自行車智能動(dòng)力裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及自行車配件領(lǐng)域，具體地，是涉及安裝在自行車上的自行車智能動(dòng)力裝置以及這種裝置的工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自行車是常見的交通工具以及運(yùn)動(dòng)器械，自行車通常是依賴于人力騎行，人們通過蹬踏腳踏帶動(dòng)自行車的鏈輪曲柄組轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈條與自行車后輪的齒輪嚙合，通過鏈條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)自行車前行。
[0003]當(dāng)人們在負(fù)重較大或者上坡時(shí)，通常需要較大的蹬踏力量才能帶動(dòng)自行車前行，但對人們的體力消耗較大。另外，即使在負(fù)重較小或者沒有上坡的情況下，受限于騎行者的體能，人們通常難以長時(shí)間騎行，導(dǎo)致騎行距離不遠(yuǎn)，影響自行車的使用。
[0004]現(xiàn)有一部分自行車安裝有電池，通過電池驅(qū)動(dòng)后輪，但是由于電池是固定安裝在自行車的后輪上，且電池的重量很大，通常有5公斤甚至10公斤，不但大大增加了自行車的重量，且電池的充電非常不方便，影響自行車的使用。
[0005]現(xiàn)有的電動(dòng)助力車則設(shè)有可拆卸的蓄電池，但蓄電池的重量非常大，且蓄電池輸出的功率固定，不能根據(jù)騎行者的需要調(diào)節(jié)輸出功率，不便于騎行者的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種輕巧、簡潔、高效并且可以智能地控制的自行車智能動(dòng)力裝置。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種上述自行車智能動(dòng)力裝置的工作方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的自行車智能動(dòng)力裝置包括智能盒子，智能盒子通過安裝組件安裝在自行車上，智能盒子內(nèi)設(shè)有智能控制器;并且，自行車智能動(dòng)力裝置還包括檢測自行車的鏈輪曲柄組轉(zhuǎn)動(dòng)的踏頻傳感器，當(dāng)踏頻傳感器檢測到鏈輪曲柄組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向智能控制器輸出信號，智能控制器向位置控制器輸出控制信號，位置控制器調(diào)節(jié)電機(jī)位置，使電機(jī)與自行車輪胎表面接觸，且智能控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)自行車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)自行車前進(jìn);當(dāng)踏頻傳感器檢測到鏈輪曲柄組停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向智能控制器輸出信號，智能控制器向位置控制器輸出控制信號，位置控制器調(diào)節(jié)電機(jī)位置，使電機(jī)與自行車輪胎表面脫離，且智能控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]由上述方案可見，由于自行車智能動(dòng)力裝置可以從自行車上拆卸下來，需要充電時(shí)可以將電池拆卸，在需要使用時(shí)，將自行車智能動(dòng)力裝置安裝到自行車上即可，使用非常方便。并且，通過位置控制器調(diào)節(jié)電機(jī)與自行車輪胎是否接觸，當(dāng)電機(jī)與自行車輪胎接觸，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)自行車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，為自行車提供助力；當(dāng)電機(jī)與自行車輪胎脫離，電機(jī)不會(huì)對自行車產(chǎn)生任何阻力。當(dāng)人們需要助力時(shí)，可開啟電源，讓自行車智能動(dòng)力裝置運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)不需要助力時(shí)，關(guān)閉電源即可。自行車智能動(dòng)力裝置的使用極為方便，滿足騎行者負(fù)重較大或者遠(yuǎn)距離騎行時(shí)的需求。
[0010]—個(gè)優(yōu)選的方案是，自行車智能動(dòng)力裝置還包括向智能控制器輸出信號的運(yùn)動(dòng)傳感器，智能控制器還接收速度與助力等級設(shè)定信號，根據(jù)速度與助力等級設(shè)定信號并結(jié)合運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的信號調(diào)節(jié)電機(jī)輸出的功率。
[0011]由此可見，智能控制還可以接收騎行者通過設(shè)備發(fā)出的速度與助力等級的設(shè)定信號，并且調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出功率，這樣騎行者可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)騎行速度以及需要的助力等級，滿足不同環(huán)境下的使用要求。
[0012]進(jìn)一步的方案是，運(yùn)動(dòng)傳感器至少包括速度傳感器、加速度計(jì)或者陀螺儀中的一個(gè)。
[0013]可見，在設(shè)定速度與助力等級的情況下，智能控制器還可以根據(jù)速度傳感器、加速度計(jì)或者陀螺儀中輸出的當(dāng)前速度信號、加速度信號以及方向信號來計(jì)算出電機(jī)所需要的功率，電機(jī)輸出的功率更為精確。
[0014]更進(jìn)一步的方案是，自行車智能動(dòng)力裝置還包括傳輸無線信號的無線通信模塊，無線通信模塊可接收外部的無線信號并將無線信號傳輸至智能控制器，無線通信模塊還可將智能控制器的數(shù)據(jù)無線傳輸至外部無線設(shè)備。
[0015]由此可見，智能控制器可以接收從手機(jī)、智能手表等無線設(shè)備發(fā)出的無線信號，如藍(lán)牙信號、紅外信號或者射頻信號等，方便騎行者通過智能設(shè)備對自行車智能動(dòng)力裝置的控制。智能控制器也可以將自行車當(dāng)前速度、踏頻、電池剩余電量等信息傳輸至手機(jī)、智能手表等無線設(shè)備，方便騎行者通過無線設(shè)備查看上述信息。
[0016]更進(jìn)一步的方案是，自行車智能動(dòng)力裝置還包括向電機(jī)輸出電能的電池，電池上設(shè)有調(diào)節(jié)按鈕/旋鈕，調(diào)節(jié)按鈕/旋鈕用于調(diào)節(jié)向電機(jī)輸出的功率大小。
[0017]可見，騎行者還可以通過調(diào)節(jié)電池上的調(diào)節(jié)按鈕/旋鈕控制電池向電機(jī)輸出的功率，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足騎行者對速度以及助力等級的需求。
[0018]可選地，自行車智能動(dòng)力裝置還包括接收智能控制器輸出的信號的顯示裝置。
[0019]這樣，騎行者可以將顯示裝置安裝在自行車的把手上，通過顯示裝置所顯示的數(shù)據(jù)了解自行車以及自行車智能動(dòng)力裝置的工作狀態(tài)，如當(dāng)前速度、當(dāng)前助力等級、蹬踏頻率、電池剩余電量等信息，方便人們根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)速度與助力等級。
[0020]為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的自行車智能動(dòng)力裝置的工作方法，包括當(dāng)踏頻傳感器檢測到鏈輪曲柄組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向智能控制器輸出信號，智能控制器向位置控制器輸出控制信號，位置控制器調(diào)節(jié)電機(jī)位置，使電機(jī)與自行車輪胎表面接觸，且智能控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)自行車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)自行車前進(jìn)；當(dāng)踏頻傳感器檢測到鏈輪曲柄組停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向智能控制器輸出信號，智能控制器向位置控制器輸出控制信號，位置控制器調(diào)節(jié)電機(jī)位置，使電機(jī)與自行車輪胎表面脫離，且智能控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021 ]由上述方案可見，騎行者在蹬踏腳踏時(shí)，鏈輪曲柄組開始轉(zhuǎn)動(dòng)，智能控制器控制電機(jī)接觸自行車的輪胎表面并且開始轉(zhuǎn)動(dòng)。在騎行者停止踏踏腳踏時(shí)，電機(jī)與自行車輪胎表面脫離并且停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不再產(chǎn)生助力，自行車智能動(dòng)力裝置的控制非常方便。并且，自行車智能動(dòng)力裝置體積小，外觀簡潔，結(jié)構(gòu)輕巧，能夠便捷地安裝到普通自行車上，將普通自行車變換為智能助力自行車。自行車智能動(dòng)力裝置的使用和充電也非常方便。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明自行車智能動(dòng)力裝置實(shí)施例安裝在自行車上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明自行車智能動(dòng)力裝置實(shí)施例的電原理框圖。
[0024]圖3是本發(fā)明自行車智能動(dòng)力裝置工作方法實(shí)施例的流程圖。
[0025]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參見圖1，本發(fā)明的自行車智能動(dòng)力裝置可拆卸地安裝到自行車上，自行車包括車架10，在車架10的下方安裝有前輪13以及后輪14，通常前輪13為轉(zhuǎn)向輪，后輪14為動(dòng)力輪。車架10的上方設(shè)有手柄11以及坐墊12，在車架10的下方還設(shè)有鏈輪曲柄組17，鏈輪曲柄組17上設(shè)有腳踏15，騎行者通過蹬踏腳踏15帶動(dòng)鏈輪曲柄組17轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)后輪14上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)后輪14轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]本實(shí)施例中，自行車智能動(dòng)力裝置包括一個(gè)安裝在車架10上的電池29，且電池29是可拆卸地安裝在車架10上。優(yōu)選地，電池29的體積與普通的自行車車載水壺的體積相當(dāng)，因此電池29的重量很小，便于攜帶。對電池29充電時(shí)，只需要將電池29取下即可以方便地對電池29進(jìn)行充電。電池29預(yù)留USB接口，可以對手機(jī)等USB設(shè)備充電。
[0028]自行車智能動(dòng)力裝置具有智能盒子20，智能盒子20通過安裝組件18可拆卸地安裝到自行車的車叉16上。智能盒子20內(nèi)設(shè)有電路板，在電路板上集成有智能控制器21、踏頻傳感器22、加速度計(jì)23、陀螺儀24等，因此智能盒子20需要具有一定的防水、防塵等級，以避免水汽、灰塵進(jìn)入智能盒子20內(nèi)。
[0029]智能盒子20可以固定在安裝組件18上，例如智能盒子20與安裝組件18—體成型，智能盒子20也可以是通過螺釘?shù)冗B接在安裝組件18上。安裝組件18可以通過螺釘、鉚釘或者卡扣等固定在自行車上，從而實(shí)現(xiàn)智能盒子20可以從自行車上方便地拆卸。
[0030]在車叉16上還設(shè)有速度傳感器26，用于檢測自行車的速度，速度傳感器26可以將檢測到的自行車的速度信號傳輸至智能控制器21。并且，加速度計(jì)23、陀螺儀24所檢測到的加速度信號以及自行車的方向信號也傳輸至智能控制器21。踏頻傳感器22用于檢測鏈輪曲柄組17的轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在鏈輪曲柄組17轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向智能控制器21輸出信號，在鏈輪曲柄組17停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也向智能控制器21輸出信號。
[0031 ]自行車智能動(dòng)力裝置還設(shè)有電機(jī)28，優(yōu)選地，電機(jī)28為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，在轉(zhuǎn)子的外表面上包套有摩擦件，如橡膠層，通過摩擦件與自行車的后輪14輪胎的表面接觸。當(dāng)電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與后輪14輪胎的表面摩擦，由此向后輪14施加驅(qū)動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)助力的效果。
[0032]電池29向電機(jī)28供電，優(yōu)選地，電池29上設(shè)置有調(diào)節(jié)按鈕或者旋鈕，通過調(diào)節(jié)按鈕或者旋鈕來調(diào)節(jié)電池29向電機(jī)28輸出的功率，從而調(diào)節(jié)自行車智能動(dòng)力裝置的助力等級。
[0033]并且，自行車智能動(dòng)力裝置還設(shè)有位置控制器27，位置控制器27接收智能控制器21輸出的信號，并且調(diào)節(jié)電機(jī)28的位置。圖1所示的狀態(tài)下，電機(jī)28與后輪14輪胎表面接觸，此時(shí)為工作狀態(tài)。如自行車智能動(dòng)力裝置處于非工作狀態(tài)，則電機(jī)28與后輪14輪胎的表面脫離，即電機(jī)28不與后輪14輪胎的表面接觸，也就不向后輪14施加動(dòng)力。位置控制器27可以是一個(gè)可以擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其一端鉸接在智能盒子20上，電機(jī)28固定在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一端。位置控制器27在智能控制器21的控制下擺動(dòng)，如擺動(dòng)至如圖1所示的位置，也可以從圖1所示的位置順時(shí)針擺動(dòng)，此時(shí)電機(jī)28與后輪14的表面上脫離。
[0034]參見圖