CN102778320A

CN102778320A - 自行车力感测装置

Info

Publication number: CN102778320A
Application number: CN2012101426233A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木文吾
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: CN102778320B; TWI478844B; US8453521B2; DE102012104061A1; US20120285264A1; TW201244990A; DE102012104061B4

Abstract

一种自行车力感测装置，基本设置有接附构件、平移检测结构和取向检测器。该接附构件构造为安装至自行车底部托架挂架并且构造为接收并可旋转地支撑曲柄轴。该平移检测结构联接至接附构件，使得平移检测结构感测接附构件上在第一应变测量方向上以及在与第一应变测量方向不平行的第二应变测量方向上的应变。取向检测器联接至所述接附构件，使得该取向检测器检测接附构件的取向。

Description

自行车力感测装置

技术领域

本发明总地涉及自行车力感测装置。更具体地，本发明涉及用于感测施加至曲柄轴的踏蹬力的自行车力感测装置。

背景技术

自行车有时装备有用于检测作用在自行车曲柄轴上的力的力传感器。例如，在第7,516,677号美国专利（转让给株式会社岛野）中，在曲柄轴上设置有圆柱形扭矩检测套筒构件（力传感器单元），用于检测施加至曲柄轴的转矩。第1,361,822号欧洲专利公开中公开了用于检测作用在自行车曲柄轴上的力的力传感器的另一个示例。在此专利公开中，传感器定位于底部托架管的径向内表面和围绕曲柄轴轴承之一的环形构件的径向延伸的外表面之间。在这些设置方式中，应变传感器必须定向在规定的取向上，以准确地测量作用在自行车曲柄轴上的力。由此，在这些设置方式中，主体通过螺栓固定至适配器，然后使用者将适配器固定至自行车底部托架，并在适配器已固定至自行车底部托架后调整主体的取向。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自行车力感测装置，其容易安装而不要求自行车力感测装置的特定取向。

前述的目的基本可以通过提供基本包括接附构件、平移检测结构和取向检测器的自行车力感测装置而获得。该接附构件构造为安装至自行车底部托架挂架，并且构造为接收并可旋转地支撑曲柄轴。该平移检测结构联接至接附构件，使得该平移检测结构感测接附构件上在第一应变测量方向上和在与第一应变测量方向不平行的第二应变测量方向上的应变。该取向检测器联接至接附构件，使得该取向检测器检测接附构件的取向。

从结合附图公开了优选实施例的下文的详细说明中，本领域技术人员可以了解本发明的这些和其他目的、特征、方面和优点。

附图说明

现参考形成本原始公开的一部分的附图：

图1是自行车的侧视图，示出了具有装备有根据第一实施例的自行车力感测装置的底部托架管的车架；

图2是沿图1中的剖面线2-2的自行车的底部托架管的截面图，示出了根据第一实施例的安装在底部托架上的自行车力感测装置；

图3是前曲柄组件的选定的部分和根据第一实施例的自行车力感测装置相对于底部托架挂架的分解透视图；

图4是根据第一实施例的自行车力感测装置的侧视图，其中移除了覆盖件显示，并且通信单元和控制单元显示为简化的框图；

图5是根据第一实施例的主体和适配器构件的分解透视图；

图6是根据第二实施例的主体和适配器构件的分解透视图；

图7是根据可替换的构造的主体的侧视图；

图8是根据另一个可替换的构造的主体的侧视图；

图9是主体的侧视图，其中平移传感器由一对应变计形成；

图10是装备有任何实施例的自行车力感测装置的自行车的图解图，该自行车在水平地面上处于直立（垂直地取向）的骑乘位置，并且该图示出了取向检测器的取向方向；

图11是装备有任何实施例的自行车力感测装置的自行车的图解图，该自行车在水平地面上和向上倾斜的地面上都处于直立（垂直地取向）的骑乘位置，以示出取向检测器相对于自行车车架的取向方向的比较；以及

图12是装备有任何实施例的自行车力感测装置的自行车的图解图，该自行车在水平地面上和向下倾斜的地面上都处于直立（垂直地取向）的骑乘位置，以示出取向检测器相对于自行车车架的取向方向的比较。

具体实施方式

现将参考附图解释本发明的选定的实施例。从本公开中本领域技术人员能够了解，所提供的本发明的实施例的以下说明仅仅是示例性的，并且无意于对由所附的权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。

首先参考图1至3，图示了具有装备有根据第一实施例的自行车力感测装置14（在图2和图3中示出）的曲柄轴组件12的自行车10。如图2和3所示，该力感测装置14构造为在骑自行车的人（未示出）在一对自行车踏板18（在图1中示出）上施加力时感测由骑自行车的人经由一对曲柄臂20和22施加在曲柄轴组件12的曲柄轴16（在图2中示出）上的力。该自行车踏板18包括常规的约束装置，该约束装置构造为以常规的方式可释放地保持自行车鞋（未示出）上的防滑钉。具体地，当匹配的自行车鞋由自行车踏板18保持时，由骑自行车的人（未示出）所产生的旋转功率在向下骑行运动和向上骑行运动的过程中都从自行车鞋传输至自行车踏板18。

如图2和3中所示，曲柄轴组件12安装至自行车10的自行车车架24。特别地，该曲柄轴组件12安装至车架24的底部托架挂架26。该底部托架挂架26构造为将曲柄轴16接收在其中，以可旋转地支撑曲柄轴16。如图2所示，该曲柄轴16是中空的圆柱形构件，其可旋转地安装以延伸通过底部托架挂架26。右曲柄20固定至曲柄轴16的右端部，同时左曲柄22可拆卸地固定至曲柄轴16的左端部。该曲柄轴16构造为绕延伸经过该曲柄轴16的中心的旋转轴线A旋转。由此，旋转轴线A也是曲柄轴16和底部托架挂架26的中心轴线。尽管曲柄轴16图示为中空的圆柱形构件，但是该曲柄轴16并不限于中空的圆柱形构件。例如，该曲柄轴是实心杆并且曲柄臂通过螺栓固定至该曲柄轴也是可接受的。车架24可以由焊接在一起的金属管区段制成，或者可替换地，可以由复合材料制成，使得车架24的管通过树脂和/或碳纤维材料相互固定。因为该车架24是自行车10的常规特征，为简洁起见，除了底部托架挂架26外，该车架24的进一步说明予以省略。

底部托架挂架26是具有开口端部的中空的管状元件。该底部托架挂架26有时称为底部托架管。该底部托架挂架26构造为以相对常规的方式支撑曲柄轴16和与曲柄轴16相关联的元件。优选地，该底部托架挂架26的每个开口端部包括支撑力感测装置14的机加工内螺纹，其支撑方式将在下文较详细说明。可替换地，该底部托架挂架26的每个开口端部都可以构造为不具有机加工螺纹，以经由压配合的设置方式接收曲柄轴支撑元件。

现具体结合图4至8给出对自行车力感测装置14的说明。使用图示的实施例的自行车力感测装置14，在该力感测装置14固定至自行车车架24后，使用者不需要将该自行车力感测装置14调整至任何规定的取向。相反，如下文所讨论的，不管自行车力感测装置14相对于车架24的底部托架挂架26的取向如何，该自行车力感测装置14都可以容易地校准。

如图3和5中最佳地示出，该自行车力感测装置14基本包括接附构件30、平移检测结构32和取向检测器34。该接附构件30构造为不可移动地安装至底部托架挂架26。在图示的此第一实施例中，接附构件30是包括主体36和适配器38的两件结构。主体36牢固地固定至适配器38，使得主体36和适配器38形成一体的单元。在图示的此第一实施例中，接附构件30还设置有压配合至主体36中的第一轴承单元40。

如图3中所示，底部托架挂架26还设置有第二轴承单元42，使得该底部托架挂架26构造为接收并可旋转地支撑曲柄轴16。该第二轴承单元42通过适配器44牢固地固定至底部托架挂架26。在图示的第一实施例中，适配器44设置有外螺纹44a，用于将第二轴承单元42牢固地固定至底部托架挂架26。该第二轴承单元42压配合至适配器44中。

在图示的第一实施例中，接附构件30的适配器38构成构造为接附至自行车底部托架挂架26的第一部分，而主体36构成具有接附至其上的平移检测结构32的第二部分。如图2中最佳地示出，主体36（例如第二部分）构造为设置在自行车底部托架挂架26的外侧。如图2中最佳地示出，主体36还支撑第一轴承单元40，使得第一轴承单元40设置在自行车底部托架挂架26的外侧。然而，根据需要和/或期望将主体36构造为使得第一轴承单元40设置在自行车底部托架挂架26的内侧也是可接受的。

在图示的第一实施例中，主体36和适配器38通过黏合和/或压配和固定在一起。可替换地，可以通过将两个部件焊接或螺栓连接在一起而将主体36接附至适配器38。如果需要和/或期望，还可以将主体36和适配器38制成整块的、单体的构件。在任何情况下，主体36都将平移检测结构32和取向检测器34支撑在适配器38和第一轴承单元40上。

如上文所提到的，适配器38构造为牢固地固定至底部托架挂架26上。在图示的第一实施例中，适配器38设置有具有外螺纹的管状安装部分38a，用于将自行车力感测装置14牢固地固定至底部托架挂架26。可替换地，适配器38可以通过压配合的设置方式等接附至底部托架挂架26。适配器38还包括从管状安装部分38a径向延伸的环形法兰38b。该环形法兰38b具有凹进区域38c，用于将主体36接收至其中。适配器38在相对于旋转轴线A的径向方向上并在平行于旋转轴线A的方向上支撑主体36。如图2中所示，适配器38安装至底部托架挂架26，使得曲柄轴16延伸通过适配器38的曲柄轴接收开口38d，并且使得适配器38的环形法兰38b和主体36都位于底部托架挂架26的外侧。由此，力感测装置14主要位于底部托架挂架26和曲柄臂20之间。优选地，适配器38由诸如钢、铝、钛或具有合适的刚度和强度的适合的合金的金属材料制成。

在图示的第一实施例中，主体36具有限定轴承接收开口的内部部分36a，第一轴承单元40通过压配合的设置方式保持在该轴承接收开口中。优选地，主体36由诸如钢、铝、钛或具有合适的刚度和强度的适合的合金的金属材料制成。主体36的厚度和总体尺寸由将作用在曲柄轴16上的预期力、所使用的材料以及要装备力感测装置14的自行车的大小和类型来确定。如图2所示，主体36进一步包括叠置在适配器38的环形法兰38b上并与其接触的外部部分36b，以及接收第一轴承单元40的轴承接收开口36c。第一轴承单元40压配合至轴承接收开口36c中，使得第一轴承单元40的外圈固定至主体36而第一轴承单元40的内圈与曲柄轴16一起转动。平移检测结构32设置在内部部分36a和外部部分36b之间的中间区域中，用于检测由于曲柄轴16旋转而出现在主体36中的应变。在图示的此第一实施例中，主体36的内部部分36a和外部部分36b之间的中间区域是不具有任何贯通开口的平坦体类型。然而，主体36可以构造为桥体类型，其中主体36的内部部分36a和外部部分36b之间的中间区域设置有贯通开口。通过将主体36构造为桥体类型，导致主体36对转矩输入敏感，因为桥体类型与平坦体类型相比较容易改变其形状。

如图4中所示，自行车力感测装置14还包括通过电线48电连接至平移检测结构32和取向检测器34的通信单元46，用于接收来自平移检测结构32和取向检测器34的电信号。换句话说，通信单元46可操作地耦合至平移检测结构32和取向检测器34，使得由通信单元46接收来自平移检测结构32和取向检测器34的信号。在此第一实施例中，该通信单元46是与接附构件30分开的。然而，如果需要和/或期望，通信单元46可以支撑在接附构件30上。

通信单元46包括接收来自平移检测结构32的信号的计算电路，用于计算由于施加至曲柄轴16的踏蹬力而施加至主体36的应变。通信单元46的计算电路还接收来自取向检测器34的信号，用于确定平移检测结构32的应变测量方向。优选地，通信单元46具有开关46a（例如按键），用于基于来自取向检测器34的信号通过计算电路初始化平移检测结构32的设置。并且，可选地，通信单元46具有通知装置46b（例如诸如灯的可视通知装置或诸如扬声器的可听通知装置），用于在平移检测结构32的设置过程中的设置操作已完成时通知使用者。开关46a和通知装置46b可以设置在通信单元46上或在自行车10的一些其他部分上。

如图4中所示，自行车10进一步包括（除其他之外）控制单元50和电池52。该控制单元50接附至诸如手把的车架24的前部区段。控制单元50根据需要和/或期望接收信号和/或控制自行车10的各种部件。例如，控制单元50可以经由通信单元46接收来自踏频传感器的每分钟转数(RPM）数据、来自档位传感器的档位数据和来自平移检测结构32的力数据。使用此数据，控制单元50能够控制自动换挡系统。

力感测装置14可操作地连接至控制单元50和电池52。如下文将提到的，控制单元50可以配置为使用由力感测装置14提供的应变测量信号确定施加至曲柄轴16的转矩，或者通信单元46可以使用由力感测装置14提供的应变测量信号确定施加至曲柄轴16的转矩，并随后将计算结果传递至控制单元50。该计算可以以任何期望的方式进行。

例如，以与第2010/0282001号美国专利公开相同的方式，由力感测装置14提供的应变测量信号可以用于确定施加至曲柄轴16的转矩。例如，通信单元46或控制单元50可以使用以下公式计算功率：

P＝Fc·Vc

其中：

Vc是链条速度

Vc＝ω·Gr

其中：

ω是旋转速度（基于来自踏频传感器的信号计算）

Gr是有效链环的半径（基于来自档位传感器的信号）

控制单元50可以使用以下公式计算（每次旋转的）平均转矩T：

T＝ω／P

如图4中所示，控制单元50基本上包括显示器54、微处理器56和信号接收单元58。尽管在图1中图示出显示器54、微处理器56和信号接收单元58设置在自行车10的手把上的单个壳体中，根据需要和/或期望，这些部件可以是分开的并安装在自行车10的不同位置处。在第一实施例中，电池52经由通信单元46将电功率供给至平移检测结构32和取向检测器34。在第一实施例中，该电池52还将电功率供给至控制单元50。根据本公开，显然根据需要和/或期望，可以使用其他功率源将必要的电功率供给至各种部件。

在第一实施例中，通信单元46和控制单元50是分开的构件，其中数据从通信单元46传递至控制单元50，用于向骑车者显示和/或用于在自动换挡系统中或其他自行车系统中使用。然而，根据需要和/或期望，通信单元46和控制单元50可以集成至单个单元中。此外，尽管图示出通信单元46包括计算电路，根据本公开，显然通信单元46可以经由无线通信或线缆将来自平移检测结构32的信号转移至控制单元50（例如码表或控制器），使得由控制单元50进行其中一些或所有计算。换句话说，信号接收单元58可以为通过电缆电连接至通信单元46的I/O接口，和/或该信号接收单元58可以为无线接收器。

如图4中所示，平移检测结构32联接至接附构件30，使得平移检测结构32感测接附构件30上在第一应变测量方向D1上以及在与第一应变测量方向D1不平行的第二应变测量方向D2上的应变。在图示的第一实施例中，平移检测结构32包括第一平移传感器61和第二平移传感器62。该第一平移传感器61感测接附构件30上在第一应变测量方向D1上的应变。该第二平移传感器62感测接附构件30上在第二应变测量方向D2上的应变。在图示的第一实施例中，第一平移传感器61和第二平移传感器62是相互间隔开的单独的传感器。在图示的第一实施例中，例如，第一平移传感器61和第二平移传感器62是应变计或半导体传感器，或其结合。半导体传感器具有形成用于感测两个应变测量方向的桥接电路的四个应变测量元件。因为半导体传感器可以感测两个应变测量方向，所以可以省略第一平移传感器61和第二平移传感器62中的一个以减少成本。为减少制造自行车力感测装置14的总体成本，优选地，第一平移传感器61和第二平移传感器62各自分别仅包括单个的应变测量元件。然而，为了改善的性能和功能，优选地，第一平移传感器61和第二平移传感器62各自分别包括至少两个应变测量元件。主体36中的第一应变测量方向D1上的应变与第一应变测量方向D1上的踏蹬力成比例。主体36中的第二应变测量方向D2上的应变与第二应变测量方向D2上的踏蹬力成比例。通过感测主体36中在第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2上的应变，力感测装置14可以将第一平移传感器61和第二平移传感器62的结果合并，以获得踏蹬力和踏蹬方向的信息。由平移传感器61和62检测的应变和踏蹬力之间的关系是预先确定的。

如图4中所示，例如，第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于接附构件30设置为使得第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2大致（即，在十度之内）相互垂直。在第一实施例中，第一平移传感器61和第二平移传感器62安装在主体36面向自行车10的底部托架挂架26的内侧上。尽管在第一实施例中第一平移传感器61和第二平移传感器62设置在主体36和适配器38之间，第一平移传感器61和第二平移传感器62中的一个或两个可以设置在主体36的外侧以背离适配器38。该第一平移传感器61和第二平移传感器62各自使用树脂保持在主体36的凹进部中，以提供防水密封。当第一和第二平移传感器设置在适配器38的相反侧时，它们由覆盖构件覆盖。

第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于接附构件30设置为使得第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2通过曲柄轴16的旋转轴线A。优选地，第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于接附构件30设置为使得第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2中的至少一个位于单个的预先确定的平面P（图2）中，该单个的预先确定的平面P相对于接附构件30的曲柄轴接收开口的旋转轴线A大致垂直地设置。

平移检测结构32不限于图4中所示出的特别设置方式。第一平移传感器61和第二平移传感器62可以相对于接附构件30设置为使得第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2从曲柄轴16的旋转轴线A偏移。尽管第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2优选地以90°角度设置，第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2之间的角度不限于90°或大致90°。第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2之间的角度可以为允许第一平移传感器61和第二平移传感器62的结果用于获得施加至曲柄轴16的踏蹬力和踏蹬方向的信息的任何角度。并且第一平移传感器61和第二平移传感器62可以安装在主体的相反侧上，使得第一应变测量方向D1位于相对于旋转轴线A大致垂直地设置的第一预先确定的平面中，并且第二应变测量方向D2位于相对于旋转轴线A大致垂直地设置的第二预先确定的平面中。平移检测结构32相对于接附构件30设置为使得第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2沿相对于曲柄轴16的旋转轴线A不垂直地（最大呈15度角）设置的预先确定的平面延伸。

取向检测器34联接至接附构件30，使得取向检测器34检测接附构件30相对于自行车车架24的取向。在图示的实施例中，取向检测器34包括加速度传感器。然而，可以使用其他类型的取向检测器。该取向检测器34检测预先确定的（重力）方向。取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62的位置是相对于主体36预先确定的。由此，基于取向检测器34的位置的检测结果，可以容易地相对于自行车车架24确定第一平移传感器61和第二平移传感器62的第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2。换句话说，自行车力感测装置14可以容易地接附至自行车车架24的底部托架挂架26，因为使用者不必关心第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于自行车车架24的取向。相反，使用者可以将自行车力感测装置14以任何取向接附至自行车车架24的底部托架挂架26，因为第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于自行车车架24的取向可以用取向检测器34确定。

可选地，第一防尘密封件或覆盖件70设置用于覆盖第一轴承单元40，并且第二防尘密封件或覆盖件72设置用于覆盖第二轴承单元42。因为取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62定位在主体36和适配器38之间，所以不必为取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62设置覆盖件。然而，如果取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62安装在主体36的外表面上，则根据需要和/或期望，第一防尘密封件或覆盖件70可以构造为也覆盖取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62。可替换地，可以设置分开的覆盖件，用于覆盖取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62。根据需要和/或期望，防尘管74也可选地设置在适配器38和44之间，以在底部托架挂架26中形成密封。

如图6中所示，图示了根据第二实施例的力感测装置。第二实施例的此力感测装置除了使用经修改的主体136外与上文所讨论的力感测装置14相同，其具有支撑在该经修改的主体136上的通信单元146和电池152。该经修改的主体136与第一实施例的适配器38一起使用。经修改的主体136是桥体类型，其中经修改的主体136的内部部分和外部部分之间的中间区域设置有弧形贯通开口137。通过将经修改的主体136构造为桥体类型，该主体136可以将通信单元146和电池152容纳在贯通开口137中。主体136通过压配合固定地安装至适配器38。并且，在此第二实施例中，通信单元146包括与控制单元50的接收单元58无线通信的无线发射器146a。与第一实施例类似，主体136包括取向检测器134、第一平移传感器161和第二平移传感器162。该取向检测器134、第一平移传感器161和第二平移传感器162通过线缆（未示出）电连接至通信单元146，并且与第一实施例的取向检测器34、第一平移传感器61和第二平移传感器62分别相同。

如图7和8中所示，图示了用于与第一实施例的适配器一起使用的两个可替换的主体236和336。换句话说，主体236和336用于代替自行车力感测装置14上的主体36。该主体236和336是压配合至适配器38中的桥体类型。由此，主体236和336分别具有弧形贯通开口237和337。类似于图6的贯通开口137，这些贯通开口237和337可以容纳通信单元146和电池152。类似于第一实施例，主体236和336包括取向检测器234或334、第一平移传感器261或361和第二平移传感器262或362。该取向检测器234和334、第一平移传感器261和361以及第二平移传感器262和362通过线缆（未示出）电连接至通信单元146，并且除了其检测取向D1和D2如图示地改变，其分别与第一实施例的取向检测器34以及第一平移传感器61和第二平移传感器62相同。在图8中，第一应变测量方向D1和第二应变测量方向D2沿相对于旋转轴线A不垂直地（最大呈15度角）设置的预先确定的平面延伸。

现参考图9，图示出主体436的一部分包括检测两个应变方向的单个平移传感器461。该平移传感器461包括第一应变测量元件461a和第二应变测量元件461b。该第一应变测量元件461a和第二应变测量元件461b优选地除了其取向外相互相同。优选地，该第一应变测量元件461a和第二应变测量元件461b设置为交叠并相对于与旋转轴线A重合的平面R以四十五度角度延伸。如果需要和/或期望，该平移传感器461可以用于替代前面的实施例中的平移传感器61、62、161、162、261、262、361和362中的一个或多个。主体436是压配合至适配器38中的桥体类型。由此，主体436具有弧形贯通开口437。与图6的贯通开口137类似，这些贯通开口437可以容纳通信单元146和电池152。每个平移传感器461都通过线缆448电连接至通信单元146。图9中所图示的平移传感器461在第2010/0282001号美国专利公开中有更详细的讨论。

第一应变测量元件461a和第二应变测量元件461b是有时称为箔式应变计的常规应变计，其使用适用于应变计的常规黏合剂固定至期望的表面。然而，从本文的附图和说明书中应当理解，根据需要和/或期望，各种应变测量装置中的任何一个都可以使用。具体地，第一应变测量元件461a和第二应变测量元件461b可以由其他类型的应变测量装置替代。从本文的附图和说明书中应当理解，如果连接至平移传感器461的检测电路由微计算机选择性地改变，也可以由平移传感器461检测两个方向上的应变。

现参考图10至12，现将讨论自行车力感测装置14的设置。在自行车力感测装置14接附至自行车车架24的自行车底部托架挂架26之后，使用者操作开关46a（例如电源开关、调节开关或模式开关）以初始化通信单元46的计算电路。然后，通信单元46的计算电路从取向检测器34的信号计算取向检测器34（例如加速度传感器）相对于垂直方向V的角度。在计算取向检测器34相对于垂直方向V的角度之后，该计算电路通过使用通知装置46b告知使用者该计算已结束。如果在设置过程中自行车10在水平表面或水平地面上，则由取向检测器34所检测的相对于垂直方向V的检测得的角度可以直接用于确定第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于自行车车架24的取向。然而，如果自行车10在倾斜表面或不水平地面上，则通信单元46的计算电路将不能正确地确定取向检测器34相对于垂直方向V的角度。相反，通信单元46的计算电路将根据自行车10相对于垂直方向V的取向计算出取向检测器34（例如加速度传感器）的不同的角度。换句话说，如图11中所示，如果自行车10处于相对于垂直方向V的向上倾斜位置，则将从取向检测器34的信号获得相对垂直方向V1。然而，如图12中所示，如果自行车10处于相对于垂直方向V的向下倾斜位置，则将从取向检测器34的信号获得相对垂直方向V2。因此，在确定取向检测器34相对于自行车车架24的取向时有必要为不水平地面进行补偿。

如图11的左部分所示，使用者可以通过首先在自行车10指向第一方向时进行计算而对不水平地面进行补偿。换句话说，使用者操作开关46a以初始化通信单元46的计算电路。然后该通信单元46的计算电路从取向检测器34的信号计算取向检测器34相对于垂直方向V1的角度。在计算取向检测器34相对于垂直方向V1的第一角度后，计算电路通过使用通知装置46b告知使用者该计算已结束。现在，如图12的左部分所示，使用者将地面上的自行车10换位（转动180度）以指向相反方向。使用者操作开关46a以初始化通信单元46的计算电路，以进行第二计算。以此方式，通信单元46的计算电路获得取向检测器34相对于相对垂直方向V1和V2的两个角度。然后，通信单元46的计算电路计算第一结果和第二结果的平均值。在获得该平均值后，计算电路通过使用通知装置46b告知使用者计算已结束。通过使用两个相对垂直方向V1和V2，该通信单元46的计算电路可以确定当自行车10在水平地面上时取向检测器34相对于垂直方向V的角度。因为第一平移传感器61和第二平移传感器62的相对位置相对于取向检测器34是固定的，所以通信单元46的计算电路可以容易地计算第一平移传感器61和第二平移传感器62相对于自行车车架24的角度。

尽管仅选定的实施例被选择用于图示本发明，从本公开中本领域技术人员能够了解，在不脱离由所附的权利要求书所限定的本发明的范围的基础上可以对本文进行各种改变和修改。除非特别指定，示出为相互直接连接或接触的部件可以具有设置在其之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个元件来进行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。在特定实施例中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独地或与其他特征相结合，也应当看作申请人的进一步发明的单独的说明，包括由这种特征所体现的结构性和/或功能性构思。由此，上述对根据本发明的实施例的说明仅仅是示例性的，无意于对由所附的权利要求书及其等同方式所限定的本发明进行限制。

Claims

1.一种自行车力感测装置，包括：

接附构件，其构造为安装至自行车底部托架挂架并且构造为接收并可旋转地支撑曲柄轴；

平移检测结构，其联接至所述接附构件，使得所述平移检测结构感测所述接附构件上在第一应变测量方向上以及在与所述第一应变测量方向不平行的第二应变测量方向上的应变；以及

取向检测器，其联接至所述接附构件，使得所述取向检测器检测所述接附构件的取向。

2.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构包括感测所述接附构件上在所述第一应变测量方向上的应变的第一平移传感器和感测所述接附构件上在所述第二应变测量方向上的应变的第二平移传感器，所述第一平移传感器和所述第二平移传感器为单独的传感器。

3.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构包括具有至少两个应变测量元件的单个传感器。

4.如权利要求2所述自行车力感测装置，其中

所述接附构件包括构造为接附至所述自行车底部托架挂架的第一部分和具有接附至其上的所述第一平移传感器和所述第二平移传感器的第二部分。

5.如权利要求4所述的自行车力感测装置，其中

所述第二部分构造为设置在所述自行车底部托架挂架的外侧。

6.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构至少包括应变计或半导体传感器。

7.如权利要求2所述的自行车力感测装置，其中

所述第一平移传感器和所述第二平移传感器中的每一个包括多个应变测量元件。

8.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构相对于所述接附构件设置为使得所述第一应变测量方向和所述第二应变测量方向相互垂直地设置。

9.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构相对于所述接附构件设置为使得所述第一应变测量方向和所述第二应变测量方向中的至少一个沿相对于所述接附构件的曲柄轴接收开口的中心轴线大致垂直地设置的预先确定的平面延伸。

10.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述平移检测结构相对于所述接附构件设置为使得所述第一应变测量方向和所述第二应变测量方向沿相对于所述接附构件的曲柄轴接收开口的中心轴线不垂直地设置的预先确定的平面延伸。

11.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其中

所述取向检测器包括加速度传感器。

12.如权利要求1所述的自行车力感测装置，其进一步包括

通信单元，其可操作地耦合至所述平移检测结构和所述取向检测器，使得来自所述平移检测结构和所述取向检测器的信号由所述通信单元接收。

13.如权利要求12所述的自行车力感测装置，其中

所述通信单元支撑在所述接附构件上。

14.如权利要求12所述的自行车力感测装置，其中

所述通信单元是与所述接附构件分开的。

15.如权利要求12所述的自行车力感测装置，其中

所述通信单元包括计算电路。