1.本实用新型属于智能变速控制技术领域，具体涉及一种根据自行车踩踏力判别路况并进行智能变速的系统。


背景技术：

2.最近几年，在环保和健身议题的带动下，大家的环保意识和健康意识逐渐提高，骑行慢慢的成为大家的一种短途出行方式以及娱乐项目和爱好，随着经济和科技的发展，人们对于健康和运动越发地看重，用户对于自行车的需求也正从传统的代步型交通工具转向集运动、健身、旅游休闲等功能于一体的多功能自行车，随着技术的发展变速自行车变得越来越高级，越来越专业，同时也变得越来越昂贵，骑行日益风靡，不同骑行者在骑行过程中的服务需求也是不同的，与此同时，自行车技术的发展也日新月异，从动力、车体材料和结构、传动变速技术等各方面都有了诸多创新；
3.现有的诸多变速自行车多采用人工手动通过线缆的方式实现变速，从而实现骑行者根据路况的变化而相应调整车速的效果，但是采用人工手动变速的方式，需要使用较大的力，特别是在低速或者上坡的时候用力尤为明显，当骑行者用力换挡时，导致骑行者分散注意力，也会给骑行平衡带来安全隐患；
4.再一个，采用缆线的控制方式，缆线存在一定的使用疲劳极限，当超过这个极限，会造成缆线崩断，对于骑行者的安全有较大影响；
5.鉴于以上，本方案提供一种根据自行车踩踏力判别路况并进行智能变速的系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提一种根据自行车踩踏力判别路况并进行智能变速的系统，该系统可根据骑行者踩踏力的大小变化而相应的自动实现对车速的调整，从而使得自行车的状态与骑行过程环境保持相匹配，使得骑行者的骑行体验感更佳。
7.一种根据自行车踩踏力判别路况并进行智能变速的系统，包括车体、前齿盘、后齿盘、链条、踏板，所述前齿盘、后齿盘上设有不同直径的齿片，其特征在于，所述车体上踏板内置压力监测模块且压力监测模块电性连接有设于车体上的控制终端，所述车体上分别设有与前齿盘、后齿盘配合的前变速器、后变速器且前变速器、后变速器分别电性连接有变速模块，所述变速模块与控制终端电性连接。
8.优选的，所述前变速器包括滑动安装于车体上的前导链装置且前导链装置螺纹配合有转动安装于车体的前丝杠，所述前丝杠由固定于车体上的前步进电机驱动，所述车体上间隔固定有与前导链装置滑动配合的前导轨，所述前步进电机与变速模块电性连接。
9.优选的，所述后变速器包括滑动安装于车体上的后导链装置且后导链装置螺纹配合有转动安装于车体的后丝杠，所述后丝杠由固定于车体上的后步进电机驱动，所述车体
上间隔固定有与后导链装置滑动配合的后导轨，所述后步进电机与变速模块电性连接。
10.优选的，所述压力监测模块包括内置于踏板内的压力传感器且压力传感器电性连接有设于踏板内的电池组。
11.优选的，所述压力监测模块、变速模块、控制终端经电源数据传输线电性连接。
12.上述技术方案有益效果在于：
13.（1）本方案根据骑行者在骑行过程中路况的不同进行智能变档调速，避免骑行者在颠簸路段或爬坡过程中还需要费心费力进行档位调整的行为，提高骑行者在骑行过程中的平衡性和安全性（避免骑行者在骑行过程中因手动变速而导致其分散注意力），增加了骑行者的骑行体验；
14.（2）该变速系统相对于传统的通过线缆的控制方式，其变速效果好且较为可靠、安全，也避免了因线缆长期使用而产生磨损后需要定期进行更换情况的发生，本方案可靠性、实用性较高，可进行广泛推广。
附图说明
15.图1为本实用新型后变速器结构示意图；
16.图2为本实用新型前变速器结构示意图；
17.图3为本实用新型前变速器、后变速器配合关系示意图；
18.图4为本实用新型变速系统工作流程框图；
19.图5为本实用新型自行车整体结构示意图。
具体实施方式
20.有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至5对实施例进行详细说明。
21.实施例1，一种根据自行车踩踏力判别路况并进行智能变速的系统，包括车体1、前齿盘7、后齿盘8、链条9、踏板6，如附图5所示，由于上述部件均为现有技术，故，在此不对其连接结构做过多说明），以下针对本方案的改进之处做出详细说明，具体过程如下：
22.在车体1上踏板6内置压力监测模块且压力监测模块电性连接有设于车体1上的控制终端2，车体1上分别设有与前齿盘7、后齿盘8配合的前变速器、后变速器且前变速器、后变速器分别电性连接有变速模块5，变速模块5与控制终端2电性连接，骑行者在骑行过程中，设置于踏板6上的压力监测模块实时监测骑行者在骑行过程中对踏板6的踩踏力并且将监测到的踩踏力实时传递给控制终端2，控制终端2根据设定好的程序对其所接收到的踩踏力信号进行评判并且根据评判结果向变速模块5发出变速指令（根据骑行者踩踏力的大小变化，从而可判断此时骑行者所处位置的路况，即，上坡或者下坡或者平路），从而通过变速模块5分别实现控制前变速器、后变速器的动作，即，使得前变速器、后变速器相配合从而实现调整链条9相对于前齿盘7、后齿盘8的位置，进而实现自行车变速的效果；
23.具体判断过程如下：
24.当骑行者不进行变速情况下，踏板6受到骑行者的踩踏力会根据路况而进行相应的变化，当骑行者骑行变速自行车爬坡时，如果想要保持踏频（踏频：一分钟以内脚踏所转动的圈数）不变，爬坡的坡度越大，就需要更大的力踩踏自行车脚踏板6（压力监测模块监测
到的压力信号就越大）；
25.如果想要保持踏频（踏频：一分钟以内脚踏所转动的圈数）不变，下坡的坡度越大，就需要更小的力踩踏自行车踏板6，自行车踏板6、承受的力就越小（压力监测模块检测到的压力信号就越小）；
26.当骑行者骑行变速自行车在平地行驶时，如果想要保持自行车行进速度一定，需要在保持踏频（踏频：一分钟以内脚踏所转动的圈数）的情况下，使用恒定的力踩踏自行车脚踏板6；
27.如果被链条9缠绕的前齿盘7上的齿片10分度圆直径越大，被链条9缠绕的后齿盘8上的齿片10分度圆直径越小，则踩踏一圈更加费力，踩踏一圈的行进距离变长，适合下坡路段的路况和剧烈的运动模式；
28.如果被链条9缠绕的前齿盘7上的齿片10分度圆直径越小，被链条9缠绕的后齿盘8上的齿片10分度圆直径越大，则踩踏一圈更加省力，踩踏一圈的行进距离变短，适合上坡路段的路况和轻度的运动模式，传统的变速自行车可根据链条9缠绕前后齿盘8上齿片10的分度圆直径的不同配比，实现变速效果，使骑行者在复杂路况的骑行过程中，在保持踏频一致的情况下保持踩踏力矩一致，保护骑行者的膝盖，保持运动强度的一致，使骑行者保持体力；
29.基于上述原理，本方案可根据骑行者对踏板6的踩踏力的大小实时对路况进行判断，首先设定骑行者（成年人）在地势较为平坦的路面进行骑行时其对踏板6的踩踏力为标准值（该标准值为一个区间范围），当压力监测模块检测到压力信号超出标准值一定范围时（说明此时骑行者所处的路况处于上坡阶段），则控制终端2向变速模块5发出信号并且变速模块5分别控制前变速器、后变速器进行动作，使得与后齿盘8配合的链条9进行移动并且与直径较大的齿片10进行配合（即，缠绕到直径较大的齿片10上），使得与前齿盘7配合的链条9进行移动并且与直径较小的齿片10进行配合（即，缠绕到直径较小的齿片10上），待压力监测模块检测到压力信号处于标准值区间范围内时，控制终端2发出信号至变速模块5并且控制前变速器、后变速器停止工作；
30.当压力监测模块检测到压力信号低于标准值一定范围时（说明此时骑行者所处的路况处于下坡阶段），则控制终端2向变速模块5发出信号并且变速模块5分别控制前变速器、后变速器进行动作，使得与后齿盘8配合的链条9进行移动并且与直径较小的齿片10进行配合（即，缠绕到直径较小的齿片10上），使得与前齿盘7配合的链条9进行移动并且与直径较大的齿片10进行配合（即，缠绕到直径较大的齿片10上）；
31.通过压力监测模块、控制终端2、变速模块5、前变速器、后变速器的配合可实现骑行者在骑行过程中根据路况的不同而自动实现变速效果，使得骑行者免去手动变速的繁琐，从而确保骑行者有更多的精力去应对骑行过程中的各种情况，使得骑行过程较为安全、可靠，也使得骑行者获得较好的骑行体验。
32.实施例2，在实施例1的基础上，如附图3所示，前变速器包括滑动安装于车体1上的前导链装置15且前导链装置15螺纹配合有转动安装于车体1的前丝杠13，前丝杠13由前步进电机11驱动，车体1上间隔固定有与前导链装置15滑动配合的前导轨19，所述前步进电机11与变速模块5电性连接，当压力监测模块检测到踏板6压力超出或者低于标准值所处的范围时，则变速模块5相应的控制前步进电机11正转且实现带动前导链装置15朝着靠近车体1
的方向移动，即，使得链条9缠绕在分度圆直径较小的齿片10上（前齿盘7上的齿片10）或者控制前步进电机11反转且实现带动前导链装置15朝着远离车体1的方向移动，即，使得链条9缠绕在分度圆直径较大的齿片10上；
33.前步进电机11正转或者反转可实现带动前丝杠13沿不同方向转动，由于前导链装置15与前丝杠13螺纹配合加之前导链装置15滑动安装有两前导轨19，故，当前丝杠13转动时，可实现带动前导链装置15沿垂直于车体1方向进行移动；
34.如附图3所示，在本方案中需要将前导链装置15设置在前齿盘7上方，即，如附图3中所示位置，因为该位置为前齿盘7切入至链条9位置（骑行过程中前齿盘7沿如附图3所示的顺时针方向转动，在此位置能够更好的实现将链条9在不同直径大小齿片10之间调节），故，将前导链装置15设置在该位置，当前导链装置15沿垂直于车体1方向移动时，可实现带动链条9在不同直径大小的齿片10之间进行调节，关于前导链装置15是如何带动链条9在大小齿片10之间移动的，可参照附图3所示，由于其调节过程以及原理为现有技术，本领域技术人员可轻易得知，故，在此不做过多描述。
35.实施例3，在实施例1的基础上，如附图3所示，后变速器包括滑动安装于车体1上的后导链装置16且后导链装置16螺纹配合有转动安装于车体1的后丝杠14，后丝杠14由后步进电机12驱动，车体1上间隔固定有与后导链装置16滑动配合的后导轨20，所述后步进电机12与变速模块5电性连接；
36.当压力监测模块检测到踏板6压力超出或者低于标准值所处的范围时，则变速模块5相应的同步控制后步进电机12正转且实现带动后导链正转朝着靠近车体1的方向移动，即，使得链条9缠绕在分度圆直径较大的齿片10上（后齿盘8上的齿片10）或者控制前步进电机11反转且实现带动前导链朝着远离车体1的方向移动，即，使得链条9缠绕在分度圆直径较小的齿片10上；
37.如附图3所示，后步进电机12正转或者反转可实现带动后丝杠14沿不同方向转动，由于后导链装置16与后丝杠14螺纹配合，加之后导链装置16滑动安装有两后导轨20，故，当后丝杠14转动时，可实现带动后导链装置16沿垂直于车体1方向进行移动；
38.如附图3所示，在本方案中需要将后导链装置16设置在后齿盘8下方，即，如附图3中所示位置，因为该位置为后齿盘8切入至链条9位置（骑行过程中后齿盘8沿如附图3所示的顺时针方向转动，在此位置能够更好的实现将链条9在不同直径大小齿片10之间调节），故，将后导链装置16设置在该位置，当后导链装置16沿垂直于车体1方向移动时，可实现带动链条9在不同直径大小的齿片10之间进行调节，关于后导链装置16是如何带动链条9在大小齿片10之间移动的，可参照附图3所示，由于其调节过程以及原理为现有技术，本领域技术人员可轻易得知，故，在此不做过多描述（后导链装置上设有与链条9相配合的导向轮、张紧轮，均为现有技术，在此不对其做出过多描述）。
39.实施例4，在实施例1的基础上，压力监测模块包括内置于踏板6内的压力传感器且压力传感器电性连接有设于踏板6内的电池组，电池组设于踏板6内部空间内并且在踏板6上设有可拆卸的电池盖（图中未示出），电池组用于实现为压力传感器进行供电并且同步向控制终端2、变速模块5进行供电。
40.实施例5，在实施例1的基础上，如附图5所示，压力监测模块、变速模块5、控制终端2经电源数据传输线3电性连接。
41.上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。