自行车自动变速设器计.doc

自行车自动变速器设计 赵春锋a , 周人杰b , 郭
玮b (上海工程技术大学 a. 工程实训中心; b. 城市轨道交通学院, 上海 201620) 摘要: 针对普通自行车手动变速器使用繁琐、 保养困难的缺陷,设计了基于单片机的自行车自动 变速装置, 自动检测自行车时速,并依据使用者的舒适度对自行车设置自动变速. 该装置根据单 片机采集的自行车发电前花鼓产生的交流电频率来判断车速, 与自行车当前的换挡设置进行比 较,进而控制安装在车架上的直线步进电机, 推动自行车后轮内置式变速器的变速杆达到变速目 的.自行车自动变速装置实现了轻松骑行,无需手动换挡,可以适应不同用户的变速设置要求. 关键词: 自行车; 自动变速器; 单片机 中图分类号: U 484

文献标志码: A Design of Automatic Transmission for Bicycle ZHAO Chun
feng a , ZHOU Ren
jieb , GU O Wei b ( a. Engineering T rain ing Center; b. College of U rban Railway Transp ortat ion, S hanghai U nivers ity of Engin eering Science, Sh angh ai 201620, Ch ina) Abstract: Aiming at shortcomings o f the cumbersome operat ion and dif ficult maintenance for the hand
operat ing t ransmissio n o f common bicy cles, an automat ic t ransmission based on single chip micro computer ( SCM) w as desig ned, w hich can detect the bicy cle speed and shift speeds automat ically acco rding to the comfo rt lev el o f users. The device can determine the bicycle speed in accordance w ith the SCM collect ing alternat ing current fr equency produced by the f ront hub g ener ator, compare w ith current shift set ting of the bicy cle and contr ol the linear stepping motor to push the g earlever of the rear derailleur of the bicycle for chang ing the bicycle speed. T he automatic bicycle t ransmission can achiev e requirements o f easy r iding , no manual shif t and shif t set t ing of different users. Key words : bicycle; automat ic t ransmission; SCM( Sing le Chip Micr ocomputer)

自行车是一种环保健康的出行代步工具,传统 的自行车采用了固定齿比的传动系统, 在上坡和起 步时相对费力. 自行车手动变速器的出现, 虽然解 决了这个问题, 但是, 由于需要频繁地使用转动拨 杆,使得普通变速车的故障率变高, 很大程度上阻 碍了人们使用变速功能的热情. 基于此, 本文设计 了一款结构简单, 能降低机构故障率, 并且能根据 自行车时速自动进行变速的变速器[ 1- 5] . 1
变速器自动控制系统 1. 1
变速器自动控制原理 整套自行车自动变速器的系统布置如图 1( a) 所示[ 6] .前轮的发电花鼓会随着前轮转速的变化而
第 1 期 赵春锋,等: 自行车自动变速器设计

改变其发出电流,并对电源充电.单片机通过信号转 换接收电流周期改变的信号, 根据信号的强弱判定 是否需要进行变速.如果信号周期数值达到了单片 机中预定的值,单片机会发出命令,使安装在自行车 尾部的直线步进电机作出动作,推动自行车后变速 器的变速杆,从而达到自行车变速的目的. 图1( b)为自行车后变速机构装配布置图. 直线 步进电机安放于自行车后叉上,当单片机发送出