TWI540077B - 自行車曲柄臂 - Google Patents

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TWI540077B
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Description

自行車曲柄臂 相關申請案的參照
本案為2012年3月7日申請的美國專利申請案第13/414,435號的部份連續申請案。美國專利申請案第13/414,435號的整個揭示藉此藉著參考而結合於此。
本發明概括而言相關於自行車曲柄臂。更明確地說，本發明相關於具有偵測踩踏力(pedaling force)的自行車輸入力處理裝置的自行車曲柄臂。
自行車有時配備有各種不同的感測器，以用來對騎車者提供資訊及/或用來對控制器提供資訊以控制自行車的各種不同方面，例如換檔或懸吊勁度(suspension stiffness)。一個此種感測器為用來偵測騎車者的踩踏力的轉矩或力感測器。各種不同的感測配置(sensing arrangement)曾被提出以用來偵測騎車者的踩踏力。例如，在美國專利第7,516,677號(讓渡給Shimano Inc.)中，圓柱形的扭力偵測套筒構件(力感測器單元)被設置在曲柄軸上，以用來在踩踏期間偵測施加於曲柄軸的踩踏力。用來偵測施加於曲柄臂的踩踏力的力感測器的另一例子揭示在日本新型專利第3047816號中(見其圖3及4)。在此新型專利中，扭力感測器被用來偵測撓性桿(flexible rod)與曲柄臂之間的相對阻力。曲柄臂及撓性 桿可經由單向離合器軸承而繞曲柄軸旋轉。撓性桿的自由端部接觸曲柄臂的一部份。
最近，應變計(strain gauge)已曾被用來偵測踩踏期間的踩踏力。舉例而言，美國專利申請案公開第2010/0282001號(讓渡給Shimano Inc.)中揭示一種力感測器，其利用應變計來在踩踏期間偵測施加於曲柄軸的踩踏力。美國專利第8,006,574號揭示另一個例子，其中應變計被使用在曲柄臂上以偵測由騎車者所施加的踩踏力。典型上，應變計必須以高準確度被安裝以獲得準確的測量。因此，當應變計被安裝於自行車曲柄臂上以偵測騎車者的踩踏力時，製造自行車曲柄臂的製造成本及/或製造時間均增加。
概括而言，此處的揭示係針對一種自行車曲柄臂，其設置有偵測正被施加在自行車曲柄臂上的踩踏力或動力的感測配置。
在一個實施例中，提供一種自行車曲柄臂，其基本上包含曲柄本體、感測器支撐構件、及動力感測裝置。曲柄本體包含曲柄軸安裝部份及踏板安裝部份。感測器支撐構件被設置於曲柄本體的空腔內且被附接於曲柄本體。動力感測裝置被支撐在感測器支撐構件上。
以此自行車曲柄臂，動力感測裝置可以用相對地簡單的方式被安裝於自行車曲柄臂。對於熟習自行車領域者而 言，所揭示的自行車曲柄臂的另外的發明特徵、目的、方面、及有利點從以下連同所附的圖式揭示較佳實施例的詳細敘述會顯明。
以下會參考形成此原始揭示的一部份的所附的圖式。
以下參考圖式說明選定的實施例。對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的實施例的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明。
首先參考圖1，圖中顯示自行車10，其包含具有根據第一實施例的第一(左側)自行車曲柄臂14的自行車曲柄總成12。此處，自行車10為包含各種不同的電控制的組件的公路型(road style)自行車。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，曲柄總成12可與其他類型的自行車一起使用。自行車曲柄總成12另外包含第二(右側)曲柄臂16。自行車曲柄臂14及16的自由端部各自設置有自行車踏板18。騎車者在自行車踏板18上施加踩踏力，然後此力以傳統方式被傳輸至自行車曲柄臂14及16以用來移動自行車鏈條C而推進自行車10。如以下會說明的，自行車曲柄總成12設置有偵測踩踏力的自行車輸入力處理裝置，以提供可被傳送給騎車者且/或可由各種不同的電子組件使用的資訊(例如，傳輸至自行車曲柄總成12的動力)。自行車10設置有用來供應電力至自 行車10的各種不同的電子組件的電池B。
如圖2所示，自行車10具有車把H，而車把H具有自行車碼錶20及一對電子換檔器22A及22B。較佳地，電池B供應電力至電子換檔器22A及22B。自行車碼錶20可具有其本身的電源(較佳地內建)，或是可從電池B接收電力。電子換檔器22A及22B構成換檔命令單元，其被電連接於自行車碼錶20，以用來回應電子換檔器22A及22B的操作而提供換檔資訊至自行車碼錶20。電子換檔器22A被電連接於電子後撥鏈器RD(圖1)，而電子換檔器22B被電連接於電子前撥鏈器FD(圖1)。當然，如果需要及/或想要，電子換檔器22A可被電連接於電子前撥鏈器FD，且電子換檔器22B可被電連接於電子後撥鏈器RD。在圖1的舉例說明的實施例中，電子換檔器22A及22B為包含制動功能的道路型換檔器。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，其他類型的電子換檔器可被使用。電子換檔器在自行車領域中為已知的，因此此處不會詳細討論及/或顯示電子換檔器22A及22B。如以下會說明的，自行車曲柄總成12***作性地連接於自行車碼錶20，以用來提供資訊(例如，傳輸至自行車曲柄總成12的動力)至自行車碼錶20。自行車曲柄總成12可被接線至自行車碼錶20，或是可依需要及/或所想要的與自行車碼錶20無線式地通訊。
如圖3所示，自行車曲柄總成12另外包含曲柄軸24。第一及第二曲柄臂14及16被固定地耦接於曲柄軸 24，使得第一及第二曲柄臂14及16從曲柄軸24於相反方向垂直地延伸。在舉例說明的實施例中，第一曲柄臂14以可釋放且可重新安裝的方式附接於曲柄軸24的第一端部。第二曲柄臂16以傳統方式(例如，捲邊(crimping)、鎖環、黏著劑等)附接於曲柄軸24的第二端部。在第一舉例說明的實施例中，第二曲柄臂16具有一對鏈輪S1及S2。鏈輪S1及S2以傳統方式(例如，環首螺母(ring nut)及帶環螺栓(ring bolt))被固定地安裝於第二曲柄臂16。如在圖3中所見的，曲柄軸24的縱向中心界定自行車曲柄總成12的旋轉軸線A。
現在參考圖4及5，以下更詳細地討論第一及第二曲柄臂14及16。基本上，第一及第二曲柄臂14及16各自設置有被支撐在感測器支撐構件28上的動力感測裝置26。如以下會說明的，感測器支撐構件28將動力感測裝置26安裝於曲柄臂14或16，以測量施加於曲柄臂14或16的轉矩或動力。然後，來自動力感測裝置26的資訊可被用來計算由騎車者所施加的作用力，及/或被用來輔助操作自行車10的組件。
更明確地說，第一曲柄臂14包含曲柄本體30，其具有接收動力感測裝置26中的一個的空腔32，而第二曲柄臂16包含曲柄本體34，其具有接收動力感測裝置26中的另一個的空腔36。雖然曲柄本體30及34具有不同的整體組態，但是曲柄本體30及34的空腔32及36在組態上實質上相同，使得動力感測裝置26藉著感測器支撐構件28 而被支撐在空腔32及36內。因此，只有第一曲柄臂14會在此處被進一步詳細地討論。然而，以下對於動力感測裝置26藉著感測器支撐構件28而在空腔32內被安裝的敘述也適用於第二曲柄臂16。
如在圖4及5中所見的，感測器支撐構件28被設置在曲柄本體30的空腔32內且被不可移動地附接於曲柄本體30。感測器支撐構件28為杖形(stick shaped)構件，其被用來將動力感測裝置26容易地且準確地定位在曲柄本體30上，使得從踩踏力而發生於曲柄本體30的應變經由感測器支撐構件28而被傳輸至動力感測裝置26。較佳地，感測器支撐構件28在曲柄本體30的兩個在縱向上間隔開的位置處被不可拆卸地固定於曲柄本體30，以用來確保踩踏力經由感測器支撐構件28而被傳輸至動力感測裝置26。
如在圖3至5中所見的，曲柄本體30另外包含曲柄軸安裝部份38、踏板安裝部份40、及臂部42。空腔32形成於位在曲柄軸安裝部份38與踏板安裝部份40之間的臂部42內。臂部42構成曲柄本體30的底座部份。在第一舉例說明的實施例中，曲柄軸安裝部份38、踏板安裝部份40、及臂部42是由典型上被用來製造曲柄臂的金屬材料成整體地形成單件式的單元構件。但是，曲柄本體30可由非金屬材料例如纖維加強材料(例如碳纖維材料)形成。雖然曲柄本體30概括而言為非常剛硬的構件，但是曲柄本體30在騎車者正在踩踏的同時會經歷些微的彈性 撓曲(resilient flexing)量。換句話說，曲柄本體30的臂部42在有於騎車者正踩踏的情況下經由自行車踏板18而施加於踏板安裝部份40的踩踏力施加時會彈性變形。因此，曲柄本體30可在有踩踏力施加時彈性變形。
如在圖4中所見的，曲柄軸安裝部份38具有花鍵孔44。此處，第一曲柄臂14是使用鎖環而被附接於曲柄軸24。但是，第一曲柄臂14可以用任何傳統方式而被附接於曲柄軸24。舉例而言，第一曲柄臂14可被修改成具有從花鍵孔44延伸的徑向槽溝、以及可以用傳統方式旋入曲柄臂14的端部部份而將第一曲柄臂14緊固於曲柄軸24之兩個夾緊螺栓。踏板安裝部份40具有用來固定地附接踏板18中的一個的螺紋孔48。在左側曲柄臂的情況中，螺紋孔48的螺紋為左手螺紋，以用來附接左側自行車踏板。另一方面，在右側曲柄臂的情況中，典型上使用右手螺紋來附接右側自行車踏板。
參考圖4及5，以下更詳細地討論動力感測裝置26及感測器支撐構件28。在騎車者正踩踏曲柄總成12的情況下，曲柄本體30會由於踩踏力於旋轉方向的施加而經歷些微的彈性撓曲量。換句話說，當騎車者旋轉曲柄總成12時，曲柄臂14會根據來自騎車者的踩踏力而稍微彎曲。以此方式，曲柄本體30的臂部42會彈性變形，使得踏板安裝部份40會相對於曲柄軸安裝部份38偏轉(deflect)。
感測器支撐構件28被建構成在有施加於踏板安裝部 份40的踩踏力施加時變形。特別是，感測器支撐構件28被安裝於曲柄本體30，使得感測器支撐構件28在有施加於踏板安裝部份40的踩踏力施加時會與曲柄本體30的臂部42一起彈性變形。在第一舉例說明的實施例中，感測器支撐構件28將動力感測裝置26準確地且容易地支撐在空腔32內。特別是，曲柄軸安裝部份38及踏板安裝部份40中的一個的端面包含與曲柄本體30的空腔32連通的進出孔(access bore)50，以用來將感測器支撐構件28***至曲柄本體30的空腔32內。在第一舉例說明的實施例中，進出孔50係形成於踏板安裝部份40。然而，進出孔50可形成於曲柄軸安裝部份38的端面。在任一情況中，進出孔50相對於感測器支撐構件28被定尺寸成使得感測器支撐構件28經由進出孔50而被安裝至空腔32內。
如在圖5中所見的，曲柄本體30也包含進出孔52，而此進出孔52形成於曲柄軸安裝部份38且將空腔32連接至花鍵孔44。進出孔52構成接線通道，用來供動力感測裝置26的接線從曲柄本體30的空腔32被引出且延伸至曲柄軸24的中空內部內。較佳地，固定銷54被用來如稍後會更詳細說明的將感測器支撐構件28固定於曲柄本體30。並且，插塞56被設置來封閉進出孔50的開口。曲柄本體30另外具有橫向安裝孔58。固定銷54可被壓入配合至橫向安裝孔58內。或者，固定銷54可為螺栓，且橫向安裝孔58可部份地具有螺紋，以用來接收螺栓而將感測器支撐構件28固定在進出孔50內。
如圖4及5所示，在第一舉例說明的實施例中，感測器支撐構件28包含第一部份60、第二部份62、及中間部份64。動力感測裝置26被支撐在被設置在感測器支撐構件28的第一部份60與第二部份62之間的感測器支撐構件28的中間部份64上。第一部份60在第一位置處與曲柄本體30接觸，其中第一位置係相應於進出孔50在空腔32處的區段。較佳地，第一部份60是藉著使用在第一部份60與進出孔50之間的黏著性結合及/或在第一部份60與進出孔50之間的螺紋連接或壓入連接而被固定在進出孔50內。第二部份62係在相對於曲柄本體30的縱向軸線藉著中間部份64而與第一位置(在進出孔50處)在縱向上間隔開的第二位置處與曲柄本體30接觸。特別是，第二位置相應於形成於曲柄軸安裝部份38且將空腔32連接於花鍵孔44的進出孔52。較佳地，第二部份62是藉著使用在第二部份62與進出孔52之間的黏著性結合及/或在第二部份62與進出孔52之間的螺紋連接或壓入連接而被固定在進出孔52內。以此配置，動力感測裝置26在曲柄臂14的中間區域被支撐於空腔32內，並且第一部份60及第二部份62位在空腔32的兩相反縱向端部處。感測器支撐構件28被固定於進出孔50及進出孔52中的至少一個內，使得感測器支撐構件28不會相對於曲柄本體30移動。
在第一舉例說明的實施例中，第一部份60進一步藉著固定銷54而被固定在進出孔50的一區段內。較佳地， 如上所述，第一部份60藉著使用在第一部份60與進出孔50之間的黏著性結合及/或在第一部份60與進出孔50之間的螺紋連接或壓入連接而緊密地接觸進出孔50的內部表面且被固定在進出孔50內，以確保踩踏力從曲柄本體30經由感測器支撐構件28而被良好地且正確地傳輸至動力感測裝置26。在舉例說明的實施例中，第一部份60及進出孔50具有配合在一起的圓形截面。因此，固定銷54確保動力感測裝置26藉著使用感測器支撐構件28而於曲柄臂14的中間區域有正確的定向(orientation)。固定銷54如圖4所示通過第一部份60的橫向固定孔60a，以固定動力感測裝置26相對於曲柄本體30的定向。固定銷54可被壓入配合或螺合至曲柄本體30的橫向安裝孔58內。並且，橫向安裝孔58可依需要及/或所想要的為通孔或盲孔。
第二部份62緊密地接觸進出孔52的內部表面，以確保踩踏力從曲柄本體30良好地傳遞至第二部份62。第二部份62較佳地包含管狀區段，其界定用來接收電導線及/或撓性印刷電路(撓性印刷板)的內部通道。較佳地，如上所述，第二部份62藉著使用在第二部份62與進出孔52之間的黏著性結合及/或在第二部份62與進出孔52之間的螺紋連接或壓入連接而緊密地接觸進出孔52的內部表面且被固定在進出孔52內，以確保踩踏力從曲柄本體30經由感測器支撐構件28而被良好地且正確地傳輸至動力感測裝置26。藉著將進出孔50及52以及第一及第二部份 60及62建構成使得進出孔50及52與第一及第二部份60及62之間不會相對於彼此旋轉，固定銷54可被去除。例如，第一及第二部份60及62中的至少一個較佳地為鍵合式(keyed)或是具有非圓形的橫向截面，以確保感測器支撐構件28相對於曲柄本體30被正確地定向。
為輔助感測器支撐構件28的組裝至曲柄本體30內，感測器支撐構件28的第二部份62具有等於或小於第一部份60的極大寬度的極大寬度。同樣地，進出孔52具有等於或小於進出孔50的極大寬度的極大寬度，使得第一及第二部份60及62被緊貼地(snugly)接收在進出孔50及52內。以此方式，第二部份62可在感測器支撐構件28經由進出孔50而被***至曲柄本體30內的期間容易地通過進出孔50。
動力感測裝置26包含被設置在相對於曲柄本體30的縱向軸線的不同角度位置處的四個感測器元件70、72、74、及76。較佳地，如在圖6中所見的，感測器支撐構件28的中間部份64具有相對於曲柄本體30的縱向軸線為矩形的橫向截面。如此，感測器支撐構件28的中間部份64界定四個側面，而感測器元件70、72、74、及76之每一者被分別固定於四個側面中的各側面。感測器元件70及72被配置在中間部份64之平行於第一曲柄臂14的旋轉軸線A的兩相反側面上。感測器元件74及76被配置在中間部份64之垂直於第一曲柄臂14的旋轉軸線A的兩相反側面上。四個感測器元件70、72、74、及76的偵測方向係 於第一曲柄臂14的縱向方向延伸。
雖然動力感測裝置26包含四個感測器元件70、72、74、及76，但是動力感測裝置26可被建構成只具有感測器元件70、72、74、及76中的兩個，使得這兩個感測器元件被配置在感測器支撐構件28的中間部份64的側面中互相垂直的兩個側面上。但是，較佳地，感測器元件70、72、74、及76被配置在感測器支撐構件28的中間部份64的側面中的各個側面上。感測器元件70、72、74、及76是由應變計及半導體感測器中的至少一個形成，以偵測曲柄臂14的應變。
較佳地，如在圖5中所見的，動力感測裝置26另外包含被設置在中間部份64上的感測器元件78。在舉例說明的實施例中，感測器元件78具有兩個感測部件，其被配置成形成「X」或「+」的形狀而具有一對偵測方向。較佳地，感測器元件78被配置在中間部份64上成為使得感測器元件78的偵測方向以規定角度(prescribed angle)與第一曲柄臂14的縱向方向交叉，其中規定角度較佳地為如圖所示的大約四十五度。並且，也較佳地，感測器元件78的兩個偵測方向如圖所示地互相垂直。感測器元件78是由應變計或半導體感測器形成，以偵測曲柄臂14的應變。
如在圖4中所見的，在第一實施例中，第一及第二曲柄臂14及16的每一個另外包含通訊單元80。從此揭示很明顯，通訊單元80可依需要及/或所想要的被結合成被安 裝在曲柄臂14及16中的任一個或是曲柄軸24上的單一通訊單元。通訊單元80的每一個具有電連接器82。曲柄總成12另外包含被安裝在曲柄軸24的內部內的電池單元84。電池單元84具有一對電連接器86，其與通訊單元80的電連接器82配合。
通訊單元80以傳統方式使用電導體90而被電連接於動力感測裝置26，其中電導體90可為例如電導線或撓性的電導體板。電池單元84供應電力至通訊單元80。第一及第二曲柄臂14及16的動力感測裝置26經由電導體90而***作性地連接於通訊單元80以接收來自動力感測裝置26的訊號。根據來自動力感測裝置26的訊號，通訊單元80依需要及/或所想要的輸出資訊至各種不同的自行車組件。雖然通訊單元80被安裝於曲柄臂14及16，但是通訊單元80可位於別處。並且，雖然電池單元84在舉例說明的實施例中被設置在曲柄軸24的中空內部內，但是電池單元84可位於別處。
較佳地，通訊單元80的每一個包含微處理器及發射器，使得通訊單元80無線式地傳輸資訊至一或多個自行車電氣組件，例如在圖1中所見的自行碼錶20、電子前撥鏈器FD、及電子後撥鏈器RD。或者，通訊單元80可藉著一或多個電線繩而***作性地連接於自行車碼錶20、電子前撥鏈器FR、及電子後撥鏈器RD中的一或多個。
現在參考圖7，圖中顯示根據第二實施例的替代性的第二(右側)曲柄臂16’。基本上，第二曲柄臂16’取代圖 1、3、及4所示的曲柄總成12的第二曲柄臂16。此處，第二曲柄臂16’具有成為凹部的形式的敞開的空腔36’，其在第二曲柄臂16’被安裝時開口在面向自行車10之側。空腔36’被建構成緊密地扣持第一實施例的動力感測裝置26。較佳地，動力感測裝置26是藉著壓入配合及/或以黏著劑等的結合而被不可拆卸地設置在空腔36’中。鑑於第二曲柄臂16’與第二曲柄臂16之間的相似性，與第二曲柄臂16的部份或零件在功能上相同的第二曲柄臂16’的部份或零件為簡潔起見不會被討論。而是，第二曲柄臂16的部份或零件的敘述適用於第二曲柄臂16’，除非是被明確地陳述及/或顯示為有所不同。
選擇性地，蓋件(未顯示)被固定地耦接於曲柄本體34’，以用來封閉空腔36’的開口及隱藏動力感測裝置26。蓋件可為動力感測裝置26的整體部份或是分開的構件。舉例而言，空腔36’可形成為在曲柄本體34’面向自行車車架之側敞開，使得動力感測裝置26在被安裝在自行車10上時被遮掩而不被看見。
現在參考圖8及9，圖中顯示根據第三實施例的替代性的第一(左側)曲柄臂14’。基本上，第一曲柄臂14’取代圖1、3、及4所示的曲柄總成12的第一曲柄臂14。第一曲柄臂14’可與第二曲柄臂16或第二曲柄臂16’一起使用。在此第三實施例中，第一曲柄臂14’具有經修改的動力感測裝置26’，其在構造上與以上所討論的動力感測裝置26相同，除了經修改的感測器支撐構件28’被用來將動 力感測裝置26’安裝於第一曲柄臂14’的曲柄本體30’。動力感測裝置26’被設置在曲柄本體30’的空腔32’內。
並且，在此實施例中，第一曲柄臂14’具有蓋件31’，其被固定地耦接於曲柄本體30’，以用來封閉空腔32’的開口及隱藏動力感測裝置26’。曲柄本體30’構成底座構件，且蓋件31’被附接於曲柄本體30’(亦即底座構件)以實質上封閉空腔32’。但是，從此揭示很明顯，蓋件31’並非必要。鑑於第一曲柄臂14’與第一曲柄臂14之間的相似性，與第一曲柄臂14的部份或零件在功能上相同的第一曲柄臂14’的部份或零件為簡潔起見不會被討論。而是，第一曲柄臂14的部份或零件的敘述適用於第一曲柄臂14’，除非是被明確地陳述及/或顯示為有所不同。
如在圖9中所見的，感測器支撐構件28’被固定於空腔32’之由曲柄本體30’(亦即底座構件)所形成的內部側面。在圖8及9的此實施例中，黏著劑54’被用來將感測器支撐構件28’結合於空腔32’的內部側面。當然，感測器支撐構件28’可依需要及/或所想要的以其他方式被固定於曲柄本體30’。
動力感測裝置26’包含被設置在相對於曲柄本體30’的縱向軸線的不同角度位置處的四個感測器元件70’、72’、74’、及76’。較佳地，如在圖9中所見的，感測器支撐構件28’的中間部份具有相對於曲柄本體30的縱向軸線為矩形的管狀橫向截面。感測器元件70’、72’、74’、及76’之每一者被分別固定於各內部側面。感測器元件70’及72’被 配置在中間部份之平行於第一曲柄臂14’的旋轉軸線A的兩相反內部側面上。感測器元件74’及76’被配置在中間部份之垂直於第一曲柄臂14’的旋轉軸線A的兩相反內部側面上。四個感測器元件70’、72’、74’、及76’的偵測方向係於第一曲柄臂14’的縱向方向延伸。感測器元件70’、72’、74’、及76’的配置與以上所討論的第一實施例相同，除了感測器支撐構件28’的中間部份為中空狀，且感測器元件70’、72’、74’，及76’被附接於感測器支撐構件28’的中間部份的內部側面。
較佳地，動力感測裝置26’另外包含被設置在感測器支撐構件28’的中間部份上的感測器元件78’。較佳地，感測器元件78’被配置成使得感測器元件78’的偵測方向以規定角度與第一曲柄臂14’的縱向方向交叉，其中規定角度較佳地為如圖所示的大約四十五度。並且，也較佳地，感測器元件78’的兩個偵測方向如圖所示地互相垂直。感測器元件78’是由應變計或半導體感測器形成，以偵測第一曲柄臂14’的應變。
如在圖10中所見的，圖中所示的第一(左側)曲柄臂14”與以上所討論的第一(左側)曲柄臂14’相同，除了將動力感測裝置26”固定於第一曲柄臂14”的曲柄本體30”及蓋件31”的方式。此處，動力感測裝置26”是藉著黏著劑54”及一對螺栓55”而被附接於曲柄本體30”及蓋件31”。動力感測裝置26”相同於動力感測裝置26’，除了截面形狀已被改變，且一對螺紋安裝孔已被附加以用來接收 螺栓55”。鑑於動力感測裝置26’與動力感測裝置26”之間的相似性，與動力感測裝置26’的部份或零件相同的動力感測裝置26”的部份或零件會被給予與動力感測裝置26’的部份或零件相同的參考數字，但是以雙撇上標(”)取代單撇上標(’)。另外，與動力感測裝置26’的部份或零件相同的動力感測裝置26”的部份或零件的敘述為簡潔起見會被省略。
現在參考圖11，圖中顯示自行車100，其包含具有第一(左側)自行車曲柄臂104及第二(右側)自行車曲柄臂106的自行車曲柄總成102。為簡單起見，自行車100的共同組件中的一些會被給予與自行車10的相同類型組件相同的參考數字。此處，自行車100為包含各種不同的電控制的組件的運動自行車，例如山地(mountain)自行車。自行車曲柄臂104及106的自由端部各自設置有自行車踏板118。騎車者在自行車踏板118上施加踩踏力，然後此力以傳統方式被傳輸至自行車曲柄臂104及106以用來移動自行車鏈條C而推進自行車100。如以下會說明的，自行車曲柄總成102設置有偵測踩踏力的自行車輸入力處理裝置，以提供可被傳送給騎車者且/或可由各種不同的電子組件使用的資訊(例如，傳輸至自行車曲柄總成102的動力)。自行車100設置有用來供應電力至自行車100的各種不同的電子組件的電池B。
如圖12所示，自行車100具有車把H，而車把H具有控制單元或自行車碼錶120、一對制動桿件BL-L及BL- R、及一對電子換檔器122A及122B。較佳地，電池B供應電力至電子換檔器122A及122B。自行車碼錶120可具有其本身的電源(較佳地內建)，或是可從電池B接收電力。電子換檔器122A及122B構成換檔命令單元，其被電連接於自行車碼錶120，以用來回應電子換檔器122A及122B的操作而提供換檔資訊至自行車碼錶120。電子換檔器122A被電連接於電子後撥鏈器RD(圖11)，而電子換檔器122B被電連接於電子前撥鏈器FD(圖11)。當然，如果需要及/或想要，電子換檔器122A可被電連接於電子前撥鏈器FD，且電子換檔器122B可被電連接於電子後撥鏈器RD。電子換檔器在自行車領域中為已知的，因此此處不會詳細討論及/或顯示電子換檔器122A及122B。
如以下會說明的，自行車曲柄總成102***作性地連接於自行車碼錶120，以用來提供資訊(例如，傳輸至自行車曲柄總成102的動力)至自行車碼錶120。自行車曲柄總成102可被接線至自行車碼錶120，或是可依需要及/或所想要的與自行車碼錶120無線式地通訊。
右側曲柄臂106的第一端部部份包含用來將右側曲柄臂106安裝於曲柄軸124的軸安裝開口106a(圖13)，且右側曲柄臂106的第二端部部份包含用來安裝踏板118之一的踏板安裝開口106b。三個鏈輪被附接於右側曲柄臂106。左側曲柄臂104的第一端部部份包含用來將左側曲柄臂104安裝於曲柄軸124的軸安裝開口104a，且左側曲 柄臂104的第二端部部份包含用來安裝踏板118的踏板安裝開口104b。前撥鏈器FD使鏈條C選擇性地與三個前鏈輪中的一個接合，且可藉著由自行車碼錶120控制的馬達(未顯示)而被移動。類似地，後撥鏈器RD使鏈條C選擇性地與數個後鏈輪中的一個接合，且可藉著由自行車碼錶120控制的馬達(未顯示)而被移動。
如圖12所示，自行車碼錶120包含盒狀的殼體120a。顯示單元120b、電力開關120c、及模式開關120d被配置在殼體120a的上表面上。電子換檔器122A及122B被用來傳送命令以分別操作後撥鏈器RD及前撥鏈器FD的換檔。較佳地，自行車碼錶120是藉著被設置在電池B(圖11)處的連接器單元而被連接於後及前撥鏈器RD及FD。
如圖13所示，在此實施例中，第一電路安裝開口106c形成在曲柄臂106的橫向內側表面106d處，且第二電路安裝開口106e形成在曲柄臂106的橫向外側表面106f處。第一電路安裝開口106c及第二電路安裝開口106e分別包含底板部106g及106h，使得第一電路安裝開口106c及第二電路安裝開口106e形成為分別於橫向內側表面106d及橫向外側表面106f的凹部。
此處所謂的『內側』指的是當曲柄臂附接於自行車時曲柄臂朝向自行車車架之側，『外側』指的是曲柄臂背對自行車車架之側，『上側』指的是當曲柄臂在曲柄臂的外側朝向觀看者且軸安裝開口在左側的情況下被概括地水平 地定向時曲柄臂朝向上方之側，且『下側』指的是當曲柄臂在曲柄臂的外側朝向觀看者且軸安裝開口在左側的情況下被概括地水平地定向時曲柄臂朝向下方之側。
第一電路安裝結構130被設置在第一電路安裝開口106c內。第二電路安裝結構134被設置在第二電路安裝開口106e內。第一及第二電路安裝結構130及134被建構成將相應的測量板138(圖14及15)分別在第一及第二電路安裝開口106c及106e處可拆卸地安裝於曲柄臂106。第一及第二電路安裝結構130及134可形成為與曲柄臂106連續的單件式結構，或者第一及第二電路安裝結構130及134可為被熔接於或以其他方式被結合或緊固於曲柄臂106的分開的結構。在圖13的此實施例中，第一及第二電路安裝結構130及134被建構成圓柱形的支柱或是某些其他形式的突出部或***部。較佳地，但是並非必定要，第一及第二電路安裝結構130及134可包含另外的電路安裝開口130a及134a，而電路安裝開口130a及134a含有成為螺紋130b及134b的形式的另外的電路安裝結構。換句話說，第一及第二電路安裝結構130及134可形成為有螺紋的螺母。
如圖15所示，測量板138可包含具有頂部表面142a及底部表面142b的基板142、被設置在頂部表面142a處以用來測量輸入力的感測器146、經由接線154而被電連接於感測器146的電連接器150、及成為通孔的形式的一對安裝開口158。基板142可為印刷電路板或是半導體、 金屬、或其他導電性或非導電性的剛性或撓性薄片。在此實施例中，感測器146包含可被附加於基板142或形成為基板142的一部份的應變計(例如，被建構成為惠斯登電橋(Wheatstone bridge)的多個電阻器)。感測器146可至少部份地由半導體材料形成，以偵測基板142上的應變。當然，其他的感測器146及基板142的組態可根據所使用的材料而容易地被瞭解。
如圖14所示，測量板138的每一個可使用有螺紋的緊固件例如螺釘162而被可拆卸地安裝於第一或第二電路安裝結構130或134中其相應的一個，其中螺釘162係延伸通過於基板142的安裝開口158且至第一或第二電路安裝結構130或134中其相應的一個內。如果想要，第一及第二電路安裝開口106c及106e可具有階梯狀部份106i及106j，使得測量板138被設置在其各別的安裝開口106c及106e之一內，並且測量板138的底部表面142b與其相應的曲柄臂106的內側表面106d及外側表面106f齊平。如圖13所示，在測量板138未被安裝於第一或第二電路安裝開口106c或106e中相應的一個時，可拆卸的蓋件166可覆蓋第一及第二電路安裝開口106c及106e。在此實施例中，安裝開口106c及106e可藉著其各別的測量板138而被密封。
如圖13所示，在此實施例中，第一電路安裝開口104c形成在曲柄臂104的橫向內側表面104d處，且第二電路安裝開口104e形成在曲柄臂104的橫向外側表面 104f處。第一電路安裝開口104c及第二電路安裝開口104e分別包含底板部104g及104h，使得第一電路安裝開口104c及第二電路安裝開口104e形成為分別於橫向內側表面104d及橫向外側表面104f的凹部。曲柄臂104包含被設置在第一電路安裝開口104c內的兩個第一電路安裝結構170。曲柄臂104包含被設置在第二電路安裝開口104e內的兩個第二電路安裝結構174。然而，第一及第二電路安裝結構170及174的每一個可形成為與曲柄臂104連續的單件式結構，或者第一及第二電路安裝結構170及174可為被熔接於或以其他方式被結合或緊固於曲柄臂104的分開的結構。在此實施例中，如同於曲柄臂106的第一及第二電路安裝結構130及134，第一及第二電路安裝結構170及174被建構成圓柱形的支柱或是某些其他形式的突出部或***部，以具有另外的電路安裝開口170a及174a，而電路安裝開口170a及174a含有成為螺紋170b及174b的形式的另外的電路安裝結構。
如圖14所示，第一電路安裝結構170被建構成將測量板178(圖16)在第一電路安裝開口104c處可拆卸地安裝於曲柄臂104的橫向內側表面104d。同樣地，第二電路安裝結構174被建構成將先前所述的測量板138在第二電路安裝開口104e處可拆卸地安裝於曲柄臂104的橫向外側表面104f。
如圖16所示，測量板178可包含具有頂部表面182a及底部表面182b的基板182、被設置在頂部表面182a處 以用來測量輸入力的感測器186、被安裝於底部表面182b的控制及通訊部件190、及成為通孔的形式的一對安裝開口194。與右側的安裝開口194對準的類似的通孔(未顯示)被設置於控制及通訊部件190。控制及通訊部件190包含殼體190a及在殼體190a內部的控制及通訊電路192。殼體190a可由樹脂製成，以便利電磁波傳輸通過。控制及通訊部件190可被設置在基板182的頂部表面182a上，而在此情況中，基板182或曲柄臂104可由非金屬材料製成，或者控制及通訊部件190可被設置在基板182的底部表面182b上。
如同測量板138，基板182可為印刷電路板或是半導體，其為金屬或其他導電性或非導電性的剛性或撓性薄片。感測器186包含可被附加於基板182或形成為基板182的一部份的應變計(例如，被建構成為惠斯登電橋(Wheatstone bridge)的多個電阻器)。感測器186可至少部份地由半導體材料形成，以偵測基板182上的應變。感測器186經由接線198而***作性地耦接於控制及通訊部件190，並且電連接器202經由接線206而被電連接於控制及通訊部件190。接線198及206通過於基板182的通孔193。
控制及通訊電路192較佳地包含微處理器，其被程式化成以已知的方式根據從感測器146及186所接收的訊號而計算施加於曲柄臂104及106的力或動力。控制及通訊電路192也包含發射器192a，以將感測器訊號及/或計算 所得的資料有線式地或無線式地傳輸至自行車碼錶120。
如圖14所示，測量板178可使用有螺紋的緊固件例如螺釘162而被可拆卸地安裝於第一電路安裝結構170，其中螺釘162係延伸通過於基板182的安裝開口194(並且也通過於控制及通訊部件190的對準的開口)且至第一電路安裝結構170內。並且，測量板138可使用有螺紋的緊固件例如螺釘162而被可拆卸地安裝於第二電路安裝結構174，其中螺釘162係如圖所示延伸通過於基板142的安裝開口158且至第二電路安裝結構174內。如果想要，第一及第二電路安裝開口104c及104e可分別具有階梯狀部份104i及104j，使得測量板178及138被設置在其各別的安裝開口104c及104e內，並且測量板178及138的各別底部表面182b及142b與其相應的曲柄臂104的內側表面104d及外側表面104f齊平。如圖13所示，在測量板178或138未被安裝在第一或第二電路安裝開口104c或104e中其相應的一個之處時，可拆卸的蓋件166可覆蓋第一及第二電路安裝開口104c及104e。
如圖13及14所示，第一接線裝具(wiring harness)210被至少部份地設置在曲柄臂106的中空容室214內，並且第二接線裝具218被至少部份地設置在曲柄臂104的中空容室222內。第一接線裝具210包含接線束(wiring bundle)226、第一電連接器230、第二電連接器234、及第三電連接器238。在此實施例中，第一電連接器230被剛性地安裝於第一電路安裝開口106c的底板部106g成為 曝露於第一電路安裝開口106c，並且第二電連接器234被剛性地安裝於第二電路安裝開口106e的底板部106h成為曝露於第二電路安裝開口106e。在第一電路安裝開口106c處的測量板138的電連接器150被連接於第一電連接器230，並且在第二電路安裝開口106e處的測量板138的電連接器150被連接於第二電連接器234。如果想要，第一電連接器230及第二電連接器234可單獨地形成第一及第二電路安裝結構，或是與其各別的第一及第二電路安裝結構130及134組合形成第一及第二電路安裝結構，特別是如果電連接器150中的一個或兩者被剛性地安裝於其相應的基板142。中空容室214、第一電路安裝開口106c、及第二電路安裝開口106e可彼此流體連通(亦即，形成連續的開口)。
類似地，第二接線裝具218包含接線束242、第一電連接器246、第二電連接器250、及第三電連接器254。在此實施例中，第一電連接器246被剛性地安裝於第一電路安裝開口104c的底板部104g成為曝露於第一電路安裝開口104c，並且第二電連接器250被剛性地安裝於第二電路安裝開口104e的底板部104h成為曝露於第二電路安裝開口104e。在第一電路安裝開口104c處的測量板178的電連接器202被連接於第一電連接器246，並且在第二電路安裝開口104e處的測量板138的電連接器150被連接於第二電連接器250。如果想要，第一電連接器246及第二電連接器250可單獨地形成第一及第二電路安裝結構，或 是與其各別的第一及第二電路安裝結構170及174組合形成第一及第二電路安裝結構，特別是如果電連接器202被剛性地安裝於其相應的基板182且/或如果電連接器150被剛性地安裝於其相應的基板142。中空容室222、第一電路安裝開口104c、及第二電路安裝開口104e可彼此流體連通(亦即，形成連續的開口)。
如圖14及17所示，電源例如電池單元258被設置在曲柄軸124的中空容室262內。電池單元258包含收容多個個別電池單元(未顯示)的圓柱形的電池殼體266。第一電連接器270經由接線274而耦接於電池殼體266。第二電連接器278經由接線282而耦接於電池殼體266。第一電連接器270被連接於第一接線裝具210的第三電連接器238，以用來將操作電力傳達至在右側曲柄臂106的第一及第二電路安裝開口106c及106e處的測量板138，及用來將來自在第一及第二電路安裝開口106c及106e處的測量板138上的感測器146的感測器訊號傳達通過電池殼體266中的旁通接線(未顯示)。第二電連接器278被連接於第二接線裝具218的第三電連接器254，以用來將操作電力傳達至在左側曲柄臂104的第一及第二電路安裝開口104c及104e處的測量板178及138，及用來將來自在右側曲柄臂106的第一及第二電路安裝開口106c及106e處的測量板138上的感測器146的感測器訊號傳達至控制及通訊部件190。接線裝具218也將來自在左側曲柄臂104的第二電路安裝開口104e處的測量板138上的感測器 146的感測器訊號傳達至控制及通訊部件190。
此處所揭示的感測器安裝配置具有許多用途。舉例而言，如圖18所示，驅動轉矩(driving torque)Fθ可藉著將測量板138(或178)如所示地安裝在曲柄臂106的上側及下側表面106m及106n上以使得被安裝在上側表面106m上的感測器偵測拉伸(由箭頭所示)且被安裝在下側表面106n上的感測器偵測壓縮而被偵測及處理。如圖19所示，平面外之力(out-of-plane force)FZ可藉著將測量板138(或178)如所示地安裝在曲柄臂106的橫向內側及外側表面106d及106f上以使得被安裝在內側表面106d上的感測器偵測壓縮且被安裝在外側表面106f上的感測器偵測拉伸(或是反之亦然)而被偵測及處理。如圖20所示，沿著曲柄臂106的縱向軸線指向徑向外側的力Fr可藉著將測量板138(或178)如所示地安裝在曲柄臂106的上側及下側表面106m及106n上以使得被安裝在上側表面106m上的感測器偵測拉伸且被安裝在下側表面106n上的感測器偵測拉伸而被偵測及處理。如圖21所示，扭轉力矩之力(torsional moment force)M(由踏板軸286所造成)可藉著將測量板138(或178)如所示地對角線地安裝在曲柄臂106的橫向外側表面106f上以偵測對角線地定向的拉力而被偵測及處理。
替代性地，雖然第一及第二接線裝具210及218分別被設置在曲柄臂106及104的中空容室214及222內，但是第一及第二接線裝具210及218可被直接地模製於相應 的第二及第一曲柄臂106及104內。或者，第一及第二接線裝具210及218可被部份地或整個地設置在第二及第一曲柄臂106及104的外部，並且連接器150及202不須被剛性地附加於其各別的電路安裝開口的底板部。同樣地，電池單元258可被部份地或整個地設置在曲柄軸124的外部。
電路安裝開口106c，106e，104c，104e可被省略，並且測量板138及/或178可被安裝於例如***部的電路安裝結構、被設置於在曲柄臂之側的電路安裝開口中的電路安裝結構(例如螺紋)、被設置在被安裝於曲柄臂的連接器處的電路安裝結構等。雖然測量板138及/或178被安裝於右側曲柄臂106及/或左側曲柄臂104，但是測量板138及/或178可被安裝於任何被設置在與右側曲柄臂106相關聯的鏈輪安裝臂(蜘蛛臂(spider arm))294上的具有或不具有相應凹部的電路安裝結構290(圖19)。雖然測量板138及178被顯示成各自具有一個感測器146及186，但是測量板138及178可各自包含多個感測器。
雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開如附隨的申請專利範圍中所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。例如，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或定向可依需要及/或所想要的被改變，只要不會在實質上改變其所意欲達成的作用或功能。顯示成為互相直接連接或接觸的組件可有設置在其間的中間結構。如果 不會在實質上改變其所意欲達成的作用或功能，則一個元件的功能可依需要及/或所想要的由二個元件來實施，並且反之亦然。一個實施例的結構及功能可被採用在另一個實施例中。所有的有利點不須同時呈現在一特別的實施例中。與習知技術不同的每一獨特特徵不論是單獨或與其他特徵組合也應被視為申請人的另外發明的分開敘述，包含由此種特徵所具體實施的結構及/或功能概念。因此，以上根據本發明的實施例的敘述只是舉例說明用，而非以限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明為目的。
10‧‧‧自行車
12‧‧‧曲柄總成
14‧‧‧第一(左側)曲柄臂
14’‧‧‧第一(左側)曲柄臂
14”‧‧‧第一(左側)曲柄臂
16‧‧‧第二(右側)曲柄臂
16’‧‧‧第二(右側)曲柄臂
18‧‧‧自行車踏板
20‧‧‧自行車碼錶
22A‧‧‧電子換檔器
22B‧‧‧電子換檔器
24‧‧‧曲柄軸
26‧‧‧動力感測裝置
26’‧‧‧動力感測裝置
26”‧‧‧動力感測裝置
28‧‧‧感測器支撐構件
28’‧‧‧感測器支撐構件
30‧‧‧曲柄本體
30’‧‧‧曲柄本體
30”‧‧‧曲柄本體
31’‧‧‧蓋件
31”‧‧‧蓋件
32‧‧‧空腔
32’‧‧‧空腔
34‧‧‧曲柄本體
34’‧‧‧曲柄本體
36‧‧‧空腔
36’‧‧‧空腔
38‧‧‧曲柄軸安裝部份
40‧‧‧踏板安裝部份
42‧‧‧臂部
44‧‧‧花鍵孔
48‧‧‧螺紋孔
50‧‧‧進出孔
52‧‧‧進出孔
54‧‧‧固定銷
54’‧‧‧黏著劑
54”‧‧‧黏著劑
55”‧‧‧螺栓
56‧‧‧插塞
58‧‧‧橫向安裝孔
60‧‧‧第一部份
60a‧‧‧橫向固定孔
62‧‧‧第二部份
64‧‧‧中間部份
70‧‧‧感測器元件
70’‧‧‧感測器元件
72‧‧‧感測器元件
72’‧‧‧感測器元件
74‧‧‧感測器元件
74’‧‧‧感測器元件
76‧‧‧感測器元件
76’‧‧‧感測器元件
78‧‧‧感測器元件
78’‧‧‧感測器元件
80‧‧‧通訊單元
82‧‧‧電連接器
84‧‧‧電池單元
86‧‧‧電連接器
90‧‧‧電導體
100‧‧‧自行車
102‧‧‧曲柄總成
104‧‧‧第一(左側)曲柄臂
104a‧‧‧軸安裝開口
104b‧‧‧踏板安裝開口
104c‧‧‧第一電路安裝開口
104d‧‧‧橫向內側表面
104e‧‧‧第二電路安裝開口
104f‧‧‧橫向外側表面
104g‧‧‧底板部
104h‧‧‧底板部
104i‧‧‧階梯狀部份
104j‧‧‧階梯狀部份
106‧‧‧第二(右側)曲柄臂
106a‧‧‧軸安裝開口
106b‧‧‧踏板安裝開口
106c‧‧‧第一電路安裝開口
106d‧‧‧橫向內側表面
106e‧‧‧第二電路安裝開口
106f‧‧‧橫向外側表面
106g‧‧‧底板部
106h‧‧‧底板部
106i‧‧‧階梯狀部份
106j‧‧‧階梯狀部份
106m‧‧‧上側表面
106n‧‧‧下側表面
118‧‧‧自行車踏板
120‧‧‧控制單元或自行車碼錶
120a‧‧‧盒狀的殼體
120b‧‧‧顯示單元
120c‧‧‧電力開關
120d‧‧‧模式開關
122A‧‧‧電子換檔器
122B‧‧‧電子換檔器
124‧‧‧曲柄軸
130‧‧‧第一電路安裝結構
130a‧‧‧電路安裝開口
130b‧‧‧螺紋
134‧‧‧第二電路安裝結構
134a‧‧‧電路安裝開口
134b‧‧‧螺紋
138‧‧‧測量板
142‧‧‧基板
142a‧‧‧頂部表面
142b‧‧‧底部表面
146‧‧‧感測器
150‧‧‧電連接器
154‧‧‧接線
158‧‧‧安裝開口
162‧‧‧螺釘
166‧‧‧蓋件
170‧‧‧第一電路安裝結構
170a‧‧‧電路安裝開口
170b‧‧‧螺紋
174‧‧‧第二電路安裝結構
174a‧‧‧電路安裝開口
174b‧‧‧螺紋
178‧‧‧測量板
182‧‧‧基板
182a‧‧‧頂部表面
182b‧‧‧底部表面
186‧‧‧感測器
190‧‧‧控制及通訊部件
190a‧‧‧殼體
192‧‧‧控制及通訊電路
192a‧‧‧發射器
193‧‧‧通孔
194‧‧‧安裝開口
198‧‧‧接線
202‧‧‧電連接器
206‧‧‧接線
210‧‧‧第一接線裝具
214‧‧‧中空容室
218‧‧‧第二接線裝具
222‧‧‧中空容室
226‧‧‧接線束
230‧‧‧第一電連接器
234‧‧‧第二電連接器
238‧‧‧第三電連接器
242‧‧‧接線束
246‧‧‧第一電連接器
250‧‧‧第二電連接器
254‧‧‧第三電連接器
258‧‧‧電池單元
262‧‧‧中空容室
266‧‧‧電池殼體
270‧‧‧第一電連接器
274‧‧‧接線
278‧‧‧第二電連接器
282‧‧‧接線
286‧‧‧踏板軸
290‧‧‧電路安裝結構
294‧‧‧鏈輪安裝臂(蜘蛛臂)
A‧‧‧旋轉軸線
B‧‧‧電池
BL-L‧‧‧制動桿件
BL-R‧‧‧制動桿件
C‧‧‧自行車鏈條
FD‧‧‧電子前撥鏈器
Fr‧‧‧力
FZ‧‧‧平面外之力
Fθ‧‧‧驅動轉矩
H‧‧‧車把
M‧‧‧扭轉力矩之力
RD‧‧‧電子後撥鏈器
S1‧‧‧鏈輪
S2‧‧‧鏈輪
圖1為配備有電控制的自行車組件及具有一對根據第一實施例的自行車曲柄臂的自行車曲柄總成的自行車的側視圖。
圖2為圖1所示的自行車車把及車把安裝組件的立體圖。
圖3為圖1所示的自行車曲柄總成的立體圖。
圖4為圖1及3所示的自行車曲柄總成的剖面圖。
圖5為圖1、3、及4所示的左側自行車曲柄臂的縱向剖面圖，其中動力感測裝置被分解至左側自行車曲柄臂之外。
圖6為沿圖4的剖切線6-6所見的左側自行車曲柄臂的簡化的橫向剖面圖。
圖7為根據第二實施例的替代性右側自行車曲柄臂的內側視圖。
圖8為根據第三實施例的替代性左側自行車曲柄臂的縱向剖面圖。
圖9為沿圖8的剖切線9-9所見的左側自行車曲柄臂的簡化的橫向剖面圖。
圖10為圖8的左側自行車曲柄臂的替代性組態的類似於圖9的簡化的橫向剖面圖。
圖11為配備有電控制的自行車組件及根據第四實施例的自行車曲柄總成的自行車的側視圖。
圖12為圖11所示的自行車車把及車把安裝組件的立體圖。
圖13為圖11所示的自行車曲柄總成的示意圖，其中自行車曲柄總成具有一對自行車曲柄臂及曲柄軸。
圖14為與圖11所示的自行車一起使用的替代性自行車曲柄總成的另一示意圖，其中自行車曲柄總成具有被安裝於曲柄臂的每一個的測量板及被安裝於曲柄軸的電源。
圖15為圖14所示的測量板之一的特別實施例的立體圖。
圖16為具有附接的控制及通訊電路的測量板的另一實施例的立體圖。
圖17為電源的特別實施例的立體圖。
圖18為用以測量驅動轉矩的測量板配置的示意圖。
圖19為用以測量平面外之力的測量板配置的示意 圖。
圖20用以測量徑向力的測量板配置的示意圖。
圖21為用以測量扭轉力矩之力的測量板配置的示意圖。
14‧‧‧第一(左側)曲柄臂
16‧‧‧第二(右側)曲柄臂
24‧‧‧曲柄軸
26‧‧‧動力感測裝置
28‧‧‧感測器支撐構件
30‧‧‧曲柄本體
32‧‧‧空腔
34‧‧‧曲柄本體
36‧‧‧空腔
38‧‧‧曲柄軸安裝部份
40‧‧‧踏板安裝部份
42‧‧‧臂部
44‧‧‧花鍵孔
48‧‧‧螺紋孔
50‧‧‧進出孔
52‧‧‧進出孔
54‧‧‧固定銷
80‧‧‧通訊單元
82‧‧‧電連接器
84‧‧‧電池單元
86‧‧‧電連接器
90‧‧‧電導體
A‧‧‧旋轉軸線
S1‧‧‧鏈輪
S2‧‧‧鏈輪

Claims (20)

  1. 一種自行車曲柄臂，包含：曲柄本體，其包含曲柄軸安裝部份及踏板安裝部份；感測器支撐構件，其為與該曲柄本體分開之構件且被設置於該曲柄本體的空腔內且被附接於該曲柄本體；及動力感測裝置，其被支撐在該感測器支撐構件上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件被不可拆卸地固定於該曲柄本體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件被建構成在有施加於該踏板安裝部份的踩踏力施加時變形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該曲柄軸安裝部份及該踏板安裝部份中的一個的端面包含與該踏板本體的該空腔連通的進出孔，該進出孔相對於該感測器支撐構件被定尺寸成使得該感測器支撐構件經由該進出孔而被安裝至該空腔內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件包含被固定在該進出孔的一區段內的第一部份。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件包含第二部份，該第二部份具有等於或小於該感測器支撐構件的該第一部份的極大寬度的極大寬度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中 該感測器支撐構件包含在第一位置處與該曲柄本體接觸的第一部份、及在相對於該曲柄本體的縱向軸線與該第一位置在縱向上間隔開的第二位置處與該曲柄本體接觸的第二部份。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的自行車曲柄臂，其中該動力感測裝置被支撐在被設置在該感測器支撐構件的該第一部份與該第二部份之間的該感測器支撐構件的中間部份上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該動力感測裝置包含被設置在相對於該曲柄本體的縱向軸線的不同角度位置處的多個感測器元件。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件的中間部份具有相對於該曲柄本體的該縱向軸線為矩形的橫向截面而界定四個側面，且該動力感測裝置包含多個感測器元件，該多個感測器元件被配置在該感測器支撐構件的該中間部份的該等側面中的至少兩個互相垂直的側面上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的自行車曲柄臂，其中該多個感測器元件被配置在該感測器支撐構件的該中間部份的該等側面中的每一個上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的自行車曲柄臂，其中 該多個感測器元件是由應變計及用於應變的偵測的半導體感測器中的至少一個形成。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該曲柄本體包含底座構件、及附接於該底座構件以實質上封閉該空腔的蓋件。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件被固定於該曲柄本體的該空腔的內部側面。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的自行車曲柄臂，其中該曲柄本體包含底座構件、及附接於該底座構件以實質上封閉該空腔的蓋件。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的自行車曲柄臂，其中該感測器支撐構件被固定於該曲柄本體的該空腔之由該底座構件所形成的該內部側面。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的自行車曲柄臂，另外包含：通訊單元，其***作性地連接於該動力感測裝置，以從該動力感測裝置接收訊號及根據來自該動力感測裝置的該訊號而輸出資訊。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的自行車曲柄臂，其 中該通訊單元無線式地傳輸該資訊。
  19. 一種自行車曲柄總成，包含如申請專利範圍第17項所述的自行車曲柄臂，該自行車曲柄總成另外包含：曲柄軸，其具有被固定於該曲柄軸安裝部份的第一端部；及附加的自行車曲柄臂，其包含被固定於該曲柄軸的第二端部的附加的曲柄本體、為與該曲柄本體分開的構件且被設置於該附加的曲柄本體的空腔內的附加的感測器支撐構件、及被支撐在該附加的感測器支撐構件上且***作性地連接於該通訊單元的附加的動力感測裝置。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的自行車曲柄總成，另外包含：電池單元，其被設置於該曲柄軸內且被電連接於該通訊單元。
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