CN102862620B - 高度可调节的座柱组件 - Google Patents

Abstract

一种高度可调节的座柱组件设置有第一管和第二管，该第一管和第二管伸缩地布置以通过使用第一棘轮装置和第二棘轮装置而改变高度可调节的座柱组件的总长度。该第一棘轮装置包括：具有第一节距的一组第一棘齿；以及第一止动棘爪构件，该第一止动棘爪构件相对于第一棘齿在第一锁定位置与第一自由位置之间可动地联接。该第二棘轮装置包括：具有第二节距的一组第二棘齿，该第二节距小于第一节距；以及第二止动棘爪构件，该第二止动棘爪构件相对于第二棘齿在第二锁定位置与第二自由位置之间可动地联接。这些止动棘爪构件在锁定位置啮合这些棘齿，以防止第一管和第二管的伸展。

Description

高度可调节的座柱组件

技术领域

本发明总体涉及一种座柱，该座柱可调节以改变自行车车座的座高。

背景技术

自行车车座一般通过座柱支承在自行车车架上，该座柱伸缩地布置在自行车车架的座管中。自行车车座典型地具有一对沿着车座的底部延伸的平行轨道。自行车车座的轨道通过座柱顶部处的夹紧件而附设到座柱。自行车车座相对于自行车车架的高度典型地通过改变座柱插入自行车车架的座管中的插入量来调节。座管的上端部典型地设置有纵向缝隙和夹紧装置，该夹紧装置调节座管上端部的直径以挤压座柱，从而将座柱相对于自行车车架固定在期望位置。

最近，已经提出具有各种调节机构以便调节车座高度的座柱。在一些传统的机械自行车座柱调节机构中，手动控制杆设置用于通过使用诸如在美国专利US7,083,180中公开的活塞式伸缩管装置来改变车座高度。也已经提出用于改变车座高度的电动化座柱组件。在日本公开专利申请JP2005-231567和日本公开专利申请JP2005-262900中公开了电动化座柱组件的一些实例。在这些电动化座柱组件中，当骑车人坐在车座上时，作用力被传递到高度调节机构，这将不期望的应力作用在高度调节机构上。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种高度可调节的座柱组件，该座柱组件具有一对棘轮机构，以使得可易于将车座的高度设置到期望的车座位置。

鉴于已知技术的状态，高度可调节的座柱组件设置有第一管和第二管、第一棘轮装置和第二棘轮装置。第一管和第二管可伸缩地布置。第一管和第二管相对于彼此被致动，以改变高度可调节的座柱组件的总长度。第一棘轮装置包括：一组具有第一节距的第一棘齿；以及第一止动棘爪构件，该第一止动棘爪构件可相对于第一棘齿在第一锁定位置与第一自由位置之间可动地联接。该第一止动棘爪构件在第一锁定位置与第一棘齿中的一个啮合，以防止第一管和第二管的收缩。第二棘轮装置包括：一组具有第二节距的第二棘齿，该第二节距小于第一节距；以及第二止动棘爪构件，该第二止动棘爪构件可相对于第二棘齿在第二锁定位置与第二自由位置之间可动地联接。第二止动棘爪构件在第二锁定位置与第二棘齿中的一个啮合，以防止第一管和第二管的伸展。

对于本领域技术人员来说，根据结合所附的附图进行的公开了一种优选实施例的下列详细说明，高度可调节的座柱组件的这些或其它的目的、特征、方面以及优点将变得显而易见。

附图说明

现在参照所附附图，该附图形成初始公开内容的一部分：

图1是一种自行车的局部侧视图，该自行车装备有按照一个实施例的高度可调节的座柱组件；

图2是沿着图1的剖切线2-2看到的伸缩式座柱部的一部分的放大横向截面图；

图3是沿着图2的剖切线3-3看到的伸缩式座柱部的一部分的放大纵向截面图；

图4是沿着图2的剖切线4-4看到的伸缩式座柱部的一部分的放大纵向截面图；

图5是高度可调节的座柱组件的伸缩式座柱部的所选定部分的分解前视图；

图6是沿着图2的剖切线3-A-4看到的伸缩式座柱部的一部分的一系列纵向截面图，其示出了内部(上部)管相对于外部(下部)管的伸展操作，其中伸缩式座柱部截面的左半部对应于图3中所示的截面，伸缩式座柱部截面的右半部对应于图4中所示的截面；

图7是对应于图6中第一图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了图6中所示的伸展操作的开始车座位置；

图8是对应于图6的第二图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了螺母和棘爪释放结构，该棘爪释放结构从图7中的位置向上运动，以使得棘爪释放结构的下部凸轮部分接触向上运动止动棘爪构件，以将它们运动成与棘齿结构的齿完全脱开啮合；

图9是对应于图6的第三图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了螺母和棘爪释放结构，该棘爪释放结构从图8中的位置向上更远地运动到比预设或期望的车座位置稍高的位置，以使得下部凸轮部分将棘爪保持器和内部(上部)管作为一个单元相对于外部(下部)管向上运动，以及使得向下运动止动棘爪构件处于棘齿结构的下一个较高齿处；

图10是对应于图6的第四图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了螺母和棘爪释放结构，该棘爪释放结构向下运动，以使得向下运动止动棘爪构件在它们并未完全坐落于它们的锁定位置的位置处接触棘齿结构；

图11是对应于图6的最后(第五)图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了图6中所示的伸展操作的终止车座位置，但是在内部(上部)管经受向上作用力的情况下，使得向上运动止动棘爪构件锁定该内部(上部)管以防止其向上运动太远；

图12是伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了一种情况，在该情况中，向下的作用力从图10或11的位置被施加到内部(上部)管，以使得向下运动止动棘爪构件和向上运动止动棘爪构件完全坐落于它们的锁定位置；

图13是沿着图2的剖切线3-A-4看到的伸缩式座柱部的一部分的一系列纵向截面图，其示出了内部(上部)管相对于外部(下部)管的缩回操作，其中伸缩式座柱部截面的左半部对应于图3中所示的截面，而伸缩式座柱部截面的右半部对应于图4中所示的截面；

图14是对应于图13的第一图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了图13中所示的缩回操作的开始车座位置；

图15是对应于图13的第二图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了螺母和棘爪释放结构，该棘爪释放结构从图14中的位置向下运动，以使得在使内部(上部)管相对于外部(下部)管运动之前，通过上部凸轮部分使向下运动止动棘爪构件运动成与棘齿结构的齿完全脱开啮合；

图16是对应于图13的第三图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了使内部(上部)管相对于外部(下部)管从图15中的位置向下运动，以使得上部凸轮部分开始与向下运动止动棘爪构件分离，其中向上运动止动棘爪构件接触这些棘齿中的两个棘齿之间的区域；

图17是对应于图13的最后(第四)图的伸缩式座柱部的一部分的纵向截面图，其示出了图13中所示的缩回操作的终止车座位置，其中，向下运动止动棘爪构件和向上运动止动棘爪构件在期望或预设的位置将内部(上部)管锁定到外部(下部)管；以及

图18是用于图1到17中所图示的伸缩式座柱部的示意性电气图。

具体实施方式

现在将参照附图来说明所选定的实施例。根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，对于实施例的下列描述仅仅用于说明，而并不用于限制由所附的权利要求及其等同物来限定的本发明。

现在将参照附图来说明所选定的实施例。根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，对于实施例的下列描述仅仅用于说明，而并不用于限制由所附的权利要求及其等同物来限定的本发明。

参见图1，自行车10的一部分被图示为装备有根据一个实施例的高度可调节的座柱组件12。高度可调节的座柱组件12是一个用于调节自行车车座13的座高的电动化组件。高度可调节的座柱组件12包括伸缩式座柱部14和控制部16，以用于调节自行车车座13的座高。伸缩式座柱部14安装到自行车10的座管18，而控制部16安装到自行车10的手把。

如从图1看到的，伸缩式座柱部14主要包括内部(第一)管20、外部(第二)管22和高度调节装置24，而控制部16包括控制器26和使用者操作开关或装置28。高度可调节的座管组件12调节自行车车座13相对于座管18的座高。座管18是自行车车架的传统部分，该自行车车架包括用于将高度可调节的座柱组件12固定到自行车车架的夹紧装置(未示出)。在该实施例中，伸缩式座柱部分14的长度可调节到顶部座柱位置与底部座柱位置之间的多个座柱位置。然而，如果期望的话，使用控制部16，可将伸缩式座柱部分14操作到选定数量的预设座柱位置，例如底部预设座柱位置、下部中间预设座柱位置、上部中间预设座柱位置和顶部预设座柱位置。

通常，内部管20和外部管22相对于彼此伸缩地布置，其中内部管20插入到外部管22中的插入量可响应于骑车人操作使用者操作装置28而调节。因而，在如图2所示的实施例中，内部管20和外部管22具有共同的纵向轴线A。在图示的实施例中，如从图1看到的，使用者操作装置28具有用于升高车座13的第一控制杆或第一操作构件28a和用于降低车座13的第二控制杆或第二操作构件28b。当然，如果需要和/或期望的话，可使用其它类型的使用者操作装置。

在图示的实施例中，如从图1看到的，内部管20和外部管22是与座管18分离的独立单元，以使得外部管22易于安装到座管18中。外部管22通过传统的夹紧装置(未示出)固定到座管18，该夹紧装置设置在座管18的上端部上。特别地，座管18的上端部设置有纵向狭缝，以使得夹紧装置调节座管的上端部的直径来挤压外部管22。高度调节装置24操作地将内部管20和外部管22连接到一起，用于基于经由控制器26来自操作开关28的电动控制信号选择性地使内部管20相对于外部管22伸展(升高)和缩回(降低)。

如从图1至3看到的，内部管20具有内部孔30、第一端部31(图1)和第二端部32(图3)。内部管20的第一端部31包括车座安装构件34(图1)，该车座安装构件将自行车车座13固定到其上。内部管20的第二端部32是开口的，其中内部管20的内部孔30从内部管20的第二端部32纵向延伸到内部管20的第一端部31。如从图3中看到的，如下所述，内部管20的第二端部32使高度调节装置24的一部分牢固地固定到其上。

如从图3和4中看到的，外部管22具有内部孔40、第一端部41和第二端部42。外部管22的第一端部41和第二端部42是开口的，其中外部管22的内部孔40在外部管22的第一端部41与第二端部42之间纵向延伸。内部管20的第二端部32伸缩地布置在外部管22的第一端部41中。如下所述，外部管22的第二端部42使高度调节装置24的一部分牢固地固定到其上。

现在参照图3和4，现在更详细地论述高度调节装置24。高度调节装置24操作地联接到内部管20的第二端部32与外部管22之间。在图示的实施例中，高度调节装置24主要包括第一棘轮装置44a(图3)、第二棘轮装置44b(图4)和驱动源46。如从图3中看到的，第一棘轮装置44a包括第一棘齿结构50a和第一棘爪结构52a，以用于选择性地锁定内部管20而防止其相对于外部管22向上轴向运动。如从图4看到的，第二棘轮装置44b包括第二棘齿结构50b和第二棘爪结构52b，以用于选择性地锁定内部管20而防止其相对于外部管22向下轴向运动。

第一棘轮装置44a设计用于闭锁(lockout)驱动源46，以使得当骑车人坐到车座13上时，来自骑车人重量的向下作用力不被传递到驱动源46。换句话说，当第一棘轮装置44a被锁定时，如下所述，驱动源46相对于由骑车人或其它外部作用力而施加到车座13上的向下作用力而未加载。换句话说，第一棘轮装置44a构成闭锁机构，该闭锁机构可支承骑车人的重量，以使得一旦车座13的高度被设置到对于骑车人来说期望的车座位置，则骑车人的重量并不被传递到高度调节装置24的驱动源46。

第一棘爪结构52a可动地布置成相对于第一棘齿结构50a在锁定位置与可动位置之间运动。第一棘爪结构52a在锁定位置与第一棘齿结构50a啮合。在内部管20的第二端部32设置在外部管22的第一端部41内部时，第一棘爪结构52a安装到内部管20，第一棘齿结构50a安装到外部管22的内部表面。如下所述，第一棘爪结构52a在可动位置中相对于第一棘齿结构50a可动地联接，以使得内部管20和外部管22相对于彼此在内部管20和外部管22的至少一个轴向方向上可动地布置。

如从图3中看到的，第一棘轮装置44a的第一棘齿结构50a包括一组具有第一规定节距P1的第一棘齿54。第一棘齿54中每一个对应于一预设座柱位置。换句话说，第一棘齿54的总数量对应于骑车人可用的预设座柱位置的总数量。然而，如从图4中看到的，第二棘轮装置44b的第二棘齿结构50b包括一组具有第二规定节距P2的第二棘齿56。第二规定节距P2小于第一规定节距P1。第二规定节距P2等于第一规定节距P1除以大于1的整数(即2、3、4...)。在图示的实施例中，第二规定节距P2等于第一规定节距P1的一半(例如，P1＝4.5mm至5.0mm，以及P2＝2.25mm至2.5mm)。然而，第二节距P2并不限于等于第一节距P1的一半。

第一棘齿54和第二棘齿56形成在外部管22的内部表面上。在图示的实施例中，第一棘齿54形成为第一对齿条插入件，它们以180°间隔开并且布置在外部管22的内部表面中的线性凹部内。类似地，第二棘齿56形成为一对齿条插入件，它们以180°间隔开并且布置在外部管22的内部表面中的线性凹部内。当第一棘齿54和第二棘齿56优选地为如图示的线性棘齿时，棘齿线性地布置在外部管22的内部表面上不是必要的。第一棘齿54和第二棘齿56的其它布置也是可能的。例如，棘齿可螺旋地布置在外部管22的内部表面上。

第一棘齿54具有棘爪抵接部(pawlabutment)54a，其在锁定位置选择性地啮合第一棘爪结构52a，以防止内部管20和外部管22的轴向收缩。第二棘齿56具有棘爪抵接部56a，其在锁定位置选择性地啮合第一棘爪结构52a，以防止内部管20和外部管22的轴向伸展。棘爪抵接部56a中的每一个对应于用于车座13的预定车座位置。

如从图3-5中看到的，第一棘爪结构52a和第二棘爪结构52b安装到连接结构或棘爪保持器60上。在图示的实施例中，第一棘爪结构52a包括一对枢转地安装到棘爪保持器60的第一止动棘爪构件61，而第二棘爪结构52b包括一对第二止动棘爪构件62。虽然两个第一止动棘爪构件61和两个第二止动棘爪构件62用于图示的实施例中，如果需要和/或期望的话，使用仅仅一个第一止动棘爪构件和仅仅一个第二止动棘爪构件是可接受的。

如下所述，棘爪保持器60固定到内部管20的第二端部32，第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62枢转地安装到棘爪保持器60，用于运动成与第一棘齿54和第二棘齿56啮合或脱开啮合。虽然所图示的棘爪保持器60与内部管20的第二端部32一体形成，优选的是使棘爪保持器60通过螺纹连接件(未示出)以可释放的方式附设到内部管20的第二端部32。如从图5中看到的，棘爪保持器60的外表面具有多个防旋转凸台或键60a，该多个防旋转凸台或键可滑动地接合形成在外部管22的内部孔40上的纵向延伸缝隙(未示出)，以用于防止内部管20和外部管22的相对旋转。

如从图3中看到的，第一止动棘爪构件61构造并且布置为防止内部管20相对于外部管22向下运动，而如从图4中看到的，第二止动棘爪构件62构造并且布置为防止内部管20相对于外部管22的向上运动。

图6是沿着图2的剖切线3-A-4看到的伸缩式座柱部的一部分的一系列纵向截面图，其示出了内部管20相对于外部管22的伸展操作。在图7-11中示出了图6中视图的放大图。在这些图6-11中，第一止动棘爪构件61首先啮合第一棘齿54的当前或初始齿To而且高度调节装置24的驱动源46被驱动，以使得第一止动棘爪构件61啮合第一棘齿54的目标齿Tt。为了简化起见，初始齿To和目标齿Tt是第一棘齿54中的相邻齿。然而，初始齿To和目标齿Tt可根据期望的调整以一个或多个第一棘齿54分隔开。

当车座13被锁定到从图7和12中看到的车座位置时，第一止动棘爪构件61与第一棘齿54完全啮合，而且第二止动棘爪构件62与第二棘齿56完全啮合。因而，内部管20和外部管24不会在纵向方向上相对于彼此运动。同样，当车座13处于预设车座位置中的一个时，内部管20上的向下作用力由于第一止动棘爪构件61与第一棘齿54的啮合而不会传递到驱动源46。

然而，在一些情况下，例如从图9和10中看到的，第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62可能不完全啮合第一棘齿54和第二棘齿56。特别地，如从图11中看到的，如果第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62不完全啮合第一棘齿54和第二棘齿56，在向上的作用力施加到内部管20时，第二止动棘爪构件62将完全啮合第二棘齿56，以使内部管20的向上作用力运动最小化。因为第二棘齿56的第二节距P2小于第一棘齿54的第一节距P1，如从图11中看到的，将阻止第一止动棘爪构件61啮合棘爪抵接部54a中的下一个较高的棘爪抵接部。

如从图6-11中看到的，图示了伸缩式座柱部14的伸展操作(即，相对于外部管22升高内部管20)。虽然图6-11中图示的伸展操作仅仅示出了内部管20在棘爪抵接部54a中的两个相邻的棘爪抵接部之间升高第一规定节距P1(例如4.5mm到5.0mm)。典型地，伸展操作使内部管20升高对应于第一棘齿54的几个棘爪抵接部54a的距离。如下所述，在伸缩式座柱部14的伸展操作期间，第一止动棘爪构件61抵靠第一棘齿54向上齿合，而第二止动棘爪构件62保持与第二棘齿56脱开啮合。

如从图6-11中看到的，第一止动棘爪构件61可响应于驱动源46的驱动操作而相对于第一棘齿54可动地布置在相对于第一棘齿54的第一锁定位置与第一自由位置之间。在伸缩式座柱部14的缩回操作(即相对于外部管22降低内部管20)的情况下，第一止动棘爪构件61响应于驱动源46的第一驱动操作而相对于第一棘齿54从第一锁定位置运动到第一自由位置。第一止动棘爪构件61被偏压元件64朝着第一锁定位置偏压。如从图3中看到的，第一止动棘爪构件61中的每一个在第一锁定位置接触第一棘齿54的棘爪抵接部54a中的一个，以阻止内部管20相对于外部管22向下运动。

由于第一棘齿54的凸轮表面54b的形状，内部管20可相对于外部管22向上运动，其中在内部管20相对于外部管22向上运动期间，在第一止动棘爪构件61与第一棘齿54之间发生齿合作用。更确切地说，最初，在内部管20相对于外部管22向上运动期间，第一棘齿54的凸轮表面54b逆着偏压元件64的偏压作用力径向向内推动第一止动棘爪构件61，直到第一止动棘爪构件61离开第一棘齿54的当前齿。然后，通过内部管20相对于外部管22的进一步向上运动，偏压元件64的偏压作用力将第一止动棘爪构件61径向向外运动到第一棘齿54的下一个齿中。第一止动棘爪构件61与第一棘齿54的齿合作用持续进行，直到第一止动棘爪构件61抵达期望的位置。因而，在第一止动棘爪构件61抵达期望位置时，第一止动棘爪构件61在第一锁定位置啮合第一棘齿54，以防止内部管20和外部管22的收缩，以及第二止动棘爪构件62在第二锁定位置啮合第二棘齿56，以防止内部管20和外部管22的伸展。

如从图13-17中看到的，图示了伸缩式座柱部14的缩回操作(即，相对于外部管22降低内部管20)。虽然图14-18中所图示的缩回操作仅仅示出了内部管20在棘爪抵接部54a中的两个相邻棘爪抵接部之间降低第一规定节距P1(例如，4.5mm到5.0mm)。典型地，缩回操作使内部管20降低对应于第一棘齿54的几个棘爪抵接部54a的距离。如下所述，在伸缩式座柱部14的缩回操作期间，第二止动棘爪构件62向下齿合抵靠第二棘齿56，而第一止动棘爪构件61保持与第一棘齿54脱开啮合。

如从图13-17中看到的，第二止动棘爪构件62可响应于驱动源46的驱动操作在相对于内部管20和外部管22的轴向方向上可动地布置在相对于第二棘齿56的第二锁定位置与第二自由位置之间。在伸缩式座柱部14的伸展操作(即相对于外部管22升高内部管20)的情况下，第二止动棘爪构件62响应于驱动源46的第二驱动操作而在相对于内部管20和外部管22的第二(向上)轴向方向上相对于第二棘齿56从第二锁定位置运动到第二自由位置。第二止动棘爪构件62被偏压元件66朝着第二锁定位置偏压。如从图4中看到的，第二止动棘爪构件62中的每一个在第二锁定位置接触第二棘齿56的棘爪抵接部56a中的一个，以防止内部管20相对于外部管22的向上运动。

由于第二棘齿56的凸轮表面56b的形状，内部管20可相对于外部管22向下运动，在内部管20相对于外部管22的向下运动期间，在第二止动棘爪构件62与第二棘齿56之间发生齿合作用。更确切地说，最初，在内部管20相对于外部管22的向下运动期间，第二棘齿56的凸轮表面56b逆着偏压元件66的偏压作用力径向向内推动第二止动棘爪构件62，直到第二止动棘爪构件62退出第二棘齿56的当前齿。然后，通过内部管20相对于外部管22的进一步向下运动，偏压元件66的偏压作用力使第二止动棘爪构件62径向向外运动到第二棘齿56的下一个齿。第二止动棘爪构件62与第二棘齿56的齿合作用持续进行，直到第二止动棘爪构件62抵达期望的位置。

现在将更加详细地论述驱动源46。驱动源46操作地连接到第一棘爪结构52a和第二棘爪结构52b，以响应于驱动源46的操作使第一棘爪结构52a和第二棘爪结构52b在它们的锁定位置与它们的自由位置之间选择性地运动。更确切地说，驱动源46通过第一棘轮装置44a的第一棘爪结构52a而操作地连接在内部管20与外部管22之间，以响应于驱动源46的操作而使内部管20和外部管22相对于彼此轴向运动。在图示的实施例中，如从图5中看到的，驱动源46设置有旋转编码器46a和可逆电动机46b。电动机46经由齿轮减速单元70机械地联接到线性运动机构68。

在该图示的实施例中，线性运动机构68主要由驱动螺杆72和螺母74形成。螺母74与驱动螺杆72螺纹啮合，以使得螺母74响应于驱动螺杆72与螺母74之间的相对旋转运动而在驱动螺杆72的轴向方向上运动。当然，如果需要和/或期望的话，可使用其它类型的线性运动机构。

旋转编码器46a是一种检测电动机46b的旋转量的旋转检测装置。在图示的实施例中，旋转编码器46a是机电装置，该机电装置将电动机46b的轴、轮轴、齿轮或其它旋转部的角位置转换为传送给控制器26的模拟或数字位置信号。使用基于来自旋转编码器46a的位置信号的反馈控制，控制器26将操作信号发送给电动机46b，用于控制电动机46b的运行(旋转)，以经由齿轮减速单元70将期望量的旋转运动输出给线性运动机构68。以这种方式，控制器26可操作线性运动机构68，以获得期望的车座位置(即，改变伸缩式座柱部14的总长度)。

在该图示的实施例中，电动机46b是可逆电动机，其刚性地固定到外部管22的第二端部32。齿轮减速单元70降低电动机46b的旋转速度，同时保持恒定的输出转矩。以这种方式，齿轮减速单元70以较低的速度和较高的转矩将电动机46b的旋转传递到线性运动机构68。套筒接头69将驱动螺杆72的下端部紧固到齿轮减速单元70的输出轴70a，以使得驱动螺杆72响应于电动机46b的操作而旋转。可逆电动机和齿轮减速单元(诸如电动机46b和齿轮减速单元70)都是公知的，因而，电动机46b和齿轮减速单元70不再进行详细描述和/或图示。

一般而言，线性运动机构68操作地设置在内部管20与外部管22之间，以改变伸缩式座柱部14的总长度。在该图示的实施例中，线性运动机构68的驱动螺杆72相对于外部管22轴向静止，但是相对于外部管22旋转。另一方面，线性运动机构68的螺母74相对于内部管20在轴向上和旋转方向上是静止的。因而，由电动机46b所引起的驱动螺杆72的旋转导致了内部管20相对于外部管22轴向运动，以用于伸展和收缩伸缩式座柱部14的总长度。

在该所图示的实施例中，驱动源46还包括棘爪释放结构80，该棘爪释放结构主要包括第一凸轮部分81和第二凸轮部分82。棘爪释放结构80在内部管20和外部管22中的至少一个内线性地运动，以使得棘爪释放结构80的第一凸轮部分81和第二凸轮部分82分别使第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62在锁定位置和可动位置之间运动。棘爪释放结构80选择性地将第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62与第一棘齿54和第二棘齿56中相应的一个脱开啮合。棘爪释放结构80在内部管20和外部管22的第一轴向方向上运动，以将第一棘齿54从第一止动棘爪构件61脱开啮合。棘爪释放结构80在内部管20和外部管22的第二轴向方向上运动，以将第二棘齿56从第二止动棘爪构件62脱开啮合，该第二轴向方向与第一轴向方向不同。

驱动源46的线性运动机构68使第一棘爪结构52a和第二棘爪结构52b在内部管20和外部管22的第一(向下)轴向方向上运动，以将第一止动棘爪构件61与第一棘齿54脱开啮合。驱动源46的线性运动机构68使棘爪释放结构80在内部管20和外部管22的第二(向上)轴向方向上运动，以将第二止动棘爪构件62与第二棘齿56脱开啮合。

基本上，线性运动机构68选择性地使棘爪释放结构80的第一凸轮部分81和第二凸轮部分82在内部管20和外部管22的轴向方向上一起运动。第一凸轮部分81相对于棘爪保持器60可动地布置，以使得第一凸轮部分81与第一止动棘爪构件61的啮合导致第一止动棘爪构件61与第一棘齿54脱开啮合。第二凸轮部分82相对于棘爪保持器60可动地布置，以使得第二凸轮部分82与第二止动棘爪构件62的啮合导致第二止动棘爪构件62与第二棘齿56脱开啮合。当线性运动机构68被操作以使伸缩式座柱部14的总高度变短时，线性运动机构68将棘爪释放结构80的第一凸轮部分81运动成与第一棘爪结构52a的第一止动棘爪构件61啮合。当线性运动机构68被操作以延长伸缩式座柱部14的总高度时，线性运动机构68将棘爪释放结构80的第二凸轮部分82运动成与第二棘爪结构52b的第二止动棘爪构件62啮合。在响应于驱动源46的线性运动机构68的操作而使内部管20和外部管22相对于彼此运动之前，线性运动机构68选择性地分别将棘爪释放结构80的第一凸轮部分81和第二凸轮部分82运动成与第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62啮合，以将第一止动棘爪构件61和第二止动棘爪构件62分别与第一棘齿54和第二棘齿56脱开啮合。

在伸缩式座柱部14的总高度的高度变短操作中，线性运动机构68使得棘爪释放结构80的第一凸轮部分81在轴向方向上向下运动成与第一止动棘爪构件61直接啮合。在使内部管20相对于外部管22运动之前，第一凸轮部分81的向下运动于是使得第一止动棘爪构件61枢转以与第一棘齿54脱开啮合。因而，在线性运动机构68中在螺母74开始轴向运动的点与内部管20开始相对于外部管22轴向运动的点之间发生规定量的无效运动(lostmotion)。一旦第一止动棘爪构件61与第一棘齿54脱开啮合，则线性运动机构68的进一步操作使得第一凸轮部分81直接接触棘爪保持器60以及使内部管20相对于外部管22向下运动。在伸缩式座柱部14的总高度的高度变短操作期间，第二止动棘爪构件62抵靠第二棘齿56齿合。

在伸缩式座柱部14的总高度的高度延长操作中，线性运动机构68使得棘爪释放结构80的第二凸轮结构82在轴向方向上向上运动成与第二止动棘爪构件62直接啮合。在使内部管20相对于外部管22运动之前，第二凸轮部分82的向上运动于是使得第二止动棘爪构件62枢转以与第二棘齿56脱开啮合。因而，再一次，在线性运动机构68中在螺母74开始轴向运动的点与内部管20开始相对于外部管22轴向运动的点之间发生规定量的无效运动。一旦第二止动棘爪构件62与第二棘齿56脱开啮合，线性运动机构68的进一步操作使得第二凸轮部分82直接接触棘爪保持器60并且使内部管20相对于外部管22向上运动。在伸缩式座柱部14的总高度的高度延长操作期间，第一止动棘爪构件61抵靠第一棘齿54齿合。

该线性运动机构68选择性地使内部管20相对于外部管22在第一(向下)轴向方向上运动，这减小了高度可调节的座柱的总的有效长度。线性运动机构68选择性地使内部管20相对于外部管22在第二(向上)轴向方向上运动，以增加高度可调节的座柱的总的有效长度，该第二(向上)轴向方向与第一(向下)轴向方向相反。

控制器26操作地连接到驱动源46，其中控制器26具有多个不同的预设车座位置设置，其选择性地操作驱动源46以使内部管20和外部管22相对于彼此运动。控制器26使用来自旋转编码器46a的信号，在控制器26操作电动机46b时，该旋转编码器检测电动机46b的旋转量以确定电动机46b的操作量。旋转编码器46a确定电动机46b的旋转量，以用于确定预设的车座位置。

现在参照图18，基本上，电动机46b经由控制器26从电池92接收电动力(电)。特别地，电池92经由控制器26电连接到电动机46b。电动机46b操作地连接到线性运动机构68，以选择性地使内部管20相对于外部管22伸展或缩回。控制器26操作地连接到电动机46b，其中控制器26具有多个不同预设的车座位置设置，其选择性地操作电动机46b以使内部管20相对于外部管22运动。在该所图示的实施例中，控制器26尤其包括中央处理器或者CPU94、中频(IF)电路96、电动机驱动器98和调节器100。控制器26由电池92提供动力，该电池完全安装在内部管20内。在该实施例中，控制器26通过基于来自操作开关28的信号而将电选择性地供应给高度调节装置24来操作高度调节装置24。

中央处理器94优选地包括微型计算机。中央处理器94还可包括其他传统元件，诸如输入接口电路、输出接口电路和存储装置，该存储装置诸如是ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置。中频(IF)电路96、电动机驱动器98和调节器100是本领域中公知的传统元件。因而，元件96、98和100在此不再赘述。

操作开关28操作地连接到控制器26，因而操作地连接到电动机46b。操作开关28响应于操作开关28的操作而产生电动机控制信号，以操作电动机46b。来自电池92的电动力通过控制器26供应给操作开关28，以用于产生电动机控制信号。

控制器26驱动电动机46b，直到车座13基于来自旋转编码器46a的信号抵达与当前控制杆(lever)位置对应的预设车座位置。在图示的实施例中，第一规定节距P1的距离D1优选是5.0mm，其中预设车座位置中的每一个优选地是第一规定节距P1的多倍。然而，为了图示简化起见，在图6-17中所示的伸展和缩回操作仅仅图示了在每个方向上以单个齿位置改变伸缩式座柱部14的总长度。在伸缩式座柱部14的伸展操作(即相对于外部管22升高内部管20)的情况下，控制器26如从图6-11中看到的那样驱动电动机46b。在伸缩式座柱部14的伸展操作(即相对于外部管22升高内部管20)的情况下，控制器26如从图6-11中看到的那样驱动电动机46b。在伸缩式座柱部的缩回操作(即相对于外部管22降低内部管20)的情况下，控制器26如从图13-17中看到的那样驱动电动机46b。

在伸展操作期间，控制器26驱动电动机46b，以使得驱动螺杆72旋转以使螺母74在向上方向上轴向运动。特别地，螺母74和棘爪释放结构80首先一起作为一个单元从图7中所示的静止(开始)位置向上运动到如其他图中所示的中间位置(例如，从开始位置向上1mm)，以使得棘爪释放结构80的下部凸轮部分82接触第二止动棘爪构件62。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向上运动(例如，从开始位置向上2.1mm)，导致了在使内部管20相对于外部管22运动之前，棘爪释放结构80的下部凸轮部分82开始枢转第二止动棘爪构件62以将其与第一棘齿结构50a的第二棘齿56脱开啮合。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向上运动(例如，从开始位置向上3.5mm)，导致了在使内部管20相对于外部管22运动之前，棘爪释放结构80的下部凸轮部分82枢转第二止动棘爪构件62以将其与第一棘齿结构50a的第二棘齿56完全脱开啮合。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向上运动(例如从开始位置向上7mm)，导致了棘爪释放结构80的下部凸轮部分82将棘爪保持器60和内部管20作为一个单元相对于外部管22向上运动。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向上运动(例如，从开始位置向上9mm)，导致了棘爪保持器60被运动到比下一个车座位置稍高，以使得第一止动棘爪构件61啮合第一棘齿54中下一个较高棘齿，并且第二止动棘爪构件62接触第二棘齿56的两个齿之间的区域。在螺母74和棘爪释放结构80的该向上运动期间，第一止动棘爪构件61向上齿合抵靠第一棘齿结构50a的第一棘齿54之一的凸轮表面54b。接着，如从图10中看到的，控制器26在相反的方向上驱动电动机46b，以使得驱动螺杆72旋转以使螺母74在向下方向上轴向运动。特别地，螺母74和棘爪释放结构80从图9中所示的位置到图10所示的中间位置(例如从开始位置向上8.4mm)的向下运动，导致了第一止动棘爪构件61啮合第一棘齿54的棘爪抵接部54a中的下一个较高棘爪抵接部，并且第二止动棘爪构件62位于靠近第二棘齿56的棘爪抵接部546a中下一个较高棘爪抵接部。最终，螺母74和棘爪释放结构80的进一步向下运动(例如，从开始位置向上5mm)，导致了伸展操作的终止车座位置，在扩展操作中，该第一运动止动棘爪构件61和第二运动止动棘爪构件62啮合第一棘齿54和第二棘齿56，以将内部管20锁定到外部管22，其中驱动源46的驱动螺杆72和螺母74未被加载。虽然图7-10中所图示的伸展操作仅仅示出了将内部管20在棘爪抵接部54a中的相邻两个棘爪抵接部之间升高第一规定节距P1，优选地，伸展操作将内部管20升高对应于第一棘齿54的几个棘爪抵接部54a的距离。

在缩回操作期间，控制器26驱动电动机46b，以使得驱动螺杆72旋转以使螺母74在向下方向上轴向运动。特别地，螺母74和棘爪释放结构80最初一起作为一个单元从图14中所示的静止(开始)位置向下运动到中间位置(例如，从开始位置向下1mm)，以使得棘爪释放结构80的上部凸轮部分81接触第一止动棘爪构件61。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向下运动(例如，从开始位置向下2.1mm)，导致了在使内部管20相对于外部管22运动之前棘爪释放结构80的上部凸轮部分81开始枢转第一止动棘爪构件61以使其与第一棘齿54脱开啮合。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向下运动(例如，从开始位置向上3.4mm)，导致了在使内部管20相对于外部管22运动之前棘爪释放结构80的上部凸轮部分81枢转第一止动棘爪构件61以使其与第一棘齿54完全脱开啮合。螺母74和棘爪释放结构80的进一步向下运动(例如，从开始位置向上7mm)，导致了棘爪释放结构80的上部凸轮部分81将棘爪保持器60和内部管20作为一个单元相对于外部管22向下运动，以使得第一止动棘爪构件61处于适当位置以啮合第一棘齿54中下一个较低第一棘齿，与此同时第二止动棘爪构件62接触第二棘齿56中的两个第二棘齿之间的区域。在螺母74和棘爪释放结构80的向下运动期间，第二止动棘爪构件62向上齿合抵靠第二棘齿56中一个的凸轮表面56b。接下来，控制器26在相反的方向上驱动电动机46b，以使得驱动螺杆72旋转以使螺母74在向上方向上轴向运动。特别地，螺母74和棘爪释放结构80的向上运动(例如从开始位置向下5mm)，导致了棘爪释放结构80的上部凸轮部分81开始与第一止动棘爪构件61分离，这些第一止动棘爪构件被推动以啮合第一棘齿54，其中第二止动棘爪构件62接触第二棘齿56中的两个第二棘齿之间的区域。最终，螺母74和棘爪释放结构80(例如，从开始位置向下5mm)，导致了缩回操作的终止车座位置，其中，第一运动止动棘爪构件61和第二运动止动棘爪构件62啮合第一棘齿54和第二棘齿56以将内部管20锁定到外部管22，其中驱动源46的驱动螺杆72和螺母74未被加载。虽然图示的缩回操作仅仅示出了将内部管20在棘爪抵接部54a中的相邻两个棘爪抵接部之间降低第一规定节距P1，优选地，缩回操作将内部管20降低对应于第一棘齿54的几个棘爪抵接部54a的距离。

在理解本发明的范围时，在此所使用的术语“包括”及其派生词是开放性限定术语，其指定了存在所列举的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤，但是并不排除存在其它未说明的特征、元件、部件、组、整数和/或步骤。前述事项同样也适用于具有类似含义的词语，例如术语“包含”、“具有”以及它们的派生词。同样，术语“部”、“部段”、“部分”、“构件”或“元件”在它们以单数使用时，可具有单个部件或多个部件的双重含义。如在此用来描述上述实施例的，下列方向术语“向前”、“向后”、“上面”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下面”和“横向”以及其它类似的方向术语，指的是装备有自行车座柱组件的自行车在地平面上的那些方向。因而，用于描述本发明的这些术语应被解释为相对于在地平面上正常骑行位置中所使用的装备有自行车座柱组件的自行车。

虽然仅仅选择了所选择的实施例对本发明进行说明，但是根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有脱离如所附的权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，在此可进行各种变化和修改。例如，各部件的尺寸、形状、位置或者方向可根据需要和/或期望进行改变。所示出的彼此直接连接或接触的部件可使得中间结构布置在它们之间。一个元件的功能可以由两个元件实现，反之亦然。对于全部优点来说，并不必须同时存在于一个特定实施例中。相对于现有技术独特的每个特征单独或与其它特征组合还应被认为是申请人对进一步发明的单独描述，包括由这样的一个或多个特征所体现的结构原理和/或功能原理。因而，根据本发明的这些实施例的上述描述仅仅用于说明，而并不用于限制如所附的权利要求书及其等同物所限定的本发明。

Claims (11)

1.一种高度可调节的座柱组件，包括：

可伸缩地布置的第一管和第二管，所述第一管和第二管相对于彼此被相对地致动，以改变所述高度可调节的座柱组件的总长度；

第一棘轮装置，所述第一棘轮装置包括：一组具有第一节距的第一棘齿；以及第一止动棘爪构件，所述第一止动棘爪构件能相对于第一棘齿在第一锁定位置与第一自由位置之间可动地联接，所述第一止动棘爪构件在第一锁定位置与第一棘齿中的一个啮合，以防止第一管和第二管的收缩；以及

第二棘轮装置，所述第二棘轮装置包括：一组具有第二节距的第二棘齿，所述第二节距小于所述第一节距；以及第二止动棘爪构件，所述第二止动棘爪构件相对于所述第二棘齿在第二锁定位置与第二自由位置之间可动地联接，所述第二止动棘爪构件在第二锁定位置与第二棘齿中的一个啮合，以防止第一管和第二管的伸展。

2.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，其中，所述第二节距等于所述第一节距除以一整数。

3.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，其中，所述第二节距等于所述第一节距的一半。

4.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，还包括：

棘爪释放结构，所述棘爪释放结构选择性地将第一止动棘爪构件和第二止动棘爪构件中的至少一个与第一棘齿和第二棘齿中的相应一个脱开啮合。

5.如权利要求4所述的高度可调节的座柱组件，其中，

所述棘爪释放结构在第一管和第二管的第一轴向方向上运动，以将第一止动棘爪构件与第一棘齿脱开啮合，以及

所述棘爪释放结构在第一管和第二管的第二轴向方向上运动，以将第二止动棘爪构件与第二棘齿脱开啮合，所述第二轴向方向与第一轴向方向不同。

6.如权利要求4所述的高度可调节的座柱组件，其中，

所述棘爪释放结构具有第一凸轮部分和第二凸轮部分，所述第一凸轮部分可动地布置，以使第一凸轮部分与第一止动棘爪构件的啮合使得第一止动棘爪构件与第一棘齿脱开啮合，并且所述第二凸轮部分可动地布置，以使第二凸轮部分与第二止动棘爪构件的啮合使得第二止动棘爪构件与第二棘齿脱开啮合。

7.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，其中，

所述第一管布置在第二管内部，其中棘爪结构安装到第一管，而第一棘齿和第二棘齿安装到第二管的内部表面。

8.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，还包括：

线性运动机构，所述线性运动机构具有驱动螺杆和螺母，其中螺母与驱动螺杆啮合，以使得螺母响应于驱动螺杆与螺母之间的相对旋转运动而在驱动螺杆的轴向方向上运动。

9.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，还包括：

电动机，所述电动机操作地联接到第一管和第二管，以使得电动机的致动使第一管和第二管相对于彼此伸缩地调节。

10.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，还包括：

控制器，所述控制器操作地连接到驱动源，其中所述控制器具有多个不同的预设车座位置设置，该多个不同的预设车座位置设置选择地操作驱动源，以使第一管和第二管相对于彼此运动。

11.如权利要求1所述的高度可调节的座柱组件，还包括：

旋转检测装置，所述旋转检测装置在控制器操作驱动源以改变高度可调节的座柱组件的总长度时检测驱动源的旋转。