本实用新型涉及自行车领域,尤其涉及一种自行车减震装置。
背景技术:
自行车减震方法目前主要采用机械结构执行,其形态主要为油压结合气压形式完成,一般以一边是气压进行体重抵消,一边是油压进行阻尼调节模式。原有都为机械单一结构执行,通过手动方式进行调节,无此功能的延伸。智能化程度低。现有的都不具备智能模式,仅有手动模式调节,无法做到实时转换。依靠手工调节模式进行,车手在骑行同时需要介入减震调节,减震方法不能适应车手。切换时间长。在较高强度骑行时,车手无法分心或分手来操控减震方法转化,需降低车速来进行调节。
技术实现要素:
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自行车减震装置。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
一种自行车减震装置,包括,
阻尼支撑杆,所述阻尼支撑杆的上端与叉肩固定盖固定连接,所述阻尼支撑杆的下端与电机护壳的上端固定连接;
电机,所述电机固定设置在所述阻尼支撑杆内,所述电机的转矩输出轴穿过所述电机护壳与自锁联轴器固定连接;
压缩阻尼活塞,所述压缩阻尼活塞的上端与所述电机护壳的下端固定连接,所述压缩阻尼活塞的下方设置有单向回油阀片,所述压缩阻尼活塞内设置有螺纹通孔,所述螺纹通孔的上部设置有锁死旋钮,所述螺纹通孔内设置有可滑动的锁死顶针,所述锁死旋钮的通过自锁联轴器与所述电机的转矩输出轴固定连接;
阀片弹簧罩,所述阀片弹簧罩与所述压缩阻尼活塞的下端连接,所述单向回油阀片水平设置在所述阀片弹簧罩内,所述单向回油阀片的上侧面与所述压缩阻尼活塞的下端面抵靠,所述单向回油阀片的下侧面与所述阀片弹簧罩的底面之间通过弹簧固定连接,所述阀片弹簧罩的底面设置有油口;
控制系统,所述控制系统的控制信号输出端与所述电机的控制信号输入端电连接。
具体地,所述控制系统包括包括姿态采集模块、信号处理模块、驱动控制模块及减震装置;
具体地,所述压缩阻尼活塞包括杆部和塞部,所述杆部的下端与所述塞部的上侧面固定连接,所述螺纹通孔设置在所述杆部内,所述塞部上设置有内过油孔和边过油孔,所述内过油孔与所述螺纹通孔对应设置,所述锁死顶针与所述内过油孔适配,所述杆部的下段设置有出油孔,所述边过油孔设置在所述塞部的外沿。
具体地,所述单向回油阀片中部设置有与所述内过油孔对应的主过油孔,所述单向回油阀片封闭所述边过油孔;
所述叉肩固定盖与所述阻尼支撑杆的上端通过粘接方式连接;
所述阻尼支撑杆的下端与所述电机护壳的上端通过螺纹固定连接;
所述电机护壳的下端与所述压缩阻尼活塞的上端通过螺纹固定连接;
所述压缩阻尼活塞的下端与所述阀片弹簧罩通过粘接方式连接;
所述自锁联轴器为内六角结构,所述自锁联轴器的下端与所述锁死旋钮内嵌连接。
具体地,所述控制系统包括包括包括姿态采集模块、信息处理模块、驱动控制模块及减震装置;
所述姿态采集模块,采用六轴运动传感器,用于采集自行车在路面上行驶时的加速度信息与角速度信息,并传给信息处理模块;
所述信息处理模块,基于神经网络模型,包括神经网络训练模块、神经网络分析模块、比较模块和判断模块;
所述神经网络训练模块,用于训练神经网络,将路况信息与采集的加速度信息与角速度信息建立映射;
所述神经网络分析模块,用于将训练后的神经网络对接收到的加速度信息与角速度信息进行分析、运算,并将运算结果传给比较模块;
所述比较模块,用于对接收到的运算结果和预设值进行比较,并将比较结果传给判断模块;
所述判断模块,用于基于判断规则对比较结果和当前路况及变化趋势进行判断,并将判断结果传给驱动控制模块;
所述驱动控制模块,用于根据接收到的判断结果输出相应的控制信息到减震装置;
所述减震装置,用于根据接收的控制信息控制减震装置进行相应的伸缩,从而实现减震效果。
本实用新型的有益效果在于:
本实用新型一种自行车减震装置通过姿态采集电路检测自行车的行驶数据,并通过控制器控制电机的转动,从而实现自动控制自行车减震器的目的,避免车手需要通过手动模式调节的情况。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种自行车减震装置的剖视图;
图2是本实用新型所述的一种自行车减震装置的分解图;
图3是本实用新型所述的控制系统的原理框图;
图4是本实用新型所述的姿态采集模块的原理图;
图5是本实用新型所述的驱动控制模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
如图1和图2所示,本实用新型一种自行车减震装置,包括阻尼支撑杆2、电机11、压缩阻尼活塞4、阀片弹簧罩5和控制器,阻尼支撑杆2的上端与叉肩固定盖1固定连接,阻尼支撑杆2的下端与电机11护壳的上端固定连接;电机11固定设置在阻尼支撑杆2内,电机11的转矩输出轴穿过电机11护壳与自锁联轴器12固定连接;压缩阻尼活塞4的上端与电机11护壳的下端固定连接,压缩阻尼活塞4的下方设置有单向回油阀片21,压缩阻尼活塞4内设置有螺纹通孔,螺纹通孔的上部设置有锁死旋钮13,螺纹通孔内设置有可滑动的锁死顶针14,锁死旋钮13的通过自锁联轴器12与电机11的转矩输出轴固定连接;阀片弹簧罩5与压缩阻尼活塞4的下端连接,单向回油阀片21水平设置在阀片弹簧罩5内,单向回油阀片21的上侧面与压缩阻尼活塞4的下端面抵靠,单向回油阀片21的下侧面与阀片弹簧罩5的底面之间通过弹簧22固定连接,阀片弹簧罩5的底面设置有油口;控制器的控制信号输出端与电机11的控制信号输入端电连接,控制器的信号输入端与自行车行驶数据监测传感器的信号输出端电连接。
叉肩固定盖1与阻尼支撑杆2的上端通过粘接方式连接,阻尼支撑杆2的下端与电机11护壳的上端通过螺纹固定连接,电机11护壳的下端与压缩阻尼活塞4的上端通过螺纹固定连接,压缩阻尼活塞4的下端与阀片弹簧罩5通过粘接方式连接,自锁联轴器12为内六角结构,自锁联轴器12的下端与锁死旋钮13内嵌连接。
压缩阻尼活塞4包括杆部和塞部,杆部的下端与塞部的上侧面固定连接,螺纹通孔设置在杆部内,塞部上设置有内过油孔41和边过油孔42,内过油孔 41与螺纹通孔对应设置,锁死顶针14与内过油孔41适配,杆部的下段设置有出油孔,边过油孔42设置在塞部的外沿,单向回油阀片21中部设置有与内过油孔41对应的主过油孔,单向回油阀片21封闭边过油孔42。
如图3、图4和图5所示,控制系统包括包括包括姿态采集模块、信息处理模块、驱动控制模块及减震装置;
姿态采集模块,采用六轴运动传感器,用于采集自行车在路面上行驶时的加速度信息与角速度信息,并传给信息处理模块;
信息处理模块,基于神经网络模型,包括神经网络训练模块、神经网络分析模块、比较模块和判断模块;
神经网络训练模块,用于训练神经网络,将路况信息与采集的加速度信息与角速度信息建立映射;
神经网络分析模块,用于将训练后的神经网络对接收到的加速度信息与角速度信息进行分析、运算,并将运算结果传给比较模块;
比较模块,用于对接收到的运算结果和预设值进行比较,并将比较结果传给判断模块;
判断模块,用于基于判断规则对比较结果和当前路况及变化趋势进行判断,并将判断结果传给驱动控制模块;
驱动控制模块,用于根据接收到的判断结果输出相应的控制信息到减震装置;
减震装置,用于根据接收的控制信息控制减震装置进行相应的伸缩,从而实现减震效果。
一种控制方法,包括以下步骤:
(1)姿态采集模块实时采集并输出自行车在路面上行驶的加速度信息与角速度信息;
(2)神经网络分析模块对接收到的加速度信息与角速度信息进行分析、运算,并将运算结果传给比较模块;
(3)比较模块对接收到的运算结果和预设值进行比较,并将比较结果传给判断模块;
(4)判断模块基于判断规则对比较结果和当前路况及变化趋势进行判断,并将判断结果传给驱动控制模块;
(5)驱动控制模块根据判断结果,输出相应的控制信息;
(6)减震装置根据接收的控制信息控制减震装置进行相应的伸缩,从而实现减震效果。
具体地,步骤(2)中的神经网络分析模块基于神经网络模型,神经网络模型为:
其中,x为采集的所有加速度信息与角速度信息,xj为第j项的x值,y为神经网络输出的运算结果,w为权重值,wj为第j项第权重值,f为神经网络的阈值函数,j为数据项项数,D为数据项上限。
神经网络训练模块的工作过程为:
(21)对采集的加速度信息与角速度信息进行整理、切片、分类;
(22)根据误差最小的判断准则将一部分数据导入神经网络模型中进行训练;
(23)将剩下的另一部分数据对训练完成后对神经网络模型进行校验,以检测神经网络的有效性。
具体地,步骤(22)中误差最小的判断准则为公式:
其中,y为神经网络输出的运算结果,xn为输入运算值,tn为扰动项,w为权重值,n为数据项项数,N为数据项上限。
具体地,步骤(4)中的判断规则为:
通过加速度信息与角速度信息判断:摇车A、悬空B、上坡C、弯道D;
通过加速度信息值加权后得到震动系数G,
其中,xi为加速度信息值,f为项数,N为数据项上限,i为数据项项数,fi为总项数;
设减震系数为K,则减震系数K与震动系数G之间关系为:
G=a+blnk
其中,a为常数,b为系数,
判断公式如下:
AUK=减震;BUK=减震;CUK=减震;DUK=减震;
A∩K=不减震;B∩K=减震;C∩K=不减震;D∩K=减震。
优选地,当判断结果为不减震时,电机和自锁联轴器顺时针旋转,自锁联轴器驱动锁死旋钮向锁死顶针运动,顶住锁死顶针封闭内过油孔,此时单向回油阀片由于阻尼油压力和弹簧的共同作用封闭边过油孔;
当判断结果为减震时,电机和自锁联轴器逆时针旋转,阻尼油通过内过油孔推动锁死顶针移动油路完全打开,减震器自由压缩,实现前叉减震。
本实用新型一种自行车减震装置的工作原理如下:
姿态采集电路实时采集自行车在路面上行驶时三维空间中的加速度信号与角加速度信号;信号处理电路对接收到的的加速度信号与角加速度信号进行预处理,然后经过神经网络分析、处理、判断,并输出判断结果;驱动控制电路根据接收到的判断结果输出控制信号;控制电机根据控制信号工作。
控制系统给出不减震信号时,电机11和自锁联轴器12顺时针旋转,自锁联轴器12驱动锁死旋钮13向锁死顶针14运动,顶住锁死顶针14封闭内过油孔41,此时单向回油阀片21由于阻尼油压力和弹簧22的共同作用封闭边过油孔42。(因为阻尼油可压缩性极低,故此时前叉不减震。)
控制系统给出减震信号时,电机11和自锁联轴器12逆时针旋转,与锁死状态相反,达到油路通畅,阻尼油可以通过边过油孔42流入腔室,完成解锁。
控制系统判断无需变化时,电机11保持不动,锁死旋钮13不动,锁死顶针14可自由运动,阻尼油通过内过油孔41推动锁死顶针14移动油路完全打开,避震器可以自由压缩,前叉减震。
当避震器压缩结束,阻尼油从电机11一侧通过变过油孔,电机11一侧与外界封闭,因气压的原因阻尼油有足够的压力顶开单向回油阀片21回流到另一侧阻尼油室。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形,均落入本实用新型的保护范围之内。