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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃柏文
研究生(外文):HUANG,BO-WEN
論文名稱:自動變速控制自行車
論文名稱(外文):Automatic Transmission Control for Bicycles
指導教授:陳源林陳源林引用關係
指導教授(外文):CHEN,YUAN-LIN
口試委員:張永宗楊岳儒
口試委員(外文):CHANG,YUNG-CHUNGYANG,YUEH-RU
口試日期:2017-06-13
學位類別:碩士
校院名稱:明志科技大學
系所名稱:機械工程系機械與機電工程碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:自動變速微控制器蝸桿蝸輪變速機構姿態
外文關鍵詞:automatic transmission controlmicro-controllerworm gear change mechanismattitude of bike
相關次數:
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本論文提出自動變速功能自行車,以盛群半導體的HT66F70A 8bit 微控制器為系統核心,利用蝸桿蝸輪變速機構取代傳統式手動變速機構,藉由霍爾元件量測車速,使用加速度計量測自行車的姿態,並且依據車速與姿態評估適用檔位及換檔時機,最終以微控制器輸出脈波訊號驅動步進馬達帶動蝸桿蝸輪變速機構完成自動變速控制的功能。
This thesis presents an automatic transmission function for bicycle. We use a Holtek microcontroller HT66F70A for the system calculating core. The worm gear change mechanism is design for to replace the traditional manual shift mechanism. A Hall sensor is installed for to measure the speed of bike and an accelerometer is used for to measure the attitude of bike. According to the speed and attitude, an optimal gear could be calculated and a stepping motor will drive the worm gear change mechanism to the optimal gear for the bike.
明志科技大學碩士學位論文口試委員會審定書 I
誌謝 II
摘要 III
ABSTRACT IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻探討 2
1.4 論文架構 3
第二章 自動變速自行車原理 4
2.1 自動變速機構控制原理 4
2.1.1 變速機構設計 4
2.1.2 變速機構製作 10
2.1.3 自動變速控制方法 11
2.2 自行車姿態量測 13
2.2.1 姿態量測理論基礎 14
2.2.2 姿態量測結果分析 16
2.3 自行車自動變速控制原理 26
2.3.1 平路最佳變速法則 28
2.3.2 上坡最佳變速法則 30
2.3.3 下坡最佳變速法則 33
2.4 本章結論 36
第三章 硬體電路與軟體程式設計 37
3.1 硬體電路設計 37
3.1.1 系統電路 38
3.1.2 微控制器核心 39
3.1.3 LCM顯示器電路 40
3.1.4 車速感測器電路 40
3.1.5 步進馬達控制電路 40
3.1.6 三軸加速度計電路 41
3.2 軟體程式設計 41
3.2.1 系統控制流程 41
3.2.2 車速計算副程式 43
3.2.3 自行車姿態計算副程式 45
3.2.4 最佳檔位變換控制副程式 45
3.2.5 步進馬達控制副程式 46
3.2.6 LCM顯示副程式 48
3.2.7 藍芽通信副程式 49
3.3 本章結論 51
第四章 測試分析 52
4.1 自行車姿態量測 53
4.1.1 平路行車姿態測試 53
4.1.2 上坡行車姿態測試 55
4.1.3 下坡行車姿態測試 56
4.2 自動變檔測試 58
4.2.1 平路道路測試分析 58
4.2.2 上坡道路測試分析 59
4.2.3 下坡道路測試分析 60
4.3 本章結論 62
第五章 結論及未來展望 63
5.1 結論 63
5.2 未來展望 63
參考文獻 64


[1]Rob Redfield and M.L. Hull, ″ On the relation between joint moments and pedaling rates at constant power in bicycling″, Journal of Biomechanics Vol. 19, No. 4, pp. 317-329, 1986.
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[15]樹德科技大學,「腳踏車自動變速系統」,中華民國專利,公告號M477990,2014。
[16]樹德科技大學,「腳踏車自動變速系統」,中華民國專利,公告號I504533,2015。

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