TW201946827A - 自行車曲柄臂及其製造程序、偵測踩踏扭矩或功率的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供自行車曲柄臂及其製造程序、偵測踩踏扭矩或功率的方法。自行車曲柄臂(22)用於安裝在自行車傳動裝置側上，包括主體(38)，主體具有沿著從曲柄臂(22)的旋轉軸線(X)到踏板軸線(Y1)的長度方向(L)量測的長度(Lp)，該曲柄臂(22)包括沿著長度方向(L)定向的用於扭矩計或功率計的至少一個應力/應變偵測器(100)，其特徵在於該至少一個偵測器被固定在從該至少一個應力/應變偵測器(100)的中心(C)到曲柄臂(22)的旋轉軸線(X)量測的一距離(Do)處，使得在該距離(Do)與該長度(Lp)之間的比率被包括在0.45-0.65的範圍內。

Description

自行車曲柄臂及其製造程序、偵測踩踏扭矩或功率的方法
本發明係關於一種自行車曲柄臂，該自行車曲柄臂設有用於扭矩或功率計的應力/應變偵測器。更具體地，本發明係關於傳動裝置側的曲柄臂，通常是右曲柄臂。本發明還係關於與這種自行車曲柄臂相關的方法。
為簡潔起見，下文中的表述「在傳動裝置側」有時將以特定術語「在鏈條側」簡化，並且有時還以特定術語「右」進一步簡化，不論在任何情況下都有意包含帶式傳動裝置以及傳動裝置的非典型安裝情況下的左曲柄臂。類似地，表述「在與傳動裝置側相反的一側」有時將被簡化成「在與鏈條側相反的一側」，並且有時還以特定術語「左」進一步簡化，不論在任何情況下都有意包含帶式傳動裝置以及傳動裝置的非典型安裝情況下的右曲柄臂。
在本案及在所附申請專利範圍中，「扭矩計」表示用於偵測由騎手傳遞的扭矩的儀器；「功率計」表示用於偵測踩踏功率的儀器。扭矩計外部的處理器能夠藉由將這種扭矩計的輸出與(角度)速度量測裝置的輸出相結合來獲得功率量測值。
如通常在量測被施加到自行車的曲柄組的曲柄臂的扭矩的背景下使用的偵測桿中的應力的領域中的一般知識通常提供至少一個應變計的使用，通常是兩個應變計，一個應變計相對於踩踏力的有用分量相對於曲柄臂的中性平面被定位在一側上，另一個應變計相對於中性平面被定位在相反側上。
在本描述及在所附申請專利範圍中，以及通常在機械領域中，術語「中性軸線」意指點的幾何軌跡，在該點的幾何軌跡中其中與所考慮的實體(在這種情況下是曲柄臂)的橫截面垂直的應力為零。術語「中性平面」意指屬於每一個橫截面的中性軸線的點的幾何軌跡，它在實踐中也能夠從幾何平面偏離。
考慮到曲柄臂的踏板軸線相對於旋轉軸線位於前方位置(在行進方向上)，並且因此當騎手在踏板上施加力時，在「下行程」(踩踏循環的最有效部分)中，位於頂部位置的應變計受到並偵測到擴張或伸長，而位於底部位置的應變計偵測到收縮或壓縮。
通常還知道，在每一個量測位置中都提供另一個應變計，該另一個應變計的軌道(track)相對於作用的應變計的軌道被平行定向，這種平行應變計的作用是提高量測讀數的精度；或者提供另一個應變計，該另一個應變計的軌道相對於作用的應變計的軌道被定向成90˚，這種正交應變計的作用是藉由偵測由於泊松效應而引起的伸長/縮短來補償由於溫度變化而引起的作用的應變計中的電阻變化，及/或提高量測讀數的精度。
通常包括有惠斯通電橋電路的讀取裝置負責讀取應變計或多個應變計的輸出，適當地組合它們。
US9,459,167B2 揭示一種具有功率計的曲柄臂，該曲柄臂包括至少一個偵測器，特別是應變計，該應變計與形成曲柄臂的複合材料層疊在一起。
該文件教導了製作偵測器，使得該偵測器基本上沿著曲柄臂的整個長度延伸，認為以這種方式量測範圍增加。
根據該文件，能夠：將偵測器佈置成平行於曲柄臂的頂面和底面，並且因此將偵測器佈置在與曲柄臂的旋轉平面正交定向的平面中；或者將偵測器佈置成平行於曲柄臂的前面和後面，並且因此將偵測器佈置在與曲柄臂的旋轉平面平行定向的平面中。還能夠在相同及/或不同的定向上提供不同的偵測器。
申請人觀察到，大尺寸的並且延伸了曲柄臂的大部分長度的偵測器(如該文件中所描述的那種偵測器)的讀數，受到沿曲柄臂本身的形狀及/或材料變化的極大影響，這些變化實際上由偵測器以結果可能提供不準確或不可靠的讀數的方式進行平均。
根據EP1978342A2 ，優選地，配備有儀器的右曲柄臂的應變計的位置更靠近樞軸(中軸軸心)而不是踏板。
申請人已經證實，當偵測器靠近中軸軸心時，被施加到右曲柄臂的應力/應變偵測器的輸出信號實際上是最大的；然而，已經認識到，藉由遵循這種教導，偵測器不能充分準確地偵測被特別施加到右曲柄臂的踩踏功率或扭矩分量。
本發明所基於的技術問題是在傳動裝置側提供曲柄臂，該曲柄臂設置有應力/應變偵測器，該應力/應變偵測器用於允許特別精確地偵測扭矩或踩踏功率的功率計或扭矩計。
在一個態樣中，本發明涉及一種自行車曲柄臂，該曲柄臂被構造用於安裝在自行車傳動裝置側上，且包括主體，該主體具有沿著從該曲柄臂的旋轉軸線到踏板軸線的長度方向量測的長度，該曲柄臂包括用於扭矩計或功率計的至少一個應力/應變偵測器，該至少一個應力/應變偵測器沿著該長度方向定向，
其特徵在於該至少一個偵測器被固定在從該應力/應變偵測器的中心到該曲柄臂的該旋轉軸線量測的一距離處，使得在該距離與該長度之間的比率被包括在0.45-0.65的範圍內。
在本描述及所附申請專利範圍中，除非另有說明，否則在所有情況下都應當認為表示數量、參數，百分比等的所有數值量前面都有術語「約」。此外，除了下文具體指出的那些之外，所有數值量的範圍都包括最大和最小數值的所有可能組合以及所有可能的中間範圍。
儘管在上述比率中，參考了距旋轉軸線的距離，可替選地能夠使用距踏板軸線的距離，這兩個距離的總和實際上等於上述曲柄臂的長度。參考該可替選距離，該比率的值將是1減去上面指出的值(0.35-0.55)。
藉由此類設置，該至少一個應力/應變偵測器有利地沿著長度方向被固定到主體上的一定位置，在該位置處，偵測器對於源自在踏板軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度和偵測器對於源自在旋轉軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度之間的靈敏度比率最大化，特別是該靈敏度比率至少為沿長度的這種靈敏度比率的最大值的90%。
在曲柄臂內發生的「源自分別在旋轉軸線處、在踏板軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變」意指：力/扭矩實際上由騎手在其它位置施加(分別在右踏板上、左踏板上)，然而，一旦這種力/扭矩到達曲柄臂處，這種力/扭矩就分別到達踏板軸線處、旋轉軸線處。
申請人實際上已經意識到，在安裝的曲柄組中，其中在傳動裝置側(例如右側)上的曲柄臂藉由所謂的中軸軸心與在傳動裝置側相反的一側(例如，左側)上的曲柄臂聯接，偵測器不僅偵測特別是由於在曲柄臂(在示例中為右曲柄臂)本身的踏板上施加的踩踏力而引起的應力/應變(這是希望偵測到的)，而且也偵測由於被施加在另一個曲柄臂(在示例中為左曲柄臂)上的力/扭矩以及特別是由於施加到另一個踏板上的踩踏力(該踩踏力藉由中軸軸心和在變速裝置側上的這裡關注的曲柄臂(在示例中為右曲柄臂)傳遞到傳動帶或傳動鏈條)而引起的應力/應變。申請人已經進一步認識到，儘管實際上犧牲了偵測器對第一應力/應變的靈敏度的最大化，但是上述距離/長度比率的值的特定選擇導致了在扭矩或功率偵測中的更好結果，特別是最大化了靈敏度比率。
在本描述及所附申請專利範圍中，「偵測器的靈敏度」意指偵測器的或者該偵測器的讀取電路的每單位力的輸出信號的大小。
優選地，該比率在0.48-0.62的範圍內。
更優選地，該比率在0.50-0.60的範圍內。
甚至更優選地，該比率在0.52-0.58的範圍內。
優選地，曲柄臂至少部分地由包含被結合在聚合物基質中的結構纖維的複合材料製成。
優選地，結構纖維選自由碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、合成纖維、陶瓷纖維以及它們的組合所組成的組中。
優選地，合成纖維包括：聚惡唑纖維，例如Zylon®；超高分子量聚乙烯纖維，例如Dyneema®；芳醯胺纖維，例如凱夫拉纖維及其組合。
該至少一個偵測器能夠被整合在該曲柄臂中。
在本描述及所附申請專利範圍案中，「整合」意指曲柄臂被模製成單件，其中該至少一個偵測器已經被***該曲柄臂內部。
可替選地，該至少一個偵測器能夠被定位在曲柄臂的第一面上，並且曲柄臂能夠包括至少一個第二偵測器，該至少一個第二偵測器被佈置在該曲柄臂的與該第一面相反的第二面上。
優選地，在上述靈敏度比率的評估中，偵測器對於源自在踏板軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度由處於第一設定條件(在第一設定條件中僅在踏板軸線處施加力/扭矩)下的該至少一個偵測器的輸出信號限定，並且偵測器對於源自在旋轉軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度由處於第二設定條件(在第二設定條件中僅在旋轉軸線處施加力/扭矩)下的該至少一個偵測器的輸出信號限定。
這裡和下文中，表述「設定條件」還有意包含校準條件和設計條件。
優選地，在該至少一個偵測器被固定的該位置中，靈敏度比率等於或大於20：1。
優選地，應力/應變偵測器是彎曲力矩/彎曲應變偵測器。
優選地，該至少一個應力/應變偵測器是至少一個應變計，更優選的是電阻應變計。在本描述及所附申請專利範圍中，有時使用特定術語「應變計」，但是本領域技藝人士應理解的是該「應變計」能夠為通用偵測器。
當曲柄臂由複合材料製成時，優選地，在該至少一個應變計的長度與曲柄臂的主體的長度之間的長度比率等於或大於最小長度比率。最小長度比率優選地等於1%，更優選地等於2%，甚至更優選地等於3%，甚至更優選地等於5.7%，甚至更優選地等於6%，甚至更優選地等於7%。
在本描述及所附申請專利範圍中，「應變計的長度」意指應變計的作用的部分的可操作長度，特別是應變計的線圈的分支的可操作長度，而忽略可能的連接或支撐元件。
利用這種長度比率的最小值，在存在製造曲柄臂的材料的局部不均勻性的情況下也獲得了可靠的偵測器讀數，特別是在由包含被結合在聚合物基質中的結構纖維的複合材料製成的曲柄臂的情況下。
可替選地或另外地，當曲柄臂由複合材料製成時，優選地，在該至少一個應變計的長度與曲柄臂的主體的長度之間的長度比率小於或等於最大長度比率。最大長度比率優選地等於15%，更優選地等於13%，甚至更優選地等於11.6%，甚至更優選地等於9%，甚至更優選地等於8%，甚至更優選地等於7%。
利用長度比率的這種最大值，避免了上述缺點——即，偵測器的讀數受到沿著曲柄臂本身的形狀及/或材料的變化的極大影響，這些變化實際上將由偵測器以導致不準確或不可靠讀數的方式平均。
更優選地，根據曲柄臂的形狀和材料的特徵，在由最小值之一和上述最大值之一限定的範圍內選擇長度比率。
這種長度比率本身是創新性的，並且有利地也能夠適用於應用到與傳動裝置側相反的一側上的曲柄臂的應變計，因此任何此類自行車曲柄臂，以及至少一個此類應力/應變偵測器也應被視為本身是創新態樣，該此類自行車曲柄臂在傳動裝置側或與傳動裝置側相對的一側上，該此類自行車曲柄臂包括主體，該主體具有沿著從該曲柄臂的旋轉軸線到踏板軸線的長度方向量測的長度，該至少一個此類應力/應變偵測器被固定在沿著曲柄臂的主體的任何位置處，該至少一個此類偵測器包括至少一個應變計，其中該至少一個應變計的長度與曲柄臂主體的長度之間的比率等於或大於最小長度比率及/或小於或等於最大值長度比率，該最小和最大長度比率具有在上面表示的值。
優選地，該至少一個應變計的長度與曲柄臂的主體的長度之間的長度比率是曲柄臂的形狀及/或材料的特性的函數。
優選地，最小長度比率與製造曲柄臂的材料的估計的均勻性值成反比。
因此，在由不太均勻的材料(例如，包括包含結構纖維的聚合物基質的複合材料)製成的曲柄臂的情況下，確保應變計良好讀數的最小長度比率將比在由更均勻的材料(例如金屬合金)製成的曲柄臂的情況下更大。
優選地，應力/應變偵測器包括一對應變計，一個應變計相對於曲柄臂的就踩踏力的有用分量而言的中性平面(旋轉平面)位於一側上，而另一個應變計相對於中性平面位於相反側上。
優選地，該至少一個偵測器根據複合材料的纖維方向定向(即，該至少一個偵測器的偵測方向根據複合材料的纖維方向)。
優選地，該至少一個偵測器相對於待偵測的主應力/應變在與中性平面平行的平面中定向，但是可替選地，該至少一個偵測器能夠相對於待偵測的主應力/應變在與中性平面正交的平面中定向，或者在相對於待偵測的主應力/應變在與中性平面形成任何角度的平面中定向。
該至少一個偵測器能夠附接到曲柄臂的外表面，與曲柄臂是實心的還是空心的無關。
可替選地，曲柄臂能夠包括至少一個空腔(和圍繞該空腔延伸的複合材料的殼體，該複合材料殼體包含被結合在聚合物基質中的結構纖維)，並且該至少一個偵測器能夠附接到空腔的內表面(殼體的內表面)。
可替選地，由複合材料製成的曲柄臂能夠包括芯(和圍繞該芯延伸的複合材料的殼體，該複合材料殼體包含被結合在聚合物基質中的結構纖維)，該至少一個偵測器被佈置在芯和複合材料之間(芯和殼體之間)。
優選地，該芯包括至少一個凹部，並且該至少一個偵測器被佈置在該至少一個凹部中。以這種方式，該至少一個偵測器的定位特別精確。
作為設置芯或設置空腔的替選，該至少一個偵測器的兩個面都能夠與複合材料接觸。在這種情況下，曲柄臂的截面至少在包含該至少一個偵測器的區域中是實心的。
本發明能夠應用於對稱偵測系統，該對稱偵測系統包括在曲柄組的每一個曲柄臂處製作的兩個子系統，或者應用於非對稱偵測系統，該非對稱偵測系統包括在傳動裝置側的曲柄臂處的一個子系統和在中軸軸心處的另一個子系統，或者應用於僅在傳動裝置側上的曲柄臂處製作的偵測系統。在該最後一種情況下，由騎手傳遞的扭矩或功率估計為所量測的兩倍。
在另一個態樣中，本發明涉及一種自行車曲柄組，包括中軸軸心、如前述的在傳動裝置側上的第一曲柄臂；及在與該傳動裝置側相反的一側上的第二曲柄臂。
在其它態樣中，本發明涉及：一種用於偵測被施加到被構造用於安裝在自行車傳動裝置側上的自行車曲柄臂的踩踏扭矩或功率的方法；及一種用於製造曲柄臂的程序，該曲柄臂被構造用於安裝在自行車傳動裝置側上，並且該曲柄臂設有用於扭矩計或功率計的應力/應變偵測器。
該方法和程序包括下列步驟：
a)提供曲柄臂，該曲柄臂被構造用於安裝在傳動裝置側上，並且該曲柄臂包括主體，該主體具有沿著從該曲柄臂的旋轉軸線到踏板軸線延伸的長度方向量測的長度；及
b)將用於扭矩計或功率計的至少一個應力/應變偵測器沿著該長度方向固定在一個位置處，在該位置處偵測器對於源自在踏板軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度和偵測器對於源自在旋轉軸線處被施加到曲柄臂的力/扭矩的應力/應變的靈敏度之間的靈敏度比率最大化，特別是該靈敏度比率為沿長度的這種靈敏度比率的最大值的至少90%。
加以必要的變更，以上參考了本發明的第一態樣所述的考慮因素對於上述方法和程序也有效。
優選地，上述方法和程序包括藉由以下步驟決定這種位置：
c)在第一設定條件下決定代表該至少一個偵測器的輸出信號沿該長度的變化的第一曲線，在第一設定條件中僅在踏板軸線處施加力/扭矩；
d)在第二設定條件下決定代表該至少一個偵測器的輸出信號沿該長度的變化的第二曲線，在第二設定條件中僅在旋轉軸線處施加力/扭矩；
e)決定代表沿著第一曲線的值和第二曲線的值之間的該比率長度的變化的靈敏度-比率曲線；
f)決定靈敏度-比率曲線的最大值；
g)決定沿該長度的一個或者更多個可用位置，在該一個或者更多個可用位置中該靈敏度-比率曲線最大化，特別是大於在步驟f)中決定的最大值的90%；及
h)選擇該位置作為可用位置中的一個。
在本說明書中，表述「曲線」應被廣義地理解為還包括連續和不連續的線以及不同點的集合，以及包括直線和包括直線部分的線。
決定第一曲線和第二曲線的步驟能夠藉由模型化和模擬來執行，然而，尤其是在由複合材料製成的曲柄臂的情況下，該曲柄臂的機械特性不容易模型化，優選地憑經驗執行這些步驟。
因此，上述方法和程序優選地包括下列步驟：
i)限定沿著曲柄臂的主體或標稱相同的樣品曲柄臂的主體分佈的複數個取樣位置；
j)在每一個該取樣位置處都依次固定該至少一個偵測器，或者標稱相同的樣品偵測器；
k)在踏板軸線處向曲柄臂或樣品曲柄臂施加預定的且已知的第一力/扭矩，並且在該至少一個偵測器或樣品偵測器被固定在每一個取樣位置的同時讀取該至少一個偵測器或樣品偵測器，由此獲取相對應的複數個第一讀數；及
l)在旋轉軸線處向曲柄臂或樣品曲柄臂施加優選地具有與第一力相同強度的預定的且已知的第二力/扭矩，並且在該至少一個偵測器或樣品偵測器被固定在每一個取樣位置的同時讀取該至少一個偵測器或樣品偵測器，由此獲取相對應的複數個第二讀數，
其中在該步驟c)中，基於複數個第一讀數決定第一曲線，並且
其中在該步驟d)中，基於複數個第二讀數決定第二曲線。
優選地，上述方法和程序包括提供標稱等於曲柄臂的複數個樣品曲柄臂，並且對於每一個另外的樣品曲柄臂都重複步驟j)至l)，在每次重複時都分別獲取附加的第一讀數、附加的第二讀數。
可替選地或另外地，上述方法和程序還能夠包括重複步驟k)和1)施加不同大小的預定的且已知的力/扭矩，分別獲取附加的第一讀數、附加的第二讀數。
優選地，在該步驟c)中，基於複數個第一讀數藉由內插，優選地藉由線性回歸決定第一曲線，並且在該步驟d)中，基於複數個第二讀數藉由內插，優選地藉由回歸決定第二曲線。
決定兩條曲線之一所採用的方法也可能與決定另一條曲線所採用的方法不同。
在另一個態樣中，本發明涉及一種用於決定被施加到被構造成用於安裝在自行車傳動裝置側上的自行車曲柄臂的踩踏扭矩或功率的方法，包括下列步驟：
a)提供被構造成用於安裝在傳動裝置側上的曲柄臂，並且該曲柄臂包括主體，該主體具有沿著從曲柄臂的旋轉軸線到曲柄臂的踏板軸線延伸的長度方向量測的長度；及
b)將用於扭矩計或功率計的至少一個應力/應變偵測器被固定在從該應力/應變計的中心到曲柄臂的旋轉軸線量測的一定距離處，使得該距離和該長度之間的比率被包括在0.45-0.65的範圍內。
該範圍的優選值是如上文參考本發明的第一態樣所限定的。
在另一個態樣中，本發明涉及一種用於製造由複合材料製成的自行車曲柄臂的程序，該複合材料包含被結合在聚合物基質中的結構纖維，該曲柄臂被構造用於安裝在傳動裝置側，該程序包括不一定彼此按次序的下列步驟：
-提供具有模具空腔的模具，該模具空腔具有該曲柄臂的形狀；
-提供用於扭矩計或功率計的該至少一個應力/應變偵測器；
-提供預定形狀的芯；
-將該至少一個應力/應變偵測器施加在該芯上；
-將承載該應力/應變偵測器的該芯***到該模具空腔中；
-將該複合材料***到該模具空腔中；及
-經受溫度和壓力分佈直到該複合材料的硬化，
附帶條件是，在該曲柄臂中，該至少一個應力/應變偵測器被固定在從該應力/應變偵測器的中心到該曲柄臂的旋轉軸線量測的一距離處，使得在該距離與該長度之間的比率在0.45-0.65的範圍內。
該範圍的優選值是如上文參考本發明的第一態樣所限定的。
因此產生了一種曲柄臂，該曲柄臂中的複合材料為殼體或包層的形式。
芯能夠留在所模製的曲柄臂中，但優選地，芯由低熔點材料製成，並且上述程序包括下列步驟：一旦已經發生硬化則執行在曲柄臂中形成孔；加熱到介於芯的材料的熔點和複合材料的硬化點之間的溫度；及使熔融的芯從孔中流出。
優選地，如果芯由低熔點材料製成，則上述程序還包括用化學試劑清洗由熔融的芯留下的空腔的步驟，條件是該步驟不會損壞該至少一個偵測器。
優選地，該芯包括至少一個凹部，並且在將該至少一個偵測器施加在芯上的該步驟中，該至少一個偵測器被施加在該凹部中。這種設置防止偵測器在模製程序期間移動。
具有在其中施加有至少一個偵測器的一或多個凹部的芯本身是有用的設置並且本身代表了創新態樣，分別與偵測器的中心到旋轉軸線量測的距離與曲柄臂的長度之間的比率無關、與偵測器的位置和靈敏度比率之間的關係無關、且/或與偵測器的關於曲柄臂長度的尺寸無關。
在上面概述的曲柄臂、曲柄組、方法和程序的態樣中，優選地，曲柄臂被構造成用於藉由在曲柄臂的樞軸端處徑向延伸的複數個十字軸腿(spider legs)安裝在傳動裝置側上，用於傳動帶或鏈條的一或多個齒盤被設置在或被固定在該複數個十字軸腿處。
在上面概述的曲柄臂、曲柄組、方法和程序的態樣中，優選地，該至少一個應力/應變偵測器分別在該位置不可拆卸地固定到曲柄臂的主體，在該位置中從偵測器的中心到旋轉軸線量測的距離與曲柄臂的長度的比率落入上述範圍內，在該位置中靈敏度比率大於所示的百分比。
在上面概述的方法和程序中，以及在上面概述的曲柄臂和曲柄組的態樣中，優選地，該至少一個偵測器在橫向於曲柄臂的方向上的定位能夠在曲柄臂的外表面上以及由此類外表面界定的橫截面內部兩者中的任何位置。更詳細地，該至少一個應力/應變偵測器能夠被施加到曲柄臂的外表面、曲柄臂的內表面，即暴露在曲柄臂的內空腔中及/或被結合在曲柄臂的材料中，特別是在曲柄臂由複合材料製成的情況下，該至少一個應力/應變偵測器能夠與複合材料本身共同模製。
圖1圖示自行車傳動裝置。
自行車傳動裝置10是將由騎手施加的運動轉換成用於使後輪移動的回轉運動的機構。
曲柄組12是自行車的傳動裝置10的構件，曲柄組12將騎手施加到踏板14、15的運動轉換成用於使傳動鏈條16(在其它情況下，皮帶)移動的回轉運動，傳動鏈條16繼而移動後輪。
除了曲柄組12之外，傳動裝置10還包括踏板14、15，前述鏈條16(或皮帶)，以及位於後輪輪轂20處的一或多個鏈輪18。
應強調的是，也使用與這裡使用的術語略有不同的術語；例如，踏板14、15能夠被認為是曲柄組的一部分。
曲柄組12大體包括兩個曲柄臂22、23，曲柄臂22、23分別具有：樞軸端24、25，樞軸端24、25被構造成用於與中軸軸心26或曲柄臂22、23的軸聯接；及與樞軸端24、25相對的自由端28、29，自由端28、29被構造成用於與踏板14、15聯接；及至少一個齒盤30(作為示例圖示三個)，齒盤30被固定到鏈條側的曲柄臂22上，與曲柄臂22一體地旋轉(作為一個單元旋轉)。
通常，運動傳動裝置10被安裝在自行車上，其中傳動鏈條16(和曲柄組12的齒盤30與後輪輪轂20處的鏈輪18)位於右側；在少數情況下，在運動傳動裝置10被這樣安裝在自行車上，其中傳動鏈條16，齒盤30和鏈輪18被佈置在自行車的左側。
為了簡潔起見，表述「在傳動裝置側上」有時在下文中以特定術語「在鏈條側上」簡化，並且有時以特定術語「右」進一步簡化，在任何情況下也都有意包含帶式傳動裝置以及傳動裝置的非典型安裝情況下的左曲柄臂。類似地，表述「在與傳動裝置側相反的一側上」有時被簡化成「在與鏈條側相反的一側上」，並且有時還以特定術語「左」進一步簡化，在任何情況下也都也有意包含皮帶傳動裝置，以及傳動裝置的非典型安裝情況下的右曲柄臂。
被稱為中軸32的構件允許中軸軸心自身關於自行車車架在至少一個方向上旋轉；即，中軸32形成曲柄組12與車架的連接元件。
中軸軸心26的軸線在下文中也被表示為旋轉軸線X，並且在自行車的正常行駛狀態下是水平的，呈水平直線運動。
在中軸32中，經由合適的軸承圍繞旋轉軸線X旋轉地支撐軸心26。
為了將每一個踏板14、15連接到相應的曲柄臂22、23，提供了合適的樞轉連接裝置，該合適的樞轉連接裝置允許踏板14、15圍繞在這裡被稱為踏板軸線Y1、Y2的軸線自由旋轉，踏板軸線Y1、Y2繼而與曲柄臂22、23一起圍繞旋轉軸線X旋轉。
曲柄臂22、23和相應的踏板14、15之間的連接通常是銷/孔類型或另一種類型，該另一種類型優選地允許踏板14、15圍繞軸線Y1、Y2相對於曲柄臂22、23旋轉。踏板樞軸34、35能夠被固定地連接到曲柄臂22、23的自由端28、29，並且孔能夠在踏板14、15中形成。可替選地，踏板樞軸34、35能夠被固定地連接到踏板14、15，而孔能夠在曲柄臂22、23的自由端28、29處形成。作為另一個替選，能夠在曲柄臂22、23的自由端28、29處和踏板14、15上設置兩個孔，該兩個孔適合於接收螺栓或螺釘。
曲柄臂22、23與中軸軸心26的相應的軸向外端之間的連接是使它們一體旋轉(作為一個單元旋轉)的，並且防止曲柄臂22、23相對於軸心26軸向滑動的類型。
曲柄臂22、23能夠與軸心26製成單件，另一個曲柄臂23、22在軸心26***到中軸軸心32中之後聯接到軸心26的另一端。可替選地，每一個曲柄臂22、23都能夠與相應的軸心元件製成單件，兩個軸心元件端對端地彼此連接。作為另一個替選，兩個曲柄臂22、23可以不一體地聯接到軸心26。
對於曲柄臂22、23中的一個或兩個，例如能夠存在螺釘匹配、力配合，特別是藉由花鍵配合，方形銷和孔匹配，膠合或焊接。
鏈條側16上的(通常是右側的)曲柄臂22包括用於固定該齒盤30的裝置，該齒盤30旨在一次一個地與鏈條16接合。通常，設置複數個十字軸腿36(整體示出為十字軸)，該複數個十字軸腿36在右曲柄臂22的樞軸端24處徑向延伸，通常與曲柄臂22一體形成；在十字軸腿36的自由端處，齒盤30通常被擰入。可替選地，齒盤30能夠與右曲柄臂22製成單件。
每一個曲柄臂22、23的主體或「臂區域」38、39，即曲柄臂22、23的在旋轉軸線X和踏板軸線Y1、Y2之間延伸的部分，並且因此無論前述的十字軸腿36如何，大體形狀都像正交於(並且懸垂)旋轉軸線X延伸的桿(或長方體)。為了簡潔起見，在下文中有時使用表述「曲柄臂」，意思特別是曲柄臂22、23的桿形主體38、39。
更特別地，曲柄臂22、23的主體38、39在相對於旋轉軸線X的一般徑向方向上延伸——通常意味著主體38、39也能夠在一或多個點以及沿著主體38、39的整個延伸部分從該方向偏離。當沿著平行於旋轉軸線X的方向觀察時，每一個曲柄臂22、23實際上都能夠或多或少地為錐形/埋頭，及/或當沿著與旋轉軸線X正交的方向觀察時，每一個曲柄臂22、23實際上都能夠或多或少地成一定角度。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的旋轉平面P意指正交於踏板軸線Y1、Y2和旋轉軸線X的任何平面，特別是曲柄臂22、23的中間平面中的一個。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的回轉平面R或軸平面意指包含旋轉軸線X和踏板軸線Y1、Y2的平面。特別地，回轉平面R意指曲柄臂22、23的中間平面中的一個。
參考作為桿的曲柄臂22、23的這種圖式化，在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的長度方向L意指將旋轉軸線X與踏板軸線Y1、Y2正交地結合的方向；長度方向L特別位於回轉平面R中。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的橫向平面T意指與長度方向L正交的任何平面。特別地，橫向平面T意指曲柄臂22、23的中間平面中的一個。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的橫截面意指在橫向平面T中穿過曲柄臂22、23的主體38、39截取的截面。每一個曲柄臂22、23的橫截面(在用於右曲柄臂22的臂區域38中)大體是矩形的，但是它能夠為任何類型，儘管它通常具有至少一個對稱軸。這種橫截面的形狀和尺寸能夠沿曲柄臂22、23的整個長度恆定，或者它們能夠改變。每一個曲柄臂22、23的橫截面都能夠為實心的或空心的。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的寬度方向G意指位於旋轉平面P中並且與曲柄臂22、23的長度方向L正交的方向；寬度方向G位於橫向平面T中。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的厚度方向S意指平行於旋轉軸線X的方向；厚度方向S位於橫向平面T和旋轉平面R中。
為了清楚起見，在圖1中，這些平面和這些方向僅顯示在右曲柄臂22上。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的近端面40、41意指在安裝狀態下面朝車架的面；曲柄臂22、23的遠端面42、43意指與近端面40、41相反的面。中軸軸心26從近端面40、41延伸，並且踏板樞軸34、35從遠端面42、43延伸。
在本描述及所附申請專利範圍中，曲柄臂22、23的分別的上面44、45和下面46、47意指基本上正交於近端面40、41和遠端面42、43的面，沿長度方向L和厚度方向S延伸，當曲柄臂22、23處於下行程中時，這些面分別位於上部和下部位置，即，其中自由端28、29在行進方向上關於樞軸端24、25向前。
在本描述及所附申請專利範圍中，在中空曲柄臂22、23(至少沿中空曲柄臂22、23的臂區域或主體38、39)的情況下，曲柄臂22、23的內表面意指面朝空腔的表面；曲柄臂22、23的外表面意指暴露的表面。
在踩踏期間，由騎手施加在踏板14、15上的力從踏板14、15傳遞到曲柄臂22、23。
左曲柄臂23將這種力傳遞到中軸軸心26。中軸軸心26將這種力——除了與中軸32摩擦而損失的之外——傳遞到右曲柄臂22。
直接施加到右曲柄臂22的力或如前述由左曲柄臂23傳遞到右曲柄臂22的力被傳遞到右曲柄臂22的十字軸腿36，並從十字軸腿36傳遞到齒盤30。
力從齒盤30被傳遞到傳動鏈條16，並且從傳動鏈條16傳遞到齒輪組18，最後，齒輪組18經由齒輪組18的自由輪本體(如果存在的話)將該力傳遞到後輪的輪轂20。
因此，在傳動裝置10的每一個上述構件中都產生應力和相對應的應變，該應力和相對應的應變能夠由騎手傳遞的力或多或少地準確指示。
更特別地，踩踏是騎手施加的週期性運動，其中每條腿位於相應的踏板14、15上，此類力使得將曲柄組12旋轉，從而使後輪經由鏈條16和齒輪組18移動。
在踩踏期間，由騎手施加在踏板14、15上的力(圖2中的F)在強度和方向中根據曲柄臂22、23所處的角位置而變化，並且引起曲柄組12的構件中的應力狀態和所導致的應變狀態。
在下文中，參考圖2，考慮右曲柄臂22，應理解的是，所描述的內容對於左曲柄臂23也有效，這裡強調了重要性的差異。
為了評估由於在曲柄臂22的預定的角度位置中將力F施加到相應的踏板14而引起的曲柄臂22的應力和應變，曲柄臂22可被視為在曲柄臂22的樞軸端24處受約束的梁(在圖2中的左側)，並且踏板14可以被視為在曲柄臂22的自由端28處受約束的元件(圖2中的右側)，即仿佛踏板不能相對於曲柄臂22旋轉，並且齒輪組12不能相對於中軸32旋轉。
力F的施加點能夠被認為對應於踏板14的表面的中心O，該施加點與騎手的腳接觸。
考慮通用參考系UVW，其中方向U與曲柄臂22、23的長度方向L重合，並且方向W與旋轉軸線X和厚度方向S平行或重合，並且任意地取正方向，如圖2中所示，力F一般能夠被分解成以下分量：
- 徑向或平行分量Fu，Fu沿著曲柄臂22、23的長度方向L作用，
- 切向或垂直分量Fv，Fv與軸平面或回轉平面R正交，
- 側向分量Fw，Fw與曲柄臂22的旋轉平面P正交，並且平行於旋轉軸線X和踏板軸線Y1。
如前述，由於各種原因，力F的大小和方向在踩踏期間改變，並且在任何時刻，分量Fu、Fv、Fw中的一或多個都能夠在與所示的方向相反的方向上定向。
切向或垂直分量Fv代表用於踩踏目的的唯一有效分量或有用分量，即實際上使曲柄臂22旋轉的分量。
應注意，當曲柄臂22處於踏板軸線Y1在行進方向上相對於旋轉軸線X向前的這種角度位置時，切向或垂直分量Fv處於最大大小；這一階段被稱為推動或推進階段，並且對於每一個曲柄臂22、23交替地發生。切向分量Fv引起圍繞軸線W的彎曲力矩Bw，彎曲力矩Bw引起第一彎曲應變，第一彎曲應變仍然用Bw表示。
更詳細地並且以本身眾所周知的方式，彎曲應變Bw包括相對於軸平面R的一側上(在圖3中的頂部處)的拉伸應變或擴張T1，以及相對於軸平面R在曲柄臂22、23的另一側上(在圖3中的底部處)的壓縮應變或收縮C1。
在曲柄臂22的任何橫截面中，都能夠辨識彎曲力矩Bw的中性軸線N1。
如已經在前述的，在本描述及所附申請專利範圍中，以及通常在機械領域中，「中性軸線」意指下列點的幾何軌跡，在這些點處，垂直於實體——在這種情況下是所考慮的曲柄臂22、23——的橫截面的應力為零。
大體上，受應力的曲柄臂22、23中的彎曲力矩Bw的中性軸線N1的位置取決於材料的特性和橫截面的幾何形狀，即橫截面的形狀，取決於橫截面是實心還是空心橫截面等。
如果曲柄臂22、23由具有實心矩形橫截面的均勻分佈材料製成(如圖3中示意性所示的)，則彎曲力矩Bw的中性軸線N1將在軸平面R上(圖3中的水平方向)。
因此，中性軸線N1限定曲柄臂22的經受拉伸應變T1的部分與經受壓縮應變C1的部分之間的「邊界」。中性軸線N1也能夠被認為是曲柄臂22的經受彎曲力矩Bw的橫截面繞其「旋轉」的軸線。
因此，距離中性軸線N1越遠則在曲柄臂22、23中的與力F的有效分量Fv相關聯的應變越明顯並且因而更容易被偵測到。
嚴格來說，還應觀察到的是，由於在踏板14上施加力F的點O相對於曲柄臂22的旋轉平面P移位，因此推進力F的切向分量Fv也引起繞軸線U的扭轉力矩，該扭轉力矩引起曲柄臂22、23中的扭轉應變Qu。
特別地並且如圖4中所示，扭轉應變Qu包括切向或剪切應變TG，切向或剪切應變TG在曲柄臂22的橫截面中在外周處最大，並且朝向曲柄臂22的橫截面的中心O1移動逐漸減小，直到它們可能到零。
徑向和側向分量Fu、Fw對於踩踏而言是無效的，並且因此代表力F的「損失的」分量，然而徑向和側向分量Fu、Fw有助於使曲柄臂22、23應變。
特別地，由於施加點O的位移，徑向分量Fu和側向分量Fw引起第二彎曲力矩Bv和仍然用Bv表示的第二彎曲應變，第二彎曲力矩Bv(第二彎曲應變Bv)引起曲柄臂22、23朝向車架(在所示參考系中為正分量的情況下)彎曲。
如圖5中所示，彎曲應變Bv包括在曲柄臂22的相對於旋轉平面P的兩個相反側處的拉伸應變T2和壓縮應變C2。
徑向分量Fu還在曲柄臂22中引起軸向拉伸應變(在所示參考系中為正分量的情況下)。在下文中忽略這種軸向拉伸應變，因為相對於上述拉伸應變T1和T2以及壓縮應變C1和C2，它的大小通常可以忽略。
在曲柄臂22、23的任何橫截面中，都能夠辨識彎曲力矩Bv的第二中性軸線N2。
同樣地，如果曲柄臂22、23由具有實心矩形橫截面的均勻分佈材料製成，如圖5中的示例所示，則彎曲力矩Bv的中性軸線N2將在曲柄臂22、23的旋轉平面P上(在圖5中是豎直的)。
在具有非矩形橫截面及/或中空橫截面且/或由非均質材料(像例如層疊的複合材料)製成且/或具有沿曲柄臂22、23的長度方向L的可變橫截面的曲柄臂22、23的情況下，曲柄臂22、23中的應變狀態甚至比已經描述的更複雜。然而，已經陳述的關於對於曲柄臂22、23中的區域中「應變越大，越容易被偵測到」依然有效。此外，大體能夠辨識上述中性軸線N1、N2，儘管中性軸線N1、N2可能分別相對於軸平面R和旋轉平面P移位。
因此，能夠基於上述彎曲應變Bw的量測值來評估扭矩計或功率計的力F，特別是力F的唯一的有效分量，即切向分量Fv。可替選地或另外地，評估扭矩計或功率計的力F能夠基於扭轉應變Qu的量測值。
重新參考圖2，曲柄臂22的鏈條側上的十字軸腿36在將回轉運動傳遞到與十字軸腿36連接的齒盤30時，由於傳動鏈條(或皮帶)16的旋轉的慣性而承受一定程度的應力和應變。
這種應力和應變也會影響曲柄臂22的鏈條側上的主體38。為了簡潔起見，曲柄臂22的在鏈條側16上的主體38中的所導致的應力和應變在下文中被稱為「次級應力和應變」，並且彎曲力矩BC和類似於圖3中所示的應變Bw的彎曲應變BC(儘管通常是相反的方向)，其包括在曲柄臂22的相對於回轉平面R的兩個相反側處的拉伸應變T1和壓縮應變C1(儘管T1和C1通常相對於圖3中指示的方向相反)。
這種次級應變的大小通常在曲柄臂22的樞軸端24附近較大，並且朝向自由端28或用於連接踏板14的一端移動而減小。
應強調的是，無論十字軸腿36是藉由直接作用在鏈條側16上的曲柄臂22上(因此能夠認為應力/應變是源自在踏板軸線Y1處被施加到曲柄臂22的力/扭矩)還是或者另一個方面，藉由作用在另一個曲柄臂23上(因此能夠認為應力/應變是源自在旋轉軸線X處被施加到曲柄臂22的力/扭矩)而使十字軸腿36開始運動，這種次級應力/應變都會發生。
然而，雖然源自在踏板軸線Y1處被施加到曲柄臂22的力/扭矩的次級應力/應變在任何情況下都指示期望量測的右曲柄臂22的特定踏板扭矩或功率，但是在另一個方面，源自被施加到與鏈條側(左側)相反的曲柄臂23的，並且因此在旋轉軸線X處被施加到鏈條側上的曲柄臂22上的力/扭矩的次級應力/應變在右曲柄臂22的特定踏板扭矩或功率的量測期間是不期望的效果。這種現象在這裡簡稱為「匹配效應」，該現象在下文中將進一步考慮。
用於量測結構或構件(在這裡所關注的特定情況下是自行車傳動裝置或鏈條側上的曲柄臂22)上的應變的儀器是應變計。特別是電阻應變計。
應變計包括絕緣柔性支撐件，該支撐件通常藉由膠合來支撐藉由金屬箔(光蝕刻應變計)或細金屬絲(金屬絲應變計)製成的線圈形(即根據平行線的交錯)的格柵。
應變計通常藉由合適的黏合劑(例如氰基丙烯酸酯或環氧樹脂)而被適當地附接到構件上。
眾所周知，應精確地製備應變計膠合在其上的構件的表面，以使與應變計的黏附可靠，並且避免不可預測的量測誤差。
當構件受應力時，例如藉由施加諸如踩踏力F的外力/扭矩或由此產生的力，在構件的與應變計接觸的表面上產生的應變被傳遞到格柵；所導致的格柵的應變引起格柵的電阻的變化。
應變計在平行於線圈分支的方向(該平行於線圈分支的方向在下文簡稱為「應變計方向」或「偵測方向」，並在談到應變計的定向時作為參考)上的靈敏度比在正交於線圈分支的方向上的靈敏度大得多：當形成線圈的電導體被拉伸時，該電導體變得更長且更薄並且該電導體的電阻增大，而當該電導體被壓縮時該電導體縮短且變寬，並且該電導體的電阻減小。
更特別地，電阻R的變化(在此不要與回轉平面R混淆)藉由稱為應變計靈敏係數(Gauge Factor)GF的量與應變相關聯：以epsilon表示應變，在這種情況下epsilon是由deltaLe/Le提供的長度百分比變化，其中Le是長度，應用下列公式：
GF=deltaR/R/deltaLe/Le=deltaR/R/epsilon (1)
為了能夠讀取由被量測的構件的應變和所導致的應變計的應變而引起的電阻的微小變化，通常使用讀取電路，該讀取電路的輸出是這種電阻變化的放大信號之函數，通常是惠斯通電橋讀取電路。
眾所周知，惠斯通電橋包括兩個電阻分支，該兩個電阻分支彼此並聯連接並連接到參考電壓；每一個電阻分支都包括兩個串聯的電阻。電橋的輸出是串聯電阻的兩個連接點之間的電壓差；所量測的電橋輸出與已知參考電壓之間的比例係數使四個電阻器的值彼此相關，這些值能夠部分已知並且部分未知。
理想地，希望應變計的電阻僅回應於特定關注的施加力(即在右曲柄臂22的情況下被施加在右踏板14上的力)所導致的應變而改變。
然而，應變計的電阻也回應於次級應變而改變，特別是回應於由於前述匹配效應而被施加在左踏板15上的力。
為了偵測彎曲應變和彎曲力矩，已知各種量測構造，其中兩個或更多個應變計被施加在構件的相反面及/或同一面上，每一個應變計都具有其自身的預定的定向。惠斯通電橋讀取電路負責分別讀取應變計的輸出，讀取兩個或更多個應變計的輸出的組合，以便提供所需的應變量測值。
現在，參考圖2和圖6至圖9，將詳細地考慮被構造成用於安裝在自行車傳動裝置側上的曲柄臂22，並且如所述，曲柄臂22包括主體38。主體38具有沿著從旋轉軸線X到踏板軸線Y1的長度方向L量測的長度Lp。量測單位在圖6至圖9中的橫座標軸中表示為毫米，但僅用於指示目的。
曲柄臂22包括用於扭矩計或功率計的應力/應變的至少一個偵測器100。
偵測器100特別是彎曲力矩/彎曲應變偵測器，更具體地，它是具有長度Le的應變計。
在所示的僅示例性情況中，偵測器100被施加到曲柄臂22的外表面。然而，應理解的是，偵測器100在橫向於曲柄臂22的方向上的定位能夠在曲柄臂22的外表面上以及由該外表面界定的橫截面(截平面T)內部兩者中的任何位置。更詳細地，該至少一個應力/應變偵測器100能夠被施加到曲柄臂22的外表面，被施加到暴露在曲柄臂的內空腔(在圖2中不可見)中的表面，及/或被結合在曲柄臂22的材料中，特別是在曲柄臂22由複合材料製成的情況下該至少一個應力/應變偵測器100能夠與複合材料本身共同模製。
在本描述及所附申請專利範圍中，「共同模製」意指曲柄臂22與應力/應變偵測器100或者已經***到曲柄臂22中的其它元件作為單件模製；在共同模製元件之間可能發生或可能不發生共交聯。
在所示的僅示例性情況中，偵測器100被示出施加到曲柄臂22的頂面44。然而，應理解的是，偵測器100能夠被施加到曲柄臂22的另一個面40、42、46，或者，如果沒有被施加到外表面，它能夠與頂面44或曲柄臂22的另一個面40、42、46平行或基本平行，或者甚至能夠被佈置在與曲柄臂22的面40、42、44、46中的一個形成銳角的平面中。
優選地，偵測器100相對於待偵測的主應力/應變被佈置在與中性平面N1(圖3)平行的平面中，該主應力/應變是將力F施加到曲柄臂22的踏板14上直接導致的應力/應變，但是，偵測器100能夠被佈置在與這種中性平面N1正交或形成任何角度的平面中。
然而，曲柄臂22優選地包括至少一個其它偵測器(未示出)，其在所示的構造中將優選地被施加到曲柄臂22的外表面，被施加到底面46，以便在上述典型構造之一中裝備曲柄臂22。因此，優選地，第一偵測器100和第二偵測器被定位在相對於包含有曲柄臂22的踏板軸線Y1和旋轉軸線X的平面的相反側。第一偵測器100和第二偵測器也有利地關於待偵測的主應力/應變被分別佈置在儘可能遠離中性平面或軸線(圖3中的N1)的位置。
在其它情況下，該至少一個其它偵測器能夠被佈置在與其它上述典型構造中的一個的偵測器100相同的面或平面上。通常，關於該至少一個其它偵測器的定位和定向，本說明書中參考偵測器100之所有內容都是有效的。
為簡潔起見，在本說明書的其餘部分中，將僅參考偵測器100，但是相同的考慮事項對於曲柄臂配備的每一個偵測器都是有效的。
偵測器100被示出在沿著曲柄臂22的長度方向L的一定位置中——下文中為簡潔起見簡單地表示為「位置」——為了簡單起見，該位置能夠藉由偵測器100的中心C距旋轉軸線X的距離Do表示，儘管該位置能夠被表示為距踏板軸線Y1的距離Dp，這兩個距離Do、Dp的總和實際上等於曲柄臂22的上述長度Lp。
參考圖6至圖7，圖6至圖7是橫座標軸表示距旋轉軸線X的距離為D而縱軸表示下文討論的曲線的曲線圖，選擇偵測器100的具體位置以便提供踩踏扭矩或功率的特別精確的偵測，特別是將偵測器100的具體位置選擇為不是最大化偵測器100的絕對靈敏度，而是最大化特定靈敏度比率，該靈敏度比率的表示性形狀且非限制性形狀在圖6中示出(量測單位是無量綱的)。
靈敏度比率Sr被定義為兩條曲線之間的比率，該兩條曲線的示例性形狀在圖7中示出：
a)偵測器100對於源自在踏板軸線Y1處施加到曲柄臂22的力/扭矩的應力/應變的靈敏度CAL，和
b)偵測器100的靈敏度與源自在旋轉軸線X處施加到曲柄臂22的力/扭矩的應力/應變的靈敏度CE。
兩條曲線CAL和CE的縱軸的量測值的單位是任意的，但是優選地彼此相等，使得靈敏度比率Sr有利地是無量綱的。這種量測值的單位對應於偵測器100的輸出，或者在任何情況下都與偵測器100的輸出唯一相關。例如，在偵測器100與包括有A/D轉換器的讀取電路相關聯的情況下，曲線CAL和CE能夠被表示為數值計數/N*m與毫米的關係。
如前述，被施加到曲柄臂22自身的踏板14的踩踏力落在上述子a)和相對於曲線CAL的力內。
如前述，由於被施加到曲柄組10的另一個曲柄臂23的踏板15的踩踏力而引起的匹配效果落在該子b)和相對於曲線CE的力內。
這裡的「最大化」廣泛地意指接近最大值的值，而非精確地對應於以圖6中的Sr_max表示的靈敏度比率Sr的數學最大值的精確數字，特別是等於或大於沿著曲柄臂的長度Lp的這種靈敏度比率Sr的最大值的90%。
藉由這種定位，獲得了在本文件的引言部分中討論的優點，簡而言之，在藉由偵測器100偵測到被施加到鏈條側的曲柄臂22的扭矩或功率的準確性中獲得了優點，因為上述與另一個曲柄臂23的匹配效果被最小化。
下面將進一步描述圖6至圖7，也將示出距離Do的值的範圍何時實現靈敏度比率Sr的上述最大化。
用於決定偵測器100的上述位置(距離Do)的方法包括決定曲線——在上述術語的寬泛含義中——表示在所謂的設定條件下，即在不操作條件下靈敏度CAL和CE定義的子a)和子b)，決定表示子a)和子b)比率的曲線Sr，並決定精確位置，一組位置或位置的(連續或不連續)範圍，其中此類比率足夠高。
詳細而言，該方法包括下列步驟：
-決定第一曲線CAL，第一曲線CAL的完全指示性且非限制性形狀示於圖7和圖8中，第一曲線CAL代表在第一設定條件下(在第一設定條件中僅在踏板軸線Y1處施加力/扭矩)偵測器100的沿著長度Lp的輸出信號的變化；
-決定第二曲線CE，第二曲線CE的完全指示性且非限制性形狀示於圖7和圖9中，第二曲線CE代表在第二設定條件下(在第二設定條件中僅在旋轉軸線X處施加力/扭矩)偵測器100的沿著長度Lp的輸出信號的變化；
-決定靈敏度比率曲線Sr，靈敏度比率曲線Sr的完全指示性和非限制性形狀示於圖6中，靈敏度比率曲線Sr代表第一曲線CAL的值與第二曲線CE的值之間的比率沿著長度Lp的變化；
-決定靈敏度比率曲線Sr的最大值Sr_max；
-決定沿著長度Lp的可用位置，在該可用位置中該靈敏度比率曲線Sr大於上述最大值Sr_max的90%；和
-選擇該位置(距離Do)作為該位置或可用位置中的一個。
然後將偵測器100固定在預定的位置中。
決定第一曲線CAL和第二曲線CE的步驟能夠藉由模型化和模擬來執行，但是優選地藉由取樣來執行，尤其是在由複合材料製成的曲柄臂22(其機械特性不容易模型化)的情況下。
參考圖8和圖9，根據這種方法，採取以下步驟以獲取雙倍的讀數：將偵測器100——或者標稱相同的樣品偵測器——一次一個地佈置在待裝配的曲柄臂22(或者標稱相同的樣品曲柄臂)上的不同「取樣」位置P1、P2、......Pn中；並且對於每一個「取樣」位置P1、P2、......Pn都僅首先施加對應於在右踏板14上踩踏的力/扭矩，然後施加對應於在左踏板15上踩踏上的力/扭矩。應理解的是，兩個力/扭矩的施加順序是指示性的而非限制性的；也能夠首先在所有位置施加力/扭矩，然後在所有位置施加另一個力/扭矩。
不是每次移動偵測器100，能夠使用許多偵測器，當然具有相同的特徵——在此指示為樣品偵測器。
因此，該方法包括以下步驟：
-限定沿曲柄臂22的主體38或標稱相等的樣品曲柄臂分佈的主體的複數個取樣位置P1、P2、......Pn(為了方便在圖7至圖9的距離軸線上表示)，
-在每一個該取樣位置P1、P2、......Pn處依次固定該至少一個偵測器100，或者標稱相等的樣品偵測器；
-在踏板軸線Y1處向曲柄臂22施加預定的且已知的第一力F1(未示出)，並且在該至少一個偵測器100或樣品偵測器被固定在每一個取樣位置P1、P2、......Pn處的同時獲取該至少一個偵測器100或樣品偵測器的讀數，由此獲取相對應的複數個第一讀數102(圖8)；
-在旋轉軸線X處向曲柄臂22施加預定的且已知的第二力F2(未示出)，第二力F2優選地具有與F1相同的強度，並且在該至少一個偵測器100或樣品偵測器被固定在每一個取樣位置P1、P2、......Pn處的同時獲取該至少一個偵測器100或樣品偵測器的讀數，由此獲取相對應的複數個第二讀數104(圖9)；
其中基於複數個第一讀數102決定第一曲線CAL，並且
其中基於複數個第二讀數104決定第二曲線CE。
對於每一個「測試」位置，也能夠如下取複數個讀數：改變力/扭矩F1及/或F2的強度及/或改變樣品偵測器及/或改變樣品曲柄臂，以便也考慮偵測器的內在回應和由於曲柄臂12的材料的局部特性的不可重複性所導致的變數。
對於在施加力/扭矩子a)的條件下取得的複數個讀數102，因此藉由適當的內插方法(例如線性回歸)獲得曲線CAL。
類似地，對於在施加力/扭矩子b)的條件下取得的複數個讀數104，藉由適當的內插方法(例如回歸)獲得曲線CE。
決定兩條曲線CAL、CE中的一個所採用的方法也能夠與決定另一條曲線採用的方法不同。
重新參考圖6，曲線Sr代表圖7的兩條曲線CAL和CE之間的比率。曲線Sr能夠被參數化或逐點計算。
直線110表示曲線Sr的最大值Sr_max。
直線112表示閾值，例如被選為等於最大值Sr_max的90%。
對應於位置114的範圍的任何位置都適合於固定偵測器100，在位置114的範圍中曲線Sr在直線112上方。
在偵測器100所固定的該位置(距離Do)中，靈敏度比Sr有利地等於或大於20：1。
位置114範圍的極值被表示為對應於距旋轉軸線X的距離Dmin的點116和對應於距旋轉軸線X的距離Dmax的點118。
其中固定有該至少一個偵測器的該位置距曲柄臂22的旋轉軸線X的距離為Do，距離Do對應於此類範圍，該範圍被包括在曲柄臂22的主體38的長度Lp的約45%至65%，更優選約48%至62%，甚至更優選約50%至60%，甚至更優選約52%至58%。
從圖7中能夠看出，曲線CAL和CE兩者的形狀都是從旋轉軸線X到踏板軸線Y1減小的形狀。然而，曲線CAL是直線的並且不是非常傾斜，而曲線CE的下降要快得多。因此，縱座標中的差異沿著曲柄臂22的長度Lp是可變的，並且該差異還能夠藉由偵測器100的位置的選擇而被選擇為將被最大化的變數，作為靈敏度比率Sr的替選。然而，申請人已經發現，不最大化靈敏度比率Sr的選擇實現了更好的結果。
如已經討論的，使靈敏度比率Sr最大化並因此使偵測精確度最大化的位置(距離Do)甚至能夠取決於構成曲柄臂22的材料而顯著改變。
另一方面，利用量測裝置100執行的偵測的精度也受到與橫截面的特定形狀以及該橫截面的沿著曲柄臂22的變化相關的因素(包括在中空曲柄臂情況下的壁厚)的影響。
影響利用量測裝置100執行的偵測的精度的另一個因素是構成曲柄臂22的材料，特別是該材料的局部密度變化。在由包含被結合在聚合物基質中的結構纖維的複合材料製成的曲柄臂的情況下，該因素特別關鍵。
另一個特定比率能夠在最小化這些因素中的一或多個的影響中起重要作用——並且不一定從屬於上述距離Do處的定位，例如使靈敏度比率Sr最大化。
再次參考圖2，偵測器100的長度Le與曲柄臂22的主體38的長度Lp之間的長度比率Lr(未示出)：
Lr=Le/Lp (2)
優選地，長度比率Lr(未示出)等於或大於最小長度比率Lr_min(未示出)。最小長度比率優選等於1%，更優選等於2%，甚至更優選等於3%，甚至更優選等於5.7%，甚至更優選等於6%，甚至更優選等於7%。
如在引言部分中所討論的，利用長度比率Lr的這種最小值Lr_min，即使存在製造曲柄臂22的材料的局部不均勻性，也獲得了偵測器100的可靠讀數，在由包含被結合在聚合物基質中的結構纖維的複合材料製成的曲柄臂的情況下特別如此。
可替選地或另外地，長度比率Lr優選地小於或等於最大長度比率Lr_max。最大長度比率優選等於15%，更優選等於13%，甚至更優選等於11.6%，甚至更優選等於9%，甚至更優選等於8%，甚至更優選等於7%。
如所討論的，利用長度比率的這種最大值，避免了此類缺點：偵測器100的讀數變得極大地受到沿著曲柄臂22本身的形狀及/或材料變化的影響，這些變化實際上將由偵測器100以導致不準確或不可靠讀數的方式進行平均。
根據曲柄臂22的形狀和材料的特性優選地將長度比率Lr選擇在由上述最小值中的一個和最大值中的一個限定的範圍內。
優選地，最小長度比率Lr_min與製造曲柄臂22的材料的估計均勻性值成反比。
因此，在由較不均勻的材料(例如複合材料，其包括包含結構纖維的聚合物基質)製成的曲柄臂22的情況下，確保應變計或偵測器100的良好讀取所需的最小長度比率Lr_min將關於由更均勻材料(例如金屬合金)製成的曲柄臂的情況下所必需的最小長度比率Lr_min更大。
鑒於上面強調的關鍵問題，一旦已經建立了偵測器100在曲柄臂22中的期望定位，則對於偵測器100來說以儘可能最精確的方式有效地進行定位是合適的。
為此，參考圖10至圖11之以下方法可能特別有用，特別是在由複合材料製成的曲柄臂22的情況下。
為了製造曲柄臂22，使用成形的剛性芯218，芯218優選地有意隨後如下所述地移除，並且芯218的形狀因此可以決定成品曲柄臂22內部的空腔(未示出)的形狀。
表述「長度方向」、「寬度方向」、「厚度方向」、「近端面」和「遠端面」以與已經在上面參考曲柄臂22所定義的方式類似的方式用於參考芯218。
特別地，芯218至少在芯218的縱向中心區域中具有第一區域220(在寬度方向上的中心)，第一區域220具有最大厚度S1(恆定或總之小且穩定可變)，以及兩個突起，該兩個突起在寬度方向上從一側和另一側突起，僅可見其中一個，用元件符號222表示。
每一個突起222都與芯218的面齊平，優選地與芯的近端面226齊平。
在從每一個突起222到中心區域220的過渡中都因此限定了臺階229，臺階229具有立板表面232和「踏面」表面234，立板表面232和「踏面」表面234優選地彼此正交或近似正交。「踏面」表面234是突起222的一部分並且基本上沿著長度方向L並且沿著寬度方向G延伸。立板表面232是中心區域220的一部分並且基本上沿著長度方向L並且沿著厚度方向S延伸。因此，立板表面232基本上正交於遠端面225。
芯218包括有意將電氣/電子構件容納在預定的且更受保護的位置中的凹槽及/或凹部，電氣/電子構件例如為積體電路板、柔性電路及/或成品曲柄臂內部及/或外部的電子構件之間的連接電纜。
在所示情況下，設置有：用於感測器的凹部236，特別是用於該偵測器100(應力計或其它伸長/收縮感測器)及/或用於溫度感測器239，凹部236優選地在臺階229的立面表面232上；用於印刷電路板或PCB242的凹部240，凹部240優選地在遠端面225上；用於電纜及/或柔性電路246的凹部244，凹部244優選地在遠端面225上；限定下文所述的排空孔的位置的圓形凹部(不可見)，該圓形凹部優選地在近端面226上。
實際上，在曲柄臂22的製造程序中，首先將一或多個偵測器100(以及可能的其它感測器)優選以穩定但臨時的方式固定在剛性芯218的立面表面232上且固定在凹部236內。在閱讀本說明後，表述「穩定但臨時的」的含義將變得清楚。該其它感測器239、電纜及/或柔性電路246及/或PCB242也能夠固定到芯218，其中該其它感測器239、電纜及/或柔性電路246及/或PCB242如同一申請人在同一天提交的，標題為「Bicycle component made of composite material and related manufacturing process(由複合材料製成的自行車構件及相關製造程序)」的專利申請中所述的那樣適當地進行處理，上述專利申請藉由引用併入本文。
有利地，如圖所示，構件100、239、242、246形成預組裝儀器的主體247；圖11圖示在儀器本體247固定到芯218的狀態下的芯218和儀器本體247。
應注意的是，儀器本體247的感測器239被固定在芯218的遠端面225上，可能提供特定的凹部(未示出)。然而，可替選地或另外地，除了在剛性芯218的立面表面232上之外，還能夠存在芯218的臺階229的踏面表面234上的凹部，以接收這些感測器239。
在儀器本體247中，偵測器100和其它感測器239的位置和定向能夠反轉，在這種情況下，偵測器100將被佈置在剛性芯218的踏面表面234上或遠端面225上，優選地位於被適當地定位以容納偵測器100的凹部(未示出)中。
偵測器100及/或其它感測器239也能夠被佈置在剛性芯218的近端面226上，優選地位於被在適當地定位以容納偵測器100的凹部(未示出)中。
應注意的是，偵測器100和其它感測器239都沿著曲柄臂22的長度方向L定向。
以這種方式，偵測器100(和感測器239)具有最佳對準，以偵測由於踩踏力F引起的牽引應力及/或壓縮應力。
位於芯218的兩端的是：中軸軸心26或其一部分，以及踏板樞軸34(圖1)，或相對應的金屬襯套252、254(金屬襯套252、254可能具有內螺紋)，或者也是用於為這種軸心/樞軸製作孔的螺紋***件(母版)。
之後，將優選地包括有基本上單向結構纖維的複合材料256的「繩」定位在由每一個臺階229決定的凹部中，其中單向纖維的方向基本上與曲柄臂22的長度方向L對準。繩256能夠由一或多個捲起的複合材料層形成，或者繩256能夠包括乾式單向纖維的編織物或類似物，該乾式單向纖維的編織物或類似物在***到模具中之前用聚合物材料浸漬，或者在模製期間用聚合物材料浸漬。能夠使用單個環形繩256，或者能夠使用兩根繩，每根繩位於芯218的一側上。繩256也能夠為部分硬化的。
應注意的是，偵測器100(以及感測器239)與繩256接觸：這對於提高伸長/收縮偵測的可靠性是特別有利的，因為它們根據複合材料的纖維方向而延伸。
此後，在由此製備的結構上纏繞任何各種類型的複合材料的一層或更多其它層260。
與繩256一樣，層260也可以預浸漬或不預浸漬，在不預浸漬的情況下，聚合物材料隨後注入到模具中。
作為複合材料的繩256和層260的替選，能夠使用非層式複合材料，如前述。
將該結構***到模具中並使複合材料固化，使該複合材料經受合適的溫度和壓力分佈。應適當地選擇芯218的材料以便承受模製壓力和溫度，保持芯218的形狀直到複合材料硬化，仍確保偵測器100(以及感測器239和PCB242)在成品曲柄臂22內部的精決定位，特別是在移除芯218之後在內部空腔的內部的精決定位。
在從模具中取出之後，能夠在例如曲柄臂22的近端面226上製造上述排空孔(未示出)，並且芯218能夠適當地熔化並允許經由該孔傾倒出來。為此，芯218特別是由低熔點金屬合金製成，該低熔點金屬合金的熔點低於140℃。
合金的熔化程序特別地發生——例如從文件EP 1818252A1中已知的，該文件EP 1818252A1藉由引用併入本文——藉由將半成品置於比合金的熔點更高溫度的油浴中。以這種方式，在沒有複合材料被太高的溫度損壞的情況下發生芯218的熔化。
將偵測器100(以及感測器239)固定到芯218應該是在組裝待模製結構期間和模製期間將偵測器/多個偵測器保持在適當位置，但是芯218應具有比在該構件和複合材料之間建立的內聚力低的內聚力，使得當提取芯218時，這些構件保持固定地連接到曲柄臂。
另一方面，對於電纜及/或柔性電路246來說合適的是：其長度必須藉由排空孔引出，至少在它們的自由端部處不完全黏附到曲柄臂22上。
將該PCB242及/或電纜及/或柔性電路246固定到芯218上應類似地在組裝待模製的結構期間和模製期間將它們保持在適當位置，並且使得它們是不會被從排空孔流出的熔融芯218拖走，但一方面偵測器100(和感測器239)的相同精度的定位為非必需，另一方面，不是嚴格必須要使該元件242、246黏附到內表面，暴露在成品曲柄臂22的空腔中——儘管非常優選這種方式，以避免在使用曲柄臂22期間產生噪音和彈跳以及所導致的明顯問題。
然而，預組裝的儀器本體247的優選構造有利地還使得更容易將各種電氣/電子構件保持在適當位置。
在排空構成芯218的材料之後，如果提供了，則排空孔能夠被適當地堵塞，優選地以緊密方式堵塞。
之後，由此形成的曲柄臂10的內空腔能夠藉由酸洗熔化之後剩餘的可能的金屬殘餘物而完成，條件是酸洗不會損壞偵測器100及/或其它感測器239。
曲柄臂22能夠經受外表面的進一步精加工循環，例如藉由對曲柄臂22進行噴砂處理，而製造端固定設置在曲柄臂22上的可能金屬部件。
例如，一或多個齒盤30通常藉由膠合固定到曲柄臂22的十字軸腿36上。實際上，剛性芯218在成品曲柄臂的旋轉軸線X側上包括中心孔257和圍繞孔257徑向延伸的突起258，突起258將限定曲柄臂22的內空腔在其相對應數目的十字軸腿內部的延伸(圖1)，突起258圍繞金屬襯套52徑向地延伸。曲柄臂22的突起258、十字軸腿36各自的數量不一定等於如圖所示的四個。
應強調的是，藉由上文所示的製造程序，該至少一個偵測器100(以及其它電氣/電子構件)因此與曲柄臂22的複合材料共同模製，即曲柄臂22與已經被***到其中的該偵測器100作為單件模製。
因此，在曲柄臂22的主體中整合有該至少一個偵測器100，並且可能具有其它電氣/電子構件。
因此，該至少一個偵測器100(以及可能的其它電氣/電子構件)被有利地封閉在形成曲柄臂22的複合材料中，並且因此受到非常好地保護以防碰撞、水、污垢和大氣媒體。
被容納在曲柄臂中的電氣/電子構件應能夠承受模製程序中的壓力和溫度分佈——在具有熱固性聚合物材料的複合材料的情況下比在具有熱塑性聚合物材料的複合材料的情況更為關鍵——以及可能進行的酸洗(當受適當保護時可能)。
值得強調的是，該至少一個偵測器100和可能的其它感測器239或它們中的一些也能夠在曲柄臂22的模製之後連接，並且特別是固定到曲柄臂22的外表面。
可替選地，能夠在模製完成之後提供芯218，芯218被適當地設計並被保持就位於成品曲柄臂22內部。在這種情況下，芯218無論如何都限定形成曲柄臂10的殼體或外包層的複合材料內的一種內空腔。
保持在成品曲柄臂中的芯能夠以特別輕的材料提供，例如高密度聚丙烯或硬化複合材料(該材料可以與形成曲柄臂22的殼體的複合材料相同或不同)，或者為框架的形式，該框架的形式被適當地構造並具有此類剛度，該剛度確保了該至少一個偵測器100(和感測器239)在成品曲柄臂中的正確定位。
在成品曲柄臂22中，該至少一個偵測器100和其它電氣/電子構件不會被暴露，並且還被以不可滲透的方式密封保護以防止水及/或污垢可能進入曲柄臂22的空腔中。
最後，假設該至少一個偵測器100和其它感測器239(以及其它電氣/電子構件)完全隱藏在視線之外，曲柄臂22的外觀得到顯著改善。
還能夠在芯218和該至少一個偵測器100之間佈置複合材料，以便獲得設置有空腔的曲柄臂22，在該空腔中該至少一個偵測器100緊鄰空腔，仍然被複合材料完全包圍。如果一方面該程序有助於在模製之後將該至少一個偵測器100保持就位，並且保護偵測器100免受空腔中可能的滲透，另一個方面在模製期間，該至少一個偵測器100可能移動得比當該至少一個偵測器100被臨時地固定到芯及/或被容納在芯的凹部中時更遠，出於這個原因，將該至少一個偵測器100和其它電氣/電子構件定位在曲柄臂22中變得不那麼精確。
如上多次所述的，上述偵測器100能夠有意用於功率計或扭矩計。從數學的觀點來看，如前述，踩踏功率是騎手輸出的功率的有用分量，踩踏功率由被施加在踏板14、15中的任一個或兩個上的扭矩乘以相對應曲柄臂22、23的角速度提供。
繼而由在切線方向上的力分量Fv乘以臂的乘積提供扭矩，臂基本上對應於曲柄臂22、23的長度(在右曲柄臂22的情況下對應於長度Lp)。
角速度通常由節奏感測器提供。可替選地，角速度能夠藉由加速度計獲得，加速度計藉由重力相對於曲柄臂22、23的回轉平面R的交替來偵測踩踏節奏。
可替選地，曲柄組12以及因此曲柄臂22、23的角速度能夠根據自行車速度計算，自行車速度繼而可以由被施加到車輪的節奏感測器和當前傳動比決定。
藉由曲柄組12處的功率計收集與被施加的扭矩相關的資料。
本發明能夠應用於對稱的扭矩或功率偵測系統，對稱的扭矩或功率偵測系統包括在曲柄組的每一個曲柄臂22、23處的兩個子系統，或者應用於非對稱的扭矩或功率偵測系統，非對稱的扭矩或功率偵測系統包括在傳動裝置側上的曲柄臂22處的一個子系統，以及中軸軸心26處的另一個子系統(以偵測被施加到與傳動裝置側相反的一側上的踏板上的扭矩或功率)，或者還應用於僅在傳動裝置側上的曲柄臂22處的扭矩或功率偵測系統。在最後一種情況下，由騎手傳遞的扭矩或功率被估計為量測值的兩倍。
儘管已經參考應變計詳細地描述了本發明，但是本發明也能夠應用於不同類型的感測器，例如壓電感測器。
以上已經描述的關於長度比率Lr及/或在芯218中設置凹部236及/或關於設置預組裝本體247的內容也能夠獨立於關於距離Do以及關於靈敏度比率Sr以及也關於左曲柄臂23(左曲柄臂23不受匹配效應的影響)所述的內容應用。在左曲柄臂23的情況下，芯218將沒有突起258。
以上是發明態樣的各種實施例的描述，並且在不脫離本發明的範圍的情況下能夠進行進一步的改變。能夠改變各種構件的形狀及/或尺寸及/或位置及/或定向，及/或各種步驟的順序。元件或模組的功能能夠由兩個或更多個構件或模組執行，反之亦然。被示出直接連接或直接彼此接觸的構件能夠具有被佈置在它們之間的中間結構。被示出彼此直接緊隨的步驟能夠具有在它們之間執行的中間步驟。附圖中示出的及/或參考附圖或實施例描述的細節能夠應用於其它附圖或實施例中。並非在附圖中示出的或在相同上下文中描述的所有細節都必須存在於同一實施例中。單獨或與其它特徵組合的相對於現有技術而言是新穎的特徵或態樣都應該被視為本身描述，與被明確描述為創新的內容無關。
10‧‧‧應力/應變偵測器
12‧‧‧曲柄組
14‧‧‧踏板
15‧‧‧踏板
16‧‧‧傳動鏈條
18‧‧‧鏈輪
20‧‧‧後輪輪轂
22‧‧‧曲柄臂
23‧‧‧曲柄臂
24‧‧‧樞軸端
25‧‧‧樞軸端
26‧‧‧中軸軸心
28‧‧‧自由端
29‧‧‧自由端
30‧‧‧齒盤
32‧‧‧中軸
34‧‧‧踏板樞軸
35‧‧‧踏板樞軸
36‧‧‧複數個十字軸腿
38‧‧‧主體或「臂區域」
39‧‧‧主體或「臂區域」
40‧‧‧近端面
41‧‧‧近端面
42‧‧‧遠端面
43‧‧‧遠端面
44‧‧‧上面
45‧‧‧上面
46‧‧‧下面
47‧‧‧下面
100‧‧‧偵測器
102‧‧‧第一讀數
104‧‧‧第二讀數
110‧‧‧直線
112‧‧‧直線
114‧‧‧位置
116‧‧‧點
118‧‧‧點
218‧‧‧剛性芯
220‧‧‧第一區域
222‧‧‧突起
225‧‧‧遠端面
226‧‧‧近端面
229‧‧‧臺階
232‧‧‧立板表面
234‧‧‧「踏面」表面
236‧‧‧凹部
239‧‧‧溫度感測器
240‧‧‧凹部
242‧‧‧PCB
244‧‧‧凹部
246‧‧‧電纜及/或柔性電路
247‧‧‧主體
252‧‧‧金屬襯套
254‧‧‧金屬襯套
256‧‧‧複合材料
257‧‧‧中心孔
258‧‧‧突起
260‧‧‧層
參考附圖，藉由本發明的優選實施例的描述，本發明的其它特徵和優點將更加清楚，其中：
- 圖1示意性地圖示自行車傳動裝置；
- 圖2是具有一些帶註釋的參考系的曲柄臂的透視圖；
- 圖3至圖5是作用在曲柄臂的橫截面上的應力的示意圖；
- 圖6至圖9是代表圖2的曲柄臂的一些特徵函數的一些曲線的說明性形狀的表示圖；並且
- 圖10至圖11是用於製造圖2的曲柄臂的程序的實施例的步驟的透視圖和分解圖。
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無
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無

Claims (15)

  1. 一種自行車曲柄臂(22)，用於安裝在自行車傳動裝置側上，包括一主體(38)，該主體(38)具有沿著從該曲柄臂(22)的一旋轉軸線(X)到一踏板軸線(Y1)的一長度方向(L)量測的一長度(Lp)，該曲柄臂(22)包括用於一扭矩計或一功率計的至少一個應力/應變偵測器(100)，該至少一個應力/應變偵測器(100)沿著該長度方向(L)定向， 其特徵在於該至少一個偵測器被固定在從該至少一個應力/應變偵測器(100)的中心(C)到該曲柄臂(22)的該旋轉軸線(X)量測的一距離(Do)處，使得在該距離(Do)與該長度(Lp)之間的比率被包括在0.45-0.65的範圍內。
  2. 根據請求項1之自行車曲柄臂(22)，其中該比率被包括在0.48-0.62的範圍內。
  3. 根據請求項2之自行車曲柄臂(22)，其中該比率被包括在0.50-0.60的範圍內。
  4. 根據請求項3之自行車曲柄臂(22)，其中該比率被包括在0.52-0.58的範圍內。
  5. 根據請求項1之自行車曲柄臂(22)，其特徵在於該自行車曲柄臂(22)至少部分地由複合材料製成，該複合材料包含被結合在一聚合物基質中的結構纖維。
  6. 根據請求項5之自行車曲柄臂(22)，其中該至少一個偵測器(100)被整合在該曲柄臂(22)中。
  7. 根據請求項5之自行車曲柄臂(22)，其中該至少一個偵測器(100)被定位在該曲柄臂(22)的一第一面(44)上，並且該自行車曲柄臂(22)包括至少一個第二偵測器，該至少一個第二偵測器被佈置在該曲柄臂(22)的與該第一面相反的一第二面(46)上。
  8. 根據請求項5之自行車曲柄臂(22)，其中該偵測器(100)是至少一個應變計，並且其中該至少一個應變計(100)的一長度(Le)與該曲柄臂(22)的該主體(38)的該長度(Lp)之間的一長度比率(Lr)等於或大於一最小長度比率(Lr_min)且/或小於或等於一最大長度比率(Lr_max)，該最小長度比率(Lr_min)等於1%，優選地等於2%，更優選地等於3%，甚至更優選地等於5.7%，甚至更優選地等於6%，甚至更優選地等於7%，該最大長度比率(Lr_max)等於15%，優選地等於13%，更優選地等於11.6%，甚至更優選地等於9%，甚至更優選地等於8%，甚至更優選地等於7%。
  9. 根據請求項5之自行車曲柄臂(22)，包括至少一個空腔，其中該至少一個偵測器(100)被施加在該空腔的一內面上。
  10. 根據請求項5之自行車曲柄臂(22)，包括一芯(218)，該至少一個偵測器(100)被佈置在該芯(218)和該複合材料之間。
  11. 根據請求項10之自行車曲柄臂(22)，其中該芯(218)包括至少一個凹部(236)，並且該至少一個偵測器(100)被佈置在該至少一個凹部(236)中。
  12. 一種自行車曲柄組(10)，包括：一中軸軸心(26)、根據請求項1之傳動裝置側上的一第一曲柄臂(22)；及在與該傳動裝置側相反的一側上的一第二曲柄臂(23)。
  13. 一種用於偵測被施加到一自行車的一曲柄臂(22)的踩踏扭矩或功率的方法，該曲柄臂(22)被構造用於安裝在一自行車傳動裝置側上，該方法包括下列步驟： a)提供一曲柄臂(22)，該曲柄臂(22)被構造用於安裝在該傳動裝置側上，並且該曲柄臂(22)包括一主體(38)，該主體(38)具有沿著從該曲柄臂(22)的一旋轉軸線(X)到一踏板軸線(Y1)延伸的一長度方向(L)量測的一長度(Lp)；及 b)將用於一扭矩計或一功率計的至少一個應力/應變偵測器(100)固定在從該應力/應變偵測器(100)的中心到該曲柄臂(22)的該旋轉軸線(X)量測的一距離(Do)處，使得在該距離(Do)與該長度(Lp)之間的一比率被包括在0.45-0.65的範圍內。
  14. 一種用於製造由複合材料製成的一自行車曲柄臂(22)的程序，該複合材料包含被結合在一聚合物基質中的結構纖維，該曲柄臂(22)被構造用於安裝在傳動裝置側，該程序包括不必按次序的下列步驟： 提供具有一模具空腔的一模具，該模具空腔具有該曲柄臂(22)的形狀； 提供用於一扭矩計或一功率計的該至少一個應力/應變偵測器(100)； 提供一預定形狀的一芯(218)； 將該至少一個應力/應變偵測器(100)施加在該芯(218)上； 將承載該至少一個應力/應變偵測器(100)的該芯(218)***到該模具空腔中； 將該複合材料***到該模具空腔中；及 經受一溫度和壓力分佈直到該複合材料的硬化， 附帶條件是，在該曲柄臂(22)中，該至少一個應力/應變偵測器(100)被固定在從該應力/應變偵測器(100)的中心(C)到該曲柄臂(22)的旋轉軸線(X)量測的一距離(Do)處，使得在該距離(Do)與該長度(Lp)之間的比率在0.45-0.65的範圍內。
  15. 根據請求項14之程序，其中該芯(218)包括至少一個凹部(36)，並且在將該至少一個應力/應變偵測器(100)施加在該芯(218)上的該步驟中，該至少一個應力/應變偵測器(100)被施加在該凹部(36)中。
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