安装于自行车中轴及曲柄上的功率计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，属于自行车电子配件技术领域。目的是提供一种可以分别测量骑车者左脚和右脚功率的，测量准确并且不影响自行车正常使用的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，包括支架，支架安装在自行车中轴内，功率计还包括充电电池、电路板、第一应变片组、第二应变片组，充电电池及电路板固定安装在支架内，第一应变片组粘贴在自行车中轴内壁上，第二应变片组粘贴在右侧曲柄上，电路板与充电电池、第一应变片组、第二应变片组分别电连接，功率计还包括第一防护盖、第二防护盖及第三防护盖。本实用新型尤其适合于安装在中空中轴连接于右侧曲柄的曲柄组件上做为功率计分别测量骑车者左右脚功率使用。
【专利说明】
安装于自行车中轴及曲柄上的功率计
技术领域
[0001]本实用新型具体涉及一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，属于自行车电子配件技术领域。
【背景技术】
[0002]自行车曲柄是将踩踏力量传递至后轮的重要自行车零件，两曲柄需要使用一根刚性连接轴连接起来，并且右侧曲柄连接链轮。连接轴轴通过轴承安装于车架，使得两曲柄连同连接轴可以在自行车架上转动。近年来，出现了一种连接轴和单边曲柄一体化设计的曲柄组，这种曲柄组中的连接轴表现为管状空心结构，内部具有一定的空间。例如日本的Shimano公司生产的Ultegra 6800曲柄，使用的正是这种结构。
[0003]骑行者在正常骑行时，左右脚每圈交替用力，作用于曲柄组。当左脚在用力时，踩踏力量表现为力矩，通过中轴传递至右侧的链轮。此时，左曲柄中轴会发生和踩踏力量成正比的微小形变。当右脚在用力时，右曲柄会发生和踩踏力量成正比的微小形变。
[0004]自行车功率计是一种测量骑行者输出功率的设备，最早出现于20世纪80年代，安装于自行车的力量传输部件上。一般而言，功率计至少但不限于包括线路板，处理器，传感器，电池，天线和壳体。正常工作时，功率计将功率通过无线信号的形式发送至自行车码表以显示或储存。
[0005]现有技术一种自行车功率计，例如西班牙Rotor公司生产的InPower功率计，中轴内部安装了传感器，处理器，线路板和电池，用于测量左脚的踩踏力矩和角速度，从而计算骑行者左脚的输出功率，继而将数据乘以二，估算左右脚的总输出功率。这个方案的弊端在于:第一，只能测量左脚的功率，无法得知骑行者的右脚功率。第二，使用两节AA电池，对于竞赛自行车而言，重量较大。第三，无法适用于其它规格的曲柄组。
[0006]而另一种自行车功率计，例如美国Stages公司生产的功率计，传感器/线路板和电池被贴装于曲柄内测，测量方式和Rotor的功率计类似。此方法也有如下弊端:第一，由于功率计的电池和线路板以及传感器均安装在曲柄内测，会导致功率计和某些车架发生干涉，使得某些自行车不能使用该产品。第二，只能测量左脚的功率，假如分别测量左右脚的功率，需要安装两套功率计组件，两颗电池分别安装，相对繁琐。第三，假如分别测量左右脚的功率，功率数据通过无线信号汇总至其中一边，再发送至码表，此过程中对无线传输要求比较高。
[0007]此外，用于测量功率的应变片组的防护设计和导线的布置方式如果不当，也会影响到测量结果并且会影响自行车的正常使用造成影响。
【实用新型内容】
[0008]因此，本实用新型的目的是提供一种可以分别测量骑车者左脚和右脚功率的，测量准确并且不影响自行车正常使用的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，包括支架，支架安装在自行车中轴内，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括充电电池、电路板、第一应变片组、第二应变片组，所述充电电池及电路板固定安装在支架内，所述第一应变片组粘贴在自行车中轴内壁上，所述第二应变片组粘贴在右侧曲柄上，所述电路板与充电电池、第一应变片组、第二应变片组分别电连接，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括第一防护盖、第二防护盖及第三防护盖，所述第一防护盖黏贴于右侧曲柄上对应自行车中轴的位置，所述第二防护盖黏贴于右侧曲柄上第二应变片组的位置，所述第三防护盖安装在自行车中轴上远离右侧曲柄的一端。
[0009]进一步的，所述第一防护盖包括第一导线槽，所述右侧曲柄上对应中轴的位置设有通孔。
[0010]进一步的，所述第二防护盖包括第二导线槽及第二应变片组容纳槽。
[0011]进一步的，所述支架靠近第三防护盖一端设有胶接区及环形凹槽，支架通过胶接区与自行车中轴胶接，所述环形凹槽上设有密封胶圈，所述第三防护盖上设有外螺纹，所述中轴上设有与外螺纹对应的内螺纹。
[0012]进一步的，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括USB接口，所述USB接口设置在支架上远离右侧曲柄的一端，所述USB接口与电路板电连接。
[0013]进一步的，所述电路板包括电池保护单元、充电单元、稳压电源单元、信号放大器单元、模拟数字转换单元、传感器控制单元、电池电压测量单元、角度传感器单元、主控制器单元、射频单元。
[0014]其中，所述角度传感器单元位于自行车中轴的几何轴心上。
[0015]进一步的，所述支架为塑料制成，所述支架表面设有镂空区域，所述支架上靠近第一防护盖的一端设有弹性片。
[0016]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，通过结构的改进，可以分别实现骑车者左脚与右脚功率的测量，整体结构简单，适用性广，电池可以通过USB接口充电，两组应变片的设计使得测量结果更加准确，第一防护盖及第二防护盖的设置在提供防护的同时提高了功率计的整体密封性能，将第二应变片组的防护盖分成两个部分，不仅有效的对第二应变片组进行了防护，而且第二应变片组及其导线不会对自行车的正常使用造成影响，并且可以设置到相对隐蔽的位置，保持了自行车的整体外观不受影响。本实用新型尤其适合于安装在中空中轴连接于右侧曲柄的曲柄组件上做为功率计分别测量骑车者左右脚功率使用。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计的结构示意图；
[0018]图2为图1的内部剖视图；
[0019]图3为第一防护盖结构示意图；
[0020]图4为第二防护盖结构示意图；
[0021 ]图5为第三防护盖与中轴及支架的装配示意图；
[0022]图6为支架的结构示意图；
[0023]图7为第二应变片组及其导线的安装示意图。
[0024]附图标记如下:1、支架;2、中轴;3、充电电池;4、电路板;5、第一应变片组;6、第二应变片组;7、右侧曲柄;8、第一防护盖;9、第二防护盖;1、第三防护盖;11、第一导线槽;12、通孔;13、第二导线槽;14、第二应变片组容纳槽；15、胶接区；16、环形凹槽;17、外螺纹；18、内螺纹；19、USB接口； 20、镂空区域;21、弹性片。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明:
[0026]如图1至图7所示，一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，包括支架I，支架I安装在自行车中轴2内，功率计还包括充电电池3、电路板4、第一应变片组5、第二应变片组6，充电电池3及电路板4固定安装在支架I内，第一应变片组5粘贴在自行车中轴2内壁上，第二应变片组6粘贴在右侧曲柄7上，电路板4与充电电池3、第一应变片组5、第二应变片组6分别电连接，功率计还包括第一防护盖8、第二防护盖9及第三防护盖10，第一防护盖8黏贴于右侧曲柄7上对应自行车中轴2的位置，第二防护盖9黏贴于右侧曲柄7上粘贴第二应变片组6的位置，第三防护盖10安装在自行车中轴2上远离右侧曲柄7的一端。
[0027]第一应变片组5用于测量骑车者左脚踩踏力矩，第二应变片组6用于测量骑车者右脚踩踏力矩，充电电池3用于为功率计供电。
[0028]优选的，第一防护盖8包括第一导线槽11，右侧曲柄7上对应中轴的位置设有通孔
12ο
[0029]优选的，第二防护盖9包括第二导线槽13及第二应变片组容纳槽14。
[0030]如图7所示，第二应变片组6粘贴在右侧曲柄7上隐蔽的内侧位置，第二应变片组容纳槽14将第二应变片组6防护起来，导线依次经过第二导线槽13及第一导线槽11，最后从通孔12中穿过进入中轴2内连接到电路板4上，第二应变片组6及其导线都处于外部不可见的位置，保持了自行车的整体外观，并且不会对自行车的正常骑行造成影响。
[0031]优选的，支架I靠近第三防护盖10—端设有胶接区15及环形凹槽16，支架I通过胶接区15与自行车中轴2胶接，通过填充适量可凝固的防水胶，可以使得支架I的固定于自行车中轴2空心腔之中。环形凹槽16上设有密封胶圈，当第三防护盖10安装至自行车中轴2时，第三防护盖10的内壁可以和该柔软的密封胶圈形成紧密配合。水和尘不能通过。第三防护盖1上设有外螺纹17，自行车中轴2上设有与外螺纹17对应的内螺纹18。
[0032]优选的，安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括USB接口19，USB接口 19设置在支架I上远离右侧曲柄7的一端，USB接口 19与电路板4电连接。可以通过支架I上的USB接口 19向充电电池3充电。充电时，USB插头经过USB接口 19插入至电路板4上的USB座中。给充电电池3充电。
[0033]优选的，电路板4包括电池保护单元、充电单元、稳压电源单元、信号放大器单元、模拟数字转换单元、传感器控制单元、电池电压测量单元、角度传感器单元、主控制器单元、射频单元。
[0034]其中，角度传感器单元位于自行车中轴2的几何轴心上，电路板4上有两轴的角度传感器，当电路板4和支架I安装至自行车中轴2空心腔后，角度传感器的感应轴中心点正好位于自行车中轴2空心腔的中轴线上。每一个角度传感器的感应方向均与自行车中轴2空心腔的中轴线呈90度，并且，两个感应轴互相呈90度。
[0035]优选的，为降低整体质量，支架I为塑料制成，支架I表面设有镂空区域20，支架I上靠近第一防护盖8的一端设有弹性片21，当支架I安装至自行车中轴2空心腔之后，此弹性片21可以压紧内壁四周，达到支架I和自行车中轴2空心腔固定和同轴心的目的。
[0036]在某些不能具有通孔12的情况下，第一防护盖8、第二防护盖9和第二应变片组6将被移除，剩下的各个部分可以单独构成测量左脚的功率传感器。
[0037]作为一种改进的实施方式，在第二应变片组6中的各个应变片相距分布区域较广，相距较远的情况下，第二防护盖9可以变为多个同类的零件，用于完全遮盖第二应变片组6。
[0038]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，包括支架，支架安装在自行车中轴内，其特征在于，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括充电电池、电路板、第一应变片组、第二应变片组，所述充电电池及电路板固定安装在支架内，所述第一应变片组粘贴在自行车中轴内壁上，所述第二应变片组粘贴在右侧曲柄上，所述电路板与充电电池、第一应变片组、第二应变片组分别电连接，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括第一防护盖、第二防护盖及第三防护盖，所述第一防护盖黏贴于右侧曲柄上对应自行车中轴的位置，所述第二防护盖黏贴于右侧曲柄上第二应变片组的位置，所述第三防护盖安装在自行车中轴上远离右侧曲柄的一端。2.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述第一防护盖包括第一导线槽，所述右侧曲柄上对应中轴的位置设有通孔。3.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述第二防护盖包括第二导线槽及第二应变片组容纳槽。4.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述支架靠近第三防护盖一端设有胶接区及环形凹槽，支架通过胶接区与自行车中轴胶接，所述环形凹槽上设有密封胶圈，所述第三防护盖上设有外螺纹，所述中轴上设有与外螺纹对应的内螺纹。5.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述安装于自行车中轴及曲柄上的功率计还包括USB接口，所述USB接口设置在支架上远离右侧曲柄的一端，所述USB接口与电路板电连接。6.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述电路板包括电池保护单元、充电单元、稳压电源单元、信号放大器单元、模拟数字转换单元、传感器控制单元、电池电压测量单元、角度传感器单元、主控制器单元、射频单元。7.如权利要求6所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述角度传感器单元位于自行车中轴的几何轴心上。8.如权利要求1所述的安装于自行车中轴及曲柄上的功率计，其特征在于，所述支架为塑料制成，所述支架表面设有镂空区域，所述支架上靠近第一防护盖的一端设有弹性片。
【文档编号】G01L3/24GK205483352SQ201620253022
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】李运隆, 艾林
【申请人】李运隆