自行车电子辅助变速器装置及其自行车的制作方法

本实用新型涉及自行车及其变速器，尤其涉及具有无线模块的自行车电子辅助变速器装置及其自行车。

背景技术：

在1902年,英国史都梅-阿切尔公司在自行车后轮装上了变速器,变速自行车出现了。变速自行车在自行车后轮毂内装置有一套不同规格的齿轮，自行车行进时，通过变速器可以把链条置于不同的齿轮上，从而改变车速，以适应不同的路况和骑车人的体力。

在传统的自行车(包括山地车、公路车)骑行中，变速档位(齿比)的调节是一门技术，也影响着骑行的舒适度。目前，主要通过手动变速或者自动电子变速来主动控制自行车变档，以改变链条与牙盘以及后飞轮的不同大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。

大多数自行车设置有具有多个档位的传动系统，该传动系统允许骑车人为特定情况选择特定的档位。自行车变速器通常设置成用于骑车人手动地改变传动系统的档位。许多自行车变速器设置有档位位置显示器以便为骑车人指示当前的档位选择。在机械操作式自行车变速器的情况下，机械的档位位置显示器常常被用来指示传动系统的档位位置。一般，一个自行车变速器配置一个机械的档位位置显示器，可配置两个，这些机械的档位位置显示器通过变速线连接到自行车变速器上。

这种机械操作式自行车变速器，无论前档位从低档变换到高档，还是后档位从低档变换到高档需要对机械的档位位置显示器施加很大的力量，手感重，而且低档和高档的变换均需要一级级变换、复位，再变换、复位，速度慢，另外自行车变速线是从车把的前、后档位位置显示器引出，并一直连接到变换器，变速线长而复杂十分影响美观。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种自行车电子辅助变速器装置，包括电子指拨装置和变速装置，电子指拨装置和变速装置之间采用无线信号传输；电子指拨装置包括第三外壳、设在第三外壳内的显示器、第一MCU、发射器、电池和开关；显示器和第一MCU连接，第一MCU和发射器、电池、开关均相连接，电池和显示器、发射器、开关均相连接；变速装置包括变速拉线装置和电子变速唤醒开关，变速拉线装置包括变速拉线部件和控制部件，变速拉线部件包括第一外壳、步进电机、减速器、拉线盘、变速线，步进电机、减速器、拉线盘设于第一外壳内，步进电机和减速器通过齿轮啮合，减速器和拉线盘通过转轴相连，变速线从拉线盘引出穿出外壳，控制部件包括第二外壳、第二MCU、接收器和电池，第二MCU、接收器和电池设于第二外壳内，电池和接收器、第二MCU均相连接，接收器和第二MCU相连，第二MCU和步进电机相连，电子变速唤醒开关和第二MCU相连。

优选地，显示器是电子显示器或者数字刻度盘。

优选地，开关包括减档开关和加档开关。

优选地，开关是按钮、拨片的任意一种。

优选地，发射器和接收器均是无线模块。

优选地，变速拉线装置还包括切换部件，切换部件和减速器、拉线盘相连，拉线盘包括前拉线盘和后拉线盘，变速线包括前变速线和后变速线，后变速线从后拉线盘引出穿过第一外壳，前变速线从前拉线盘引出穿过第一外壳，使得前牙盘和后飞轮实现档位变换。

优选地，切换部件包括主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮，主动齿轮和减速器通过转轴相连，主动齿轮和传动齿轮通过齿轮啮合，传动齿轮和从动齿轮通过齿轮啮合，主动齿轮和后拉线盘通过转轴相连，从动齿轮和前拉线盘通过转轴相连。

本实用新型还公开一种自行车，包括上述的自行车电子辅助变速器装置，电子指拨装置安装在车把上。

优选地，变速拉线装置安装在车架立管或者前三角斜管上，变速线穿出第一外壳和拨链器连接。

优选地，电子变速唤醒开关安装在车架立管上或者前三角斜管上或者后三角下管上。

本实用新型的有益效果如下：

(1)电子指拨装置和变速拉线装置之间采用无线信号传输，车把上不需要拉变速线，自行车整体简洁、美观；

(2)由于电子指拨装置是通过电来传递信号，其开关的手感触动比之前的机械制动的指拨器轻便、省力；

(3)传统的自行车变速器拆分成独立的电子指拨装置和独立的变速器装置，使用寿命相较传统的自行车变速器大大延长，并且任意一个装置坏了都不会影响另一个装置的使用，方便后续的更换；

(4)变速线相较现有的变速自行车的变速线大大缩短，带动牙盘或者后飞轮传动响应速度快，且其损耗率大幅度降低，变速线使用寿命大幅度延长；

(5)无线模块容量大，传输速率快，错误发生率低。

(6)自行车电子辅助变速器装置可以安装在右车把上控制后飞轮从低档到高档的快速变换，也可以安装在左车把上控制牙盘从低档到高档的快速变换，变速灵活，无限制；

(7)可以同时实现后飞轮和前牙盘的档位变换，变速灵活。

(8)骑车手开始骑车时若想变速，需要先通过踩动踏板，通过电磁感应启动电子变速唤醒开关，然后才能启动电子指拨装置的开关来变速前牙盘或/和后飞轮，这样自行车放置不用时一些调皮的小孩启动电子指拨装置开关，也不会让前牙盘或/和后飞轮变速，减少自行车电子辅助变速器装置的损耗。

附图说明

附图1是自行车电子辅助变速器装置安装在自行车上的结构示意图；

附图2是自行车电子辅助变速器装置的结构示意图；

附图3是实施例四的变速拉线部件的结构示意图；

附图4是实施例四的切换部件的结构示意图；

其中，1.变速拉线装置；2.前拨链器；3.后拨链器；4.车架立管；5.电子指拨装置；6.前三角斜管；7.电子变速唤醒开关；8.后三角下管；9.减速器；10.后拉线盘；11.变速线；111.前变速线；112.后变速线；12.主动齿轮；13.从动齿轮；14.前拉线盘；15.传动齿轮；16.步进电机；17.转动轴；18.第一外壳。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

一种自行车电子辅助变速器装置，包括电子指拨装置和变速装置，电子指拨装置和变速装置之间采用无线信号传输。

电子指拨装置如图2所示，包括第三外壳、设在第三外壳内的显示器、第一MCU、发射器、电池和开关；显示器和第一MCU连接，第一MCU和发射器、电池、开关均相连接，电池和显示器、发射器、开关均相连接，开关包括减档开关和加档开关，开关是按钮。

变速装置如图2所示，包括变速拉线装置和电子变速唤醒开关，变速拉线装置包括变速拉线部件和控制部件，变速拉线部件包括第一外壳、步进电机、减速器、拉线盘、变速线，步进电机、减速器、拉线盘设于第一外壳内，步进电机和减速器通过齿轮啮合，减速器和拉线盘通过转轴相连，变速线从拉线盘引出穿出外壳，控制部件包括第二外壳、第二MCU、接收器和电池，第二MCU、接收器和电池设于第二外壳内，电池和接收器、第二MCU均相连接，接收器和第二MCU相连，第二MCU和步进电机相连，电子变速唤醒开关和第二MCU相连，发射器和接收器均是无线模块。

如图1所示，电子指拨装置5安装在自行车的右车把上，变速拉线装置1安装在自行车的前三角斜管6上，变速线11穿出外壳和后拨链器3相连，控制的是后飞轮的档位变换，电子变速唤醒开关7安装在后三角下管8上，其档位变换范围是1-11，工作方式如下：

(1A)如果骑车手初始的档速为1，若想变换到2，踩动踏板，启动电子变速唤醒开关，然后轻轻按一下电子指拨装置的加档按钮开关，若想变换到11，一直按加档按钮开关直到显示器显示为“11”松开，以初始的档速为1变换到2为例，加档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速器装置(1)的接收器并且传递信号给显示器，显示器显示“2”，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、显示器。

(2A)接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器减速，减速器通过转轴带动拉线盘转动，从而带动拉线盘上的变速线带动拨链器将自行车的链条拨到相应的齿轮上,达到变速目的。

骑车手开始骑车时需要通过踩动踏板，通过电磁感应启动电子变速唤醒开关，然后才能启动电子指拨装置，因而本实施例中的电子变速唤醒开关并不局限安装在后三角下管上，也可以安装在车架立管上或者前三角斜管上或者其它区域，只要安装的地方靠近自行车踏板，电子变速唤醒开关能够被自行车踏板通过踩动的方式电磁感应启动就可以。

实施例二

一种自行车电子辅助变速器装置，包括电子指拨装置和变速装置，电子指拨装置和变速装置之间采用无线信号传输。

电子指拨装置如图2所示，包括第三外壳、设在第三外壳内的显示器、第一MCU、发射器、电池和开关；显示器和第一MCU连接，第一MCU和发射器、电池、开关均相连接，电池和显示器、发射器、开关均相连接，开关包括减档开关和加档开关，开关是按钮。

变速装置如图2所示，包括变速拉线装置和电子变速唤醒开关，变速拉线装置包括变速拉线部件和控制部件，变速拉线部件包括第一外壳、步进电机、减速器、拉线盘、变速线，步进电机、减速器、拉线盘设于第一外壳内，步进电机和减速器通过齿轮啮合，减速器和拉线盘通过转轴相连，变速线从拉线盘引出穿出外壳，控制部件包括第二外壳、第二MCU、接收器和电池，第二MCU、接收器和电池设于第二外壳内，电池和接收器、第二MCU均相连接，接收器和第二MCU相连，第二MCU和步进电机相连，电子变速唤醒开关和第二MCU相连，发射器和接收器均是无线模块。

如图1所示，电子指拨装置5安装在自行车的右车头上，变速拉线装置1安装在自行车的车架立管4上，其变速线11穿出外壳和前拨链器2相连，控制的是前牙盘的档速变换，其电子变速唤醒开关7安装在后三角下管8上，其档速变换范围是1-3，工作方式如下：

(1B)如果骑车手初始的档速为3，若想变换到2，踩动踏板，启动电子变速唤醒开关，然后轻轻按一下电子指拨装置的减档按钮开关，若想变换到2，一直按减档按钮开关直到显示器显示为“1”松开，以初始的档速为3变换到1为例，减档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速器装置(1)的接收器并且传递信号给显示器，显示器显示“1”，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、显示器。

(2B)接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器减速，减速器通过转轴带动拉线盘转动，从而带动拉线盘上的变速线带动拨链器将自行车的链条拨到相应的齿轮上。

骑车手开始骑车时需要通过踩动踏板，通过电磁感应启动电子变速唤醒开关，然后才能启动电子指拨装置，因而本实施例中的电子变速唤醒开关并不局限安装在后三角下管上，也可以安装在车架立管上或者前三角斜管上或者其它区域，只要安装的地方靠近自行车踏板，电子变速唤醒开关能够被自行车踏板通过踩动的方式电磁感应启动就可以。

实施例三

一种自行车电子辅助变速器装置，包括电子指拨装置和变速装置，电子指拨装置和变速装置之间采用无线信号传输。

电子指拨装置如图2所示，包括第三外壳、设在第三外壳内的显示器、第一MCU、发射器、电池和开关；显示器和第一MCU连接，第一MCU和发射器、电池、开关均相连接，电池和显示器、发射器、开关均相连接。

显示器是数字刻度盘，开关包括减档开关和加档开关，开关是拨片。

变速装置如图2所示，包括变速拉线装置和电子变速唤醒开关，变速拉线装置包括变速拉线部件和控制部件，变速拉线部件包括第一外壳、步进电机、减速器、拉线盘、变速线，步进电机、减速器、拉线盘设于第一外壳内，步进电机和减速器通过齿轮啮合，减速器和拉线盘通过转轴相连，变速线从拉线盘引出穿出外壳，控制部件包括第二外壳、第二MCU、接收器和电池，第二MCU、接收器和电池设于第二外壳内，电池和接收器、第二MCU均相连接，接收器和第二MCU相连，第二MCU和步进电机相连，电子变速唤醒开关和第二MCU相连，发射器和接收器均是无线模块。

参照图1所示，电子指拨装置5在左、右车把各安装一个，变速拉线装置2在前三角斜管6、车架立管4各安装一个，电子变速唤醒开关7在后三角下管8的两边各安装一个，右车把的电子指拨装置5和前三角斜管6的变速拉线装置2通过变速线11连接后拨链器3控制后飞轮的档速变换其档速变换范围是1-11，左车把的电子指拨装置5和车架立管4的变速拉线装置2通过变速线11连接前拨链器2控制前牙盘的档速变换其档速变换范围是1-3，工作方式如下：

(1C)如果骑车手右车把的电子指拨装置5初始的档速为11，若想变换到10，踩动踏板，启动电子变速唤醒开关，然后轻轻按一下电子指拨装置5的减档按钮开关(或者减档拨片)，若想变换到5，一直按减档按钮开关(或者减档拨片)直到数字刻度盘显示为“5”松开，以初始的档速为11变换到5为例，加档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速拉线装置1的接收器并且传递信号给数字刻度盘，数字刻度盘显示“5”，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、数字刻度盘。

(2C)接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器减速，减速器通过转轴带动拉线盘转动，从而带动拉线盘上的变速线带动拨链器将自行车的链条拨到相应的齿轮上。

同理，

(1c)如果骑车手左车把的电子指拨装置5初始的档速为1，若想变换到2，踩动踏板，启动电子变速唤醒开关，然后轻轻按一下电子指拨装置5的加档按钮开关(或者加档拨片)，若想变换到3，一直按加档按钮开关(或者加档拨片)直到数字刻度盘显示为“3”松开，以初始的档速为1变换到2为例，加档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速拉线装置1的接收器并且传递信号给数字刻度盘，数字刻度盘显示“2”，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、数字刻度盘。

(2c)接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器减速，减速器通过转轴带动拉线盘转动，从而带动拉线盘上的变速线带动拨链器将自行车的链条拨到相应的齿轮上。

骑车手开始骑车时需要通过踩动踏板，通过电磁感应启动电子变速唤醒开关，然后才能启动电子指拨装置，因而本实施例中的电子变速唤醒开关并不局限安装在后三角下管上，也可以安装在车架立管上或者前三角斜管上或者其它区域，只要安装的地方靠近自行车踏板，电子变速唤醒开关能够被自行车踏板通过踩动的方式电磁感应启动就可以。

实施例四

一种自行车电子辅助变速器装置，包括电子指拨装置和变速装置，电子指拨装置和变速装置之间采用无线信号传输。

电子指拨装置如图2所示，包括第三外壳、设在第三外壳内的显示器、第一MCU、发射器、电池和开关；显示器和第一MCU连接，第一MCU和发射器、电池、开关均相连接，电池和显示器、发射器、开关均相连接，开关包括减档开关和加档开关，开关是按钮。

变速装置参照图2所示包括变速拉线装置和电子变速唤醒开关，变速拉线装置包括控制部件和变速拉线部件，控制部件包括第二外壳、第二MCU、接收器和电池，第二MCU、接收器和电池设于第二外壳内，电池和接收器、第二MCU均相连接，接收器和第二MCU相连，第二MCU和步进电机相连，电子变速唤醒开关和第二MCU相连，发射器和接收器均是无线模块。

变速拉线部件如图3所示，包括第一外壳18、步进电机16、减速器9、拉线盘、变速线11，步进电机16、减速器9、拉线盘设于第一外壳18内，步进电机16和减速器9通过转轴17相连，变速拉线装置还包括切换部件，所述的切换部件包括主动齿轮12、传动齿轮15、从动齿轮13，所述的主动齿轮12和减速器9通过转轴相连，主动齿轮12和传动齿轮15通过齿轮啮合，传动齿轮15和从动齿轮13通过齿轮啮合，所述的拉线盘包括前拉线盘14和后拉线盘10，主动齿轮12和后拉线盘10通过转轴相连，从动齿轮13和前拉线盘14通过转轴相连；所述的变速线11包括前变速线111和后变速线112，后变速线112从后拉线盘10引出穿过第一外壳18，前变速线111从前拉线盘14引出穿过第一外壳18。

附图4只是切换部件的示意图，其主动齿轮12、传动齿轮15和从动齿轮13的齿轮数和齿轮形状只是一个示例，没有按照实际尺寸和形状去绘图，并不代表切换部件必须如此，也不代表主动齿轮12、传动齿轮15和从动齿轮13相互配合的传动状态必须如此，只要能实现主动齿轮12转1圈，通过传动齿轮15传动，从动齿轮13转三分之一圈，都是该实施例的切换部件的技术构思。

参照图1所示，电子指拨装置5安装在自行车的右车把上，变速拉线装置1安装在自行车车架前三角斜管上，穿过第一外壳18的后变速线112和自行车后拨链器3相连，前变速线112和自行车的前拨链器2相连，其作用是控制后飞轮和前牙盘的档位变换，其档位变换范围是前档1-3后档1-9，工作方式如下：

如果自行车未骑时初始的后档位为9，前档位为3，骑车手若想变换后档位到8，踩动踏板，启动电子变速唤醒开关，然后轻轻按一下电子指拨装置的减档按钮开关，就可以实现变速。若想变换后档位到1档，一直按减档按钮开关直到指示器显示为“1”松开，后档位在7-9时前档位在3档，后档位在4-6档时前档位在2档，后档位1-3时前档位在1档，前档位会根据后档位的变换而自动变换，从而实现前后变速目的。

以初始的后档位为9变换到8为例，加档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速器装置1的接收器并且传递信号给显示器，显示器显示由“9”变为后档位“8”，显示前档位“3”保持不变，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、显示器。

接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器，减速器通过转轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动后拉线盘转动带动后拉线盘上的变速线带动后拨链器将自行车的链条拨到相应的后飞轮齿轮上达到变速目的，从动齿轮不动，前牙盘不动。

以初始的后档位为3变换到4为例，加档按钮开关启动第一MCU，第一MCU控制发射器发送信号到变速器装置1的接收器并且传递信号给显示器，显示器显示由“3”变为后档位“4”，显示前档位由“1”变为“2”，第一电池供电驱动发射器、第一MCU、显示器。

接收器接收信号，将信号传递给第二MCU，第二MCU驱动步进电机转动，步进电机通过转轴带动减速器，减速器通过转轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动后拉线盘转动带动后拉线盘上的变速线带动后拨链器将自行车的链条拨到相应的后飞轮齿轮上达到变速目的，主动齿轮通过传动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮通过前拉线盘带动前拉线盘上的变速线带动前拨链器将自行车的链条拨到相应的前牙盘上达到变速目的。

骑车手开始骑车时需要通过踩动踏板，通过电磁感应启动电子变速唤醒开关，然后才能启动电子指拨装置，因而本实施例中的电子变速唤醒开关并不局限安装在后三角前三角斜管上，也可以安装在车架立管上或者前三角斜管上或者其它区域，只要安装的地方靠近自行车踏板，电子变速唤醒开关能够被自行车踏板通过踩动的方式电磁感应启动就可以。

以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。