种自行车电子变速系统的一种具体实施方式的连接关系示意图。
27.图2为本实用新型中的自行车电子变速系统的结构示意图。
28.图3为本实用新型中的自行车电子变速系统省去执行模块以及部分结构的立体结构示意图。
29.图4-图5为本实用新型中的电动驱动模块、控制模块以及线缆的结构示意图，其中，图4为立体图，图5为另一个视角方向的立体图。
30.图6为本实用新型中的电动驱动模块的立体结构示意图。
31.图7为本实用新型中的电动驱动模块部分结构的立体结构示意图。
32.图8为本实用新型中的自行车电子变速系统省去执行模块的立体结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本领域的技术人员很好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
34.参见图1-图4，本实施例公开了一种自行车电子变速系统，包括电源模块1、控制单元2、电动驱动模块3、控制模块4、线缆5以及执行模块6；其中，所述控制模块4用于调节所述线缆5的移动，所述电动驱动模块3用于驱动控制模块4运动，所述执行模块6用于推动链条移动从而实现档位的调节；所述电源模块1分别与所述控制单元2以及电动驱动模块3电连接；所述控制单元2 的输出端与所述电动驱动模块3的输入端连接，所述电动驱动模块3的输出端与所述控制模块4的输入端连接；所述线缆5的一端与所述控制模块4的输出端连接，另一端与所述执行模块6的输入端连接。
35.参见图1-图2，本实施例中的自行车电子变速系统，相比传统的手动机械变速，本
实施例的操作更加简单，且操作更加省力，提升了自行车的变速效率，也提高了用户的骑行体验。通过设置电源模块1、控制单元2、电动驱动模块3、控制模块4、线缆5以及执行模块6，将各个部件进行模块化，使得整体结构变得更加简单，通过电动与机械结合，电动驱动模块3驱动控制模块4进入需要的档位，使得操作稳定性更高，对控制单元2的精度要求降低，提升了系统的可靠性。
36.参见图3-图5，所述控制模块4为机械控制模块，该机械控制模块包括调速单元7、用于驱动调速单元7对线缆5进行卷绕的推动板8以及用于驱动调速单元7对线缆5进行释放的释放板9；所述电动驱动模块3的输出端与所述推动板8或者与所述释放板9接触。上述结构中，通过电动驱动模块3带动推动板8 运动或者释放板9运动，从而实现对线缆5的驱动，实现自行车的档位变换，推动板8运动实现进档操作，释放板9运动实现退档操作。
37.参见图4，所述调速单元7的具体结构参照现有技术。
38.参见图4-图6，所述电动驱动模块3包括固定板3-1、驱动电机3-2、转动推动组件3-3以及位置感应装置3-5；其中，所述位置感应装置3-5与驱动电机 3-2均设置在固定板3-1上，所述转动推动组件3-3与所述驱动电机3-2的输出端连接，用于推动所述推动板8与释放板9运动；所述位置感应装置3-5用于感应转动推动组件3-3的位置从而控制所述驱动电机3-2的运动；所述控制单元2 的输出端与所述驱动电机3-2连接。采用上述结构，当驱动电机3-2接收到进档信号时，驱动电机3-2按照设定的方向转动，带动转动推动组件3-3转动，从而推动所述推动板8运动，当推动板8完成换挡操作后，位置感应装置3-5感应到转动推动组件3-3的位置，反馈给驱动电机3-2，驱动电机3-2反向转动，回到起始点。当驱动电机3-2接收到退档信号时，驱动电机3-2按照设定的方向转动 (该方向与进档的方向相反)，带动转动推动组件3-3转动，从而推动释放板9 运动，当释放板9完成换挡操作后，位置感应装置3-5感应到转动推动组件3-3 的位置，反馈给驱动电机3-2，驱动电机3-2反向转动，回到起始点。
39.参见图4-图5，所述机械控制模块还包括基板10，所述调速单元7设置在所述基板10上，所述基板10设置在所述固定板3-1上。其目的在于使得机械控制模块与所述电动驱动模块3集成在一起，使得结构变得更加紧凑。
40.参见图1-图2和图8，所述电源模块1、控制单元2、电动驱动模块3以及控制模块4集成设置。通过采用集成设计，使得结构变得更加紧凑，占用空间小。所述控制单元2、电动驱动模块3以及控制模块4集成在壳体11内部。
41.参见图1-图2，所述执行模块6为机械式拨链装置。该机械式拨链装置的具体结构参照现有技术的拨链装置。上述结构中，通过控制线缆5产生位移量使得，使得线缆5会拉动机械式拨链装置的拨链器推动链条移动。通过设置机械式拨链装置，可以实现对链条的拨动。
42.参见图4-图6，所述感应装置包括位于进档位置的第一位置感应装置3-51、位于起始位置的第二位置感应装置3-52以及位于退档位置的第三位置感应装置 3-53。上述结构中，在进档时，驱动电机3-2带动转动推动组件3-3沿着一个方向转动(逆时针方向转动)，转动推动组件3-3转动会接触到第一位置感应装置 3-51，当转动推动组件3-3接触到第一位置感应装置3-51时，驱动电机3-2会停止转动，然后再反向转动，当转动推动组件3-3接触到第二位置感应装置3-52 时，驱动电机3-2停止转动，转动推动组件3-3此时回到了起始位
置，实现了一个进档的过程。在退档时，驱动电机3-2带动转动推动组件3-3沿着另一个方向转动(顺时针方向转动)，转动推动组件3-3转动会接触到第三位置感应装置 3-53，当转动推动组件3-3接触到第三位置感应装置3-53时，驱动电机3-2会停止转动，然后再反向转动，当转动推动组件3-3接触到第二位置感应装置3-52 时，驱动电机3-2停止转动，转动推动组件3-3此时回到了起始位置，实现了一个退档的过程。感应装置可以控制驱动电机3-2处于不同的运动状态，从而实现控制自行车的进档与退档。
43.参见图6，所述第一位置感应装置3-51、第二位置感应装置3-52以及第三位置感应装置3-53分别独立设置或者集成设置，具体地，可以集成在板体上，实现三个位置感应装置的一体式设置。
44.参见图6，所述位置感应装置3-5为微动开关，第一位置感应装置3-51为第一微动开关，第二位置感应装置3-52为第二微动开关，第三位置感应装置3-53 为第三微动开关。微动开关属于接触式感应装置，当转动推动组件3-3触发与微动开关接触，即可触发信号。
45.参见图4-图7，所述转动推动组件3-3包括转动台3-31、设置在所述转动台 3-31上的第一凸台3-32和第二凸台3-33，所述转动台3-31与所述驱动电机3-2 连接；其中，进档时，所述第一凸台3-32与推动板8接触，所述转动台3-31先后与所述第一位置感应装置3-51、第二位置感应装置3-52接触；退档时，所述第二凸台3-33与释放板9接触，所述转动台3-31先后与所述第三位置感应装置 3-53、第二位置感应装置3-52接触。上述结构中，当进档时，驱动电机3-2带动转动台3-31沿着一个方向转动(逆时针方向转动)，第一凸台3-32和第二凸台3-33也跟着转动，首先第一凸台3-32的侧面会与推动板8接触，驱动推动板 8运动，带动调速单元7对线缆5进行卷绕，然后转动台3-31的侧面与第一位置感应装置3-51接触，触发第一位置感应装置3-51，驱动电机3-2会停止转动，接着再反向转动，当转动台3-31接触的侧面接触到第二位置感应装置3-52时，驱动电机3-2停止转动，整个转动推动组件3-3此时回到了起始位置，整个进档操作完成。当退档时，驱动电机3-2带动转动台3-31沿着另一个方向转动，第一凸台3-32和第二凸台3-33也跟着转动，首先第二凸台3-33的侧面会与释放板9接触，驱动释放板9运动，带动调速单元7对线缆5进行释放，然后转动台3-31的侧面与第三位置感应装置3-53接触，触发第三位置感应装置3-53，驱动电机3-2会停止转动，接着再反向转动，当转动台3-31接触的侧面接触到第二位置感应装置3-52时，驱动电机3-2停止转动，整个转动推动组件3-3此时回到了起始位置，整个退档操作完成。由于转动台的形状为凸轮形状，可以实现先后与第一位置感应装置3-51、第二位置感应装置3-52接触，以及先后与第三位置感应装置3-53、第二位置感应装置3-52接触。
46.参见图7，所述转动台3-31、所述第一凸台3-32以及所述第二凸台3-33成一体设置，所述第一凸台3-32和所述第二凸台3-33均设置在偏移所述转动台3-31旋转中心的位置上。上述结构中，由于转动台3-31、第一凸台3-32以及第二凸台3-33成一体设置，使得转动推动组件3-3的整体结构变得非常紧凑，一体设置形成了一个转动推动组件3-3的结构，实现了进档和退档的调节；第一凸台3-32和第二凸台3-33偏心设置，可以增大第一凸台3-32和第二凸台3-33的角位移，可以更好地将第一凸台3-32与推动板8接触，第二凸台3-33与释放板 9接触，从而更好地驱动推动板8和释放板9运动。
47.参见图7，所述第一凸台3-32与第二凸台3-33分别位于所述转动台3-31的两端。通过设置上述结构，第一凸台3-32与第二凸台3-33分别位于转动推动组件3-3的两端，可以保
证在进档和退档时，第一凸台3-32和第二凸台3-33之间互不影响。
48.参见图2，所述电源模块1为电池，所述控制单元2包括控制电路板，所述控制电路板上可以设置两个按钮，触发进档与退档的信号，从而控制电动驱动模块3运动。
49.参见图1-图4，上述自行车电子变速系统的工作原理是：
50.电源模块1为控制单元2、电动驱动模块3提供电量，控制单元2作为操作控制信号的发出装置，信息发出后，信号会给到电动驱动模块3进行电动驱动，模拟人手进行换挡操作，电动驱动模块3会带动控制模块4运动，控制模块4 执行换挡操作，带动线缆5运动，线缆5会带动执行模块6运动，执行模块6 会推动自行车的链条移动，实现自行车的档位的自动切换。
51.本实施例中还公开了一种自行车，包括上述自行车电子变速系统。
52.本实施例中还公开了一种电动自行车，包括上述自行车电子变速系统，所述控制单元2集成在电动自行车的控制器内，所述电源模块1同时为电动自行车的行走进行供电。
53.所述控制模块4与电源模块1集成设置在车架上。这样使得结构变得更加紧凑。
54.上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自行车电子变速系统，其特征在于，包括电源模块、控制单元、电动驱动模块、控制模块、线缆以及执行模块；其中，所述电源模块分别与所述控制单元以及电动驱动模块电连接；所述控制单元的输出端与所述电动驱动模块的输入端连接，所述电动驱动模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；所述线缆的一端与所述控制模块的输出端连接，另一端与所述执行模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述控制模块为机械控制模块，该机械控制模块包括调速单元、用于驱动调速单元对线缆进行卷绕的推动板以及用于驱动调速单元对线缆进行释放的释放板；所述电动驱动模块的输出端与所述推动板或者与所述释放板接触。3.根据权利要求2所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述电动驱动模块包括驱动电机、转动推动组件以及位置感应装置；其中，所述转动推动组件与所述驱动电机的输出端连接，用于推动所述推动板与释放板运动；所述位置感应装置用于感应转动推动组件的位置从而控制所述驱动电机的运动；所述控制单元的输出端与所述驱动电机连接。4.根据权利要求1所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述执行模块为机械式拨链装置。5.根据权利要求3所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述感应装置包括位于进档位置的第一位置感应装置、位于起始位置的第二位置感应装置以及位于退档位置的第三位置感应装置；所述第一位置感应装置、第二位置感应装置以及第三位置感应装置分别独立设置或者集成设置。6.根据权利要求5所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述位置感应装置为微动开关。7.根据权利要求1所述的自行车电子变速系统，其特征在于，所述电源模块、控制单元、电动驱动模块以及控制模块集成设置。8.一种自行车，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的自行车电子变速系统。9.一种电动自行车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的自行车电子变速系统，所述控制单元集成在控制器内，所述电源模块同时为电动自行车的行走进行供电。10.根据权利要求9所述的电动自行车，其特征在于，所述控制模块与电源模块集成设置在车架上。

技术总结

本实用新型公开一种自行车电子变速系统、自行车以及电动自行车，该自行车电子变速系统包括电源模块、控制单元、电动驱动模块、控制模块、线缆以及执行模块；其中，所述电源模块分别与所述控制单元以及电动驱动模块电连接；所述控制单元的输出端与所述电动驱动模块的输入端连接，所述电动驱动模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；所述线缆的一端与所述控制模块的输出端连接，另一端与所述执行模块的输入端连接。该电子变速系统整体结构简单，具有稳定性高，变速效率高，安全性能好的优点。安全性能好的优点。安全性能好的优点。