CN103513051B - 自行车旋转检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车旋转检测装置，该自行车旋转检测装置设置有第一电连接器、第二电连接器、旋转检测电路和输出部件。第二电连接器通过电通路电连接至第一电连接器。旋转检测电路检测电通路中交流电的波形，并且产生旋转检测信号。输出部件电连接至旋转检测电路。输出部件或者输出旋转检测电路的旋转检测信号，或者输出基于旋转检测电路的旋转检测信号的信号。

Description

自行车旋转检测装置

技术领域

本发明总体涉及一种自行车旋转检测装置。更特别地，本发明涉及一种可用来检测自行车部件（例如，自行车车轮）的旋转状态的自行车旋转检测装置。

背景技术

有时，里程器安装在自行车上，以显示出车轮的旋转状态，诸如车轮的旋转圈数或者自行车的行进速度。为了使得里程器显示出旋转状态，指示信息（例如车轮旋转数）的信号将不得不由里程器所获取。为了获取这种信号，已经提出了检测轮毂壳体相对于轮毂轴的旋转圈数。例如，在美国专利US7,410,278中公开了一种自行车灯组件，其中电波电路设置用于基于由轮毂中交流发电机所产生的电信号而通过检测轮毂壳体的旋转圈数检测速度。

发明内容

通常，本公开针对一种自行车旋转检测装置的各个特征。本公开的一个方面是提供一种自行车旋转检测装置，该自行车旋转检测装置可易于安装在自行车的已有电系统中。在一个特征中，自行车旋转检测装置被构造为更加自由地附接至电元件（诸如轮毂发电机）和从该电元件上拆卸下来。

鉴于已知技术的状态，自行车旋转检测装置设置为包括第一电连接器、第二电连接器、旋转检测电路和输出部件。第二电连接器通过电通路电连接至第一电连接器。旋转检测电路检测电通路中交流电的波形，并且产生旋转检测信号。输出部件电连接至旋转检测电路。输出部件或者输出旋转检测电路的旋转检测信号，或者输出基于旋转检测电路的旋转检测信号的信号。

根据结合所附附图进行的公开了自行车旋转检测装置的优选实施例的下列详细说明，所公开的自行车旋转检测装置的其他目的、特征、方面和优点对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

现在参照所附附图，这些附图构成本原始公开的一部分：

图1是根据一个示例性实施例的装备有自行车设备的自行车的一部分的侧正视图，该自行车设备包括轮毂发电机、自行车旋转检测装置、自行车车灯和自行车码表（cyclecomputer）；

图2是图1所示的自行车设备的分解透视图；

图3是自行车旋转检测装置和车灯电连接器的透视图，该自行车旋转检测装置直接插塞到轮毂发电机的输出连接器中，而车灯电连接器直接插塞到自行车旋转检测装置中；

图4是直接插塞到轮毂发电机中的车灯电连接器的透视图；

图5是轮毂发电机的局部纵向剖视图，其中轮毂发电机安装到自行车的前叉，自行车旋转检测装置插塞到轮毂发电机的输出连接器，而车灯电连接器插塞到自行车旋转检测装置中；

图6是自行车旋转检测装置的示意图，其示意性示出了自行车旋转检测装置的结构，其中轮毂发电机的交流电被输出作为交流电；

图7是自行车旋转检测装置的示意图，其示意性示出了自行车旋转检测装置的结构，其中轮毂发电机的交流电被输出作为直流电；以及

图8是自行车旋转检测装置的可替代外壳的、类似于图3的透视图，该自行车旋转检测装置具有接合（锁合件）机构，该接合（锁合件）机构用于将自行车旋转检测装置的第一连接器和第二连接器牢固地保持到车灯电连接器和轮毂发电机的输出连接器上。

具体实施方式

现在将参照这些附图来说明所选的实施例。根据本公开，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供实施例的下列描述仅仅用于进行说明，而不是为了限制所附的权利要求及其等同方案所限定的发明。

最初参照图1和2，自行车10的前部部分图示为带有根据一个实施例的自行车设备12。在所图示的实施例中，自行车设备12包括自行车旋转检测装置14和轮毂发电机16。然而，根据期望和/或需要，旋转检测装置14可以是其他类型的自行车设备的一部分。在此，轮毂发电机16形成了自行车前车轮18的中心部分，该轮毂发电机安装到自行车车架22的前叉20。旋转检测装置14安装在轮毂发电机16上，并且布置用于检测自行车车轮14的旋转状态。尤其是，在自行车车轮14相对于前叉20旋转时，旋转检测装置14检测前叉20的一部分。旋转检测装置14与自行车码表24无线通信，根据需要和/或期望，该自行车码表将来自旋转检测装置14的信息提供给骑车人和/或其他自行车元件。虽然旋转检测装置14显示为与自行车码表24无线通信，根据本公开，显而易见的是，旋转检测装置14可通过电布线而电连接至自行车码表24。

如图2到图4中所示，轮毂发电机16基本上包括轮毂轴16a和轮毂壳体16b。轮毂壳体16b通过一对轴承单元以传统方式旋转地安装在轮毂轴16a上。轮毂轴16a包括用于以传统方式将轮毂发电机16附接至前叉20的快速释放装置。当然，快速释放装置可用其他类型的附接装置（诸如螺母）代替。

如在图5中看到的，轮毂轴16a设置有定子S，而轮毂壳体16b设置有转子R。转子R具有多个沿着轮毂壳体16b的圆周方向布置的磁极。定子S具有线圈绕线筒，线圈以传统方式缠绕在该线圈绕线筒上。线圈由导电的金属线材料制成，诸如铜线或者铝合金线。电缆W具有一对电导体，其中一个电导体连接至定子S的线圈的一个端部，而另一个电导体连接至定子S的线圈的另一个端部。因而，定子S和转子R组成了交流电发电机，该交流电发电机通过旋转自行车前车轮18而发电，并且经由电缆W而输出电。尤其是，定子S固定到轮毂轴16a上，而转子R固定到轮毂壳体16b上。随着自行车前车轮18旋转，轮毂壳体16b和转子R作为一个单元一起绕着轮毂轴16a旋转。转子R相对于定子S的旋转产生呈交流电形式的电，该电经由电缆W输出。由于轮毂发电机16是传统的自行车元件，对其不再进行更详细的论述或图示。

如图2中所示，自行车码表24具有能够显示各种行进信息的液晶显示器。该自行车码表24包括容纳在自行车码表24内的控制单元和无线通信单元，该控制单元具有微型计算机。该控制单元基于来自旋转检测装置14的无线通信信号而得出各种行进信息（例如，行进速度或行程距离）。自行车码表24在液晶显示器上显示出各种行进信息。由于自行车码表（诸如自行车码表24）是众所周知的，因此在此对自行车码表24不再进行详细论述和/或图示。

在所图示的第一实施例中，自行车设备12还包括自行车车灯26，该自行车车灯26从轮毂发电机16经由旋转检测装置14而接收电力。尤其是，旋转检测装置14包括第一电连接器30和第二电连接器32，该第一电连接器具有呈阳电连接器形式的一对电端子或者触点C1，而该第二电连接器具有呈阴电连接器形式的一对电端子或者触点C2。旋转检测装置14的第一电连接器30与车灯电连接器34（阴电连接器）相配合，该车灯电连接器通过电线36而电连接至自行车车灯26。旋转检测装置14的第二电连接器32与轮毂发电机16的输出电连接器38（阳电连接器）相配合。在所图示的第一实施例中，第一电连接器30是阳电连接器，而第二电连接器32是阴电连接器。当然，根据本公开，显而易见的是，如果车灯电连接器34是阳电连接器并且如果输出电连接器38是阴电连接器，则第一电连接器30可以是阴电连接器，并且第二电连接器32可以是阳电连接器。

车灯26组成了具有车灯电连接器34（即第三电连接器）的电元件，该车灯电连接器选择性地与轮毂发电机16的输出电连接器38和第一电连接器30相配合。因此，如在图4中看到的，车灯电连接器34可直接连接至轮毂发电机16的输出电连接器38。可替代地，如在图3中看到的，车灯电连接器34可直接连接至旋转检测装置14的第一电连接器30，而旋转检测装置14的第二电连接器32直接连接至轮毂发电机16的输出电连接器38。在任一种情况下，车灯26从轮毂发电机16接收电力。第一电连接器30和第二电连接器32具有相应构型，所述相应构型设计为与具有第一和第二连接器中的相对一个连接器的构型的连接器电配合。轮毂发电机16的输出电连接器38和第一电连接器30具有相同的电导体构型。

如在图2到5中看到的，输出电连接器38是以传统方式固定到轮毂轴16a上的传统电连接器。尤其是，输出电连接器38具有接收轮毂轴16a的通孔，然后螺母被旋拧到轮毂轴16上，以将输出电连接器38不可旋转地固定到轮毂轴16a上。输出电连接器38具有两个电端子T1，这两个电端子分别与电缆W的两个电导体附接。输出电连接器38的两个电端子T1被构造为选择性地与车灯电连接器34的电端子T2和第二电连接器32的电端子C2相配合。因而，旋转检测装置14可拆卸下来以及可重新附接到车灯电连接器34和输出电连接器38。

如在图6和7中看到的，旋转检测装置14可被构造为输出交流电（AC）（如图6的电路所示），或者可被构造为输出直流电（DC）（如图7的电路所示）。为了简洁起见，在图6和7的电路中，相同的附图标记表示相同的元件。在每种情况下，如上面所提到的，第二电连接器32与轮毂发电机16的输出电连接器38相配合以用于接收电，而第一电连接器30与车灯26的车灯电连接器34相配合以用于输出电。

参照图6，示意性图示了自行车旋转检测装置14以显示出自行车旋转检测装置的结构，其中轮毂发电机16的交流电被输出作为交流电。在输出交流电（AC）的情况下，如图6中所示，旋转检测装置14包括旋转检测电路40A和电通路42A。电通路42A直接将电端子C1和电端子C2连接到一起。换句话说，整流器50连接至电通路42A，以使得交流电从第二电连接器32供给到第一电连接器30。以这种方式，第二电连接器32通过电通路42A电连接至第一电连接器30，以使得来自轮毂发电机16的交流电没有被整流成直流电。旋转检测装置14包括外壳44，该外壳将第一电连接器30和第二电连接器32以及电通路42A作为一个单元进行支承。可替代地，第一电连接器30和第二电连接器32可具有分开的外壳，它们通过电通路42A连接起来。旋转检测电路40A还包括整流器50和电存储器52。整流器50将来自轮毂发电机16的交流电转换成直流电。整流器50电连接至电存储器52，以使得由轮毂发电机16所产生的电被存储在电存储器52中。

现在参照图7，示意性图示了自行车旋转检测装置14以用于显示出自行车旋转检测装置14的结构，其中轮毂发电机16的交流电被输出作为直流电。在输出直流电（DC）的情况下，如图7中所示，旋转检测装置14包括旋转检测电路40B和电通路42B，该旋转检测电路40B以及电通路42B且包括整流器50被设置在外壳44中。更具体地，整流器50电连接至电通路42B，以将来自电通路42B的交流电转化成直流电。换句话说，整流器50布置在电通路42B中，以使得从第二电连接器32将直流电供给到第一电连接器30。以这种方式，第二电连接器32通过电通路42A经由整流器50而电连接至第一电连接器30，以使得来自轮毂发电机16的交流电在抵达第一电连接器30之前被整流为直流电。旋转检测电路40B还包括电存储器52，该电存储器电连接至整流器50，以使得由轮毂发电机16产生的电被存储在电存储器52中。

该电存储器52例如可以是电容器。可替代地，除了电容器，电存储器52可包括电池，诸如镍镉电池、锂离子电池或镍氢电池。在任何情况下，电存储器52电连接在整流器50与旋转检测电路40A或40B之间，以从整流器50接收直流电，并且将电力供给到旋转检测电路40A或40B。

旋转检测电路40A和40B中的每一个还包括波整形元件54和计算元件56。波整形元件54和计算元件56都电连接至电存储器52，以使得存储在电存储器52中的电用来操作波整形元件54和计算元件56。基本上，波整形元件54在电通路42A或40B中处理由轮毂发电机16所产生的交流电的波信号。基于对交流电的波信号的处理，计算元件56产生旋转检测信号。更具体地，波信号被传输到计算元件56，该计算元件计算每单位时间内轮毂壳体16b的旋转圈数，以产生旋转检测信号。

波整形元件或电路54有时也称为波整流部件或波整形器。在任何情况下，波整形元件54检测交流电的正弦波信号，并且将正弦波信号改变为脉动信号。波整形元件54将来自由轮毂发电机16所产生的交流电的电信号（正弦波）转变成脉冲信号（矩形波）或速度信号。该脉冲信号或速度信号被从波整形元件54输出到计算元件56。波整形元件54的波整形电路例如可包括全桥二极管或者半桥二极管和三极管（transistor）。波整形元件54优选地包括三极管和连接至轮毂发电机16输出端的二极管。二极管控制三极管的开和关状态。二极管的输出端连接至三极管的基极，而速度脉冲信号从三极管的集电极输出到计算元件56。然后，计算元件56根据速度脉冲信号的输入来计算轮毂壳体16b的旋转圈数。

计算元件56可以是可计数来自波整形元件54的脉冲并且输出相应信号的任一种装置，该相应信号提供每单位时间内的脉冲数量。例如，计算元件56可以是频率计数器，诸如包括计数器和时间器的集成电路。

优选地，旋转检测装置14包括通信单元58。在所图示的第一实施例中，通信单元58是无线通信单元。通信单元58电连接至电存储器52，以使得存储在电存储器52中的电用来操作通信单元58。根据需要，通信单元58将指示每单位时间内轮毂壳体16b的旋转圈数的信号传输到自行车码表24和/或元件。通信单元58基于旋转检测电路40A或40B的旋转检测信号而输出输出信号。尤其是，通信单元58基于旋转检测电路40A的旋转检测信号而将由计算元件56产生的速度信号输出到自行车码表24和/或元件。可替代地，通信单元58将由旋转检测电路40A的波整形元件54产生的旋转检测信号直接输出到自行车码表24，然后其将计算每单位时间内轮毂壳体16B的旋转圈数。因而，通信单元58构成了旋转检测装置14的输出部件的一个实例。

参照图8，自行车旋转检测装置114的可替代外壳被图示为将变型的车灯电连接器134与轮毂发电机16的变型的输出电连接器138相互连接起来。旋转检测装置114、车灯电连接器134和输出电连接器138与如上所述的旋转检测装置14、车灯电连接器34和输出电连接器38相同，只是它们已经变型为包括接合（锁合）装置，该接合（锁合）装置用于将自行车旋转检测装置114的第一连接器和第二连接器牢固地保持到车灯电连接器134和轮毂发电机16的输出电连接器138。鉴于第一实施例和第二实施例之间的相似性，第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件将被给出与第一实施例的部件相同的附图标记。此外，为了简洁起见，可省略对第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件的描述。

尤其是，旋转检测装置114具有变型的外壳144，该外壳具有接合（锁合）装置，用于将自行车旋转检测装置114的第一连接器和第二连接器牢固地保持到车灯电连接器134和轮毂发电机16的输出电连接器138。外壳144包括止挡件144a和锁合件144b。该止挡件144a布置在外壳144的一个端部处，其形成了第一电连接器和第二电连接器中的一个的一部分，而锁合件144b布置在外壳144的另一个端部处，其形成了第一电连接器和第二电连接器中另一个的一部分。在此，止挡件144a是从外壳144凸出的突起。锁合件144b是通过活动铰链而连接至外壳144的可偏转构件。以这种方式，锁合件144b可相对于外壳144弹性变形，以在锁合位置（基本上未变形状态）与释放位置（变形状态）之间移动。车灯电连接器134设置有与锁合件144b相同的锁合件134a，以使得锁合件134a可接合止挡件144a，以将车灯电连接器134和旋转检测装置114牢固地保持在一起。输出电连接器138设置有与止挡件144a相同的止挡件138a，以使得止挡件138a可接合锁合件144b，以将输出电连接器138和旋转检测装置114牢固地保持在一起。因而，止挡件144a具有相应构型，该相应构型被构造为接合具有外壳144的锁合件144b构型的锁合件。同样，锁合件144b具有相应构型，该相应构型被构造为接合具有外壳144的止挡件144a构型的止挡件。

在理解本发明的范围时，在此所使用的术语“包括”及其衍生词旨在作为开放性限定术语，其指定了存在所提及的特征、部件、元件、组、整体和/或步骤，但是并不排除存在其他未提及的特征、部件、元件、组、整体和/或步骤。前述事项也适用于具有类似含义的词语，诸如术语“包含”、“具有”以及它们的衍生词。再者，术语“部分”、“部段”、“部”、“构件”或“部件”在以单数使用时可具有单个部分或多个部分的双重含义。最后，在此所使用的程度术语，诸如“基本上”、“大约”和“约”表示修正术语的使得最终结果没有显著变化的合理偏差量。

虽然仅仅选择了所选的实施例对本发明进行说明，但是，根据本公开，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有脱离如所附权利要求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，各种元件的尺寸、形状、位置或取向可根据需要和/或期望而变化，只要它们没有实质上改变它们的预期目的。除非另有特别说明，显示为彼此直接连接或者接触的元件可使得中间结构布置在它们之间。除非另有特别说明，一个元件的功能可通过两个元件来实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可在另一个实施例中采用。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他特征相组合还可被认为是申请人对进一步发明的单独描述，包括由一个或多个这样的特征所体现的结构原理和/或功能原理。因而，根据本发明的实施例的上述描述仅仅用于进行说明，而并不用于对所附权利要求及其等同方案所限定的发明进行限制。

Claims (15)

1.一种自行车旋转检测装置，包括：

第一电连接器；

第二电连接器，该第二电连接器通过电通路电连接至第一电连接器；

旋转检测电路，该旋转检测电路检测电通路中交流电的波形，并且产生旋转检测信号；以及

输出部件，该输出部件电连接至旋转检测电路，该输出部件或者输出旋转检测电路的旋转检测信号，或者输出基于旋转检测电路的旋转检测信号的信号；

其中，所述第二电连接器构造成与轮毂发电机的输出电连接器相配合，并且，轮毂发电机的输出电连接器不可旋转地固定到轮毂发电机的轮毂轴上；

其中，所述输出电连接器的电端子构造成与所述第二电连接器的电端子相配合，以使所述自行车旋转检测装置从所述输出电连接器能够直接地拆卸下来以及直接地重新附接到所述输出电连接器。

2.根据权利要求1所述的自行车旋转检测装置，其中，

第一电连接器和第二电连接器具有相应构型，所述相应构型被设计为与具有第一电连接器和第二电连接器中的相对一个电连接器的构型的连接器电配合。

3.根据权利要求1所述的自行车旋转检测装置，还包括：

外壳，该外壳支承第一电连接器和第二电连接器以及电通路。

4.根据权利要求3所述的自行车旋转检测装置，其中，

外壳包括锁合件和止挡件，该锁合件设置成邻近第一电连接器和第二电连接器中的一个，该止挡件设置成邻近第一电连接器和第二电连接器中的另一个，该止挡件的相应构型被构造为接合具有外壳的锁合件构型的锁合件。

5.根据权利要求1所述的自行车旋转检测装置，还包括：

整流器，该整流器电连接至电通路，以将来自电通路的交流电转变成直流电。

6.根据权利要求5所述的自行车旋转检测装置，其中，

所述整流器设置在电通路中，以使得直流电从第二电连接器供给到第一电连接器。

7.根据权利要求5所述的自行车旋转检测装置，其中，

所述整流器连接至电通路，以使得交流电从第二电连接器供给到第一电连接器。

8.根据权利要求5所述的自行车旋转检测装置，还包括：

电池，该电池电连接在整流器与旋转检测电路之间，以从整流器接收直流电，并且为旋转检测电路提供电力。

9.根据权利要求1所述的自行车旋转检测装置，其中，

所述旋转检测电路包括：

波整形元件，所述波整形元件处理交流电的波信号；以及

计算元件，所述计算元件基于对交流电的波信号的处理而产生旋转检测信号。

10.根据权利要求9所述的自行车旋转检测装置，其中，

输出部件包括通信单元，所述通信单元基于旋转检测电路的旋转检测信号而输出输出信号。

11.根据权利要求1所述的自行车旋转检测装置，其中，

输出部件包括通信单元，所述通信单元基于旋转检测电路的旋转检测信号而输出输出信号。

12.根据权利要求11所述的自行车旋转检测装置，其中，

所述通信单元是无线通信单元。

13.一种自行车设备，包括：

轮毂发电机，所述轮毂发电机具有输出电连接器；和

自行车旋转检测装置，所述自行车旋转检测装置包括：

第二电连接器，所述第二电连接器与轮毂发电机的输出电连接器相配合，其中，轮毂发电机的输出电连接器不可旋转地固定到轮毂发电机的轮毂轴上；

第一电连接器，所述第一电连接器通过电通路而电连接至第二电连接器；

旋转检测电路，所述旋转检测电路检测电通路中交流电的波形，并且产生旋转检测信号；以及

输出部件，所述输出部件电连接至旋转检测电路，所述输出部件或者输出旋转检测电路的旋转检测信号，或者输出基于旋转检测电路的旋转检测信号的信号；

其中，所述输出电连接器的电端子构造成与所述第二电连接器的电端子相配合，以使所述自行车旋转检测装置能够从所述输出电连接器直接地拆卸下来以及直接地重新附接到所述输出电连接器。

14.根据权利要求13所述的自行车设备，其中，

轮毂发电机的输出电连接器和第一电连接器具有相同的电导体构型。

15.根据权利要求14所述的自行车设备，还包括：

电元件，所述电元件具有第三电连接器，该第三电连接器选择性地与轮毂发电机的输出电连接器或第一电连接器相配合。