专利名称：电动自行车拨链器的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及一种用于电动自行车拨链器上的电动拨链器马达单元。更具体而言，本发明涉及使得拨链器运动的马达的校准。
背景技术：
骑自行车正在成为一种日益流行的娱乐形式及运输方式。而且，骑自行车已经成为一种在业余爱好者和职业运动员中都非常流行的竞技体育运动。不管自行车是用于娱乐、运输还是竞技，自行车工业都在不断改进自行车的各种部件。尤其是自行车的传动装置近年来已经发生显著改变。
由自行车传动装置操纵的拨链器通常包括多个关于另一个转动构件(例如自行车的前曲柄和/或后轮)转动的链轮和用于使得多个链轮中的链条变速的拨链器。常规拨链器传动装置通过手动致动器如连接于自行车车把上的杆或扭柄手动控制，其中拨链器通过Bowden缆线连接于致动器上。
近来，自行车已经装备有电动部件以便使得骑车人骑车时更加容易和享受。一些自行车装备有自动变速单元，其通过自行车计算机或控制单元来根据骑行情况自动进行调节。尤其是，近来前、后拨链器已经实现自动化。近年来，各种电子装置已经用于决定拨链器的一个或多个工作参数。这些参数可以用于提供信息或用于拨链器的电动控制。通用的工作参数为拨链器相对于多个链轮的位置参数。过去，电位计与拨链器的各种运动部件共同用于确定拨链器的位置。由于拨链器通常具有较小的运动范围，所以为了实现这种目的就需要高精度的电位计。尤其是当电位计所提供的信息由电动装置使用来对多个链轮中的链条变速时更需如此。不幸的是，高精度的电位计价格比较贵，从而使得使用高精度电位计的电子控制拨链器不适于批量生产。价格低廉的电位计具有非线性的特性，而这些特性因电位计不同而不同。因此，利用这些电位计难以确定实际的拨链器位置，并且从一个电位计至另一个电位计的不可预测性也使得使用这些电位计的拨链器不适于批量生产。
一般而言，前拨链器通常固定于自行车车架的座管或中轴上。基本上，前拨链器包括不可动地固定于自行车车架上的固定式或基座构件，以及可相对于固定式构件运动地支承的可动式构件。通常，固定式构件为固定于座管上的管状夹紧构件。可动式构件通常具有带有一对罩板的链条导向器，其用来与前链轮之间的链条接触并将其移动。通常，可动式构件通过弹簧的作用按照给定的方向相对于固定式构件偏压。通常，通过牵拉和/或松脱联接于前拨链器上的变速控制缆线，就使得可动式构件相对于固定式构件运动。通常，可动式构件和固定式构件通过枢轴连杆而互连。在机动化的前拨链器中，马达用于牵拉和松脱控制缆线，或者马达通过传动系连接于连接于前拨链器上。
通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，需要一种改进型电动自行车拨链器。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，本发明满足了现有技术的这种需要及其它需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够易于校准从而避免过度使用电能的电动拨链器马达单元。
本发明的另一个目的是提供一种耐用的电动拨链器马达单元。
本发明的另一个目的是提供一种制造和装配比较简单且造价较低的电动拨链器马达单元。
上述目的可以通过提供一种包括拨链器马达、输出轴、位置控制机构以及控制器的电动拨链器马达单元而基本上得以实现。输出轴操作联接于拨链器马达上，以便通过包括第一拨链器变速位置和第二拨链器变速位置的可动范围转动。位置控制机构设置成用于提供输出轴角度位置的位置信号指示。控制器操作联接于拨链器马达和位置控制机构上。控制器构制成用来检测出现于第一和第二拨链器变速位置之一处的拨链器马达的预定锁定位置。控制器还构制成用于设定拨链器马达的预定停止位置，其为根据位置控制机构的位置信号在锁定位置之前计算出的距离。
上述目的可以通过实行一种电动拨链器的拨链器马达的校准方法而基本上得以实现，其包括以下步骤给拨链器马达供应电流从而将输出轴转动至锁定位置；确定拨链器马达的锁定位置；在与拨链器运动构件的端档位相应的锁定位置之前确定输出轴的角度范围；以及在输出轴的角度范围内设定拨链器马达的停止位置，其为在锁定位置之前计算出的距离。
对本发明所属领域的普通技术人员来说，通过阅读结合附图公开了本发明的优选实施例的以下详细描述，可以清楚地了解本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点。
现在请参阅附图，其构成了本发明原始公开内容的一部分图1为根据本发明装备有机动化前和后拨链器组件的自行车的侧视图；图2为图1中所示的机动化前拨链器处于低拨链器变速位置时的放大侧视图；图3为图1和2中所示的机动化前拨链器处于低拨链器变速位置时的放大前视图；图4为图1-3中所示的机动化前拨链器处于低拨链器变速位置时的俯视图；图5为图1-4中所示的机动化前拨链器的局部后视图，为进行图示说明已将一部分固定主体拆下；图6为前拨链器的局部后视图，为进行图示说明已将一部分固定主体拆下；图7为机动化前拨链器的局部后视图，其中马达联动装置处于低位置并且拨链器联动装置的保持方式使得链条导向器保持在高位置；图8为根据本发明的电子控制自行车传动装置的方框图；图9为示出了电子控制自行车传动装置的控制器所执行的控制程序的流程图；图10为示出了使用过电流检测电路的马达工作情况的示意性原理图；图11为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器所用的机动化前拨链器安装构件的前透视图；图12为图11中所示的机动化前拨链器安装构件的后透视图；图13为图11和12中所示的机动化前拨链器安装构件的前视图；图14为图11-13中所示的机动化前拨链器安装构件的后视图；
图15为图11-14中所示的机动化前拨链器安装构件的右侧视图；图16为图11-15中所示的机动化前拨链器安装构件的俯视图；图17为图11-16中所示的机动化前拨链器安装构件沿图15中的剖面线17-17观察时的剖视图；图18为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器所用的右侧或外侧连杆的侧面透视图；图19为图18中所示的右侧连杆的右侧视图；图20为图18和19中所示的右侧连杆的后侧视图；图21为图19-21中所示的右侧连杆沿图20中的剖面线21-21观察时的剖视图；图22为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器所用的马达连杆的后视图；图23为图22中所示的马达连杆沿剖面线23-23观察时的纵向剖视图；图24为图22和23中所示的马达连杆的顶端视图；图25为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器所用的保护(saver)连杆的侧视图；图26为图25中所示的保护连杆的侧视图；图27为图25和26中所示的保护连杆的内侧视图；图28为根据本发明的图25-27中所示的保护连杆的底视图；图29为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器的保护弹簧的侧视图；图30为图29中所示的保护弹簧的正视图；图31为根据本发明的图1-6中所示的前拨链器所用的输出轴的轴向视图；图32为图31中所示输出轴的侧视图；图33为根据本发明的其上安装有输出齿轮的输出轴的透视图；图34为其上安装有输出轴齿轮的输出轴的侧视图；图35为前拨链器马达单元的前视图，其中盖已除去；图36为马达单元的前视图，其中为进行图示说明已将盖和印刷电路板除去；图37为马达单元的前视图，其中为了对前拨链器马达单元的传动系进行图示说明，已将盖、印刷电路板以及传感器轮除去；图38为前拨链器马达单元所用的马达外壳或壳体的内侧视图；图39为前拨链器马达单元所用的图38中所示的外壳或壳体的外侧视图；图40为前拨链器马达单元所用的图38和39中所示的外壳或壳体的侧视图；图41为前拨链器马达单元所用的图38-40中所示的外壳或壳体沿图38中的剖面线41-41观察时的剖视图；图42为具有输出轴和安装于其上的输出轴齿轮的前拨链器马达单元外壳或壳体下部的局部放大剖视图；图43为带有后马达单元的后拨链器的侧视图；图44为图43中所示的带有后马达单元的后拨链器的局部部件分解透视图；图45为图43和44中所示的后拨链器马达单元的内侧视图，其中部分已去除；图46为带有数字位置传感器的后拨链器马达单元的透视图；图47为后拨链器马达单元的透视图，其示出了模拟位置传感器；图48为根据本发明第二实施例的机动化前拨链器的放大侧视图；图49为图48中所示的机动化前拨链器处于低位置时的放大后视图；图50为图48和49中所示的机动化前拨链器处于低位置时的放大后视图，其中后盖已除去；图51为图48和49中所示的机动化前拨链器处于高位置时的放大后视图，其中后盖已除去；图52为根据本发明第二实施例的图48-51中所示前拨链器所用的机动化前拨链器安装构件的前透视图；图53为图52中所示的机动化前拨链器安装构件的前视图；图54为图52和53中所示的机动化前拨链器安装构件的后视图；图55为图52-54中所示的机动化前拨链器安装构件的右侧视图；图56为根据本发明第二实施例的图48-51中所示的机动化前拨链器所用的后盖的后视图；图57为根据本发明第二实施例的图56中所示后盖的后透视图；
图58为根据本发明第二实施例的图56和57中所示后盖的前视图；图59为图56和57中所示后盖沿图58中的剖面线59-59观察时的剖视图；图60为根据本发明第二实施例的图48-51中所示机动化前拨链器所用的中间盖的后透视图；图61为根据本发明第二实施例的图60中所示的中间盖的左侧视图；图62为根据本发明第二实施例的图60和61中所示的中间盖的后视图；图63为根据本发明第二实施例的图60-62中所示的中间盖的右侧视图；图64为根据本发明第二实施例的图60-62中所示的中间盖的仰视图；图65为根据本发明第二实施例的前盖的后视图；图66为根据本发明第二实施例的前盖的右侧视图；图67为根据本发明第二实施例的前盖的前视图；图68为根据本发明第二实施例的前盖的后透视图；图69为根据本发明第二实施例的联接于马达与输出轴之间的传动系的示意图；图70为根据本发明第二实施例的输出轴的后视图；图71为根据本发明第二实施例的输出轴的右侧视图；图72为根据本发明第二实施例的输出轴的前视图；图73为根据本发明第二实施例的输出轴沿图72中的剖面线73-73观察时的剖视图；图74为根据本发明第二实施例的安装于机动化前拨链器安装构件中的马达单元的前视图；图75为根据本发明第二实施例的安装于机动化前拨链器安装构件中的马达单元的前视图，其中为进行图示说明已将马达单元所用的部分支承结构拆下；图76为根据本发明第二实施例的马达单元与马达联动装置之间的连接的后视图，其中为进行图示说明已将马达单元所用的部分支承结构拆下；图77为根据本发明第二实施例的底齿轮支承件的顶透视图；图78为根据本发明第二实施例的底齿轮支承件的俯视图；图79为根据本发明第二实施例的底齿轮支承件沿图78中的剖面线79-79观察时的剖视图；图80为根据本发明第二实施例的印刷电路板的后视图；图81为根据本发明第二实施例的自顶向下式电刷传感器的轴向视图；图82为根据本发明第二实施例的自顶向下式电刷传感器的侧视图。
具体实施例方式
现在将参照附图对本发明的选定实施例进行说明。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，对本发明的这些实施例的以下描述仅供示例说明，而非用于对由从属权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
现在将参照附图对本发明选定的实施例进行说明。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，对本发明的这些实施例的以下描述仅供示例说明，而非用于对由从属权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
首先请参看图1，所示的自行车10装备有根据本发明第一实施例的机动化前拨链器12和机动化后拨链器13。自行车10还包括具有座管16的自行车车架14，其中机动化前拨链器通过托架18和紧固件或螺栓19安装于座管16上，如图1-5所示。
由于自行车10的这些零件在本发明所属领域内众所周知，因此除了对其进行改动以便用于本发明时之外，在此将不对这些零件进行详细地讨论或示出。而且，虽然各种常规的自行车零件在此没有进行详细示出和/或讨论，但是它们也可以与本发明结合使用。
参看图8，其示出了本发明的电子控制自行车传动装置的方框图。前拨链器12和后拨链器13由通过电动变速缆线电联接于一对电子变速器21和22上的电子控制器或控制单元20按照常规方式操纵。因此，前拨链器12和后拨链器13通过骑车人压下变速按钮来进行操作，以便使得链条C在自行车传动系的至少两个前链轮S1和S2或后齿轮G1、G2、G3、G4、G5、G6或G7之间运动。优选地，每个电子变速器21和22带有一对变速按钮，其操作联接于电子控制器20上，其优选地根据美国专利No.6,073,730(转让给Shimano有限公司)和美国专利No.6,212,078(转让给Shimano有限公司)。当然，电子控制器20优选地包括前、后变速程序，其通过压下电子变速器21和22上的模式开关而致动。
电子控制器20为处理机构，其优选地包括带有控制着前拨链器12和后拨链器13的变速控制程序的微型计算机23，如下所述。电子控制器20还可以包括其它常规部件，诸如输入接口电路、输出接口电路和存储装置，如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存储器)装置。电子控制器20的内部RAM存储着操作标记的状态和各种控制数据。电子控制器20的内部ROM存储着各种变速操作的预定参数。
优选地，电子控制器20还包括用于存储多个模拟位置数值的模拟位置存储器24、用于存储多个数字位置数值的数字位置存储器25、位置计算器26；用于更新至少一个模拟位置存储器24和数字位置存储器25的更新机构27、用于提供前拨链器12运动所用信号的前拨链器马达驱动器28以及用于提供后拨链器13运动所用信号的后拨链器马达驱动器29。微型计算机23分别利用从前拨链器定位机构30a和后拨链器定位机构30b所接收的信号来确定用于驱动前拨链器12和后拨链器13的适当信号。
机动化前拨链器12基本上包括机动化前拨链器单元31、机动化前拨链器安装构件32、前拨链器马达单元33以及马达联动装置34。机动化前拨链器单元31、前拨链器马达单元33以及马达联动装置34均安装于机动化前拨链器安装构件32上，而前拨链器安装构件32构制成将机动化前拨链器12牢固地联接于自行车车架14的座管16上。
如随后更详细地说明，机动化前拨链器12构造成在至少一如图1-4中所示的低拨链器变速位置与一如图5中所示的高拨链器变速位置之间运动。而且，如图6中所示，马达联动装置34设计成带有拨链器保护设置，以便使得拨链器马达单元33甚至在机动化前拨链器单元32受到阻塞时仍能够进行操纵。链条C变速的基本操作比较常规，因而在此将不对其进行详细描述。
在图1-6中看得最为清楚，前拨链器单元31基本上包括链条导向器40、拨链器联动装置41以及作为安装构件32的部分的固定主体42，如下所述。优选地，拨链器联动装置41与链条导向器40和固定主体42一起形成控制着链条导向器40的侧向运动的四杆联动装置。拨链器联动装置41构制成操作联接于固定主体42与链条导向器40之间，以便使得链条导向器40在至少一高变速位置与一低变速位置之间，即在至少第一与第二变速位置之间进行侧向运动。更具体而言，链条导向器40通过操作联接于马达联动装置34上的拨链器联动装置41可动地联接于固定主体42上，以便响应于前拨链器马达单元33的操作而在第一变速位置与第二变速位置之间移动链条导向器40。链条导向器40的这种侧向运动引起链条C在自行车传动系24的链轮22与23之间变动。
优选地，链条导向器40由硬质刚性材料制成。例如，链条导向器40优选地由金属材料如可弯曲成所需形状的刚性薄片金属制成。在图3、5和7中看得最为清楚，链条导向器40具有分别用于将拨链器联动装置41可绕枢轴转动地固定于链条导向器40上的第一变速枢轴点P1和第二变速枢轴点P2。尤其是，枢轴销43和44将链条导向器40可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置41上。链条导向器40具有由一对垂直变速板40a和40b形成的链条容放狭槽。垂直变速板40a和40b适于与链条C接合，从而沿基本上垂直于自行车10的方向移动链条C。变速板40a和40b通过一对板40c和40d连接在一起。上板40c整体地形成于变速板40a和40b之间。下板40d的一端与外侧变速板40b整体地形成，而另一端通过紧固件如螺钉或铆钉而附连于内侧变速板40a上。
拨链器联动装置41基本上包括第一或外侧连杆45和第二或内侧连杆46，它们的第一端可绕枢轴转动地联接于固定主体42上而第二端可绕枢轴转动地联接于链条导向器40上。具体而言，第一连杆45的第一端45a通过枢轴销47可绕枢轴转动地联接于固定主体42的第一固定枢轴点P3上，而其第二端45b通过枢轴销43可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的第一变速枢轴点P1上。类似地，第二连杆46的第一端46a通过枢轴销48可绕枢轴转动地联接于固定主体42的第二固定枢轴点P4上，而其第二端46b通过枢轴销44可绕枢轴转动地联接于链条导向器40的第二变速枢轴点P2上。
从上述描述中可以清楚地看出，优选地，拨链器联动装置41为四杆联动装置，其由第一或外侧连杆45、第二或内侧连杆46、链条导向器40在第一与第二变速枢轴点P1和P2之间延伸的部分，以及固定主体42在第一与第二枢轴固定点P3和P4之间延伸的部分形成。因此，枢轴点P1、P2、P3和P4的枢轴基本上互相平行。
当拨链器联动装置41将链条导向器40保持于其最大延伸位置上时，链条导向器40位于最外侧的链轮22，即距离座管16最远的链轮上方。当拨链器联动装置41将链条导向器40保持于其最大收缩位置上时，链条导向器40位于最内侧的链轮23，即距离座管16最近的链轮上方。链条导向器40与拨链器联动装置41的这些运动由变速单元控制。
第一或外侧连杆45包括两个容放着高位置调节螺钉49和低位置调节螺钉50的螺纹孔45c和45d。第一或外侧连杆45的两个螺纹孔45c和45d与调节螺钉49和50形成了用于细微地调节链条导向器40的高与低位置的机械调节装置。因此，机械调节装置构制成用于改变链条导向器40相对于固定主体42的第一与第二拨链器变速位置(高和低端档位)。换而言之，低调节螺钉50构制成用于改变链条导向器40相对于固定主体42的低拨链器变速位置，而高调节螺钉49构制成用于改变链条导向器40相对于固定主体42的高拨链器变速位置。虽然调节螺钉49和50安装于第一或外侧连杆45上，但是通过本公开内容可以清楚地看出，调节螺钉49和50可以安装于固定主体42、链条导向器40以及连杆45和46中的任一个上，其中调节螺钉的自由端与固定主体42、链条导向器40以及连杆45和46或者马达联动装置34中的一个接触，这时调节螺钉并非以螺纹连接方式联接于其上。同样，通过本公开内容中可以清楚地看出，调节螺钉可以按照螺纹连接的方式联接于马达联动装置34和拨链器联动装置41中的一个上，其中调节螺钉的自由端与马达联动装置34和拨链器联动装置41中的一个接触，这时调节螺钉并非以螺纹连接方式联接于其上。在所示的实施例中，第一或低调节螺钉50构制成用于通过低调节螺钉50的自由端与固定主体42接触，而改变链条导向器40相对于固定主体42的第一或低拨链器变速位置；而第二或高调节螺钉49构制成用于通过高调节螺钉49的自由端与马达联动装置34接触，而改变链条导向器40相对于固定主体42的第二或高拨链器变速位置，如下所述。
在图11-17中看得最为清楚，机动化前拨链器安装构件32基本上包括自行车车架安装部分51、前拨链器安装部分52以及马达单元安装部分53。自行车车架安装部分51、前拨链器安装部分52以及马达单元安装部分53为形成一体的单件整体式构件。前拨链器安装部分52和马达单元安装部分53形成拨链器马达支承结构。
自行车车架安装部分51构制成通过托架18而联接于自行车车架14的座管16上。自行车车架安装部分51包括突出部分54，其从机动化前拨链器安装构件32的第一侧向外朝着形成了带有螺纹孔54b的弯曲前表面54a的自由端突出。弯曲前表面54a构制成与托架18的相应弯曲部分接触，以便使得机动化前拨链器安装构件32不会相对于托架18转动。紧固件或螺栓19之一旋入自行车车架安装部分51的螺纹孔54b中，而其它两个紧固件或螺栓19则旋入形成于座管16上的螺纹孔中，以便使得机动化前拨链器安装构件32通过托架18而固定于自行车车架14上。
前拨链器安装部分52构制成联接于前拨链器单元31的拨链器联动装置41上。尤其是，前拨链器安装部分52的第一和第二连杆支承部分52a和52b构制成在其间限定了连杆容放空间，以便容放第一和第二连杆45和46。因此，第一和第二连杆支承部分52a和52b构制成用于形成前拨链器固定主体42。第一和第二连杆支承部分52a和52b各包括形成了第一固定枢轴点P3的第一枢轴线的第一枢轴销安装孔52c和形成了第二固定枢轴点P4的第二枢轴销安装孔52d。第一和第二连杆支承部分52a和52b构制成使得第一和第二连杆支承部分52a和52b在第一枢轴销安装孔52c与第二枢轴销安装孔52d处相隔不同距离，以便容纳不同尺寸的第一和第二连杆45和46。第二固定枢轴点P4的第二枢轴线基本上平行于第一固定枢轴点P3的第一枢轴线。限定了第二固定枢轴点P4的第二枢轴销安装孔52d的第一枢轴线穿过螺纹孔54b。
马达单元安装部分53构制成联接于前拨链器马达单元33上。马达单元安装部分53包括多个(三个)螺纹孔53a，其形成了马达单元安装部分53的多个安装零件。马达单元安装部分53还包括输出轴切口53b，其中心轴线基本上平行于前拨链器安装部分52的第一和第二固定枢轴点P3和P4的枢轴线。马达单元安装部分53的输出轴切口53b为由马达单元安装部分53的材料围成的孔。马达单元安装部分53还包括其中安装着弹簧安装销55的销安装孔53c。
现在参看图2-4、10和35-42，前拨链器马达单元33基本上包括拨链器马达单元支承结构61(图2、35和38-42)、前拨链器马达62(图36和37)、马达传动系63(图36和37)以及位置控制机构或装置64(图35-36)。前拨链器马达单元33安装于形成了拨链器马达支承件的马达单元安装部分53上。前拨链器马达单元33通过马达联动装置34和拨链器联动装置41操作联接于链条导向器40上。因此，通过控制器20操纵前拨链器马达单元33就可引起链条导向器40在低与高拨链器变速位置之间变动。
参看图10，前拨链器马达62电连接于具有微型计算机23和前拨链器马达驱动电路28的控制器20上。过电流检测电路操作连接于微型计算机23的中央处理单元上和/或马达驱动电路28上，以便使得前拨链器马达62停止，如下所述。电源或电池可能位于控制器20或分离的外壳(未示出)中，并且通过马达驱动电路29操作联接于前拨链器马达62和过电流检测电路上。微型计算机23的中央处理单元、马达驱动电路29以及过电流检测电路共同操作以便当检测到前拨链器马达62开始锁定时使前拨链器马达62停止运动。尤其是，过电流检测电路的比较器能够比较马达驱动电路29的输入电压与预定参考电压Vcc。如果马达驱动电路29的电压变得大于预定参考电压Vcc，那么比较器将发送信号至微型计算机23的中央处理单元，以便其发送马达控制信号至马达驱动电路29，这将会使得至前拨链器马达62的电流流动停止。换句话说，当前拨链器马达62开始锁定时，这将会增加电压等级，以便使得过电流信号从过电流检测电路返回微型计算机23的中央处理单元以便阻止前拨链器马达62的电能供应。
拨链器马达单元支承结构61基本上包括马达单元外壳或壳体71(图38-42)和马达单元盖72(图2-4)。外壳71和盖72构制成封装并支承着前拨链器马达62和马达传动系63。优选地，外壳71和盖72由刚性、轻型材料如硬塑料材料构成。
如图36-38中所示，外壳71包括凹槽71a，以便在其中容放并支承着前拨链器马达单元33。外壳71还包括构制成用于支承马达传动系63的一对齿轮轴支承孔71b和71c以及输出轴孔71d。
如图37中所示，前拨链器马达62安装于拨链器马达单元支承结构61的外壳71上。前拨链器马达62为由电池源或发电机(图10)供能的可逆式电动机。前拨链器马达62通过电线电联接于控制器20上并且通过另一根电线电联接于电源(电池源或发电机)上。前拨链器马达62的驱动轴75操作联接于马达传动系63上。可逆式电动机如前拨链器马达62已是众所周知。因此，将不对前拨链器马达62进行详细地讨论或示出。
如图36和37中所示，马达传动系63基本上包括蜗杆81、第一中间齿轮82、第二中间齿轮83以及输出齿轮84。输出齿轮84安装于输出轴85上。马达传动系63将前拨链器马达62的驱动轴75的旋转运动通过输出轴85传送至马达联动装置34。尤其是，蜗杆81安装于前拨链器马达62的驱动轴75上，其中蜗杆81的螺旋齿与第一中间齿轮82的第一组齿相接合。第一中间齿轮82的第二组齿与第二中间齿轮83的第一组齿相接合，第二中间齿轮83的第二组齿又与输出齿轮84的齿相接合。输出齿轮84安装于输出轴85上，而输出轴85又联接于马达联动装置34上。因此，马达传动系63就被置于前拨链器马达62的驱动轴75与输出轴85之间。
如图42中所示，输出轴85通过轴承86可转动地支承于外壳71的输出轴孔71d中。当然，通过本公开内容中可以清楚地看出，轴承86可以安装于机动化拨链器安装构件32上而非外壳71上，以便使得输出轴85可转动地支承于机动化拨链器安装构件32上。无论如何，输出轴85都构制成在前拨链器马达62的驱动轴75的转动的作用下，在第一转动位置和与第一转动位置相对的第二转动位置之间绕着转动轴线A1转动。输出轴85包括偏心传动销85a，其具有从输出轴85的转动轴线A1偏移开的轴线A2。
如图35和36中所示，位置控制装置64基本上包括印刷电路板87，其带有数字位置传感器89形式的数字信号提供机构和模拟(自顶向下式电刷)位置传感器90形式的模拟信号提供机构。数字位置传感器89形成数字位置传感装置，而模拟位置传感器90形成机械/电位置传感装置。
印刷电路板87具有多个按照常规方式形成于其上的电路，这些电路响应于来自电子变速器21和22、数字位置传感器89和模拟位置传感器90以及其它诸如车轮转动传感器和曲柄转动传感器(图8)之类传感器的信号，用来通过控制器20控制前拨链器马达62的操作。数字位置传感器89和模拟位置传感器90构制成分别用于传送数字和模拟信号至控制器20，以便使得控制器20控制流向前拨链器马达62的电流。
数字位置传感器89由位置传感元件或闸轮89a和光电断路器89b形成。输出轴85的角度位置通过使用闸轮89a和光电断路器89b来确定。闸轮89a安装于第一中间齿轮82上以便使得闸轮89a随其转动。闸轮89a带有多个沿圆周相间分布的开口，它们由光电断路器89检测。换而言之，光电断路器89b感测闸轮89a中的开口以便确定第一中间齿轮82的相对位置。由于第一中间齿轮82的位置直接与输出轴85的位置相关，因而就可以容易地确定输出轴85的位置。因此，控制器20就可根据第一中间齿轮82的相对位置来确定链条导向器40的位置。
光电断路器89b优选地为双通道光电断路器，其具有置于闸板89a一侧的光源或LED，和置于闸轮89a另一侧的光检测器如光电晶体管。前拨链器马达62转动闸轮89a就引起LED至光电晶体管的光路间歇阻断，从而产生周期由闸轮89a的转动速率所确定的数字信号。因此，数字信号的形状通常将会为正方形或矩形锯齿构型，其中每个脉冲代表输出轴85的多个角度位置之一。由于光电断路器89b具有两条通道，所以光电断路器89b将会产生两种互为异相的数字信号，如图9中所示。因此，数字位置传感器89用作间歇式光传感器，其能够检测马达62的马达传动系63的输出轴的转动方向和角度位置。数字位置传感器89发送马达62的马达传动系63的输出轴的角度位置和转动方向的位置信号指示。鉴于数字位置传感器89的工作情况，模拟位置传感器90象电位计一样按照已知方式工作，其只作为开关传感器，用于指示与高停止位置相隔开的高接触范围的边缘和与低停止位置相隔开的低接触范围的边缘。
更具体而言，如图36-37中所示，模拟位置传感器90包括电接触板，其带有安装于印刷电路板87上的三个固定电刷90a、90b和90c以及安装于输出轴85上并随其转动的三个电触点90a’、90b’和90c’。
电刷90a、90b和90c以悬臂方式联接于印刷电路板87上，它们的自由端设置成有选择地与安装于输出轴85的输出齿轮84上的可动式电触点90a’、90b’和90c’接触。换而言之，电触点90a’、90b’和90c’与输出齿轮84和输出轴85一起转动。换而言之，触点90a’、90b’和90c’与电刷90a、90b和90c配合工作以便完成电路。尤其是，电刷90a和高位置触点90a’有选择地互相接触，以便根据高停止或高锁定位置来限定输出轴85的高拨链器位置或高端档位范围。电刷90b和低位置触点90b’有选择地互相接触，以便根据低停止或低锁定位置来限定输出轴85的低拨链器位置或低端档位范围。电刷90c和接地触点90c’互相接触，以便在电刷90a和高位置触点90a’接触时或电刷90b和低位置触点90b’接触时均能够形成接地连接。当电刷90a和高位置触点90a’互相接触时，模拟或机械信号被发送至控制器20。当电刷90a和高位置触点90a’脱离时，模拟或机械信号停止。因此，控制器20能够确定输出轴85何时位于高拨链器位置或高端档位范围。同样，当电刷90b和低位置触点90b’互相接触时，模拟或机械信号被发送至控制器20。当电刷90b和低位置触点90b’脱离时，模拟或机械信号停止。因此，控制器20能够确定输出轴85何时位于低拨链器位置或低端档位范围。当然，链条导向器40的高拨链器位置由与联动装置34接触的高调节螺钉49控制，而链条导向器40的低拨链器位置由与联动装置34接触的低调节螺钉50控制。由于数字位置传感器89的工作能指示出输出轴85的转动方向和角度位置，而模拟位置传感器90只用作开关传感器，用于分别指示电刷90a和90b何时与高和低位置触点90a’和90b’接合或脱离。更具体而言，控制器20确定了分别与高和低停止位置隔开的高和低位置触点90a’和90b’的边缘的精确位置。
控制器20操作连接于前拨链器马达62和位置控制机构64上。控制器20构制成用来检测出现于第一与第二拨链器变速位置之一处的前拨链器马达62的预定锁定位置。控制器20还构制成用于设定前拨链器马达的预定停止位置，其为根据位置控制机构64的位置信号在锁定位置之前计算出的距离。
回看图9，当拨链器马达12开始安装于自行车10的车架14上时，应当对前拨链器马达62进行校准以避免输出轴85受驱动而至锁定位置时发生过电流。当然，这种校准应当在制造厂或者其安装于自行车上之前进行。
无论怎样，首先，应将控制器20设定为校准模式，以便启动图9的流程图中所阐述的过程。在步骤S1中，首先由控制器20对前拨链器马达62供能(例如，压下变速器21的变速按钮之一或者向马达62供应电流)以便向前拨链器马达62提供电流。如果拨链器马达62的高位置待校准，则前拨链器马达62受到从低位置朝着高位置的驱动，直到前拨链器马达62锁定为止。
在第一个实施例中，输出齿轮84的齿并不完全绕着输出齿轮84的外周延伸。因此，当第二中间齿轮83的齿到达输出齿轮84的齿端时才会出现拨链器马达62的高和低锁定位置。在这些点上，前拨链器马达62被锁定并产生过电流。
接下来，在步骤S2中，控制器20的程序决定何时发生过电流。尤其是，过电流电路(图10)通过比较当前所检测的电压和参考电压Vcc而检测到电压的上升。因此，在步骤S3中，控制器20就停止了流向前拨链器马达62的电流。
在步骤S4中，一旦前拨链器马达62停止，停止或锁定位置就存储于控制器20的存储器中。尤其是，位置传感元件或闸板89a的相对位置就存储于控制器20的数字位置存储器25中。
接下来，在步骤S5中，控制器20驱动前拨链器马达62至低位置，优选地，这个过程在校准模式中自动完成。在步骤S6中，一旦电刷90a从触点90a’上脱离，控制器20就检测并存储高位置触点90a’的边缘。在步骤S7中，当前拨链器马达62在高位置触点90’的边缘与高停止位置之间受到驱动时，光传感元件89a就转动以便使得光电断路器86作为脉冲来计算位置传感元件89a中的开口数量，其在高拨链器变速位置处用于计算并存储位于高位置触点的边缘与锁定位置之间的脉冲数。
然后，在步骤S8中，控制器20计算新停止位置，其为锁定位置之前的计算距离。例如，如果在高位置触点的边缘与锁定位置之间有十个脉冲，则新停止位置可以设定成距锁定位置七个脉冲。因此，当前拨链器马达62因骑车人由低位置变动至高位置而供能时，控制器20将会令前拨链器马达62释能，以便使得马达在从锁定位置开始数七个脉冲处停止。按照这种方式，前拨链器马达62将不会从高位置被上移至锁定状态。通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员将会清楚地了解，低位置也可以按照类似的内容进行校准。
当然，这种校准过程可以根据需要和/或所需使用少数或更多步骤并按照不同的顺序来完成。例如，步骤S5可以通过按照不同顺序来实行高位置边缘检测(步骤S6)和脉冲计数(步骤S8)而去除。
回来参看图1-6，马达联动装置34基本上包括驱动或马达连杆91、保护连杆92、保护连杆偏压元件93和位置偏压元件94。保护连杆92和保护连杆偏压元件93形成了阻塞保护结构。马达联动装置34操作联接于输出轴85的偏心传动销85a与拨链器联动装置41之间。这种阻塞保护结构构制成在力传送状态与力超控状态之间运动。
如图4-6中所示，驱动连杆91相对于输出轴85和拨链器联动装置41构制成用于在第一拨链器变速位置与第二拨链器变速位置之间变动链条导向器40。驱动连杆91，特别是如图23-25中所示，具有第一驱动连杆端部91a和第二驱动连杆端部91b。第一驱动连杆端部91a安装于输出轴85的偏心传动销85a上，以便使得偏心传动销85a可以在形成于第一驱动连杆端部91a中的孔内转动。第二驱动连杆端部91b通过枢轴销95可绕枢轴转动地联接于保护连杆92上。因此，当输出轴85转动时，驱动连杆91就发生运动或者移动。
在图25-28中看得最为清楚，优选地，保护连杆92具有第一保护连杆端部92a、第二保护连杆端部92b和控制或止动凸缘92c。保护连杆92的第一保护连杆端部92a通过枢轴销95可绕枢轴转动地联接于驱动连杆91的第二驱动连杆端部91b上。第二保护连杆端部92b操作联接于拨链器联动装置41的第一或外侧连杆45上。控制或止动凸缘92c从第二保护连杆端部92b延伸，并构制成在马达联动装置34被驱动至高拨链器变速位置时与高调节螺钉49接触，如图6中所示。因此，第二或高调节螺钉49构制成用于通过高调节螺钉49的自由端与保护连杆92的控制或止动凸缘92c接触从而改变链条导向器40相对于固定主体42的第二或高拨链器变速位置。
在前拨链器单元31的调节中，前拨链器单元31通过机动化前拨链器安装构件32和托架18而安装于车架12上。于是，高拨链器变速位置通过调节高调节螺钉49而设定，以便使得链条导向器40置于前链轮22上方。高拨链器变速位置的这种调节引起外侧连杆46与保护连杆92之间的相对方位发生变化。尤其是，通过抵抗保护连杆偏压元件93的推力，即通过压缩保护连杆偏压元件93，高调节螺钉49的调节改变了外侧连杆46与保护连杆92之间的相对方位。一旦高拨链器变速位置已经设定，则低拨链器变速位置也通过调节高调节螺钉49而改变，因为链条导向器40与外侧连杆46一起运动。因此，通过使用与固定主体42相接触的低调节螺钉50，低位置也随后设定，从而使得链条导向器40置于较小的前链轮23上方。换而言之，当通过进一步抵抗保护连杆偏压元件93的推力即进一步压缩保护连杆偏压元件93，而将链条导向器40置于前链轮23上方时，调节低调节螺钉50就改变了外侧连杆46与保护连杆92之间的相对方位。
在图29和30中看得最为清楚，保护连杆偏压元件93优选地为扭簧，其具有螺旋部分93a、第一腿部93b和第二腿部93c。螺旋部分93a围绕着将保护连杆92连接于第一或外侧连杆45上的枢轴销47设置。保护连杆偏压元件93的第一腿部93b与保护连杆92接合，而第二腿部93c与拨链器联动装置41的第一或外侧连杆45接触。因此，当从拨链器的后部观察时，保护连杆92绕着枢轴销47沿逆时针方向偏压。同样，当从拨链器的后部观察时，第一或外侧连杆45也绕着枢轴销47沿逆时针方向偏压。换而言之，保护连杆偏压元件93构制成用于施加推力，该推力在正常情况下保持着驱动连杆91与拨链器联动装置41之间基本上刚性的连接。因此，保护连杆92可绕枢轴转动地联接于拨链器联动装置41上，而保护连杆偏压元件93操作联接于保护连杆92与拨链器联动装置41之间，以便将保护连杆92从力超控状态推至力传送状态，从而使得在正常情况下，在保护连杆与拨链器联动装置41之间保持着基本上为刚性的连接。
因此，如图6中所示，如果链条导向器40在高位置上被卡住，而马达联动装置34由输出轴85驱动至低拨链器变速位置上，则当从拨链器后部观察时，保护连杆92将会沿顺时针方向围绕枢轴销47转动，从而克服保护连杆偏压元件93的第一腿部93b的推力。因此，通过使用保护连杆92和保护连杆偏压元件93，就在保护连杆92与拨链器联动装置41之间形成了非刚性连接。换而言之，保护连杆92和保护连杆偏压元件93形成了将驱动连杆91的第二驱动连杆端部91b连接到拨链器联动装置41上的非刚性连接。这种非刚性连接形成了阻塞保护结构。
位置偏压元件94优选地为拉簧，其具有联接于偏心传动销85a上的第一端部和连接于马达单元安装部分53的弹簧安装销55上的第二端部。位置偏压元件94构制成使得通过位置偏压元件94的推力而将马达联动装置34保持于高位置或低位置中。换而言之，当马达联动装置34处于高位置中时，位置偏压元件94的力的方向就从输出轴85的转动轴线A1偏移开，以便从拨链器后部观察时，在输出轴85上施加一个沿顺时针方向的力。然而，当马达联动装置34被移动至低位置时，位置偏压元件94的力的方向就使得对输出轴85施加一个沿逆时针方向的力。因此，位置偏压元件94构制成用于当马达不再供能时，仍坚持参与将链条导向器40保持于高或低位置上。
如图43和44中所示，后拨链器13安装于车架14上最靠近链轮单元处，用来移动处于多个后链轮G1-G7中的链条C。后拨链器13包括安装于基座构件132与外盖133之间的后拨链器控制外壳131。基座构件132按照已知方式可摆动地安装于车架14上，其包括用于连接补偿连接器的电连接器，这个位于中间通路上的补偿连接器连接于控制器20上。如图44所示。外盖133和后拨链器控制外壳131通过螺钉134和135安装于基座构件132上。螺钉134延伸通过外盖133中的开口，又通过隔离管137，隔离管137延伸通过后拨链器控制外壳盖140中的开口138，后旋入基座构件132的开口142中。螺钉135延伸通过外盖133的开口144后旋入基座构件132的开口148中。
后拨链器13还包括通过相应的枢轴154和156可枢轴转动地联接于后拨链器控制外壳131上的连杆构件150和152，其中连杆构件152通过平台156a(图47)不可转动地固定于枢轴156上。枢轴156只是与后拨链器13一起运动的拨链器运动构件的一个实例。连杆构件150和152的另一端通过相应的枢轴160和162可枢轴转动地联接于可动式构件158上。可动式构件158可转动地支承着链条导向器164，而链条导向器164又可转动地支承着导轮166和张紧轮168以便与链条C按照已知方式接合。如以下更详细地讨论，后拨链器马达180(图45-47)转动枢轴156以便使得连杆构件152移动可动式构件158，并沿侧向转动链条导向器164以便在多个后链轮G1-G7中传递链条C。
图45的视图示出了后拨链器控制外壳131的内容，其中后拨链器控制外壳盖140和接触板182已拆下，如下所述。如图45中所述，后拨链器马达180包括通过齿轮减速机构驱动枢轴156的小齿轮传动轴183，该齿轮减速机构包括齿轮184、185、186、187和188，其中小直径齿轮部分的每个齿轮184、185、186和187沿着动力传送路径驱动着较大直径部分的下一个齿轮。齿轮188与枢轴156一起转动。
数字位置传感器189形式的数字信号提供机构安装于后拨链器控制外壳131中。如图45和46所示，数字位置传感器189包括与小齿轮传动轴183一起转动的位置传感元件或闸轮190、置于闸轮190一侧的光源或LED191和置于闸轮190另一侧的光检测器如光电晶体管192。闸轮190与小齿轮传动轴183一起转动引起LED191至光电晶体管192的光路间歇阻断，从而产生周期由闸轮190的转动速率所确定的数字信号。因此，根据工作情况，数字信号的形状通常将会为正方形或矩形锯齿构型。因此，在这个实施例中，数字位置传感器用作间歇式光传感器。
如图47中所示，模拟位置传感器193形式的模拟信号提供机构也安装于后拨链器控制外壳131中。模拟位置传感器193包括接触板182和电刷板194。接触板182通过旋入螺纹孔196(图45)中的螺钉195安装于后拨链器控制外壳131中，并且包括电阻触点197a和197b。电刷板194与枢轴156一起转动，其包括用来与电阻触点197a和197b接触的电刷198a和198b，其象电位计一样按照已知方式操作。
机动化后拨链器13的校准与变速运动由第一实施例中的控制器20控制。换而言之，在机动化后拨链器13的校准过程中，图9的流程图和图10中过电流的示意图用于通过控制器20来在机动化后拨链器13的初始校准过程中控制机动化后拨链器13。
第二实施例现在参看图48-82，现在将对根据第二实施例的机动化前拨链器112进行说明。除了第一实施例的机动化前拨链器安装构件32和前拨链器马达安装单元33由改进型机动化前拨链器安装构件232和改进型前拨链器马达单元233替代之外，机动化前拨链器212基本上与机动化前拨链器12相同，如上所述。换而言之，除了改进型机动化前拨链器安装构件232和改进型前拨链器马达单元233之外，机动化前拨链器212的所有其它零件均与第一实施例的机动化前拨链器12相同。鉴于第一实施例与第二实施例之间的相似性，第二实施例中与第一实施例中相同的零件将被给以与第一实施例中的零件相同的参考数字。而且，为简明起见，可以省略对第二实施例中与第一实施例中相同的零件的描述。
如图8中所示，第二实施例的机动化前拨链器212取代了机动化前拨链器12。因此，机动化前拨链器212的校准与变速运动均由第一实施例的控制器20控制。换而言之，在机动化前拨链器212的校准过程中，图9的流程图和图10中过电流的示意图用于通过控制器20来在机动化前拨链器212的初始校准过程中控制机动化前拨链器212。
在图52-55中看得最为清楚，机动化前拨链器安装构件232基本上包括自行车车架安装部分251、前拨链器安装部分252和包括一体式前拨链器马达外壳271的马达单元安装部分253。自行车车架安装部分251、前拨链器安装部分252和马达单元安装部分353与前拨链器马达外壳271一起作为单件整体式构件一体形成。前拨链器安装部分252与马达单元安装部分253形成了拨链器马达支承结构。
自行车车架安装部分251构制成按照与第一实施例相同的方式通过托架18联接于自行车车架14的座管16上。自行车车架安装部分251包括突出部分254，其从机动化前拨链器安装构件232的第一侧边向外伸出至形成了带有螺纹孔254b的弯曲前表面254a的自由端。弯曲前表面254a构制成与托架18的相应的弯曲部分接触，以便使得机动化前拨链器安装构件232不能相对于托架18转动。
前拨链器安装部分252构制成按照与第一实施例相同的方式联接于前拨链器单元31的拨链器联动装置41上，如上所述。尤其是，前拨链器安装部分252具有第一连杆支承零件252a和第二连杆支承零件152b，它们构制成用于限定位于其间的用于容放第一连杆45和第二连杆46的连杆容放空间。因此，第一连杆支承零件252a和第二连杆支承零件252b构制成用于形成前拨链器固定主体242。第一连杆支承零件252a和第二连杆支承零件252b各包括形成第一固定枢轴点P3的第一枢轴线的第一枢轴销安装孔252c和形成第二固定枢轴点P4的第二枢轴销安装孔252d。第一连杆支承零件252a和第二连杆支承零件252b构制成使得第一连杆支承零件252a和第二连杆支承零件252b在第一枢轴销安装孔252c处的间距不同于在第二枢轴销安装孔252d处的间距，以便容纳不同尺寸的第一连杆45和第二连杆46。在图53中看得最为清楚，第二枢轴销安装孔252d的第一枢轴线穿过螺纹孔254b。
马达单元安装部分253构制成联接于前拨链器马达单元233上。马达单元安装部分253具有形成了前拨链器马达外壳271的杯形部分。马达单元安装部分253具有输出轴开口253b，该开口的中心轴线基本上平行于前拨链器安装部分252的第一与第二固定枢轴点的枢轴线。马达单元安装部分253还包括各种用于将前拨链器马达单元233的零件固定于其上的安装孔。
现在参看图56-82，将对前拨链器马达单元233的各种零件进行更为详细地讨论。前拨链器马达单元233设计成安装于机动化前拨链器安装构件232的外壳271上。如图74所示，前拨链器马达单元233基本上包括马达单元盖结构260、拨链器马达支承结构261、拨链器马达262、马达传动系263以及位置控制机构或装置264。前拨链器马达单元233按照与第一实施例中相同的方式通过马达联动装置34和拨链器联动装置41操作联接于链条导向器40上。因此，通过控制器20操纵前拨链器马达单元233就引起链条导向器40在低与高变速位置之间变动。
前拨链器马达单元233的马达单元盖结构260基本上包括后盖260a(图56-59)、中间盖260b(图60-64)和前盖260c(图65-68)。马达单元盖结构260的零件由刚性材料如硬质刚性塑料或金属构成。后盖260a、中间盖260b和前盖260c通过紧固件(未示出)牢固地联接于外壳271上。后盖260a优选地由金属制成，并且具有容放着轴承265的输出轴容放孔260c。对于本发明而言，后盖260a、中间盖260b以及前盖260c的准确结构并不重要，因此，在此将不对其进行详细地讨论。
如图74-79所示，拨链器马达单元支承件261构制成封装并支承着拨链器马达262和马达传动系263。所示实施例中的拨链器马达单元支承件261包括主支承件261a(图74和76)和底齿轮支承件261b(图77-79)。优选地，拨链器马达单元支承件261的主支承件261a和底齿轮支承件261b由刚性、轻型材料如硬塑料构成。主支承件261a构制成用于支承拨链器马达262、马达传动系263以及位置控制机构264。
如图69和74所示，拨链器马达262具有驱动轴175，其操作联接于马达传动系63上。拨链器马达262为由电池源或发电机供能的可逆式电动马达。拨链器马达262通过电软线电联接于控制器20上，并且通过另一根电软线联接于电源(电池源或发电机)上。
如图69和74-76所示，马达传动系263基本上包括驱动齿轮280、第一中间齿轮281、第二中间齿轮282、蜗杆283以及输出齿轮284。输出齿轮284安装于输出轴285上。马达传动系283通过输出轴285将拨链器马达262的驱动轴275的旋转运动传送至马达联动装置34。在这个实施例中，齿轮280-284均由金属材料构成。
在这个实施例中，驱动齿轮281安装于拨链器马达262的驱动轴275上，驱动齿轮的齿与第一中间齿轮281的第一组齿接合。第一中间齿轮281的第二组齿与第二中间齿轮282的第一组齿接合。第二中间齿轮282和蜗杆283安装于中间从动轴286上。因此，第二中间齿轮282的转动就会引起蜗杆283随其转动。蜗杆283的螺旋齿与输出齿轮284接合以便转动输出轴285。
如图49、74和76所示，输出轴285在后端处由轴承265可转动地支承于后盖260a的输出轴容放孔260c中，在中央部分处由轴承187可转动地支承于外壳271的输出轴孔271d中，而在前端处可转动地支承于主支承件261a的孔261c中。与第一实施例类似，输出轴285构制成通过拨链器马达262的驱动轴275的转动而在第一转动位置和与第一转动位置相对的第二转动位置之间绕着转动轴线A1转动。输出轴285通过偏心传动销285a联接于马达或驱动连杆91上，偏心传动销285a的轴线A2从输出轴285的转动轴线A1偏移开。在这个实施例中，偏心传动销285a为与输出轴285相分离的零件。
驱动齿轮292安装于中间从动轴286上，其具有安装于其上的第二中间齿轮282和蜗杆283。驱动齿轮292的齿与位置传感齿轮293的齿接合，以便使得驱动齿轮292转动位置传感齿轮293。如上所述，位置传感元件289安装于位置传感齿轮293上，从而使它们一起转动。在第二个实施例中，输出轴的贴靠件X与中间盖260b上的贴靠件接触，如图51所示。当贴靠件X与Y互相接触时，马达262处于其会发生过电流的高端位置。因此，对拨链器212进行校准以便使用位置控制机构264来设定新停止位置从而避免贴靠件X与Y之间的接触。
现在参看图69，位置控制机构264基本上包括印刷电路板288、数字位置传感器289形式的数字信号提供机构和模拟(自顶向下式电刷)位置传感器形式的模拟信号提供机构。数字位置传感器289形成数字位置传感装置，而模拟位置传感器290形成机械/电位置传感装置。
印刷电路板288具有多个按照常规方式形成于其上的电路，这些电路响应于来自电子变速器21和22、数字位置传感器289和模拟位置传感器290以及其它诸如车轮转动传感器和曲柄转动传感器(图8)之类传感器的信号，用来通过控制器20控制前拨链器马达262的操作。数字位置传感器289和模拟位置传感器290构制成分别用于传送数字和模拟信号至控制器20，以便使得控制器20控制流向前拨链器马达262的电流。
数字位置传感器289由位置传感元件或闸轮289a和光电断路器289b形成。输出轴285的角度位置通过使用闸轮289a和光电断路器289b来确定。闸轮289a安装于位置传感齿轮293上以便使得闸轮289a随其转动。闸轮289a带有多个沿圆周相间分布的开口，它们由光电断路器289检测。换而言之，光电断路器289b感测闸轮289a中的开口以便确定齿轮293的相对位置。由于齿轮293的位置直接与输出轴285的位置相关，因而就可以容易地确定输出轴285的位置。因此，控制器20就可根据齿轮293的相对位置来确定链条导向器40的位置。
光电断路器289b优选地为双通道光电断路器，其具有置于闸板289a一侧的光源或LED，和置于闸轮289a另一侧的光检测器如光电晶体管。前拨链器马达262转动闸轮289a就引起LED至光电晶体管的光路间歇阻断，从而产生周期由闸轮289a的转动速率所确定的数字信号。因此，数字信号的形状通常将会为正方形或矩形锯齿构型，其中每个脉冲代表输出轴285的多个角度位置之一。由于光电断路器289b具有两条通道，所以光电断路器289b将会产生两种互为异相的数字信号，如图9中所示。因此，数字位置传感器289用作间歇式光传感器，其能够检测马达262的马达传动系263的输出轴285的转动方向和角度位置。数字位置传感器289发送马达262的马达传动系263的输出轴的角度位置和转动方向的位置信号指示。鉴于数字位置传感器289的工作情况，模拟位置传感器290象电位计一样按照已知方式工作，其只作为开关传感器，用于指示与高停止位置相隔开的高接触范围的边缘和与低停止位置相隔开的低接触范围的边缘。
如图69和80-82所示，模拟位置传感器290包括电接触板括电接触板，其带有形成于印刷电路板288上的三个固定电触点290a、290b和290c以及通过安装构件291安装于输出轴285上并随其转动的两个可动式电刷290a’和290b’。
电刷290a’和290b’以悬臂方式联接于安装构件291上，它们的自由端设置成有选择地与安装于印刷电路板288上的电触点290a、290b和290c接触。换而言之，电刷290a’和290b’与输出轴285一起转动。因此，电刷290a’和290b’与触点290a、290b和290c配合工作以便完成电路。尤其是，电刷290a’有选择地与触点290a和290b接触，以便根据停止或锁定位置来限定输出轴285的高和低拨链器位置(高或低端档位范围)。电刷290b’与接地触点290c接触以便在电刷290a’与触点290a或290b接触时均能够形成接地连接。当电刷290a’和高位置触点290a互相接触时，指示高位置的模拟或机械信号被发送至控制器20。当电刷290a’和高位置触点290a脱离时，模拟或机械信号停止。因此，控制器20能够确定输出轴285何时位于高拨链器位置或高端档位范围。同样，当电刷290a’和低位置触点290b互相接触时，指示低位置的模拟或机械信号被发送至控制器20。当电刷290a’和低位置触点290b脱离时，模拟或机械信号停止。因此，控制器20能够确定输出轴285何时位于低拨链器位置或低端档位范围。当然，链条导向器40的高拨链器位置由与联动装置34接触的高调节螺钉49控制，而链条导向器40的低拨链器位置由与联动装置34接触的低调节螺钉50控制。由于数字位置传感器289的工作能指示出输出轴285的转动方向和角度位置，而模拟位置传感器290只用作开关传感器，用于分别指示电刷290a’何时与高和低位置触点290a和290b接合或脱离。更具体而言，控制器20确定了分别与高和低停止位置隔开的高和低位置触点290a和290b的边缘的精确位置。
控制器20操作连接于前拨链器马达262和位置控制机构264上以便运行图9中的流程图所示的程序。控制器20构制成用来检测当贴靠件X与Y互相接触时出现于高拨链器变速位置处的前拨链器马达262的预定锁定位置，如图51所示。这个锁定位置由图10中的过电流电路按照与第一实施例相同的方式进行检测。按照与第一实施例相同的方式，控制器20还构制成用于设定前拨链器马达262的预定停止位置，其为根据位置控制机构264的位置信号在锁定位置之前计算出的距离。
在本文中用来描述本发明和对本发明提出权利要求时，以下方向性术语“向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下方和横向”以及其它类似的方向性术语是指装备有本发明的自行车的那些方向。相应地，当用来描述本发明时，这些术语应当被理解为相对于装备有本发明的自行车而言。
本文中所用的程度副词例如“基本上”、“大约”和“近似”等是指变动的项的合理的偏差量以便保证最终结果不会发生显著改变。如果偏差不会否定其所改动的术语的意思，则这些术语应当被解释为包括所改动项的至少±5％的偏差。
尽管仅选择了选定的实施例对本发明进行了示例说明，但通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不背离附属权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，在此可以作出各种变动和改型。例如，尽管本发明只示出了前拨链器，但通过阅读本公开内容，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，本发明可以与后拨链器结合使用。此外，以上对根据本发明的实施例的描述仅用于示例说明，而并非用于对如附属权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
权利要求
1.一种电动拨链器马达单元，包括拨链器马达；输出轴，其操作联接于拨链器马达上以便通过包括第一拨链器变速位置和第二拨链器变速位置的可动范围转动；以及位置控制机构，其构制和布置成用于提供指示输出轴角度位置的位置信号；以及控制器，其操作联接于拨链器马达和位置控制机构上，该控制器构制成用来检测出现于第一和第二拨链器变速位置之一处的拨链器马达的预定锁定位置，该控制器还构制成用于设定拨链器马达的预定停止位置，该预定停止位置为根据位置控制机构的位置信号在锁定位置之前计算出的距离。
2.根据权利要求1所述的电动拨链器马达单元，其中位置控制机构包括构制成用于提供与输出轴的多个角度位置相应的多个角度位置值的位置传感装置。
3.根据权利要求2所述的电动拨链器马达单元，其中位置传感装置包括构制成在输出轴转动时运动的位置传感元件和构制成用于检测位置传感元件的转动情况的光电断路器。
4.根据权利要求3所述的电动拨链器马达单元，还包括联接于拨链器马达的驱动轴与输出轴之间的传动系，其中位置传感元件操作联接于传动系、驱动轴和输出轴之一上。
5.根据权利要求3所述的电动拨链器马达单元，其中拨链器马达为可逆式拨链器马达，其构制和布置成用于沿第一转动方向和与第一转动方向相对的第二转动方向转动输出轴，以及光电断路器包括设置成用于产生第一信号的第一通道和设置成用于产生第二信号的第二通道，其中第二信号不同于第一信号以用于指示拨链器马达的转动方向。
6.根据权利要求1所述的电动拨链器马达单元，其中位置控制机构包括构制成用于提供与端档位边缘位置相应的角度位置值的位置传感装置。
7.根据权利要求6所述的电动拨链器马达单元，其中位置传感装置包括具有电传感元件的电位计，该电传感元件带有构制成在输出轴转动时运动的第一电触点和构制成在沿与第一和第二拨链器变速位置之一相应的第一端档位范围运动的过程中与第一电触点接触的第一电刷。
8.根据权利要求7所述的电动拨链器马达单元，其中电位计还包括置于电传感元件上的在输出轴转动时运动的第二电触点和构制成在沿与第一和第二拨链器变速位置中另一个相应的第二端档位范围运动的过程中与第二电触点接触的第二电刷。
9.根据权利要求1所述的电动拨链器马达单元，其中位置控制机构包括操作联接于拨链器马达的电力输入线上的过电流检测电路，用于比较电力输入线的电压与参考电压以便确定拨链器马达中何时因拨链器马达到达预定锁定位置而出现过电流。
10.根据权利要求9所述的电动拨链器马达单元，还包括联接于拨链器马达的驱动轴与输出轴之间的传动系，以及传动系、驱动轴和输出轴之一包括设置成在输出轴到达拨链器马达的预定锁定位置时与第二固定贴靠件接触的可动式贴靠件。
11.根据权利要求10所述的电动拨链器马达单元，其中可动式贴靠件固定于输出轴上。
12.根据权利要求1所述的电动拨链器马达单元，其中位置控制机构包括构制成用于提供与输出轴的多个角度位置相应的多个角度位置值的第一位置传感装置，和构制成用于提供与端档位边缘位置相应的角度位置值的第二位置传感装置。
13.根据权利要求12所述的电动拨链器马达单元，其中位置控制机构还包括操作联接于拨链器马达的电力输入线上的过电流检测电路，用于比较电力输入线的电压与参考电压以便确定拨链器马达中何时因拨链器马达到达预定锁定位置而出现过电流。
14.根据权利要求13所述的电动拨链器马达单元，还包括联接于拨链器马达的驱动轴与输出轴之间的传动系，以及传动系、驱动轴和输出轴之一包括设置成在输出轴到达拨链器马达的预定锁定位置时与第二固定贴靠件接触的可动式贴靠件。
15.根据权利要求13所述的电动拨链器马达单元，其中位置传感装置包括构制成在输出轴转动时运动的位置传感元件和构制成用于检测位置传感元件的转动情况的光电断路器。
16.根据权利要求15所述的电动拨链器马达单元，其中拨链器马达为可逆式拨链器马达，其构制和布置成用于沿第一转动方向和与第一转动方向相对的第二转动方向转动输出轴，以及光电断路器包括设置成用于产生第一信号的第一通道和设置成用于产生第二信号的第二通道，其中第二信号不同于第一信号以用于指示拨链器马达的转动方向。
17.根据权利要求15所述的电动拨链器马达单元，其中位置传感装置包括具有电传感元件的电位计，该电传感元件带有构制成在输出轴转动时运动的第一电触点和构制成在沿与第一和第二拨链器变速位置之一相应的第一端档位范围运动的过程中与第一电触点接触的第一电刷。
18.根据权利要求17所述的电动拨链器马达单元，其中电位计还包括置于电传感元件上的在输出轴转动时运动的第二电触点和构制成在沿与第一和第二拨链器变速位置中另一个相应的第二端档位范围运动的过程中与第二电触点接触的第二电刷。
19.根据权利要求13所述的电动拨链器马达单元，其中位置传感装置包括具有电传感元件的电位计，该电传感元件带有构制成在输出轴转动时运动的第一电触点和构制成在沿与第一和第二拨链器变速位置之一相应的第一端档位范围运动的过程中与第一电触点接触的第一电刷。
20.根据权利要求1所述的电动拨链器马达单元，还包括操作联接于输出轴上以便响应于输出轴的转动而运动的拨链器运动构件。
21.根据权利要求20所述的电动拨链器马达单元，其中拨链器运动构件包括操作联接于输出轴上以便响应于输出轴的转动而运动的拨链器联动装置，和通过拨链器联动装置可运动地联接的链条导向器，以便响应于输出轴的运动而在第一与第二拨链器变速位置之间移动链条导向器。
22.根据权利要求21所述的电动拨链器马达单元，其中前拨链器还包括构制和布置成用于改变至少一个链条导向器的端档位的机械调节装置。
23.一种电动拨链器的拨链器马达的校准方法，包括给拨链器马达供应电流从而将输出轴转动至锁定位置；确定拨链器马达的锁定位置；在与拨链器运动构件的端档位相应的锁定位置之前确定输出轴的角度范围；以及在输出轴的角度范围内设定拨链器马达的停止位置，其为在锁定位置之前计算出的距离。
24.根据权利要求23所述的方法，其中拨链器马达的锁定位置的确定通过检测电力输入线中因拨链器马达到达锁定位置而流向拨链器马达的过电流而得以实现。
25.根据权利要求23所述的方法，其中输出轴在锁定位置之前的角度范围的确定通过使用具有电传感元件的电位计而实现，该电传感元件带有在输出轴转动时运动的电触点和在沿拨链器运动构件的端档位范围运动的过程中与电触点接触的电刷。
26.根据权利要求23所述的方法，其中在输出轴的角度范围内确定拨链器马达的停止位置通过计算光电断路器的脉冲而实现。
全文摘要
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。输出轴通过包括第一拨链器变速位置和第二拨链器变速位置的可动范围转动。位置控制机构设置成用于提供输出轴角度位置的位置信号指示。控制器用来检测出现于第一和第二拨链器变速位置之一处的拨链器马达的预定锁定位置，该控制器还设定拨链器马达的预定停止位置，该预定停止位置为根据位置控制机构的位置信号在锁定位置之前计算出的距离。因此，可以对拨链器马达进行校准，以便设定新停止位置从而防止马达中出现过电流。
文档编号B62M25/08GK1689901SQ20041010450
公开日2005年11月2日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年4月23日
发明者市田典, 高本隆一朗, 武林晴行, 宇野公二 申请人:株式会社岛野