campagnolo电子变速20年:从机械半自动到如今的无线传输EPS

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今天,我们熟知的campagnolo电子变速系统是EPS(Electronic Power Shift),但是其发展历程则是经历了六个设计阶段,每个阶段背后都有着不为人知的挑战和变化,就像DNA中的遗传密码,一代一代的演变成了今天EPS。

第一阶段:1992年,8速版本

手变:手变上最明显的变化就是内侧原来的升档开关被替换为了电子按钮。而原来的降档(向大飞)拨杆被保留了原始形态。

前拨:前拨有电动马达驱动,工作范围由两个接触式限位开关控制。前拨通过从一侧的限位开关移动到另一侧的开关来带动链条在两个牙盘片之间切换。

后拨:在原有的平行四边形结构内加入了电机,但是需要和变速线一起使用,机械部分用来控制线性光学LED编码器。该解决方案可以让后拨像机械变速器一样完成归位动作。

控制器:位于上边提到的编码器中,可以读取运动中零件的位置,速度和运动方向,并把数据转化为二进制代码。该系统只能输入,并进行翻译后来控制后拨的运动方向。

电池:电池是由普通的AA-Ni-Ch组成的,安装在水壶架的位置。

遇到的问题:防水问题;光电编码精度太低,并且会导致后拨的对齐出现问题。

第二阶段:1994年,8速版本

手变:比上一代增加了两个电子按钮。除了手变套内侧的升档(向小飞)按钮,在变速拨杆的外侧和刹把的内侧又各增加了一个降挡按钮,可以进行交替操作,但不能同时操作。目的是为了让车手可以在任何姿势下都可以进行变速。

前拨:从之前的通过限位开关限制其工作范围升级到了使用LED编码器进行控制,马达也更改为了高速马达,通过齿轮传递。这样的好处是可以让前拨反应更快,运动更为精准。

后拨:取消了上一代用来控制led编码器的的变速线部分,在其内部使用了更为先进的编码器。

电池:位于座管内。初代的控制器和电池为手工打造,并带有一个数字显示器。

遇到的问题:在座管内内置电池和控制器是非常创新的设计,但是在当时的阶段,过长的电线会导致功耗增加,且无法对变速器进行设置。

第三阶段:1997年,9速版本

手变:相较于上一代的手变并没有做出改变。

后拨:相较于上一代的8速飞轮,9速飞轮对公差要求更高,行程也更长,所以在设计过程中需要更高的精度。为了提高后拨的移动速度,电机的功率也得到了提升。

控制器:开始使用可旋转的摩擦传感器,可以过滤掉颠簸的路面产生的应力和震动,提高换挡精度。

遇到的问题:在保证其他指标的情况下,使用时长无法保证。

第四阶段:2001年,10速版本

手变:取消掉了之前外露的按钮,在保持原有外观的情况下将按钮内置,和现有手变的外观和操作方式保持一致。

前拨:重新回到蜗轮蜗杆的设计思路,上一代的摩擦旋转式编码器也更改为了磁性编码,提高了把脉冲信号转换为数字信号的能力和精度。

后拨:开始大量使用碳纤维,提供强度的同时降低重量。后拨的编码器也由旋转式的磁性传感器代替,进一步提高精度。

电池:安装在水壶架侧面。

控制器:专门进行了设计,安装在杯架底部。新的控制器可以和智能码表进行通信,并集成了诊断系统,让车手和自行车之间有了更为紧密的联系。

遇到的问题:过多、过大的震动会让电池连接口出现接触不良的问题,这会影响到整个传动系统的运行。

第五阶段:2005年,10速版本

2005年,在环意比赛的专场中,搭载在汽车顶部的赛车遭遇了一场大暴雨,再加上高速公路上的速度很快,从而导致了渗水问题。考虑到产品的使用场景是顶级的高强度比赛,所以在最终解决渗水问题前,公司暂时终止制造该系统,并停止了对市场的投放。

在2009年的改进型号中,着重进行的防水测试

手变:在保留了上一代的机械拨杆设计的同时,在升档拨杆(向小飞移动)的旁边增加了升档按钮。

前拨:后拨以及其编码器未进行改动。

在2009年的改进型号中,着重进行了防水改进

电池:开始使用专门为电子设备而设计的锂电池,耐用和稳定性为产品提供了更优异的稳定性和耐用性。安装在水壶架底部的新电池改进了链接器,接触不良的问题得到了解决。

控制器:通过无线通信系统进行通信,和电池一起被安装在水壶架的底部,该系统旨在消除自行车上过多的电线连接,简化系统。

遇到的问题:渗水问题。

第六阶段:2011年,11速版本

手变:重新对外观进行了设计,更为符合人体工学,取消了之前的第三个升档按钮,优化了连续变档的反应速度。保留了传统的换挡习惯。

前拨:完全重新进行了设计,以适应新车架的安装和走线,并在其中内置了编码器。重新设计了电机和齿轮,提高了强度和精度。

后拨:为了实现11速下的最大精度,重新调整了微调管理系统和算法,让后拨即使在经历了撞击后也可以快速恢复自动微调。即使出现意外损坏,也可以手动对后拨进行移动。

电池:重新进行了设计,增加了自主性,整体被安装在特殊外壳内,可以根据自行车制造商的要求进行设计,安装在车架上的不同位置。

控制器:重新设计并放置在电池内部,取消掉了数字显示屏幕,并通过无线技术实现了速度和踏频的传输。电池只提供动力,前后拨的动作则通过无线技术和手变进行通讯。

2011年11月7日到现在,就是我们所熟悉的EPS系统了。

内容来源:Lakeside Bicycles

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