CN103381864B - 档位检测装置和码表 - Google Patents

Abstract

档位检测装置和码表。一种档位检测装置，其包括：感测换档线（40）的位移量的传感器装置（30）；和基于由传感器装置（30）感测到的换档线（40）的位移量计算出与正被使用的链轮对应的档位并显示档位的码表（10）。码表（10）和传感器装置（30）能够被安装至自行车和被从自行车上卸下。码表（10）具有将由可变电阻器（33）检测出的电压转换成自行车的档位的功能。传感器装置（30）具有被固定至自行车的壳体（31）、被容纳在壳体（31）内的可变电阻器（33）和被安装至可变电阻器并随着换档线（40）的位移相对于壳体（31）移动的臂（32）。

Description

档位检测装置和码表

技术领域

本发明涉及档位（gearposition）检测装置和码表（cyclecomputer），并且特别地涉及检测具有换档线（shiftcable）的自行车的正被使用的链轮（sprocket）、即档位并显示档位的档位检测装置和码表。

背景技术

传统上已知用于自行车的受电弓（pantograph）型外部变速装置。该类型的变速装置通过使换档线位移来驱动受电弓，这引起对供链条接合的链轮的切换。变速器（gears）由多个链轮构成。换档线的位移总量由链轮数量、相邻链轮之间的间距和用于卷起换档线的装置、即换挡杆的结构来确定。档位的数量由链轮的数量确定。

传统上也一直通过感测上述换档线的位移量来执行档位检测。

例如日本特开2001-187594号公报（专利文献1）公开了设置能够随着线缆10移动的参考构件18，并且在外壳14内设置多个衬垫（pad）23b以检测参考构件18的位置。基于参考构件18的位置检测出自行车的档位，并且在电子显示装置12上显示出检测结果。

日本特开2011-136655号公报（专利文献2）公开了在操纵侧线缆40A与变速器侧线缆40B之间设置包括永久磁体44的连接器52，并且通过用非接触式传感器36A、36B感测永久磁体44的位移来检测档位。基于检测到的档位进行辅助机械动力的适当控制。

日本特开平7-101375号公报（专利文献3）公开了将指示器11a安装至换档线4并且使得指示器11a随着换档线4的位移而在透明筒体8内移动，由此显示自行车的档位。

虽然如上所述通过感测换档线的位移能够检测自行车的档位，但是对于各类型的变速装置，换档线相对于各档位的位移量是变化的。

尽管专利文献1至3中描述的装置有效地用于特定的变速器，但是他们不能被应用于不同类型的变速器。

具体地，在专利文献1描述的装置中，衬垫23b的与各个档位对应的位置是固定的，因此，该装置不能被应用于不同类型的变速器。

专利文献2中描述的装置需要用连接器52连接彼此分开的操作侧线缆40A和变速器侧线缆40B，并且未考虑将连接器52移除。因此该装置不能应用于不同类型的变速器。

在专利文献3中描述的装置中，设置在透明筒体8上的档位指示件8a的数量以及相邻指示件8a之间的间距是固定的。因此，该装置不能被应用于不同类型的变速器，也就是，不能被应用于具有不同档位数量的变速器或具有不同链轮间距的变速器。

如上所述，对专利文献1至3中描述的装置中的每一个，均未考虑使档位检测装置能安装于多个自行车和能被从多个自行车卸下，并且每个装置均仅仅被用于具有相同档位数量或具有相同链轮间距的特定变速器。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够被应用于类型相互不同的变速器的档位检测装置和码表。

根据本发明的档位检测装置，其检测具有换档线的自行车的档位并显示档位，该装置包括：传感器装置，其能够被安装至所述自行车和被从所述自行车上卸下，并且利用可变电阻器感测所述换档线的位移量；和码表，其能够被安装至所述自行车和被从所述自行车上卸下，并且基于由所述传感器装置感测到的所述换档线的位移量计算出与正被使用的链轮对应的档位，并显示所述档位，所述码表具有将由所述可变电阻器检测出的电压转换成所述自行车的档位的功能。

根据一个实施方式，在上述档位检测装置中，所述传感器装置具有：壳体；所述可变电阻器，其被容纳在所述壳体内；和臂，其被安装至所述可变电阻器，所述臂具有接合部，所述换档线与所述接合部接合，并且所述臂随着所述换档线的位移相对于所述壳体移动。

根据一个实施方式，在上述档位检测装置中，所述码表能够显示：与正被使用的链轮对应的档位；和所述自行车的行驶速度、行驶时间、行驶距离、平均速度、最大速度以及时间中的至少一者。

根据本发明的码表，其能够被安装至自行车并能被从自行车上卸下，并且检测具有换档线的自行车的档位并显示档位，所述码表具有如下功能：将由能够被安装至所述自行车和被从所述自行车上卸下的传感器装置中的可变电阻器检测出的电压转换成所述自行车的档位，并且基于由所述可变电阻器感测到的所述换档线的位移量计算出与正被使用的链轮对应的档位，并显示所述档位。

根据本发明，档位检测装置可以被应用于不同类型的变速器、即具有不同数量的档位的变速器或具有不同的链轮间距的变速器。

本发明的前述及其他目的、特征、方面和优点在从结合附图进行的本发明的以下详细说明中将变得更加明显。

附图说明

图1是示出被安装了根据发明的一个实施方式的档位检测装置的自行车的图；

图2是示出构成了根据发明的一个实施方式的档位检测装置的码表的俯视图；

图3是示出当从图2中的箭头III表示的方向对图2中示出的码表进行观察时的图；

图4是图2中示出的码表的后视图；

图5是示出图2和图3中示出的码表在被安装至固定装置之前的图；

图6是示出图2和图3中示出的码表在被安装至固定装置之后的图；

图7是示出被包括在根据发明的一个实施方式的档位检测装置内的传感器装置的图；

图8是示出图7中示出的传感器装置的等效电路的图；

图9是示出被包括在根据发明的一个实施方式的档位检测装置内的传感器装置内的链轮电压与臂的移动距离之间的关系的图；和

图10是示出用于将链轮电压转换为档位的转换表的图。

具体实施方式

下文中将说明本发明的实施方式。相同或相应的部件用相同的附图标记表示，并且可能不重复其说明。

在下面说明的实施方式中，当附图标记是数字、量等时，除非另有说明，否则本发明的范围不受这些数字、量等的限制。在以下实施方式中，除非另有说明，否则各种结构性元件对于本发明并非绝对必要。

图1是示出安装了根据发明的一个实施方式的档位检测装置的自行车的图。参见图1，自行车1包括前轮2和后轮3、链轮组4、链条5、立管（stem）6和后下叉（chainstay）7。

链轮组4由多个链轮制成。链条5与多个链轮之一选择性地接合。通过操作操作杆（未示出）进行链条5与链轮组4之间的接合的选择。通过操作操作杆，使下述换档线40（图1中未示出）位移，该位移改变了链条5与链轮组4之间的可选接合。这改变了档位。

码表10用于向自行车骑乘者指示当前档位。根据该实施方式的档位检测装置包括图1至图6中示出的码表10和图7中示出的传感器装置30。

当前档位被显示在码表10上。码表10被安装在自行车上（例如在立管6上），这允许骑乘者查看显示出的内容。码表10可以被安装至自行车和被从自行车上卸下。

通过下面说明的传感器装置30（图1中未示出）检测档位。传感器装置感测换档线的位移量。传感器装置被安装在沿着换档线的路线的某处。例如，传感器装置被安装至后下叉7。传感器装置可以被安装至自行车和被从自行车上卸下。码表10基于由传感器装置感测到的换档线的位移量计算出档位，并显示计算出的档位。

图2是示出码表10的俯视图，图3是示出当从图2中的箭头III指示的方向对图2中示出的码表10进行观察时的图。图4是码表10的后视图。

参见图2至图4，码表10包括用于显示各项信息的显示部11、用于与下面说明的固定装置20接合的接合部12和设置于后表面的切换按钮13。

在图2至图4中的每个图中，箭头DR1与自行车的前方对应，箭头DR2与自行车的后方对应。显示部11除了能够显示档位以外还能够显示诸如自行车的行驶速度、行驶时间、行驶距离、平均速度、最大速度以及时间等信息。这些信息项可以同时或者非同时在显示部11上显示。当多项信息未同时显示在显示部11上时，通过操作设置在码表10上的切换器来切换显示状态。具体地，通过从上方按压码表10以使码表10倾斜、由此将后表面上的切换按钮13按下来切换显示状态。随着显示状态被连续地切换，自行车骑乘者能够连续地查看各项信息。

图5是示出被安装至固定装置之前的码表10的图，图6是示出被安装至固定装置之后的码表10的图。

参见图5和图6，使得码表10在图5中示出的箭头的方向上滑动，使码表10的接合部12与固定装置20的接合部21接合。由此将码表10安装至固定装置20。固定装置20的具体形式可以适当地修改。

固定装置20可以被安装至在自行车的前后方向上延伸的杆（例如，立管），或者可以被安装至在自行车的横向方向上延伸的杆（例如，车把）。

如参照图5和图6的以上所述，码表10被可拆卸地安装至固定装置20。固定装置20同样被可拆卸地安装至自行车。换言之，码表10被可安装且可拆卸地设置于自行车。

接着将参照图7和图8说明传感器装置30的结构。传感器装置30包括将换档线的移动量转换成电压的可变电阻器33，并且如图7所示具有壳体31和臂32，臂32被安装至可变电阻器33并且随着换档线40的位移相对于壳体31移动。传感器装置30包括传感器电压端子51、链轮电压端子52和GND端子53。跨越传感器电压端子51和GND端子53施加恒定电压。链轮电压端子52感测与臂32的移动量对应的链轮电压。传感器装置30中出现的链轮电压可以经由线缆（未示出）由码表10感测，或者经由传送器由无线通讯器感测。码表10基于来自传感器装置30的链轮电压感测换档线40的位移量，并且基于换档线40的位移量计算出当前档位。

壳体31被安装至自行车（例如，后下叉7）。在图7中示出的示例中，壳体31由圆筒构件制成。

臂32具有接合部32A，换档线40与接合部32A接合。这允许臂32随着换档线40的位移而移动。

在图7中示出的示例中，接合部32A由形成在臂32中的孔制成。不管变速器是什么类型，换档线40的直径大致均匀（例如，近似φ1.2mm）。通过事先形成具有比柔性构件中的大致均匀直径稍小的直径的孔，换档线与臂32能够彼此接合。

壳体31不限于图7中示出的形式，并且可以由例如具有四棱柱形状的筒状构件制成，代替圆筒形状。

类似地，接合部32A不限于图7中示出的形式，并且可以通过例如在臂32中形成槽来设置。可选地，除了孔或槽以外，还可以设置用于将臂32和换档线40彼此固定的单独构件。

在根据该实施方式的档位检测装置中，码表10和传感器装置30被可安装且可拆卸地设置于自行车。换言之，根据该实施方式的档位检测装置能够被多个自行车共用。

当档位检测装置被多个自行车共用时，必须考虑对于各自行车而言变速器的类型变化的事实。具体地，当档位检测装置被从一个自行车上卸下并安装至不同自行车时，如果这些自行车之间变速器的类型不同，则必须进行校准以确定传感器装置30中出现的链轮电压和与正被使用的链轮对应的档位之间的关系。在该实施方式中，码表10具有这样的校准功能。

注意，可以通过释放换档线40与臂32之间的接合并将换档线40在未通过传感器装置30的状态下连接至变速器来卸下传感器装置30。可以通过释放换档线40与变速器之间的连接、沿着换档线40的路线安置传感器装置30、使臂32与换档线40彼此接合并接着将换档线40再次连接至变速器来安装传感器装置30。

图9是用于说明上述校准的图，示出了传感器装置30中的臂32的移动距离与传感器装置30获得的链轮电压之间的关系。正被使用的链轮随着臂32的移动而改变。这里，链轮随着齿数变小的递减顺序被指定编号1、2……。

在该实施方式中，通过以下操作进行校准。首先，操作操作杆以使用链轮1，并且使码表10对链轮1的使用进行辨认。

码表10读取在传感器装置30的链轮电压端子52处出现的链轮电压，并存储与链轮1对应的电压V1。类似地，操作操作杆以使码表10存储与链轮2对应的电压V2以及与其他链轮对应的电压。

当已经存储了与所有链轮对应的电压时，完成校准。一旦校准完成，码表10就通过利用图10中示出的表，将链轮电压V_sp转换成正被使用的链轮，即档位。图10示出用于将变速器电压V_sp转换成链轮编号的转换规则。图10示出链轮组4包括10个链轮、即档位总数为10的情况。

注意，图10中示出的表是线性电位计被用作可变电阻器33的情况的示例。

图9示出随着臂32的移动而改变的链轮电压（输出至链轮电压端子52的电压）的变化。示出线性电位计被用作可变电阻器33、并且链轮电压随着臂的移动而线性变化的示例。图中的数字示出正被使用的链轮随着臂的移动而从链轮1向链轮2……变化。

如图9所示，例如，当根据该实施方式的档位检测装置被从10速变速器（由图8中A指示）拆下并安装至9速变速器（由图8中B指示）时，与各档位对应的链轮电压（链轮端子52处出现的电压）改变。

以该方式，码表10具有将传感器装置30的线性电位计检测到的链轮电压V_sp转换成链轮编号，即自行车的档位的功能。此外，码表10还具有根据变速器校正转换规则的校准功能。以该方式，即使当档位检测装置被从第一自行车卸下并安装至具有不同变速器的第二自行车时，码表10也能够根据换挡操作显示出正确的链轮编号。

此外，在根据该实施方式的档位检测装置中，显示诸如行驶速度等信息的码表10被用于显示档位，使得传感器装置30可以被安置在沿着换档线的路线的任意位置，并且传感器装置自身不可见。

此外，根据该实施方式的档位检测装置能够被用于检测前变速器和后变速器中的任一个或两者的档位。

此外，用于将链轮电压V_sp转换成链轮编号的转换规则不限于图10中示出的示例，并且可以根据可变电阻器33的特性修改，以便防止错误转换。

虽然已经详细地说明并图示了本发明，但是应该清楚地理解的是，说明和图示仅用于图示和示例，并不是为了限制而采取的，本发明的范围由随附权利要求的条款解释。

Claims (5)

1.一种档位检测装置，其检测具有换档线的自行车的档位并且显示所述档位，所述档位检测装置包括：

传感器装置，其能够被安装至所述自行车的所述换档线和被从所述自行车的所述换档线上卸下，并且利用可变电阻器感测所述换档线的位移量；和

码表，其能够被安装至所述自行车和被从所述自行车上卸下，并且基于由所述传感器装置感测到的所述换档线的位移量计算出与正被使用的链轮对应的档位，并显示所述档位，

所述码表具有将由所述可变电阻器检测出的电压转换成所述自行车的档位的功能，

所述码表具有校准功能，所述校准功能包括存储与所有链轮对应的电压。

2.根据权利要求1所述的档位检测装置，其特征在于，

所述传感器装置具有：

壳体；

所述可变电阻器，其被容纳在所述壳体内；和

臂，其被安装至所述可变电阻器，所述臂具有接合部，所述换档线与所述接合部接合，并且所述臂随着所述换档线的位移相对于所述壳体移动。

3.根据权利要求1所述的档位检测装置，其特征在于，

所述码表能够显示：

与正被使用的链轮对应的档位；和

所述自行车的行驶速度、行驶时间、行驶距离、平均速度、最大速度以及时间中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的档位检测装置，其特征在于，

所述传感器装置具有：

壳体；

所述可变电阻器，其被容纳在所述壳体内；和

臂，其被安装至所述可变电阻器，所述臂具有接合部，所述换档线与所述接合部接合，并且所述臂随着所述换档线的位移相对于所述壳体移动，并且

所述码表能够显示：

与正被使用的链轮对应的档位；和

所述自行车的行驶速度、行驶时间、行驶距离、平均速度、最大速度以及时间中的至少一者。

5.一种码表，其能够被安装至自行车和被从自行车上卸下，并且检测具有换档线的自行车的档位并显示所述档位，

所述码表具有如下功能：将由能够被安装至所述自行车的所述换档线和被从所述自行车的所述换档线上卸下的传感器装置中的可变电阻器检测出的电压转换成所述自行车的档位，并且基于由所述可变电阻器感测到的所述换档线的位移量计算出与正被使用的链轮对应的档位，并显示所述档位；所述码表具有校准功能，所述校准功能包括存储与所有链轮对应的电压。