CN101128356A - 测量自行车中链条作用力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于测量驱动链条(26)中的链条作用力(FK)的方法，所述驱动链条啮合在可绕轴(21)转动的本体(20)上，所述轴至少在两个连接点(22，23)处固定在框架(10)上。所述方法包括步骤：测量在第一连接点(22)处的轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FL)；测量在第二连接点(23)处的轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FR)；将两个测量的反作用力(FL；FR)相加。

Description

测量自行车中链条作用力的方法和装置
技术领域
本发明总的来说涉及测量作用力。本发明尤其涉及自行车驱动链条中存在的作用力的测量，所以，在下文中本发明将具体地针对这一应用作进一步解释。然而，应当强调说明的是，本发明不限于此。驱动链条也应用于其它运载工具。而且，采用皮带或绳索等取代链条也是可以的。而且，链条可以不用于驱动运载工具，而是因为其它原因传递能量，例如驱动发电机、工具，或者涉及训练设备，比如家用训练器、健身车等。
本发明应用的重要领域是电力支持的自行车领域，也简称为电动自行车。电力支持的自行车是一种具有电动辅助马达的自行车，其中使用者通过施加脚蹬作用力驱动自行车，且辅助马达施加取决于所施加的脚蹬作用力的辅助驱动作用力：脚蹬作用力越大，由辅助马达施加的辅助驱动作用力越大。因为电力支持的自行车本身是已知的，所以在这里不需要给出更广泛的论述。它足以指出来辅助马达需要指示施加的脚蹬作用力的大小、或至少指示链条中存在的驱动力大小的输入信号。
本发明应用的另一重要领域是具有自动变速机构的自行车领域。这些自行车也是本身已知的。对于这些自行车，通常根据驱动速度选择齿轮：在固定的预定速度下，它调高到高速齿轮或调低到低速齿轮。希望变速点的特性适应由骑自行车的人提供的作用力：随着他给出更大的作用力(例如在斜坡道路上、或遇到风)，希望调高到高速齿轮仅在高速时发生，以便防止骑自行车的人不能在高速齿轮上产生所需的脚蹬作用力。而且，在这种情况下，齿轮机构需要指示施加的脚蹬作用力大小、或至少指示链条中存在的驱动力大小的输入信号。
背景技术
在过去，已经提出测量指示链条中存在的驱动力大小的信号。在该上下文中，参考例如WO-01/30643；在该申请中描述的发明基于观察到当骑自行车的人施加脚蹬作用力时，自行车框架整体承受少许变形，且通过测量自行车框架的变形来获得测量信号。而且，参考WO-03/073057；该申请描述了用于测量当骑自行车的人施加脚蹬作用力时驱动轴(后轴)的弯曲的测量衬套。
发明内容
本发明的目的是获得一种以较低的附加成本可以在自行车中实施的简单且通用的结构，该结构不需要轴或轮毂的适配，且能提供好用的测量信号。
已知测量结构的问题是，对于具有变速齿轮系统的自行车来说，在后轴上装有多个链轮，其中骑车人通过选择齿轮确定使用哪个链轮。这意味着链条与另一个链轮物理啮合，且在这样做的过程中，链条沿后轴在水平(轴向)方向上偏移，结果是产生的测量信号。在不知道哪个链轮与链条啮合的情况下，那么不能简单地从测量信号中导出链条作用力。
本发明旨在也解决这一问题。
根据本发明的重要方面，产生表示从动轴对框架的反作用力的测量信号。在一具体实施例中，后叉片(dropout)这样实现，即由于链条作用力而承受沿预定方向的可测量变形。在另一实施例中，设有可变形的联接模块，其一端连接于框架，而后叉片连接于另一端。
根据本发明的另一重要方面，在轴的两端测量框架上的反作用力。这两个反作用力的和在近似的程度上将等于链条作用力。在改变链轮的过程中，链条作用力的作用点将沿后轴偏移，且反作用力将在一个轴端部上增加、在另一个轴端部上减小，但和将不变，在近似的程度上等于链条作用力。
根据本发明的另一重要方面，检测哪个链轮与链条啮合。为此，本发明提供了一种较简单的传感器装置，该装置检测控制缆索的位置。当这个位置已知时，可以推断出链条啮合在后轴哪里(从动链轮的轴向位置)。当这已知时，在两轴端部的反作用力之间的比值也是已知的，且足以测量在轴端部之一上的反作用力：那么考虑所述比值，从测量的作用力可以计算出总的链条作用力。这具有优点，即单个作用力检测器就足够了，且测量系统的所有部件可以以紧凑的方式用短的连线加装在自行车一侧上。
附图说明
本发明的这些和其它方面、特征和优点将通过下面参照附图的描述进一步解释，其中相同的附图标记表示相同或类似的部件，其中：
图1示意地示出了自行车的一部分的局部以横截面表示的顶视图；
图2A和2B示出了电力支持的自行车的通电电路框图；
图3A示出了本发明的后叉片的实施例的示意性透视图；
图3B示出了图3A的后叉片的示意性侧视图；
图3C和3D示出了图3A的后叉片的细节；
图4示出了变形测量单元的示意性正视图；
图5A示出了本发明的测量模块一实施例的示意性透视图；
图5B示出了图5A的测量模块变体的示意性侧视图；以及
图6示出了本发明的后叉片的另一实施例的示意性透视图。
具体实施方式
图1示意地示出了自行车1的一部分的局部以横截面表示的顶视图，尤其是在自行车1的从动后轴处的一部分。自行车1具有框架10，其两个框架管10L和10R在图1中示出。在其后端，每个框架管10L，10R设有相应的联接部分11L，11R，用于加装后轴。这样的联接部分也称作“后部后叉片”，在下文中将简称为“后叉片”。
自行车1还具有带固定的后轴21的后轮20，后轴的端部22和23分别牢固地连接于后叉片11L和后叉片11R。后轮20还具有绕固定的后轴21可转动地安装的轮毂24。轮毂24带有辐条，为简单起见，在图1中未示出辐条。在轮毂24上，互相邻接着安装了几个链轮25，在图1中示出其中的三个，通过增加字母A，B，C互相区别。在图1中用虚线示出的链条26可以选择性地与链轮25A，25B，25C之一耦合。
如果使用者在脚蹬(为简单起见未示出)上施加作用力，那么链条26在涉及的链轮25上施加(通常基本上水平方向)链条作用力FK。结果，后轴21的端部22，23和对应的后叉片11L，11R相互施加反作用力FL和FR；在图1中，箭头表示通过后叉片施加在轴上的作用力。可以简单地认识到：|FK|＝|FL|+|FR|    (1)
比值FL/FR取决于所选的链轮。只要这种选择不改变，在轴端部之一的反作用力FL或FR可以看作代表链条作用力FK，因为与该链条作用力成比例。当使用者选择另一传动比时，例如通过使链条与第二链轮25B耦合而不是第一链轮25A，链条作用力FK的作用点朝向第二轴端部23偏移，且(在恒定的链条作用力FK下)，对应的反作用力FR将增加，代价是在相反的轴端部22处的反作用力FL减小。因此，在两个轴端部的单独的反作用力FL和FR不是对链条作用力FK的可靠量度。然而，公式(1)仍然适用：即，两个反作用力FL和FR的和保持了对链条作用力FK的可靠量度。
基于这一理解，本发明的自行车1设有两个作用力传感器31和32，每个适于测量这两个反作用力FL和FR之一。因为作用力传感器的使用本身已知，所以这里可以省略其进一步论述。下面将论述本发明提出的传感器的实施例。
自行车1还设有通过控制器40控制的电动辅助马达M，如图2A和2B中简略绘出。在图2A中，示出了控制器40可以具有两个测量输入端41，42和控制输出端43，相应的作用力传感器31，32连接到两个测量输入端41，42，马达M连接到控制输出端43。控制器40适于接收由相应的作用力传感器31，32产生的两个测量信号S1和S2，将它们相加以得到加和的测量信号SA，并根据加和的测量信号SA在控制输出端43产生马达控制信号SC。
在图2B中，示出了可以在外部将相应的作用力传感器31，32的两个测量信号S1和S2加起来得到加和的测量信号SA，并将这个加和的测量信号SA供应给控制器40的测量输入端44。在这种情况下，控制器40适于接收加和的测量信号SA，并根据单个输入信号SA在控制输出端43产生马达控制信号SC。
在尤其适当的实施例中，每个所述的作用力传感器31，32都以惠斯通电桥的半桥实现，且所述作用力传感器互相连接而形成惠斯通电桥的全桥，其中输出信号是两个半桥的和信号。
为了测量所述的反作用力，本发明利用反作用力将导致涉及的后叉片变形这一事实，其中该变形是可测量的。实际上，在更小或更大的程度上，这适用于每个后叉片，而不管其结构。在任意的后叉片处，后叉片也将由于骑车人的重量而变形，且将不利地影响测量结果。本发明现在提出这样设计后叉片，即后叉片主要对水平作用力敏感，且几乎对重量变化(竖直作用力)不敏感。本发明还提出这样设计后叉片，即其变形以明确限定的方式发生，且在很大程度上与相应的反作用力成比例，并容易测量。
通常，链条作用力将具有后轴相对于框架向前偏移的结果，且后轴和/或框架相对于竖直弯曲轴线弯曲。因此，在第一种情况下，后叉片的变形将是这样的，即与后轴联接的后叉片部分在与框架联接的后叉片部分的方向上水平地偏移，且在第二种情况下，后叉片的变形将是这样的，即与后轴联接的后叉片部分绕竖直弯曲轴线相对于与框架联接的后叉片部分弯曲或枢转。通常，后叉片出现的变形将是这两种效果的组合。
在下文中将论述两种设计变体。在一种设计变体中，与后轴联接的后叉片部分出现相当大的水平偏移，所以通过测量仅由于水平偏移出现的变形可以可靠地测量链条作用力。在第二种设计变体中，出现绕竖直轴线的相当大的弯曲，所以通过测量仅由于弯曲出现的变形可以可靠地测量链条作用力。
在两种情况下，通过对后叉片部分的变形(弯曲、剪切等)敏感的传感器产生信号；  在两种情况下，然而，也可以通过对两个后叉片部分相互偏移敏感的传感器产生信号。
图3A是本发明提出的后叉片50的示意性透视图。后叉片是自行车框架10的一部分，轴的端部固定在它上面。通常，后叉片由一块板状金属形成，例如铝或钢，厚度为几毫米。后叉片具有轴容纳部分，上有用于轴的容纳空间，通常为狭槽形，且后叉片具有一个或多个联接部分，该联接部分牢固地与一个或多个框架管联接。这种牢固的联接可以通过螺钉或焊接或胶粘等完成，但也可以是联接部分与框架制造成整体。
根据现有技术状态，后叉片为刚性整体，所以在一方面的轴容纳部分和另一方面的联接部分之间有刚性联接。本发明的后叉片与这种后叉片的区别在于可弹性变形过渡部分位于一方面的轴容纳部分和另一方面的联接部分之间，该过渡部分允许轴容纳部分相对于联接部分在明确限定的方向上有较小的偏移。在图3A-3B的实施例中，这涉及到自行车的水平方向上、纵向方向上的偏移，而后叉片对于其它方向上的变形来说是刚性的。
图3B示出了后叉片50的可行实施例的示意性侧视图。轴容纳部分示为51，且具有示为圆孔的轴容纳空间52。轴容纳空间52可以为狭槽，因为本身已知，所以为简单起见未示出。
后叉片50还具有用于加装到一个或多个框架管上的联接部分53；水平框架管的端部在图3B中示意地示为10。
从下边缘54，设有基本上竖直方向定向的槽55，直到后叉片50的大约一半的高度。靠近槽55、且在轴容纳空间52上方，设有凹部56。原理上，该凹部的精确形状不严格要求，但优选具有两个基本上竖直的侧边57，58，它们大约等长。槽55和凹部56可以例如通过激光切割制成。
由于槽55和凹部56的设计，轴容纳部分51通过两个基本上竖直的承载腿61和62连接于固定的联接部分53。第一承载腿61限定在槽55和凹部56的第一侧边57之间。第二承载腿62限定在凹部56的第二侧边58和后叉片50的后边缘59之间，其中后叉片的后边缘也优选基本上竖直定向。虽然不是必要的，但优选地是腿61，62等长且等宽。两个竖直的承载腿61，62提供了轴容纳部分51与固定的联接部分53的强力连接。在竖直负载的情况下，它们将不或几乎不经历长度变化。在轴容纳部分51的水平负载的情况下，然而这些承载腿可以弯曲一点，而使它们允许轴容纳部分51相对于固定的联接部分53有小的水平偏移。在一定的工作范围内，这取决于后叉片50和承载腿61，62的尺寸，该水平偏移与施加在轴容纳部分51上的水平作用力分量成比例，因此，参照前面的内容，所述作用力分量涉及到分量FR和FL。
所述的位移是很容易用本身已知的位移传感器测量的。可以想到利用电容传感器、或基于光敏电池作用的传感器、或通过激光干涉测量法等。实际上已经证明的适当传感器是应变仪，所以，根据本发明，优选使用基于应变仪作用的测量单元。
图4示出了这种测量单元70的示意图。测量单元70包括薄板形承载体71，有I形的轮廓，该承载体可以通过板材冲出，例如铝或钢，厚度约0.2-0.3mm，所以其刚度远低于后叉片50的刚度。承载体71具有中心体72(I的中心凸缘)和两个连接端73，74。中心体72具有对应于承载腿61，62的长度的长度，且可具有约10mm的宽度。
测量单元70以这样的方式装在后叉片50上，即中心体72基本上竖直定向且桥接凹部56，其中一个连接端73固定在后叉片50的固定的联接部分53上，且另一连接端74固定在后叉片50的轴容纳部分51上，如图3A所示且在图3B中以虚线示出。当施加链条作用力时，第二连接端74沿垂直于中心体72的纵向方向的方向相对于第一连接端73偏移，从而承受剪切负载。一或多个应变仪75以它们对剪切敏感的方式排布在该中心体72(在图4中仅示意地示出)上，这对本领域的技术人员来说是清楚的。
测量单元70连接于后叉片50可以通过螺钉等来完成，且不需要进一步解释。属于测量单元的电子器件(控制器40)可以有利地容纳在凹部56内，这导致产生紧凑且坚固的整体。
代替测量剪切的连接，测量单元70也可以连接成用于为测量弯曲或测量伸长，例如通过水平地安装中心体72、桥接槽55。
在上述实施例中，后叉片是框架的整体部分或牢固地装在其上，且后叉片自身具有可变形区域，变形传感器比如应变仪装在该区域。然而，也可以提供单独的测量模块，包括可变形区域和不同的后叉片，其中测量模块装在框架上，且后叉片装在测量模块上，这将在下文中解释。
该实施例的主要优点是其通用性。
图5A是这种测量模块100的尤其简单的实施例的示意性透视图。测量模块100通常具有矩形模块的形式，其内有中心孔101。因此，测量模块100具有顶部连接部分102和底部连接部分103，其中所述部分102和103是相对刚性的部分，测量模块100也具有两个基本上竖直定向的连接桥104，105，它们将顶部连接部分102和底部连接部分103连接在一起。测量模块100的目的是顶部连接部分102固定在自行车的框架上，且后叉片(未示出)固定在底部连接部分103上。
连接桥104，105可以稍微弯曲，而使它们可以允许底部连接部分103相对于顶部连接部分102水平偏移，如图5A中箭头P2所示。为测量这种偏移，测量模块100可以设有如前所述的测量单元70；在该种情况下，测量单元70的顶部连接部分73加装到测量模块100的顶部连接部分102上，测量单元70的底部连接部分74加装到测量模块100的底部连接部分103上，测量单元70的中心体72桥接测量模块100的中心孔101。
也可以测量一个或两个连接桥104，105的弯曲，例如通过将应变仪106加装到连接桥104的侧面107上，如图5A中简略绘出。使用独立的测量单元的优点在于，万一发生意外故障，更换比较容易。
在如前所述的后叉片50和测量模块100的分别确定尺寸的过程中，人们假定在约2500N的最大链条作用力的作用下，变形(位移)为0.2mm。通过应变仪，0至0.2mm范围内的位移是非常好测量的。实际上，然而会出现过载，其中变形过大造成应变仪塑性变形、或者更糟。为了避免这种情况，优选设置阻挡部，它起行程限制器的作用，从而，在链条作用力(或外力)过大时，后叉片50和测量模块100的变形分别不会超过预定值，例如约0.2mm。
在图3A和3B的后叉片50的实施例中，凹槽55的边缘起阻挡部的作用。在施加脚蹬作用力时，轴容纳部分51水平向前移动(在图3B中向左，如箭头P1所示)，其中凹槽55受到挤压。图3C放大地示出了凹槽55的自由端；在此，凹槽55的侧边缘用附图标记65和66示出。当这些侧边缘65，66互相接触时(图3C的右半边)，轴容纳部分51相对于联接部分52的更大位移是不可能的，因此，避免了测量单元70的更大变形。
应指出的是，这样用作过载保护的行程限制器在使用光学或磁性位移传感器的情况下可以省略。
可靠的行程限制器需要凹槽55的宽度，至少在其自由端，可以有相当高的精度。其余的，后叉片50可以较便宜地制造，例如，通过激光切割，公差约0.15mm。然后，希望该公差也用于制造凹槽55。图3D示出了能满足上述要求的细节。
根据图3D，在凹槽55的自由底端，优选在固定的联接部分53上，设有可调节的阻挡部63。如图所示，凹槽55在其整个长度上可以具有相对较大的宽度，例如约0.5mm。仅在自由底端，即到底边54的过渡部分，侧边缘65上设有凸起63，从侧边缘65向相对边缘66凸出，其中在该凸起63和相对的侧边缘66之间的距离小于凹槽55的槽宽。凸起63和相对侧边缘66之间的空间被示为间隙64。
在激光切割工艺之后，该间隙64的宽度仍然大于所需间隙宽度，该宽度限定了轴容纳部分51相对于联接部分53的位移自由度。
根据本发明，进行较简单的机械精加工，其中在凸起63上使用锤子等进行打击，例如在垂直于图3D的绘制平面的方向上。结果，凸起63的材料将会在横向方向上偏移，也在相对侧边缘66的方向上偏移，从而间隙64的宽度变小。因此，可以将间隙64的宽度精确地调节到期望的间隙宽度。如果在进行锤子打击等之前，将校准的填充板插入该间隙64中，则可以有利地在一次打击工艺中实现：优选由硬化钢制成的该填充板形成凸起63的材料流动的限制。
为了有利于凸起63的变形，凸起63可以设有孔67，如图所示，这也可以通过激光切割工艺加工。
图5B是测量模块100的变体的示意性侧视图，其中也设有用作行程限制器的可调节阻挡部。在该实施例中，顶部和底部连接部分102和103在短距离上相遇。在该上下文中，在顶部连接部分102的底侧上设置具有竖直边缘114，115的凹部112，且在底部连接部分103的顶侧上设置具有竖直边缘116，117的凸出唇部113。唇部113以小间隙配合在凹部112中。在松弛(不存在链条作用力)的状态下，唇部113不接触所述凹部的边缘。在底部连接部分103水平偏移(例如向右)的情况下，该底部连接部分103可以自由地偏移，直到唇部113的右侧边缘117接触凹部112的右侧边缘115。在相反方向上的水平偏移的自由度限制在唇部113的左侧边缘116和凹部112的左侧边缘114之间的间隙118的宽度内。
而且，在这种情况下，运动的自由度可以通过设置间隙118，119的水平宽度进行设置，实际上是通过在唇部113和/或凹部112两侧上顶部连接部分102的材料部分上进行锤子打击完成的。
在前述的实施例中，总是测量框架和轴之间的反作用力(参见图1中的FR和FL)。链条作用力FK和反作用力FL，FR的合成也导致在轴21中出现力矩(相对于竖直轴线)，这种弯曲力矩传递到相应的后叉片11L，11R。而且，这种弯曲力矩是一种很好的链条作用力FK的量度，并且可有利地被测量。图6是后叉片200的示意性透视图，该后叉片适于测量后叉片200中出现的弯曲力矩。
后叉片200包括用于连接于自行车的框架的框架连接部分210。在此，框架连接部分210具有刚性竖直条的形状，具有两个安装孔21 1，212。
后叉片200还包括轴容纳部分220，具有用于连接轴的插入狭槽221，和用于连接变速器的孔222。
在框架连接部分210和轴容纳部分220之间，后叉片220具有弹性可变形的过渡部分230，该部分将轴容纳部分220连接到框架连接部分210。
有利的是，后叉片200是由板状金属件整体制成，例如铝或钢，其厚度为几个毫米。过渡部分230是厚度小于框架连接部分210和轴容纳部分220的一部分，因此，对于弯曲来说刚度较小。在所示的实施例中，凹部231位于框架连接部分210和轴容纳部分220之间。框架连接部分210通过第一连接臂232和第二连接臂233连接于轴容纳部分220，连接臂的厚度小于框架连接部分210和轴容纳部分220的厚度，连接臂竖直地一个位于另一个上方，且一起形成过渡部分230。因此，当弯曲力矩施加在后叉片200上时，弯曲因此主要出现在过渡部分230上。由于所选的结构，过渡部分230对于绕竖直轴线234的弯曲尤其敏感。
后叉片200还具有水平的材料桥241，桥接凹部231，其一端连接于框架连接部分210，另一端连接于轴容纳部分220。材料桥241优选比连接臂232，233厚，更优选具有与框架连接部分210和轴容纳部分220相同的厚度。弯曲传感器242设置在材料桥241的表面上；弯曲传感器还优选设置在材料桥241相反的表面上，但为简单起见并未示出。有利的是，弯曲传感器242以应变仪、或多个应变仪组成的系统来实现，这对于本领域的技术人员来说是清楚的。当后叉片200弯曲时，这导致材料桥241中弯曲；其弯曲由弯曲传感器242测量。
在前面，参照图3A，论述了一种设计变体，其中后叉片基本上经受了与在朝向框架(向前)的方向上后轴的水平位移对应的变形，而参照图6，论述了一种设计变体，其中后叉片基本上经受了与绕竖直轴线的弯曲对应的变形。在两种情况下，测量后叉片本体部分出现的变形(剪切，弯曲)，其中使用应变仪。应变仪是通常已知的传感器，其提供可靠的测量结果且对微小的形变非常敏感，因此应变仪的确可以成功地应用于所述的目的。然而，应变仪的缺点在于它们必须精确地粘贴到待测部分上，并且需要使用专用的放大器放大应变仪提供的信号。本发明提供了没有上述缺点的另一种选择。为此，本发明提出这样设计后叉片，即出现的变形导致后叉片上的互相接近的两个点产生线性位移，并且通过位移传感器测量该线性位移。
至于位移传感器，可以使用例如电容传感器、或光学传感器。在优选实施例中，然而使用霍尔传感器。这种类型的传感器容易得到，在所涉及的位移范围内(0-0.2mm)具有良好的灵敏度，并且输出信号直接可用于下一步处理。作为选择，可以使用另一种类型的磁场传感器。
图7A示出了本发明的后叉片300的侧视图，其设计与图3A的后叉片50的设计具有类似性。后叉片300具有设有安装孔311，312，313的框架连接部分310。后叉片300还包括轴容纳部分320，具有用于连接轴的插入槽321、和用于连接变速器的孔322。在框架连接部分310和轴容纳部分320之间，后叉片300具有弹性可变形的过渡部分330。
有利地是，后叉片200由板状金属整体制成，例如铝或钢，其厚度为几个毫米，通常约4-7mm。后叉片300具有第一槽形切口351和第二槽形切口352，第一槽形切口从下边缘301大致竖直地延伸，直到轴容纳部分320的测量部分323，第二槽形切口352基本上与第一槽形切口351共线延伸，从测量部分323直到可变形的过渡部分330。
后叉片300还具有第三槽形切口353，基本上平行于第一和第二槽形切口351，352，桥接测量部分323。第三槽形切口353与第一槽形切口351一起限定了第一横向臂361，该臂将测量部分323连接于框架连接部分310，且第三槽形切口353与第二槽形切口352一起限定了第二横向臂362，该臂将测量部分323连接于框架连接部分310，其中，这两个横向臂361和362基本上共线设置。在安装的状态下，这两个横向臂361和362基本上垂直于链条作用力地定向。
在链条作用力的影响下，过渡部分330将弹性变形，且测量部分323将在框架连接部分310的方向上偏移。在这种情况下，两个横向臂361和362将稍做弯曲，但将会阻碍测量部分323经受基本上线性位移之外的其它位移。
线性位移可以通过牢固地连接于框架连接部分310上的霍尔传感器精确测量，其中磁体元件牢固地连接于测量部分323。在上下文中可以这样布置，即磁体元件朝向霍尔传感器的传感器表面移动，而使磁体元件和霍尔传感器之间的相互距离受链条作用力造成的测量部分323的位移影响。然而，缺点是在大链条作用力的情况下，磁体元件会接触霍尔传感器，且为了避免这种情况，磁体元件和霍尔传感器之间的相互距离在休止状态下必须相当大，这不利地影响霍尔传感器的灵敏度。而且，在这种布置方式中缺点是位移和传感器输出信号之间的关系是非线性的。因此，优选这样布置，即磁体元件在霍尔传感器的传感器表面上方移动，基本上平行于该传感器表面。图7B是根据图7A的线B-B的剖面示意图，示出了这种布置方式。
唇部324形成于该测量部分323上，其厚度相对于后叉片300的总体厚度减小，并且部分桥接第三切口353。承载体374连接于框架连接部分310，该承载体也部分桥接了第三切口353，并在其端部承载霍尔传感器370。霍尔传感器370具有朝向唇部324的测量表面371(这样，它指的是与传感器的灵敏度方向相一致的该测量表面的法线朝向唇部324)。在朝向霍尔传感器370的侧面上，磁体元件372加装在唇部324上，在离霍尔传感器370的测量表面371较小的距离处。霍尔传感器370的连线安装于承载体374上或内，但为简单起见在图中未示出。
作为选择，霍尔传感器可以加装到可动的唇部上，且磁体元件可以加装到固定的框架连接部分上。
在施加链条作用力的过程中，测量部分323向框架连接部分310移动，其中，带有磁体元件372的唇部324在霍尔传感器370的测量表面上方位移，与该测量表面平行，如箭头373所示。这导致产生代表位移大小的测量信号，这对于本领域的技术人员来说是清楚的。
图7C示出了带有霍尔传感器370和磁体元件372的后叉片300的分解透视图。
应当清楚的是霍尔传感器可以如参照图3A所述的在后叉片处的类似方式实现，或者如参照图5B所述的测量模块100的类似方式实现。
图8A和8B分别示出了本发明的后叉片400的分解透视图和侧视图，其设计与图6的后叉片200的设计具有类似性。后叉片400具有框架连接部分410，上设有安装孔411，412，413。后叉片400还包括轴容纳部分420，该轴容纳部分具有用于连接轴的插入狭槽421，和用于连接变速器的孔422。在框架连接部分410和轴容纳部分420之间，后叉片400具有将轴容纳部分420连接于框架连接部分410的弹性可变形过渡部分420。
有利的是，后叉片400由板状金属整体制成，例如，铝或钢，厚度为几毫米。然后，过渡部分430是具有比框架连接部分410和轴容纳部分420更小厚度的部分，且因此对于弯曲来说刚度较小。在所示的实施例中，凹部431位于框架连接部分410和轴容纳部分420之间。从顶部边缘402，具有减小的厚度的第一下凹部分432延伸至凹部431。从下部边缘401，具有减小的厚度的第二下凹部分433延伸至凹部431。两下凹部分432和433竖直地一个位于另一个上方，且一起形成过渡部分430。因此，当弯曲力矩施加在后叉片400上时，弯曲因此将主要出现在过渡部分430中。由于所选择的构造，过渡部分430主要对绕竖直轴线434的弯曲敏感。
后叉片400还具有部分桥接凹部431且具有固定于轴容纳部分420上的一端的唇部424。竖直轴线434位于唇部424的这一端附近。在所示的实施例中，唇部424与轴容纳部分420形成一体，因为凹部431形成具有水平支腿的U型凹槽，其底部朝向框架连接部分410，所述支腿的端部朝向轴容纳部分420。
在链条作用力的影响下，过渡部分430将在水平方向上弹性弯曲，即绕竖直弯曲轴线434。在这种情况下，轴容纳部分420的本体平面将保持基本上平坦，且框架连接部分410的本体平面也将保持基本上平坦，但是这两个本体平面现在互相形成不等于180°的角。尤其是，该角可以写成180°-α，其中α在近似的程度上与链条作用力成比例。因为唇部424牢固地连接于轴容纳部分420，唇部424相对于轴容纳部分420的方位保持不变。结果，唇部424的自由端425将经受在垂直于弯曲轴线434的平面内相对于框架连接部分410的位移。在近似的程度上，对于小弯曲角α，该位移在与弯曲角α以及链条作用力成比例的距离上可以描述为线性位移，垂直于图8B的绘制表面。
该线性位移可以通过霍尔传感器精确测量，该霍尔传感器牢固地连接于框架连接部分410，其中磁体元件牢固地连接于轴容纳部分420。再次优选地是磁体元件在霍尔传感器的传感器表面上方运动，基本上平行于该传感器表面。图8B示出了承载体474加装于框架连接部分410上，在其端部承载着霍尔传感器470。霍尔传感器470具有朝向唇部424的自由端425的测量表面47 1(见图8A)。磁体元件472加装于唇部424的自由端425，在离霍尔传感器470的测量表面471较短距离处。霍尔传感器470的连线安装在承载体474上或内，但为简单起见在图中未示出。
作为选择，霍尔传感器可以加装于可运动的唇部上，且磁体元件可以加装于固定的框架连接部分上。
在施加链条作用力的过程中，具有磁体元件472的唇部424的自由端425在霍尔传感器370的测量表面上方运动，平行于该测量表面，如箭头473所示。这导致产生代表位移大小的测量信号，这对本领域的技术人员来说是清楚的。
本发明还提供了一种装置，该装置用于提供表示自行车的选定齿轮的信号。实际上该装置测量控制缆索的位置，且所提出的测量装置也可用于其它期望测量控制缆索位置的应用中。
在控制自行车齿轮的过程中，控制缆索行进了极限位置之间的距离，约2cm。本发明提出通过霍尔传感器测量缆索的位置，由于对相对较低的成本来说有良好的可行性，且由于霍尔传感器的输出信号可直接应用于进一步处理中。作为选择，可以使用另一种类型的磁场传感器。
如所知，霍尔传感器给出测量信号，该信号是磁体元件相对于传感器的位移的量度。霍尔传感器非常适于检测磁体的经过、和用于测量小距离的位移，但不容易产生覆盖位移范围2cm的可靠的测量信号。本发明旨在解决这一问题。
根据本发明的第一方面，该测量装置包括具有霍尔传感器的壳体，其中该传感器相对于这一壳体牢固地安装；可相对于该壳体移动的磁体元件；以及使磁体元件与控制缆索连接的装置。目的是磁体元件与齿轮的控制缆索连接，且壳体例如通过加装于框架而保持。在控制缆索在缆索护套(Bowden缆索)内引导的情况下，其中该缆索护套相对于框架轴向固定，该缆索护套可以中断，且该测量装置的壳体可以在中断的位置固定于缆索护套的端部。通过使控制缆索移动而调节齿轮导致磁体元件相对于霍尔传感器产生位移。
根据本发明的第二方面，测量装置包括在磁体元件和霍尔传感器之间的磁性耦合部件，该耦合部件将磁体元件的磁场引导至霍尔传感器。这些耦合部件可以例如包括一或多个由良好传导磁场的材料制成的条，比如个别金属或陶瓷材料、或具有足够高的磁渗透性的其它适当材料，这对于本领域的技术人员来说是清楚的。
根据本发明的第三方面，一方面的磁性耦合部件和另一方面的磁体元件之间的耦合、一方面的磁性耦合部件和另一方面的霍尔传感器之间的耦合、或这两种情况取决于缆索的位置。
图9示意地示出了本发明提出的测量原理。测量装置900包括两个金属条910和920。每个条910，920弯曲成L型轮廓，具有支腿911，921和支脚912，922。所述条互相邻接排布，其中支脚912，922互相平行地排布。霍尔传感器901布置在那些支脚912，922之间，霍尔传感器901的敏感方向垂直于支脚912，922的表面，即，在图9中从左向右。条910和920以及霍尔传感器901相对于自行车框架941牢固地安装。
测量装置900还包括具有北极N和南极Z的磁体元件930。磁体元件930具有基本上垂直于条910，920的支腿911，921的纵向方向(在图中水平方向)的磁体轴线(在图中竖直方向)。磁体元件930连接于必须测量其相对于框架的位置的缆索(以940处示出)。该缆索将平行于条910，920的支腿911，921的纵向方向定向。在相对于框架941调节该缆索940时，磁体元件930将与该缆索940一道、且将沿条910，920的支腿911，921的纵向方向移动，如箭头931所示。
图9中示出了北极N朝向第一支腿911，南极Z朝向第二支腿921。磁体元件930的磁场的磁场线优选沿经过支腿911，921和支脚912，922的路径，且将因此集中在从第一条910向第二条920过渡处的霍尔传感器901上。杂散磁场(超出条910，920之外的磁场线，尤其是未经过霍尔传感器901的)将很小。
霍尔传感器901测量的磁场强度，换言之在条910，920中的“磁场线数目”，取决于这些条910，920和磁体元件930之间的磁耦合。本发明基于这样的认识，即该耦合可以依赖于磁体元件930的位置。
在下文中，将通过XYZ坐标系统描述不同的实施例变体，其中X轴(与缆索940的纵向方向一致)在图9的绘制平面中是水平的，其中Z轴在图9的绘制平面内是竖直的，且其中Y轴垂直于图9的绘制平面。
图10A示意地示出了装置900的第一实施例在磁体元件的三个不同的X位置处的YZ截面。在该第一实施例中，支腿911，921具有与X轴相应的纵向方向，且具有随X位置减小的宽度(Y尺寸)。接近支脚912，922(左手截面)，支腿911，921的宽度相当大，随着离支脚912，922的X距离的不断增大，支腿911，921的宽度减小。如果磁体元件930接近支脚912，922处(图9的左侧位置)，那么存在一个与宽支腿911，912的良好的磁耦合；如果磁体元件930远离支脚912，922(图9的右侧位置)，那么存在一个与窄支腿911，912的更小的磁耦合，且霍尔传感器901给出更小的信号。
图10B示意地示出了装置900的第二实施例在磁体元件的三个不同的X位置处的YZ截面。在该第二实施例中，支腿911，921具有绕X轴的螺旋形状，而且它们的宽度(切向尺寸)是恒定的。接近支脚912，922(左手截面)，支腿911，921与磁体元件930的磁轴对齐。随着至支脚912，924的X距离不断增大，连接支腿911，921的线与磁体元件930的磁轴形成增大的角，导致产生更小的磁耦合和更小的传感器信号。当该角为90°时(右手截面)，磁耦合几乎为零，因此传感器信号几乎为零。在该实施例中，支腿可以具有在磁体元件930位移的X范围上的半节距，从而大约在装置900的中心处获得图10B右侧的状态，同时，在位于离霍尔传感器901远处的装置900的端部，第一支腿911与南极Z对齐，而第二支腿921与北极N对齐：在这种情况下，传感器信号在磁体元件930在缆索调节范围上位移时从最大变为最小。
图10C示意地示出了装置900的第三实施例在磁体元件930的三个不同的X位置处的YZ截面。在该第三实施例中，支腿911，921仍具有平行于X轴的线性形状，而它们的宽度(Y尺寸)恒定。该装置设有螺旋形引导件，使磁体元件930随其X位置变化进行绕X轴的旋转。靠近支脚912，922(左手截面)，磁体元件930的磁轴与支腿911，921对齐。随着至支脚912，922的X距离的增加，磁体元件930的磁轴与连接支腿911，921的(竖直)线形成增大的角，导致产生更小的磁耦合和更小的传感器信号。当该角为90°时(右手截面)，磁耦合几乎为零，因此传感器信号几乎为零。在该实施例中，所述的螺旋形引导件可以具有在磁体元件930位移的X范围上的半节距，从而大约在装置900的中心处获得图10C右侧的状态，同时在位于离霍尔传感器901远处的装置900的端部，北极N与第二支腿921对齐，而南极Z与第一支腿911对齐：在这种情况下，传感器信号在磁体元件930在缆索调节范围上位移时从最大变为最小。
图11示意地示出了如图10C的装置900沿纵向方向剖开的透视图。圆筒形壳体用附图标记902表示。壳体902具有头端壁903，上有用于穿过缆索的孔904。而且第一支腿912也具有用于穿过缆索的孔913。在壳体902中，设有合成引导套筒905，具有用于磁体元件930的螺旋槽906，在该示例中，该螺旋槽的长度为半节距。在该示例中，磁体元件930具有用于穿过缆索940的孔，在该孔中，设有橡胶环932，从而所设置的缆索940会夹在磁体元件930中，且因此能沿X方向与磁体元件930一起。
图10D示意地示出了装置900的第四实施例的XZ截面。在该第四实施例中，支腿911，921仍具有线性形状，但现在它们与X轴成一角，而它们的宽度(Y尺寸)恒定。接近支脚912，922(向图中左侧)，支腿911，921之间的相互距离较小；随着至支脚912，922的X距离增大，支腿911，921之间的相互距离增大，导致产生更小的磁耦合和更小的传感器信号。
显然，组合了上述功能原理的实施例也是可行的。
在另一实施例中，磁体元件和传感器相对于该壳体固定，且联接部件加装到缆索上。在这种情况下，联接部件相对于磁体元件和/或传感器的相对位置取决于缆索的位置，且(在联接部件的适当构造中)磁体元件和传感器之间的磁耦合、以及传感器输出信号取决于缆索的位置。
对于本领域的技术人员来说，很清楚本发明不限于在前面论述的示例性实施例，而在所附的权利要求书限定的本发明的保护范围内，几种变体和改进是可行的。例如，本发明可用于具有自动传动装置的自行车上。而且，磁体元件930可以相对于测量装置900的壳体902在X方向上固定，且与该磁体元件930联接的缆索在该缆索沿X方向偏移的情况下实现该磁体元件930绕X轴的转动。
而且，在磁体元件930和联接部件之间的联接可以不随着X的位置变化连续变化，而是对应于不同的、预定的缆索工作位置例如对应于相互不同的齿轮位置逐步地变化。
在前面，已经针对自行车阐述了本发明，其中后车轮的轴两端加装到后叉片上。然而，该车轮也可以单侧地加装，即，仅后轴的一端与框架联接，另一端是自由的。在该种情况下，仅有一个后叉片感知链条作用力的反作用力；例如，通过前面所述的测量原理测量该反作用力，至少其水平分量，其中竖直的重力不影响测量结果，因此直接提供链条作用力。

Claims (46)

1.一种具有集成的链条作用力传感器的后叉片(50；200；300；400)，包括：
用于连接于自行车框架(10)的框架联接部分(53；210；310；410)；
用于连接于车轮轴(21)的轴容纳部分(51；220；320；420)；
在所述框架联接部分(53；210；310；410)和所述轴容纳部分(51；220；320；420)之间的可弹性变形过渡部分(61，62；230；330；430)；以及
用于提供测量信号的至少一个传感器(70；370；470)，所述信号表示所述框架联接部分(53；210；310；410)和所述轴容纳部分(51；220；320；420)之间的相互位移和/或所述过渡部分(61，62；230；330；430)的变形。
2.如权利要求1所述的后叉片，其特征在于，所述可弹性变形过渡部分(61，62)包括至少两个基本上竖直的支腿(61，62)，它们将所述轴容纳部分(51)联接于框架联接部分(53)，所述支腿(61，62)通过弯曲而允许所述轴容纳部分(51)相对于所述框架连接部分(53)沿基本上垂直于所述轴的纵向方向的方向进行基本上水平的位移。
3.如权利要求1或2所述的后叉片，其特征在于，还设有用于检测所述后叉片(50)的变形的至少一个变形传感器(70)。
4.如权利要求3所述的后叉片，其特征在于，所述变形传感器(70)包括基本上竖直定向的中心体(72)，其第一端(73)连接于所述后叉片(50)的所述框架连接部分(53)，相对端(74)连接于所述轴容纳部分(51)；以及
弯曲传感器(75)布置在所述中心体(72)的至少一个表面上，所述弯曲传感器优选包括至少一个应变仪。
5.如权利要求1所述的后叉片，其特征在于，所述轴容纳部分(320)设有测量部分(323)，所述测量部分通过至少一个弯曲臂(361；362)联接于框架联接部分(310)，所述臂(361；362)通过弯曲而允许所述轴容纳部分(320)相对于所述框架连接部分(310)沿基本上垂直于所述轴的纵向方向的方向进行基本上水平的位移(373)；
所述后叉片设置有用于检测所述水平的位移(373)的检测装置(370，372)。
6.如权利要求5所述的后叉片，其特征在于，所述检测装置(370，372)包括：磁体元件(372)和优选为霍尔传感器的磁体传感器(370)；
磁体元件(372)加装到所述轴容纳部分(320)上，而磁体传感器(370)加装到所述框架连接部分(310)上，或磁体元件(372)加装到所述框架连接部分(310)上，而磁体传感器(370)加装到所述轴容纳部分(320)上。
7.如权利要求6所述的后叉片，其特征在于，所述磁体传感器(370)具有传感器表面(371)，且所述磁体传感器(370)安装成所述传感器表面(371)基本上平行于所述磁体元件(372)和所述磁体传感器(370)之间的水平相对位移(373)。
8.如权利要求1-7任一所述的后叉片，其特征在于，还设有作为所述轴容纳部分的行程限制的阻挡部(63)。
9.如权利要求1所述的后叉片，其特征在于，所述弹性可变形过渡部分(230，430)包括基本上竖直地一个位于另一个上方的至少两个连接臂(232，233；432，433)，所述臂将所述轴容纳部分(220；420)连接于所述框架连接部分(210；410)，所述臂(232，233；432，433)经过绕基本上竖直的轴线(234；434)的弯曲而允许所述轴容纳部分(220；420)相对于所述框架连接部分(210；410)水平弯曲。
10.如权利要求9所述的后叉片，其特征在于，还设有用于检测所述后叉片的弯曲的至少一个变形传感器。
11.如权利要求10所述的后叉片，其特征在于，所述变形传感器包括基本上水平的材料桥(241)，其一端连接于所述框架连接部分(210)，另一端连接于所述轴容纳部分(220)；以及
弯曲传感器(242)布置在所述材料桥(241)的至少一个表面上，所述弯曲传感器优选包括至少一个应变仪。
12.如权利要求9所述的后叉片，其特征在于，还设有基本上水平定向的测量唇部(424)，其自由端相对于所述轴容纳部分(420)固定成，在绕所述基本上竖直的轴线(434)弯曲的情况下，所述测量唇部(424)的所述自由端承受相对于所述框架连接部分(410)的基本上水平的位移。
13.如权利要求12所述的后叉片，其特征在于，所述传感器(470)适于提供表示所述测量唇部(424)的自由端和所述框架连接部分(410)的相互位移的测量信号。
14.如权利要求13所述的后叉片，其特征在于，还包括磁体元件(472)和优选为霍尔传感器的磁体传感器(470)，其中所述磁体元件(472)加装到所述测量唇部(424)的自由端上，而所述测量传感器(470)加装到所述框架连接部分(410)上，或所述磁体元件(472)加装到所述框架连接部分(410)上，而所述测量传感器(470)加装到所述测量唇部(424)的自由端上。
15.如权利要求14所述的后叉片，其特征在于，所述磁体传感器(470)具有传感器表面(471)，且所述磁体传感器(470)安装成所述传感器表面(471)基本上平行于所述磁体元件(472)和所述磁体传感器(470)之间的水平相对位移(473)。
16.一种测量模块(100)，包括：
用于加装到自行车框架上的框架连接部分(102)；
用于加装后叉片的第二连接部分(103)；
在所述框架连接部分(102)和所述第二连接部分(103)之间的可弹性变形过渡部分(104，105)；以及
用于提供测量信号的至少一个传感器(70；106)，所述测量信号表示所述第二连接部分(103)和所述框架连接部分(102)之间的相互位移。
17.如权利要求16所述的测量模块，其特征在于，所述可弹性变形过渡部分包括至少两个基本上竖直的支腿(104，105)，所述支腿将所述第二连接部分(103)联接于所述框架连接部分(102)，所述支腿(104，105)通过弯曲而允许所述第二连接部分(103)相对于所述框架连接部分(102)进行水平位移。
18.如权利要求17所述的测量模块，其特征在于，所述变形传感器(70)包括基本上竖直定向的中心体(70)，其第一端(73)加装到所述测量模块(100)的所述框架连接部分(102)上，相对端(74)加装到所述第二连接部分(103)上；以及
弯曲传感器(75)布置在所述中心体(72)的至少一个表面上，所述弯曲传感器优选包括至少一个应变仪。
19.如权利要求17所述的测量模块，其特征在于，所述变形传感器(106)布置在支腿(104，105)的侧面(107)上。
20.如权利要求16-19任一所述的测量模块，其特征在于，还设有作为第二连接部分(103)的行程限制的阻挡部(112，113)。
21.一种用于测量驱动链条(26)中的链条作用力(FK)的方法，所述驱动链条啮合在可绕轴(21)转动的本体(20)上，所述轴在至少一个连接点(22，23)处固定在框架(10)上；所述方法包括步骤：
测量在第一连接点(22)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FL)；
从测量的反作用力(FL)计算链条作用力(FK)。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述反作用力是通过测量在所述连接点(22)的位置处的所述框架(10)的变形而测得的。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述反作用力是通过测量在所述第一连接点(22)的位置处的两框架部分的相互位移而测得的。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述相互位移是沿基本上平行于所述链条作用力的方向测量的。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述相互位移是沿基本上垂直于所述链条作用力的方向测量的。
26.如权利要求21-25任一所述的方法，其特征在于，所述轴(21)在至少两个连接点(22，23)处固定在框架(10)上，且所述方法还包括步骤：
测量在第二连接点(23)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FR)；
将两个测量的反作用力(FL；FR)相加。
27.如前述权利要求21-25任一所述的方法，其特征在于，所述轴(21)在至少两个连接点(22，23)处固定在框架(10)上，其中所述本体(20)设有至少两个链轮(25)，所述驱动链条(26)可以啮合在所述链轮上，且所述方法还包括步骤：
确定哪个链轮与所述驱动链条啮合；
根据处于啮合的链轮的位置，确定在两个连接点(22，23)处所述反作用力(FL；FR)之间的比值；
将这样确定的两个反作用力(FL；FR)相加。
28.一种基于运载工具(1)的驱动链条(26)中的链条作用力(FK)控制辅助马达(M)的方法，其中所述链条作用力(FK)是利用如权利要求21-27任一所述的方法测量的。
29.一种基于运载工具(1)的驱动链条(26)中的链条作用力(FK)调节自动变速机构的方法，其中所述链条作用力(FK)是利用如权利要求21-27任一所述的方法测量的。
30.一种电力支持的自行车(1)，包括：
通过链条(26)驱动的车轮(20)，所述车轮可转动地安装在轴(21)上，所述轴在至少一个连接点(22，23)处固定在框架(10)上；
布置在所述连接点(22)中的第一个处的第一传感器(31)，用于提供测量信号(S1)，所述信号(S1)表示在所述第一连接点(22)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FL)；
辅助马达(M)；
根据通过脚蹬作用力在驱动链条(26)内实现的链条作用力(FK)，给所述辅助马达(M)通电的控制器(40)；
其中所述控制器(40)适于根据所述传感器信号(S1)产生马达通电信号(SC)。
31.一种电力支持的自行车(1)，包括：
通过链条(26)驱动的车轮(20)，所述车轮可转动地安装在轴(21)上，所述轴在至少两个连接点(22，23)处固定在框架(10)上；
布置在所述连接点(22)中的第一个处的第一传感器(31)，用于提供测量信号(S1)，所述信号(S1)表示在所述第一连接点(22)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FL)；
布置在所述连接点(23)中的第二个处的第二传感器(32)，用于提供测量信号(S2)，所述信号(S2)表示在所述第二连接点(23)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FR)；
辅助马达(M)；
根据通过脚蹬作用力在驱动链条(26)内实现的链条作用力(FK)，给所述辅助马达(M)通电的控制器(40)；
其中所述控制器(40)适于根据两传感器信号(S1，S2)产生马达通电信号(SC)。
32.如权利要求31所述的电力支持的自行车，其特征在于，所述控制器(40)具有与所述第一传感器(31)联接、并用于接收所述第一传感器信号(S1)的第一传感器输入端(41)，以及与所述第二传感器(32)联接、并用于接收所述第二传感器信号(S2)的第二传感器输入端(42)；
其中所述控制器(40)适于根据两输入信号(S1，S2)的和产生所述马达通电信号(SC)。
33.如权利要求31所述的电力支持的自行车，其特征在于，设有用于将两个传感器信号(S1，S2)相加以获得相加的传感器信号(SA)的装置；
其中所述控制器(40)具有用于接收所述相加的传感器信号(SA)的信号输入端(44)；
所述控制器(40)适于根据其输入信号(SA)产生所述马达通电信号(SC)。
34.一种电力支持的自行车(1)，包括：
通过链条(26)驱动的车轮(20)，所述车轮可转动地安装在轴(21)上，所述轴在至少一个连接点(22，23)处固定在框架(10)上，其中所述车轮(20)设有所述驱动链条(26)可以啮合在上面的至少两个链轮(25)；
布置在所述连接点(22)中的第一个处的第一传感器(31)，用于提供测量信号(S1)，所述信号(S1)表示在所述第一连接点(22)处轴(21)和框架(10)之间的反作用力(FL)；
第二传感器(900)，用于提供表示哪个链轮与所述驱动链条啮合的测量信号；
辅助马达(M)；
根据通过脚蹬作用力在驱动链条(26)内实现的链条作用力(FK)，给所述辅助马达(M)通电的控制器(40)；
所述控制器适于根据两传感器信号产生所述马达通电信号(SC)。
35.一种电力支持的自行车(1)，设有辅助马达(M)和/或自动传动装置，其中所述自行车设有至少一个如前述权利要求1-15任一所述的后叉片。
36.一种用于测量缆索(940)相对于框架(941)的位置的测量装置(900)，包括：
壳体(902)；
牢固地连接于所述壳体(902)的磁场传感器(901)；
可移动地布置在所述壳体(902)内的磁体元件(930)，所述磁体元件设有用于使所述磁体元件(930)与所述缆索(940)联接的联接装置(932)；
耦合部件(910，920)，用于使所述磁体元件(930)的磁场与所述磁场传感器(901)耦合，所述耦合部件(910，920)在一方面与磁场传感器(901)磁耦合、以及另一方面与所述磁体元件(930)磁耦合；以及
所述耦合部件(910，920)和所述磁体元件(930)之间的磁耦合取决于所述磁体元件(930)在所述壳体(902)内的位置。
37.如权利要求36所述的测量装置，其特征在于，由所述缆索造成的所述磁体元件(930)在所述壳体(902)内的位移带来所述磁体元件(930)和所述磁场传感器(901)之间的相互距离变化，且所述耦合部件(910；920)和所述磁体元件(930)之间的磁耦合随着所述磁体元件(930)和所述磁场传感器(901)之间的距离增大而减小。
38.如权利要求36或37所述的测量装置，其特征在于，由所述缆索造成的所述磁体元件(930)在所述壳体(902)内的位移包括沿X方向的线性位移，其中所述耦合部件(910；920)具有沿所述X方向延伸的支腿(911；921)，它们优选在X轴的两侧。
39.如权利要求38所述的测量装置，其特征在于，所述磁体元件(930)具有基本上垂直于所述X方向的磁轴。
40.如前述权利要求36-39任一所述的测量装置，其特征在于，所述耦合部件(910；920)的支腿(911；921)具有随所述X位置变化而至少沿所述磁体元件(930)的位移轨迹的一部分变化的横向尺寸。
41.如前述权利要求36-40任一所述的测量装置，其特征在于，在所述耦合部件(910；920)的支腿(911；921)之间的相互距离随所述X位置变化至少沿所述磁体元件(930)的位移轨迹的一部分变化。
42.如前述权利要求36-41任一所述的测量装置，其特征在于，所述耦合部件(910；920)的所述支腿(911；921)具有至少沿所述磁体元件(930)的位移轨迹的一部分变化的螺旋形状。
43.如权利要求42所述的测量装置，其特征在于，所述支腿(911，921)的螺旋形状具有对应于半个螺旋节距的长度。
44.如前述权利要求36-43任一所述的测量装置，其特征在于，由所述缆索造成的所述磁体元件(930)在所述壳体(902)内的位移包括绕X轴的转动。
45.如权利要求44所述的测量装置，其特征在于，还包括引导装置(905，906)，所述引导装置在所述磁体元件(930)沿X方向位移的情况下所述引导装置实现所述磁体元件(930)绕X轴的转动。
46.一种自行车，包括框架(910)和调节缆索(940)，设有如权利要求36-45任一所述的测量装置，其中所述壳体相对于框架(941)保持，且所述调节缆索(940)联接于所述磁体元件(930)；
所述壳体(902)例如加装到所述框架(941)上，和/或所述调节缆索(940)例如为波顿型的，具有加装到所述框架(941)上的外部护套，而所述壳体(902)加装到所述外部护套上。
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