CN105015696A - 带有无线通信的自行车部件 - Google Patents
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Abstract
一种自行车部件，基本上设置有无线电力传输装置和无线通信装置。无线电力传输装置具有电力传输器和电力接收器，以将电力从电力传输器无线传输至电力接收器。无线通信装置具有第一通信单元和第二通信单元。第一通信单元和第二通信单元间隔开，以从第一通信单元和第二通信单元中的一个无线通信至第一通信单元和第二通信单元中的另一个。无线通信装置与无线电力传输装置间隔规定距离，该规定距离大于5.0mm。
Description
技术领域
本发明总地涉及带有无线通信的自行车部件。更具体地，本发明涉及一种具有无线通信和无线电力或无线能量传输的自行车部件。
背景技术
最近，一些自行车设置有自行车计算机，用于将信息(例如，操作状态、骑车者表现等)提供至骑车者。一些自行车还设置有电自行车部件，用于辅助骑车者操作自行车或用于调节自行车的操作状态，以提高自行车的舒适度或性能。基于自行车操作状态而调节的电自行车部件通常使用各种操作状态和骑车者表现的信息。一个特别有用的信息是由于骑车者施加的踩踏力而由骑车者作用在自行车部件上的动力。
第7,861,599号美国专利公开了自行车动力感测设备的一个实施例。在此专利中，自行车动力感测设备测量为使自行车车轮、曲柄或其他旋转部旋转而作用的动力。自行车动力感测设备基本上设置有步调传感器、应变仪、放大器、A/D转换器、处理器以及无线传输器。步调传感器测量步调(曲柄的旋转速度)。应变仪测量当骑车者踩踏时曲柄轴产生的应变。放大器将从应变仪输出的模拟电信号放大到能够由A/D转换器处理的范围。A/D转换器电路将放大的模拟电信号转换为数字信号。处理器基于此数字电信号计算作用在曲柄轴上的转矩。处理器基于此转矩和从步调传感器输出的步调计算由骑车者给予的动力。无线传输器将由处理器计算的动力或转矩传输至自行车计算机。包括中央处理单元和存储器的显示单元可以显示有用的信息，以有利于骑乘者。例如，显示单元可以显示时间、骑车行驶时间、行驶距离、里程表读数、秒表显示、步调(RPMs)、速度、平均速度、圈数统计和心率(通过骑乘者佩戴心率传感器)。
发明内容
总地，本公开涉及具有无线通信和无线电力或无线能量传输的自行车部件的各个特征。
鉴于已知技术的状态，根据本发明的第一方面，提供一种自行车部件。该自行车部件基本上包括无线电力传输装置和无线通信装置。无线电力传输装置具有电力传输器和电力接收器，以将电力从电力传输器无线传送至电力接收器。无线通信装置具有第一通信单元和第二通信单元。第一通信单元和第二通信单元间隔开，以从第一通信单元和第二通信单元中的一个无线通信至第一通信单元和第二通信单元中的另一个。无线通信装置与无线电力传输装置间隔规定距离，该规定距离大于5.0mm。
根据本发明的第二方面，根据第一方面的自行车部件进一步包括固定结构，该固定结构具有设置在其上的电力传输器和第一通信单元；以及旋转结构，该旋转结构相对于固定结构绕旋转轴线可旋转地安装，旋转结构具有设置在其上的电力接收器和第二通信单元。
根据本发明的第三方面，根据第二方面的自行车部件构造为使得无线通信装置邻近旋转结构的第一轴向端设置，无线电力传输装置邻近旋转结构的第二轴向端设置，并且第一轴向端和第二轴向端为旋转结构相对于旋转轴线的相对端。
根据本发明的第四方面，根据第二方面的自行车部件构造为使得固定结构包括第一中轴部和第二中轴部，其中电力传输器设置在第一中轴部上，第一通信单元设置在第二中轴部上。
根据本发明的第五方面，根据第四方面的自行车部件构造为使得固定结构包括第一线圈保持器和第二线圈保持器，第一线圈保持器联接至第一中轴部，其中电力传输器设置在第一线圈保持器上，第二线圈保持器联接至第二中轴部，其中第一通信单元设置在第二线圈保持器上。
根据本发明的第六方面，根据第五方面的自行车部件构造为使得第一线圈保持器和第二线圈保持器由非磁性材料形成。
根据本发明的第七方面，根据第二方面的自行车部件构造为使得旋转结构包括曲柄轴、联接至曲柄轴的第一端的第一曲柄臂和联接至曲柄轴的第二端的第二曲柄臂。
根据本发明的第八方面，根据第七方面的自行车部件构造为使得曲柄轴、第一曲柄臂和第二曲柄臂中的至少一个包括至少一个应变传感器，该至少一个应变传感器连接至第二通信单元。
根据本发明的第九方面，根据第二方面的自行车部件进一步包括动力测量装置，该动力测量装置设置在旋转结构上。
根据本发明的第十方面，根据第九方面的自行车部件进一步包括曲柄臂，该曲柄臂具有设置在其上的动力测量装置。
根据本发明的第十一方面，根据第二方面的自行车部件构造为使得固定结构包括轮毂轴，旋转结构包括轮毂壳。
根据本发明的第十二方面，根据第二方面的自行车部件进一步包括第一密封结构，该第一密封结构在无线电力传输装置径向向外的位置处设置在固定结构和旋转结构之间的轴向间隔中，以及第二密封结构，该第二密封结构在无线通信装置径向向外的位置处设置在固定结构和旋转结构之间的轴向间隔中。
根据本发明的第十三方面，根据第一方面的自行车部件构造为使得第一通信单元和第二通信单元中的每个包括天线线圈。
根据本发明的第十四方面，根据第十三方面的自行车部件构造为使得天线线圈的每个由非磁性材料覆盖。
根据本发明的第十五方面，根据第一方面的自行车部件构造为使得电力传输器包括DC-AC转换器。
根据本发明的第十六方面，根据第一方面的自行车部件构造为使得电力传输器包括电力线通信单元。
根据本发明的第十七方面，根据第一方面的自行车部件进一步包括远程电源，该远程电源由外部电缆电连接至电力传输器。
根据本发明的第十八方面，根据第一方面的自行车部件构造为使得电力接收器包括电容器，该电容器构造为储存从电力传输器接收的电力。
根据本发明的第十九方面，根据第一方面的自行车部件构造为使得规定距离大于10.0mm。
从结合附图公开了自行车部件的一个实施方式的以下详细说明中，本领域技术人员可以了解自行车部件的这些和其他目的、特征、方面和优点。
附图说明
现在参考形成此原始公开的一部分的附图：
图1为装备有一对自行车部件的自行车的侧立式图，一对自行车部件的每个均具有根据图示实施方式的无线电力传输装置和无线通信装置；
图2为图1中图示的自行车的手把区域的立体图；
图3为示出图1中图示的自行车的电换档系统的整体构造的示意性框图，其中自行车曲柄组件将数据提供至电换档系统，并从主电源接收电力；
图4为以具有根据图示实施方式的无线电力传输装置和无线通信装置的自行车曲柄组件形式的自行车部件的立体图；
图5为图4中图示的自行车曲柄组件和自行车的车架的一部分的截面视图；
图6为图4和图5中图示的自行车曲柄组件的左端的一部分的放大的截面视图；
图7为图4和图5中图示的自行车曲柄组件的右端的一部分的放大的截面视图；
图8为示出图1中图示的自行车的电换档系统的整体构造的示意性框图，其中后轮毂将数据提供至电换档系统并从主电源接收电力；以及
图9为以具有根据图示实施方式的无线电力传输装置和无线通信装置的后轮毂形式的自行车部件的截面视图。
具体实施方式
现在将参考附图描述选定实施方式。本领域技术人员从此公开可以了解实施方式的以下描述仅仅用于示例，并非意图限定本发明。本发明由所附权利要求及其等同方式限定。
首先参考图1，图示了装配有根据第一实施方式的电自行车换档系统的自行车10。虽然自行车10图示为竞赛类型公路自行车，但是自行车换档通知不限于与公路自行车一起使用。电自行车换档系统包括自行车曲柄轴组件12(即自行车部件)、后轮彀14(即自行车部件)和自行车计算机16。如下文所解释地，自行车曲柄轴组件12和后轮毂14构造为检测各种自行车操作参数，并将所检测的操作参数提供至自行车计算机16。电自行车换档系统包括机动化的后拨链器18、机动化的前拨链器20以及一对换档操作装置或换挡器22A和22B。主电源24设置在自行车车架26上，用于将电力供应到自行车曲柄轴组件12、具有多个链轮的后轮毂14、自行车计算机16、后拨链器18、前拨链器20以及换档器22A和22B。
如图3所示，在图示实施方式中，设置主接线接合点30和一对次接线接合点32和34，其将自行车计算机16、后拨链器18、前拨链器20以及换档器22A和22B互相连接。主接线接合点30具有模式校准按钮，用于改变操作模式和/或用于校准拨链器18和20。优选地，自行车计算机16、后拨链器18、前拨链器20以及换档器22A和22B均设置有电力线通信(PLC)单元(PLC区段)，用于经由具有电力线V和地线GND的电源线通信。由此，这些自行车部件可以通过电源线彼此通信，并从主电源24接收电力。此处，主电源24为充电电池，其插入到主电源保持器中。该主电源保持器包括电力控制器和电力线通信(PLC)单元(PLC区段)。另一方面，自行车曲柄轴组件12与自行车计算机16无线通信，并从主电源24无线接收电力。如图8中所示，后轮毂14也与自行车计算机16无线通信，并从主电源24无线接收电力。
在图示实施方式中，自行车计算机16包括显示单元16a和控制器16b。显示单元16a为例如LCD显示屏，其可视地将关于自行车10的当前操作状态的信息提供至骑车者。此处，控制器16b作用为信号控制器，用于使拨链器18和20换档，并用于计算用于换档和/或用于经由显示单元16a提供至骑车者的各种操作状态(例如，骑车者表现、自行车10的速度、踩踏动力、曲柄旋转(步调)和行驶距离等)。虽然在图示实施方式中，显示单元16a和控制器16b在单个壳体中集成在一起，但是从此公开中可以了解，根据需要和/或期望，控制器16b可以与显示单元16a分开地设置和/或控制器16b可以由多个单独的控制器形成。
此处，优选地，控制器16b为微计算机，该微计算机包括诸如输入接口电路、输出接口电路和诸如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置的储存装置的常规部件。控制器16b的微计算机编程为处理来自各种传感器的信号和自行车10的自行车部件的输入。此处，在图示实施方式中，因为控制器16b用于使拨链器18和20基于自行车10的操作状态自动地换档或响应于换挡器22A和22B的操作换档。控制器16b的存储器电路储存来自各种传感器的数据、处理结果和控制程序(诸如用于执行由处理器电路运行的换档操作的控制程序)。例如，控制器16b的内部RAM储存操作标志(flag)的状态和各种控制数据，而控制器16b的内部ROM储存用于各种操作的程序。
拨链器18和20为常规的电拨链器，其用于改变传动系的速度。在公开号为2012/0322591的美国专利申请中公开了后电拨链器的实施例，而在第7,306,531号美国专利中公开了前电拨链器的实施例。虽然第7,306,531号美国专利的前电拨链器没有设置电力线通信，但是可以了解，可以增加电力线通信。换档器22A和22B为电换档器，其具有用于执行拨链器18和20的换档操作的电开关SW1和SW2。第7,854,180号美国专利公开了这种电换档器的实施例。虽然第7,854,180号美国专利的电换档器没有设置有电力线通信，但是可以了解，可以增加电力线通信。因为拨链器18和20以及换档器22A和22B为已知的自行车部件，且电力线通信已知，本文将不进一步详细讨论拨链器18和20以及换档器22A和22B。
如图3中所示，自行车部件(例如自行车曲柄轴组件12)基本上设置有无线电力传输装置36和无线通信装置38。自行车部件进一步包括通过外部电缆电连接至电力传输器的远程电源(例如，主电源24)。无线电力传输装置36具有电力传输器40和电力接收器42，以将电力从电力传输器40无线传送至电力接收器42。无线电力或无线能量传输是电能在没有人造导体的情况下从电源(例如，经由电力传输器40从主电源24)至电负载(例如，经由电力接收器42至无线通信装置38)的传输。优选地，无线电力传输使用电磁感应实现。无线通信装置38具有第一通信单元44和第二通信单元46。优选地，无线通信传输使用无线电波实现。如下文所解释地，无线通信装置38与无线电力传输装置36间隔，以减小(优选地，消除)在无线通信期间与无线电波干扰的电磁感应场。
优选地，电力传输器40电连接至可再充电的电力储存装置48(例如，电容器或电池)。虽然在图3中，电力储存装置48图示为与电力接收器42分开的单元，但是，优选地，电力接收器42包括第二电力线圈56、电容器(即电力储存装置48)和AC-DC转换器(未示出)。其中，电容器(即电力储存装置48)构造为如由图3中虚线所图示地存储从电力传输器40接收的电力，AC-DC转换器连接在第二电力线圈56和电容器之间。在任一情况中，电力储存装置48电连接至第二通信单元46，以供应电力或电能，用于第二通信单元46的操作。可替换地，如果期望，可以省略电力储存装置48。
通常，电力传输器40包括第一电力线圈50、DC-AC转换器52和电力线通信(PLC)单元54(PLC区段)。通常，电力接收器42的第二电力线圈56设置为足够靠近第一电力线圈50，以从第一电力线圈50无线接收电力或电能。以此方式，电力或电能首先经由DC-AC转换器52从主电源24供应至第一电力线圈50，使得主电源24的直流电转化成交流电。然后，第一电力线圈50的电力或电能无线传输至第二电力线圈56。电力或电能从电力储存装置48传输至第二通信单元46，用于将电力或电能供应至第二通信单元46。
通常，第一通信单元44包括电力线通信(PLC)单元60(PLC区段)、无线控制器62和天线线圈64(也简单地称为天线)。通常，第二通信单元46包括天线线圈66(也简单地称为天线)和无线控制器68。由此，第一通信单元44和第二通信单元46中的每个包括天线线圈，用于彼此通信。控制器62和68控制数据(例如，无线电波)在第一通信单元44和第二通信单元46之间的传输。数据(例如，无线电波)的传输可以为从第二通信单元46至第一通信单元44的单向方式，或者根据需要和/或期望，可以为双向方式。在自行车曲柄轴组件12的情况中，左曲柄臂传感器单元70和右曲柄臂传感器单元72均电连接至第二通信单元46的控制器68，以提供关于施加至自行车曲柄轴组件12的踩踏力的数据。虽然使用了曲柄轴传感器单元70和72，但是可以了解，可以使用单个动力传感器单元。
现在参考图4至图7，将更详细地讨论具有无线电力传输装置36和无线通信装置38的自行车曲柄轴组件12(即自行车部件)。
基本上，如图4和图5中所示，自行车曲柄轴组件12包括第一(左)曲柄臂74、第二(右)曲柄臂76和曲柄轴78。第一曲柄臂74和第二曲柄臂76固定地联接至曲柄轴78，使得第一曲柄臂74和第二曲柄臂76从曲柄轴78沿相反的方向垂直地延伸。在图示实施方式中，第二曲柄臂76具有一对链轮80和82。
第一曲柄臂74和第二曲柄臂76的自由端设置有自行车踏板(图1中示出)。骑车者在自行车踏板上施加踩踏力。然后，此踩踏力传输至第一曲柄臂74和第二曲柄臂76，用于旋转链轮80和82，并移动自行车链条，以用常规的方式推进自行车10。曲柄轴78由第一中轴部84和第二中轴部86可旋转地支撑在自行车车架26的悬吊管中。第一中轴部84包括第一轴承单元88，而第二中轴部86包括第二轴承单元90。第一轴承单元88和第二轴承单元90为常规的轴承，其用于将曲柄轴78可旋转地支撑在自行车车架26的悬吊管中。第一中轴部84和第二中轴部86形成自行车曲柄轴组件12的中轴。
在图示实施方式中，第一中轴部84和第二中轴部86构成自行车曲柄轴组件12的固定结构，第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78构成自行车曲柄轴组件12的旋转结构。由此，广义地来说，自行车部件(即自行车曲柄轴组件12)进一步包括固定结构(即第一中轴部84和第二中轴部86)和相对于固定结构绕旋转轴线可旋转地安装的旋转结构(即第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78)。固定结构(即第一中轴部84和第二中轴部86)具有设置在其上的电力传输器40和第一通信单元44。特别地，固定结构包括第一中轴部84和第二中轴部86，电力传输器40设置在第一中轴部84上，第一通信单元44设置在第二中轴部86上。旋转结构包括曲柄轴78，联接至曲柄轴78的第一端的第一曲柄臂74以及联接至曲柄轴78的第二端的第二曲柄臂76。旋转结构(即第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78)具有设置在其上的电力接收器42和第二通信单元46。特别地，旋转结构包括第一曲柄臂74和第二曲柄臂76，电力接收器42设置在第一曲柄臂74上，第二通信单元46设置在第二曲柄臂76上。
曲柄轴78、第一曲柄臂74和第二曲柄臂76中的至少一个包括连接至第二通信单元46的至少一个应变传感器。在图示实施方式中，曲柄臂传感器单元70设置在第一曲柄臂74上，曲柄臂传感器单元72设置在第二曲柄臂76上。控制器68和曲柄臂传感器单元70和72形成设置在旋转结构上的动力测量装置。此处，控制器68安装在第二曲柄臂76上。由此，第一曲柄臂74和第二曲柄臂76中的每个具有设置在其上的动力测量装置。曲柄臂传感器单元70设置在曲柄臂74的凹陷部中，而曲柄臂传感器单元72设置在曲柄臂76的凹陷部中。曲柄臂传感器单元70包括应变挠曲部70a，该应变挠曲部70a包括踩踏力传感器70b(即参数检测部)。同样地，曲柄臂传感器单元72包括应变挠曲部72a，该应变挠曲部72a包括踩踏力传感器72b(即参数检测部)。在图示实施方式中，踩踏力传感器70b和72b中的每个包括多个应变传感器(即四个应变传感器)，多个应变传感器以如公开号为2014/0060212的美国专利申请中公开的参数检测部的方式构造和设置。然而，曲柄臂传感器单元70和72并非限制为此设置方式。而是，根据需要和/或期望，可以使用任何踩踏力感测装置。
如图5中所示，第一通信单元44和第二通信单元46间隔开，以从第一通信单元44和第二通信单元46中的一个无线通信至第一通信单元44和第二通信单元46中的另一个。无线通信装置38与无线电力传输装置36间隔规定距离，该规定距离大于5.0mm，以减少(优选地，消除)在无线通信期间与无线通信装置38的无线电波干扰的无线电力传输装置36的电磁感应场。较优选地，该规定距离大于10.0mm。更优选地，无线通信装置38邻近旋转结构(即第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78)的第一轴向端设置，无线电力传输装置36邻近旋转结构(即第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78)的第二轴向端设置。第一轴向端和第二轴向端为旋转结构(即第一曲柄臂74、第二曲柄臂76和曲柄轴78)相对于旋转轴线的相对端。
优选地，固定结构包括第一(电力)线圈保持器40a，该第一(电力)线圈保持器40a固定地联接至第一中轴部84，其中动力传输器40设置在第一线圈保持器40a上。第一线圈保持器40a可以通过固定构件(例如螺钉或螺栓)可拆卸地固定在第一中轴部84上。优选地，固定结构包括第二(天线)线圈保持器44a，该第二(天线)线圈保持器44a固定地联接至第二中轴部86，其中第一通信单元44设置在第二线圈保持器44a上。第二线圈保持器44a可以通过固定构件(例如螺钉或螺栓)可拆卸地固定在第二中轴部86上。第一线圈保持器40a和第二线圈保持器44a由诸如硬塑料材料的非磁性材料形成。
优选地，旋转结构包括第三(电力)线圈保持器42a，该第三(电力)线圈保持器42a固定地联接至第一曲柄臂74，电力接收器42设置在第三线圈保持器42a上。优选地，旋转结构包括第四(天线)线圈保持器46a，该第四(天线)线圈保持器46a固定地联接至第二曲柄臂76，第二通信单元46设置在第四线圈保持器46a上。第三线圈保持器42a和第四线圈保持器46a由诸如硬塑料材料的非磁性材料形成。
电力线圈50和56部分地嵌入第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a中。第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a彼此轴向地间隔开1或2毫米，使得当第一曲柄臂74相对于第一中轴部84旋转时，他们彼此不接触。电力线圈50和56中的每个可以由非磁性材料覆盖。
天线线圈64和66完全地嵌入第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a中。由此，天线线圈64和66中的每个由非磁性材料覆盖。第二线圈保持器42a和第四线圈保持器46a彼此间隔1或2毫米，使得当第二曲柄臂76相对于第二中轴部86旋转时，他们彼此不接触。天线线圈64和66可以设置在第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a的表面上，并由非磁性材料覆盖。
优选地，包括两个橡胶密封件92和94的第一密封结构在无线电力传输装置36的电力线圈50和56径向向外的位置处设置在固定结构的第一线圈保持器40a和旋转结构的第三线圈保持器42a之间的轴向间隔中。密封件92和94防止水或灰尘到达电力线圈50和56。如图6中所示，橡胶密封件92和94具有具有一致截面的大体圆形或环形构造。
第一线圈保持器40a具有相对于曲柄轴78沿轴向方向朝向第一曲柄臂74突出的第一圆形或环形突出部P1和第二圆形或环形突出部P2。第一圆形突出部P1从第二圆形突出部P2径向向内设置。第一圆形或环形突出部P1和第二圆形或环形突出部P2绕曲柄轴78同心地设置。第三线圈保持器42a具有相对于曲柄轴78沿轴向方向朝向第一中轴部84突出的第三圆形或环形突出部P3和第四圆形或环形突出部P4。第三圆形突出部P3从第四圆形突出部P4径向向内设置。当相对于曲柄轴78沿轴向方向看时，第一突出部P1、第二突出部P2、第三突出部P3和第四突出部P4重叠。第三突出部P3设置在第一突出部P1和第二突出部P2之间。第二突出部P2设置在第三突出部P3和第四突出部P4之间。
橡胶密封件92具有基座部分和远端，基座部分固定在第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a中的一个上，远端弹性地接触第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a中的另一个。橡胶密封件94具有基座部分和远端，基座部分固定在第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a中的一个上，远端弹性地接触第一线圈保持器40a和第三线圈保持器42a中的另一个。优选地，橡胶密封件92和94中的至少一个固定在第一突出部P1、第二突出部P2、第三突出部P3和第四突出部P4中的一个上，并相对于曲柄轴78沿径向方向延伸。优选地，橡胶密封件92和94相对于曲柄轴78的径向方向径向设置在第三突出部P3的内侧。在图示实施方式中，橡胶密封件92的基座部分固定在第三线圈保持器42a上，橡胶密封件92的远端弹性地接触第一线圈保持器40a的第一圆形突出部P1。同样在图示实施方式中，橡胶密封件94的基座部分固定在第三线圈保持器42a的第三圆形突出部P3上，橡胶密封件92的远端弹性地接触第一线圈保持器40a的第一圆形突出部P1。
优选地，包括两个橡胶密封件96和98的第二密封结构在无线通信装置38的天线线圈64和66的径向向外的位置处设置在固定结构的第二线圈保持器44a和旋转结构的第四线圈保持器46a之间的轴向间隔中。密封件96和98防止水或灰尘到达天线线圈64和66。如图7所示，橡胶密封件96和98具有具有一致截面的大体圆形或环形构造。
第二线圈保持器44a具有相对于曲柄轴78沿轴向方向朝向曲柄臂74突出的第五圆形或环形突出部P5和第六圆形或环形突出部P6。第五圆形突出部P5从第六圆形突出部P6径向向内设置。第五圆形或环形突出部P5和第六圆形或环形突出部P6绕旋转轴78同心地设置。第四线圈保持器46a具有相对于曲柄轴78沿轴向方向朝向第二中轴部86突出的第七圆形或环形突出部P7和第八圆形或环形突出部P8。第七圆形突出部P7从第八圆形突出部P8径向向内设置。当相对于曲柄轴78沿径向方向看时，第五突出部P5、第六突出部P6、第七突出部P7和第八突出部P8重叠。第七突出部P7设置在第五突出部P5和第六突出部P6之间。第六突出部P6设置在第七突出部P7和第八突出部P8之间。
橡胶密封件96具有基座部分和远端，基座部分固定在第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a中的一个上，远端弹性地接触第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a中的另一个。橡胶密封件98具有基座部分和远端，基座部分固定在第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a中的一个上，远端弹性地接触第二线圈保持器44a和第四线圈保持器46a中的另一个。优选地，橡胶密封件96和98中的至少一个固定在第五突出部P5、第六突出部P6、第七突出部P7和第八突出部P8中的一个上，并相对于曲柄轴78沿径向方向延伸。优选地，橡胶密封件96和98相对于曲柄轴78的径向方向径向设置在第七突出部P7的内侧。在图示实施方式中，橡胶密封件96的基座部分固定在第四线圈保持器46a上，橡胶密封件96的远端弹性地接触第二线圈保持器44a的第五圆形突出部P5。同样在图示实施方式中，橡胶密封件98的基座部分固定在第四线圈保持器46a的第七圆形突出部P7上，橡胶密封件98的远端弹性地接触第二线圈保持器44a的第五圆形突出部P5。
现在参考图8和图9，现在将讨论替代图1的常规的后轮毂14的后轮毂14’(即自行车部件)。此处，当后轮毂14’安装在自行车10中时，曲柄轴组件12将用常规的曲柄轴组件替代。如下文所解释的，后轮毂14’装备有自行车动力感测设备。
后轮毂14’以常规的方式将后轮可旋转地支撑在车架26上。在图示实施方式中，后轮毂14’基本上包括轮毂壳100和轮毂轴102。在后轮毂14’中，固定结构包括轮毂轴102，旋转结构包括轮毂壳100。轮彀壳100由一对轴承单元104和106可旋转地支撑在轮毂轴102上。后轮毂14’还具有飞轮108，用于接附后齿轮盘110。轮毂轴102具有中心纵向轴线，该中心纵向轴线限定轮毂壳100的中心旋转轴线。轮毂壳100构成从动构件，该从动构件经由安装在飞轮108上的后齿轮盘110从链条接收驱动转矩或驱动力。
此处在轮毂14’中，轮毂轴102(固定结构)包括电力传输器112和第一通信单元114，而轮毂壳100包括电力接收器116和第二通信单元118。电力传输器112和第一通信单元114由电源线电联接至接线接合点34，以从主电源24接收电力或电能。电力传输器112将电力无线地传送至电力接收器116。第一通信单元114与第二通信单元118发送和接收数据。
轮彀壳100还包括控制器120和动力感测单元122。如图7中所示，电力传输器112具有与电力传输器40相同的构造，除了电力传输器112构造为固定到轮彀轴102。第一通信单元114具有与第一通信单元44相同的构造。电力接收器116具有与电力接收器42相同的构造，除了电力接收器116构造为固定至轮彀轴102。第二通信单元118具有与第二通信单元46相同的构造，除了第二通信单元118构造为固定至轮彀轴102。由此，电力传输器112和电力接收器116形成无线电力传输装置136，而第一通信单元114和第二通信单元118形成无线通信装置138。无线电力传输装置136将电力从电力传输器112无线传输至电力接收器116。
此处，如上文所讨论的，无线电力传输装置136和无线通信装置138与无线电力传输装置36和无线通信装置38相同，除了无线电力传输装置136和无线通信装置138适于后轮毂14’。鉴于无线电力传输装置136和无线通信装置138类似于无线电力传输装置36和无线通信装置38，本文将仅简单地描述无线电力传输装置136和无线通信装置138。
动力感测单元122能够测量由控制器120处理的骑车者的驱动力。控制器120经由无线通信装置138将由动力感测单元122所测量的关于驱动力的信息传输至骑车者。传输的关于驱动力的信息显示在例如安装在自行车10的手把上的自行车计算机16上。此处，在自行车计算机16中，诸如自行车的速度、曲柄的旋转速度(步调)、行驶距离等的信息也可以显示至骑车者。公开号为2014/0074348的美国专利申请描述了适于构建图9中示出的动力感测单元122的动力感测单元的实施例。
虽然无线电力传输装置和无线通信装置仅仅图示在曲柄轴组件和后轮毂中，但是从此公开中可以了解，无线电力传输装置和无线通信装置可以适于需要将电力提供至移动部也需要从移动部传输数据的其他自行车部件。
在理解本发明的范围时，本文使用的术语“包括”及其派生词，意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其他未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。前述还适用于具有类似含义的词汇，诸如术语“包含”、“具有”及其派生词。而且，术语“部”、“区段”、“部分”、“构件”或“元件”当用作单数时可以具有单个部或多个部的双重含义，除非特别指出。
本文使用的描述以上实施方式的以下方向术语“向前”、“向后”、“上”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下”、“横向”以及其他类似的方向性术语指代装备有本发明的自行车部件的方向。因此，用来描述本发明的这些术语应当相对于在水平表面上处于正常骑乘位置使用的装备有自行车部件的自行车来解释。
同样将理解的是，尽管本文可能使用术语“第一”和“第二”来描述各种部件，但是这些部件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个部件与另外的部件区分。由此，例如，在不脱离本发明的教导的情况下，以上讨论的第一部件可以被称为第二部件，反之亦然。本文所使用的术语“被接附”或“接附”涵盖通过将元件直接地附接至另一个元件而将元件直接固定至另一个元件的构造；以及通过将元件附接至中间构件，将该中间构件转而附接至另一个元件而将元件间接固定至另一个元件的构造；以及一个元件与另一个元件成一体，即一个元件实质上是另一个元件的一部分的构造。这种定义也适应具有类似含义的词汇，例如，“连结”、“连接”、“联接”、“安装”、“结合”、“固定”及其派生词。最后，本文所使用的程度术语，诸如“大致”、“大约”和“接近”意味着所修饰术语的合理量的偏差，使得最终结果不会显著改变。
尽管仅选择一个选定的实施例来图示本发明，但是本领域技术人员从该公开可以了解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本文可以做出各种改变和修改。例如，各种部件的尺寸、形状、位置或取向可以根据需要和/或期望改变。示出为彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个来执行，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，无论单独的或与其他特征相结合，也应当被认为是申请人的进一步发明的单独描述，包括由这样的特征所体现的结构性构思和/或功能性构思。由此，上述对根据本发明的实施例的描述仅仅是示例性的，无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。
Claims (19)
1.一种自行车部件，包括：
无线电力传输装置，所述无线电力传输装置具有电力传输器和电力接收器，以将电力从所述电力传输器无线传送至所述电力接收器；以及
无线通信装置，所述无线通信装置具有第一通信单元和第二通信单元，所述第一通信单元和所述第二通信单元间隔开，以从所述第一通信单元和所述第二通信单元中的一个通信单元无线通信至所述第一通信单元和所述第二通信单元中的另一个通信单元，
所述无线通信装置与所述无线电力传输装置间隔一规定距离，所述规定距离大于5.0mm。
2.根据权利要求1所述的自行车部件，进一步包括
固定结构，所述固定结构具有设置在其上的所述电力传输器和所述第一通信单元；以及
旋转结构，所述旋转结构相对于所述固定结构绕旋转轴线可旋转地安装，所述旋转结构具有设置在其上的所述电力接收器和所述第二通信单元。
3.根据权利要求2所述的自行车部件，其中
所述无线通信装置邻近所述旋转结构的第一轴向端设置，
所述无线电力传输装置邻近所述旋转结构的第二轴向端设置，并且
所述第一轴向端和所述第二轴向端为所述旋转结构相对于所述旋转轴线的相对端。
4.根据权利要求2所述的自行车部件，其中
所述固定结构包括第一中轴部和第二中轴部，其中所述电力传输器设置在所述第一中轴部上，所述第一通信单元设置在所述第二中轴部上。
5.根据权利要求4所述的自行车部件，其中
所述固定结构包括第一线圈保持器和第二线圈保持器，所述第一线圈保持器联接至所述第一中轴部，其中所述电力传输器设置在所述第一线圈保持器上，所述第二线圈保持器联接至所述第二中轴部，其中所述第一通信单元设置在所述第二线圈保持器上。
6.根据权利要求5所述的自行车部件，其中
所述第一线圈保持器和所述第二线圈保持器由非磁性材料形成。
7.根据权利要求2所述的自行车部件，其中
所述旋转结构包括曲柄轴、联接至所述曲柄轴的第一端的第一曲柄臂和联接至所述曲柄轴的第二端的第二曲柄臂。
8.根据权利要求7所述的自行车部件，其中
所述曲柄轴、所述第一曲柄臂和所述第二曲柄臂中的至少一个包括至少一个应变传感器，所述至少一个应变传感器连接至所述第二通信单元。
9.根据权利要求2所述的自行车部件，进一步包括
动力测量装置，所述动力测量装置设置在所述旋转结构上。
10.根据权利要求9所述的自行车部件，进一步包括
曲柄臂，所述曲柄臂具有设置在其上的所述动力测量装置。
11.根据权利要求2所述的自行车部件，其中
所述固定结构包括轮毂轴，所述旋转结构包括轮毂壳。
12.根据权利要求2所述的自行车部件，进一步包括
第一密封结构，所述第一密封结构在所述无线电力传输装置径向向外的位置处设置在所述固定结构和所述旋转结构之间的轴向间隔中，以及
第二密封结构，所述第二密封结构在所述无线通信装置径向向外的位置处设置在所述固定结构和所述旋转结构之间的轴向间隔中。
13.根据权利要求1所述的自行车部件，其中
所述第一通信单元和所述第二通信单元中的每个包括天线线圈。
14.根据权利要求13所述的自行车部件，其中
所述天线线圈的每个由非磁性材料覆盖。
15.根据权利要求1所述的自行车部件，其中
所述电力传输器包括DC-AC转换器。
16.根据权利要求1所述的自行车部件，其中
所述电力传输器包括电力线通信单元。
17.根据权利要求1所述的自行车部件，进一步包括
远程电源，所述远程电源由外部电缆电连接至所述电力传输器。
18.根据权利要求1所述的自行车部件，其中
所述电力接收器包括电容器，所述电容器构造为储存从所述电力传输器接收的电力。
19.根据权利要求1所述的自行车部件，其中
所述规定距离大于10.0mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |