CN110466663B - 自行车曲柄臂及其制造过程、检测踩踏扭矩或功率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供自行车曲柄臂及其制造过程、检测踩踏扭矩或功率的方法。自行车曲柄臂(22)用于安装在自行车传动装置侧上，包括主体(38)，主体具有沿着从曲柄臂(22)的旋转轴线(X)到踏板轴线(Y1)的长度方向(L)测量的长度(Lp)，所述曲柄臂(22)包括沿着长度方向(L)定向的用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器(100)，其特征在于所述至少一个检测器被固定在从所述至少一个应力/应变检测器(100)的中心(C)到曲柄臂(22)的旋转轴线(X)测量的一距离(Do)处，使得在所述距离(Do)与所述长度(Lp)之间的比率被包括在0.45‑0.65的范围内。

Description

自行车曲柄臂及其制造过程、检测踩踏扭矩或功率的方法
技术领域
本发明涉及一种自行车曲柄臂，该自行车曲柄臂设有用于扭矩或功率计的应力/应变检测器。更具体地，本发明涉及传动装置侧的曲柄臂，通常是右曲柄臂。本发明还涉及与这种自行车曲柄臂相关的方法。
背景技术
为简洁起见，下文中的表述“在传动装置侧”有时将以特定术语“在链条侧”简化，并且有时还以特定术语“右”进一步简化，不论在任何情况下都有意包含带式传动装置以及传动装置的非典型安装情况下的左曲柄臂。类似地，表述“在与传动装置侧相反的一侧”有时将被简化成“在与链条侧相反的一侧”，并且有时还以特定术语“左”进一步简化，不论在任何情况下都有意包含带式传动装置以及传动装置的非典型安装情况下的右曲柄臂。
在本申请中，“扭矩计”表示用于检测由骑手传递的扭矩的仪器；“功率计”表示用于检测踩踏功率的仪器。扭矩计外部的处理器能够通过将这种扭矩计的输出与(角度)速度测量装置的输出相结合来获得功率测量值。
如通常在测量被施加到自行车的曲柄组的曲柄臂的扭矩的背景下使用的检测杆中的应力的领域中的一般知识通常提供至少一个应变计的使用，通常是两个应变计，一个应变计相对于踩踏力的有用分量相对于曲柄臂的中性平面被定位在一侧上，另一个应变计相对于中性平面被定位在相反侧上。
在本申请中，以及通常在机械领域中，术语“中性轴线”意指点的几何轨迹，在所述点的几何轨迹中其中与所考虑的实体(在这种情况下是曲柄臂)的横截面垂直的应力为零。术语“中性平面”意指属于每一个横截面的中性轴线的点的几何轨迹，它在实践中也能够从几何平面偏离。
考虑到曲柄臂的踏板轴线相对于旋转轴线位于前方位置(在行进方向上)，并且因此当骑手在踏板上施加力时，在“下行程”(踩踏循环的最有效部分)中，位于顶部位置的应变计受到并检测到扩张或伸长，而位于底部位置的应变计检测到收缩或压缩。
通常还知道，在每一个测量位置中都提供另一个应变计，所述另一个应变计的轨道(tracks)相对于作用的应变计的轨道被平行定向，这种平行应变计的作用是提高测量读数的精度；或者提供另一个应变计，所述另一个应变计的轨道相对于作用的应变计的轨道被定向成90°，这种正交应变计的作用是通过检测由于泊松效应而引起的伸长/缩短来补偿由于温度变化而引起的作用的应变计中的电阻变化，和/或提高测量读数的精度。
通常包括有惠斯通电桥电路的读取装置负责读取应变计或多个应变计的输出，适当地组合它们。
US9,459,167B2公开了一种具有功率计的曲柄臂，该曲柄臂包括至少一个检测器，特别是应变计，该应变计与形成曲柄臂的复合材料层叠在一起。
该文献教导了制作检测器，使得该检测器基本上沿着曲柄臂的整个长度延伸，认为以这种方式测量范围增加。
根据该文献，能够：将检测器布置成平行于曲柄臂的顶面和底面，并且因此将检测器布置在与曲柄臂的旋转平面正交定向的平面中；或者将检测器布置成平行于曲柄臂的前面和后面，并且因此将检测器布置在与曲柄臂的旋转平面平行定向的平面中。还能够在相同和/或不同的定向上提供不同的检测器。
申请人观察到，大尺寸的并且延伸了曲柄臂的大部分长度的探测器(如该文献中所描述的那种探测器)的度数，受到沿曲柄臂本身的形状和/或材料变化的极大影响，这些变化实际上由检测器以结果可能给出不准确或不可靠的读数的方式进行平均。
根据EP1978342A2，优选地，配备有仪器的右曲柄臂的应变计的位置更靠近枢轴(中轴轴心)而不是踏板。
申请人已经证实，当检测器靠近中轴轴心时，被施加到右曲柄臂的应力/应变检测器的输出信号实际上是最大的；然而，已经认识到，通过遵循这种教导，检测器不能充分准确地检测被特别施加到右曲柄臂的踩踏功率或扭矩分量。
发明内容
本发明所基于的技术问题是在传动装置侧提供曲柄臂，该曲柄臂设置有应力/应变检测器，该应力/应变检测器用于允许特别精确地检测扭矩或踩踏功率的功率计或扭矩计。
在一个方面中，本发明涉及一种自行车曲柄臂，所述曲柄臂被构造用于安装在自行车传动装置侧上，且包括主体，所述主体具有沿着从所述曲柄臂的旋转轴线到踏板轴线的长度方向测量的长度，所述曲柄臂包括用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器，所述至少一个应力/应变检测器沿着所述长度方向定向，
其特征在于所述至少一个检测器被固定在从所述应力/应变检测器的中心到所述曲柄臂的所述旋转轴线测量的一距离处，使得在所述距离与所述长度之间的比率被包括在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
在本申请中，除非另有说明，否则在所有情况下都应当认为表示数量、参数，百分比等的所有数值量前面都有术语“约”。此外，除了下文具体指出的那些之外，所有数值量的范围都包括最大和最小数值的所有可能组合以及所有可能的中间范围。
尽管在上述比率中，参考了距旋转轴线的距离，可替选地能够使用距踏板轴线的距离，这两个距离的总和实际上等于上述曲柄臂的长度。参考该可替选距离，该比率的值将是1减去上面指出的值(0.35-0.55)。
通过这样的设置，所述至少一个应力/应变检测器有利地沿着长度方向被固定到主体上的一定位置，在该位置处，检测器对于源自在踏板轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度和检测器对于源自在旋转轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度之间的灵敏度比率最大化，特别是该灵敏度比率至少为沿长度的这种灵敏度比率的最大值的90％。
在曲柄臂内发生的“源自分别在旋转轴线处、在踏板轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变”意指：力/扭矩实际上由骑手在其它位置施加(分别在右踏板上、左踏板上)，然而，一旦这种力/扭矩到达曲柄臂处，这种力/扭矩就分别到达踏板轴线处、旋转轴线处。
申请人实际上已经意识到，在安装的曲柄组中，其中在传动装置侧(例如右侧)上的曲柄臂通过所谓的中轴轴心与在传动装置侧相反的一侧(例如，左侧)上的曲柄臂联接，检测器不仅检测特别是由于在曲柄臂(在示例中为右曲柄臂)本身的踏板上施加的踩踏力而引起的应力/应变(这是希望检测到的)，而且也检测由于被施加在另一个曲柄臂(在示例中为左曲柄臂)上的力/扭矩以及特别是由于施加到另一个踏板上的踩踏力(该踩踏力通过中轴轴心和在变速装置侧上的这里关注的曲柄臂(在示例中为右曲柄臂)传递到传动带或传动链条)而引起的应力/应变。申请人已经进一步认识到，尽管实际上牺牲了检测器对第一应力/应变的灵敏度的最大化，但是上述距离/长度比率的值的特定选择导致了在扭矩或功率检测方面的更好结果，特别是最大化了灵敏度比率。
在本申请中，“检测器的灵敏度”意指检测器的或者该检测器的读取电路的每单位力的输出信号的大小。
优选地，所述比率在0.48-0.62的范围内。
更优选地，所述比率在0.50-0.60的范围内。
甚至更优选地，所述比率在0.52-0.58的范围内。
优选地，曲柄臂至少部分地由包含被结合在聚合物基质中的结构纤维的复合材料制成。
优选地，结构纤维选自由碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、合成纤维、陶瓷纤维以及它们的组合所组成的组中。
优选地，合成纤维包括：聚恶唑纤维，例如
Figure GDA0003541555540000051
超高分子量聚乙烯纤维，例如
Figure GDA0003541555540000052
芳酰胺纤维，例如凯夫拉纤维及其组合。
所述至少一个检测器能够被集成在所述曲柄臂中。
在本申请中，“集成”意指曲柄臂被模制成单件，其中所述至少一个检测器已经被插入该曲柄臂内部。
可替选地，所述至少一个检测器能够被定位在曲柄臂的第一面上，并且曲柄臂能够包括至少一个第二检测器，所述至少一个第二检测器被布置在所述曲柄臂的与所述第一面相反的第二面上。
优选地，在上述灵敏度比率的评估中，检测器对于源自在踏板轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度由处于第一设定条件(在第一设定条件中仅在踏板轴线处施加力/扭矩)下的所述至少一个检测器的输出信号限定，并且检测器对于源自在旋转轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度由处于第二设定条件(在第二设定条件中仅在旋转轴线处施加力/扭矩)下的所述至少一个检测器的输出信号限定。
这里和下文中，表述“设定条件”还有意包含校准条件和设计条件。
优选地，在所述至少一个检测器被固定的所述位置中，灵敏度比率等于或大于20：1。
优选地，应力/应变检测器是弯曲力矩/弯曲应变检测器。
优选地，所述至少一个应力/应变检测器是至少一个应变计，更优选的是电阻应变计。在本申请中，有时使用特定术语“应变计”，但是本领域技术人员应理解的是该“应变计”能够为通用检测器。
当曲柄臂由复合材料制成时，优选地，在所述至少一个应变计的长度与曲柄臂的主体的长度之间的长度比率等于或大于最小长度比率。最小长度比率优选地等于1％，更优选地等于2％，甚至更优选地等于3％，甚至更优选地等于5.7％，甚至更优选地等于6％，甚至更优选地等于7％。
在本申请中，“应变计的长度”意指应变计的作用的部分的可操作长度，特别是应变计的线圈的分支的可操作长度，而忽略可能的连接或支撑元件。
利用这种长度比率的最小值，在存在制造曲柄臂的材料的局部不均匀性的情况下也获得了可靠的检测器读数，特别是在由包含被结合在聚合物基质中的结构纤维的复合材料制成的曲柄臂的情况下。
可替选地或另外地，当曲柄臂由复合材料制成时，优选地，在所述至少一个应变计的长度与曲柄臂的主体的长度之间的长度比率小于或等于最大长度比率。最大长度比率优选地等于15％，更优选地等于13％，甚至更优选地等于11.6％，甚至更优选地等于9％，甚至更优选地等于8％，甚至更优选地等于7％。
利用长度比率的这种最大值，避免了上述缺点——即，检测器的读数受到沿着曲柄臂本身的形状和/或材料的变化的极大影响，这些变化实际上将由检测器以导致不准确或不可靠读数的方式平均。
更优选地，根据曲柄臂的形状和材料的特征，在由最小值之一和上述最大值之一限定的范围内选择长度比率。
这种长度比率本身是创新性的，并且有利地也能够适用于应用到与传动装置侧相反的一侧上的曲柄臂的应变计，因此任何这样的自行车曲柄臂，以及至少一个这样的应力/应变检测器也应被视为本身是创新方面，所述这样的自行车曲柄臂在传动装置侧或与传动装置侧相对的一侧上，所述这样的自行车曲柄臂包括主体，所述主体具有沿着从所述曲柄臂的旋转轴线到踏板轴线的长度方向测量的长度，所述至少一个这样的应力/应变检测器被固定在沿着曲柄臂的主体的任何位置处，所述至少一个这样的检测器包括至少一个应变计，其中所述至少一个应变计的长度与曲柄臂主体的长度之间的比率等于或大于最小长度比率和/或小于或等于最大值长度比率，所述最小和最大长度比率具有在上面表示的值。
优选地，所述至少一个应变计的长度与曲柄臂的主体的长度之间的长度比率是曲柄臂的形状和/或材料的特性的函数。
优选地，最小长度比率与制造曲柄臂的材料的估计的均匀性值成反比。
因此，在由不太均匀的材料(例如，包括包含结构纤维的聚合物基质的复合材料)制成的曲柄臂的情况下，确保应变计良好读数的最小长度比率将比在由更均匀的材料(例如金属合金)制成的曲柄臂的情况下更大。
优选地，应力/应变检测器包括一对应变计，一个应变计相对于曲柄臂的就踩踏力的有用分量而言的中性平面(旋转平面)位于一侧上，而另一个应变计相对于中性平面位于相反侧上。
优选地，所述至少一个检测器根据复合材料的纤维方向定向(即，所述至少一个检测器的检测方向根据复合材料的纤维方向)。
优选地，所述至少一个检测器相对于待检测的主应力/应变在与中性平面平行的平面中定向，但是可替选地，所述至少一个检测器能够相对于待检测的主应力/应变在与中性平面正交的平面中定向，或者在相对于待检测的主应力/应变在与中性平面形成任何角度的平面中定向。
所述至少一个检测器能够附接到曲柄臂的外表面，与曲柄臂是实心的还是空心的无关。
可替选地，曲柄臂能够包括至少一个空腔(和围绕所述空腔延伸的复合材料的壳体，该复合材料壳体包含被结合在聚合物基质中的结构纤维)，并且所述至少一个检测器能够附接到空腔的内表面(壳体的内表面)。
可替选地，由复合材料制成的曲柄臂能够包括芯(和围绕所述芯延伸的复合材料的壳体，该复合材料壳体包含被结合在聚合物基质中的结构纤维)，所述至少一个检测器被布置在芯和复合材料之间(芯和壳体之间)。
优选地，所述芯包括至少一个凹部，并且所述至少一个检测器被布置在所述至少一个凹部中。以这种方式，所述至少一个检测器的定位特别精确。
作为设置芯或设置空腔的替选，所述至少一个检测器的两个面都能够与复合材料接触。在这种情况下，曲柄臂的截面至少在包含所述至少一个检测器的区域中是实心的。
本发明能够应用于对称检测系统，该对称检测系统包括在曲柄组的每一个曲柄臂处制作的两个子系统，或者应用于非对称检测系统，该非对称检测系统包括在传动装置侧的曲柄臂处的一个子系统和在中轴轴心处的另一个子系统，或者应用于仅在传动装置侧上的曲柄臂处制作的检测系统。在该最后一种情况下，由骑手传递的扭矩或功率估计为所测量的两倍。
在另一个方面中，本发明涉及一种自行车曲柄组，包括：中轴轴心；在传动装置侧上的第一曲柄臂，所述第一曲柄臂是如上所述的自行车曲柄臂；以及在与所述传动装置侧相反的一侧上的第二曲柄臂。
在其它方面中，本发明涉及：一种用于检测被施加到被构造用于安装在自行车传动装置侧上的自行车曲柄臂的踩踏扭矩或功率的方法；以及一种用于制造曲柄臂的过程，所述曲柄臂被构造用于安装在自行车传动装置侧上，并且该曲柄臂设有用于扭矩计或功率计的应力/应变检测器。
所述方法和过程包括下列步骤：
a)提供曲柄臂，所述曲柄臂被构造用于安装在传动装置侧上，并且所述曲柄臂包括主体，所述主体具有沿着从所述曲柄臂的旋转轴线到踏板轴线延伸的长度方向测量的长度；以及
b)将用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器沿着所述长度方向固定在一个位置处，在该位置处检测器对于源自在踏板轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度和检测器对于源自在旋转轴线处被施加到曲柄臂的力/扭矩的应力/应变的灵敏度之间的灵敏度比率最大化，特别是所述灵敏度比率为沿长度的这种灵敏度比率的最大值的至少90％。
加以必要的变更，以上参考了本发明的第一方面所述的考虑因素对于上述方法和过程也有效。
优选地，上述方法和过程包括通过以下步骤确定这种位置：
c)在第一设定条件下确定代表所述至少一个检测器的输出信号沿所述长度的变化的第一曲线，在第一设定条件中仅在踏板轴线处施加力/扭矩；
d)在第二设定条件下确定代表所述至少一个检测器的输出信号沿所述长度的变化的第二曲线，在第二设定条件中仅在旋转轴线处施加力/扭矩；
e)确定代表沿着第一曲线的值和第二曲线的值之间的所述比率长度的变化的灵敏度-比率曲线；
f)确定灵敏度-比率曲线的最大值；
g)确定沿所述长度的一个或者更多个可用位置，在所述一个或者更多个可用位置中所述灵敏度-比率曲线最大化，特别是大于在步骤f)中确定的最大值的90％；以及
h)选择所述位置作为可用位置中的一个。
在本说明书中，表述“曲线”应被广义地理解为还包括连续和不连续的线以及不同点的集合，以及包括直线和包括直线部分的线。
确定第一曲线和第二曲线的步骤能够通过建模和模拟来执行，然而，尤其是在由复合材料制成的曲柄臂的情况下，该曲柄臂的机械特性不容易建模，优选地凭经验执行这些步骤。
因此，上述方法和过程优选地包括下列步骤：
i)限定沿着曲柄臂的主体或标称相同的样品曲柄臂的主体分布的多个采样位置；
j)在每一个所述采样位置处都依次固定所述至少一个检测器，或者标称相同的样品检测器；
k)在踏板轴线处向曲柄臂或样品曲柄臂施加预定的且已知的第一力/扭矩，并且在所述至少一个检测器或样品检测器被固定在每一个采样位置的同时读取所述至少一个检测器或样品检测器，由此获取相对应的多个第一读数；以及
l)在旋转轴线处向曲柄臂或样品曲柄臂施加优选地具有与第一力相同强度的预定的且已知的第二力/扭矩，并且在所述至少一个检测器或样品检测器被固定在每一个采样位置的同时读取所述至少一个检测器或样品检测器，由此获取相对应的多个第二读数，
其中在所述步骤c)中，基于多个第一读数确定第一曲线，并且
其中在所述步骤d)中，基于多个第二读数确定第二曲线。
优选地，上述方法和过程包括提供标称等于曲柄臂的多个样品曲柄臂，并且对于每一个另外的样品曲柄臂都重复步骤j)至l)，在每次重复时都分别获取附加的第一读数、附加的第二读数。
可替选地或另外地，上述方法和过程还能够包括重复步骤k)和1)施加不同大小的预定的且已知的力/扭矩，分别获取附加的第一读数、附加的第二读数。
优选地，在所述步骤c)中，基于多个第一读数通过插值，优选地通过线性回归确定第一曲线，并且在所述步骤d)中，基于多个第二读数通过插值，优选地通过回归确定第二曲线。
确定两条曲线之一所采用的方法也可能与确定另一条曲线所采用的方法不同。
在另一个方面中，本发明涉及一种检测踩踏扭矩或功率的方法，所述踩踏扭矩或功率被施加到自行车的曲柄臂，所述曲柄臂被构造成用于安装在自行车传动装置侧上，所述方法包括下列步骤：
a)提供被构造成用于安装在传动装置侧上的曲柄臂，并且该曲柄臂包括主体，该主体具有沿着从曲柄臂的旋转轴线到曲柄臂的踏板轴线延伸的长度方向测量的长度；以及
b)将用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器被固定在从所述应力/应变计的中心到曲柄臂的旋转轴线测量的一定距离处，使得所述距离和所述长度之间的比率被包括在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
所述范围的优选值是如上文参考本发明的第一方面所限定的。
在另一个方面中，本发明涉及一种制造自行车曲柄臂的过程，所述自行车曲柄臂由复合材料制成，所述复合材料包含被结合在聚合物基质中的结构纤维，所述曲柄臂被构造用于安装在传动装置侧，所述过程包括不一定彼此按次序的下列步骤：
-提供具有模具空腔的模具，所述模具空腔具有所述曲柄臂的形状；
-提供用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器；
-提供预定形状的芯；
-将所述至少一个应力/应变检测器施加在所述芯上；
-将承载所述应力/应变检测器的所述芯插入到所述模具空腔中；
-将所述复合材料插入到所述模具空腔中；以及
-经受温度和压力分布直到所述复合材料的硬化，
附带条件是，所述曲柄臂包括主体，所述主体具有沿着从所述曲柄臂的旋转轴线到踏板轴线的长度方向测量的长度，并且在所述曲柄臂中，所述至少一个应力/应变检测器被固定在从所述应力/应变检测器的中心到所述曲柄臂的旋转轴线测量的一距离处，使得在所述距离与所述长度之间的比率在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
所述范围的优选值是如上文参考本发明的第一方面所限定的。
因此产生了一种曲柄臂，该曲柄臂中的复合材料为壳体或包层的形式。
芯能够留在所模制的曲柄臂中，但优选地，芯由低熔点材料制成，并且上述过程包括下列步骤：一旦已经发生硬化则执行在曲柄臂中形成孔；加热到介于芯的材料的熔点和复合材料的硬化点之间的温度；以及使熔融的芯从孔中流出。
优选地，如果芯由低熔点材料制成，则上述过程还包括用化学试剂清洗由熔融的芯留下的空腔的步骤，条件是该步骤不会损坏所述至少一个检测器。
优选地，所述芯包括至少一个凹部，并且在将所述至少一个检测器施加在芯上的所述步骤中，所述至少一个检测器被施加在所述凹部中。这种设置防止探测器在模制过程期间移动。
具有在其中施加有至少一个检测器的一个或更多个凹部的芯本身是有用的设置并且本身代表了创新方面，分别与检测器的中心到旋转轴线测量的距离与曲柄臂的长度之间的比率无关、与检测器的位置和灵敏度比率之间的关系无关、且/或与检测器的关于曲柄臂长度的尺寸无关。
在上面概述的曲柄臂、曲柄组、方法和过程的方面中，优选地，曲柄臂被构造成用于通过在曲柄臂的枢轴端处径向延伸的多个十字轴腿(spider legs)安装在传动装置侧上，用于传动带或链条的一个或更多个齿盘被设置在或被固定在所述多个十字轴腿处。
在上面概述的曲柄臂、曲柄组、方法和过程的方面中，优选地，所述至少一个应力/应变检测器分别在所述位置不可拆卸地固定到曲柄臂的主体，在所述位置中从检测器的中心到旋转轴线测量的距离与曲柄臂的长度的比率落入上述范围内，在所述位置中灵敏度比率大于所示的百分比。
在上面概述的方法和过程中，以及在上面概述的曲柄臂和曲柄组的方面中，优选地，所述至少一个检测器在横向于曲柄臂的方向上的定位能够在曲柄臂的外表面上以及由这样的外表面界定的横截面内部两者中的任何位置。更详细地，所述至少一个应力/应变检测器能够被施加到曲柄臂的外表面、曲柄臂的内表面，即暴露在曲柄臂的内空腔中和/或被结合在曲柄臂的材料中，特别是在曲柄臂由复合材料制成的情况下，所述至少一个应力/应变检测器能够与复合材料本身共同模制。
附图说明
参考附图，通过本发明的优选实施例的描述，本发明的其它特征和优点将更加清楚，其中：
-图1示意性地示出了自行车传动装置；
-图2是具有一些带注释的参考系的曲柄臂的透视图；
-图3至图5是作用在曲柄臂的横截面上的应力的示意图；
-图6至图9是代表图2的曲柄臂的一些特征函数的一些曲线的说明性形状的表示图；并且
-图10至图11是用于制造图2的曲柄臂的过程的实施例的步骤的透视图和分解图。
具体实施方式
图1示出了自行车传动装置。
自行车传动装置10是将由骑手施加的运动转换成用于使后轮移动的回转运动的机构。
曲柄组12是自行车的传动装置10的构件，曲柄组12将骑手施加到踏板14、15的运动转换成用于使传动链条16(在其它情况下，皮带)移动的回转运动，传动链条16继而移动后轮。
除了曲柄组12之外，传动装置10还包括踏板14、15，前述链条16(或皮带)，以及位于后轮轮毂20处的一个或更多个链轮18。
应强调的是，也使用与这里使用的术语略有不同的术语；例如，踏板14、15能够被认为是曲柄组的一部分。
曲柄组12通常包括两个曲柄臂22、23，曲柄臂22、23分别具有：枢轴端24、25，枢轴端24、25被构造成用于与中轴轴心26或曲柄臂22、23的轴联接；以及与枢轴端24、25相对的自由端28、29，自由端28、29被构造成用于与踏板14、15联接；以及至少一个齿盘30(作为示例示出了三个)，齿盘30被固定到链条侧的曲柄臂22上，与曲柄臂22一体地旋转(作为一个单元旋转)。
通常，运动传动装置10被安装在自行车上，其中传动链条16(和曲柄组12的齿盘30与后轮轮毂20处的链轮18)位于右侧；在少数情况下，在运动传动装置10被这样安装在自行车上，其中传动链条16，齿盘30和链轮18被布置在自行车的左侧。
为了简洁起见，表述“在传动装置侧上”有时在下文中以特定术语“在链条侧上”简化，并且有时以特定术语“右”进一步简化，在任何情况下也都有意包含带式传动装置以及传动装置的非典型安装情况下的左曲柄臂。类似地，表述“在与传动装置侧相反的一侧上”有时被简化成“在与链条侧相反的一侧上”，并且有时还以特定术语“左”进一步简化，在任何情况下也都也有意包含皮带传动装置，以及传动装置的非典型安装情况下的右曲柄臂。
被称为中轴32的构件允许中轴轴心自身关于自行车车架在至少一个方向上旋转；即，中轴32形成曲柄组12与车架的连接元件。
中轴轴心26的轴线在下文中也被表示为旋转轴线X，并且在自行车的正常行驶状态下是水平的，呈水平直线运动。
在中轴32中，通过合适的轴承围绕旋转轴线X旋转地支撑轴心26。
为了将每一个踏板14、15连接到相应的曲柄臂22、23，提供了合适的枢转连接装置，所述合适的枢转连接装置允许踏板14、15围绕在这里被称为踏板轴线Y1、Y2的轴线自由旋转，踏板轴线Y1、Y2继而与曲柄臂22、23一起围绕旋转轴线X旋转。
曲柄臂22、23和相应的踏板14、15之间的连接通常是销/孔类型或另一种类型，所述另一种类型优选地允许踏板14、15围绕轴线Y1、Y2相对于曲柄臂22、23旋转。踏板枢轴34、35能够被固定地连接到曲柄臂22、23的自由端28、29，并且孔能够在踏板14、15中形成。可替选地，踏板枢轴34、35能够被固定地连接到踏板14、15，而孔能够在曲柄臂22、23的自由端28、29处形成。作为另一个替选，能够在曲柄臂22、23的自由端28、29处和踏板14、15上设置两个孔，所述两个孔适合于接收螺栓或螺钉。
曲柄臂22、23与中轴轴心26的相应的轴向外端之间的连接是使它们一体旋转(作为一个单元旋转)的，并且防止曲柄臂22、23相对于轴心26轴向滑动的类型。
曲柄臂22、23能够与轴心26制成单件，另一个曲柄臂23、22在轴心26插入到中轴轴心32中之后联接到轴心26的另一端。可替选地，每一个曲柄臂22、23都能够与相应的轴心元件制成单件，两个轴心元件端对端地彼此连接。作为另一个替选，两个曲柄臂22、23可以不一体地联接到轴心26。
对于曲柄臂22、23中的一个或两个，例如能够存在螺钉匹配、力配合，特别是通过花键配合，方形销和孔匹配，胶合或焊接。
链条侧16上的(通常是右侧的)曲柄臂22包括用于固定所述齿盘30的装置，所述齿盘30旨在一次一个地与链条16接合。通常，设置多个十字轴腿36(整体示出为十字轴)，所述多个十字轴腿36在右曲柄臂22的枢轴端24处径向延伸，通常与曲柄臂22一体形成；在十字轴腿36的自由端处，齿盘30通常被拧入。可替选地，齿盘30能够与右曲柄臂22制成单件。
每一个曲柄臂22、23的主体或“臂区域”38、39，即曲柄臂22、23的在旋转轴线X和踏板轴线Y1、Y2之间延伸的部分，并且因此无论前述的十字轴腿36如何，通常形状都像正交于(并且悬垂)旋转轴线X延伸的杆(或长方体)。为了简洁起见，在下文中有时使用表述“曲柄臂”，意思特别是曲柄臂22、23的杆形主体38、39。
更特别地，曲柄臂22、23的主体38、39在相对于旋转轴线X的一般径向方向上延伸——通常意味着主体38、39也能够在一个或更多个点以及沿着主体38、39的整个延伸部分从该方向偏离。当沿着平行于旋转轴线X的方向观察时，每一个曲柄臂22、23实际上都能够或多或少地为锥形/埋头，和/或当沿着与旋转轴线X正交的方向观察时，每一个曲柄臂22、23实际上都能够或多或少地成一定角度。
在本申请中，曲柄臂22、23的旋转平面P意指正交于踏板轴线Y1、Y2和旋转轴线X的任何平面，特别是曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
在本申请中，曲柄臂22、23的回转平面R或轴平面意指包含旋转轴线X和踏板轴线Y1、Y2的平面。特别地，回转平面R意指曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
参考作为杆的曲柄臂22、23的这种图式化，在本申请中，曲柄臂22、23的长度方向L意指将旋转轴线X与踏板轴线Y1、Y2正交地结合的方向；长度方向L特别位于回转平面R中。
在本申请中，曲柄臂22、23的横向平面T意指与长度方向L正交的任何平面。特别地，横向平面T意指曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
在本申请中，曲柄臂22、23的横截面意指在横向平面T中穿过曲柄臂22、23的主体38、39截取的截面。每一个曲柄臂22、23的横截面(在用于右曲柄臂22的臂区域38中)通常是矩形的，但是它能够为任何类型，尽管它通常具有至少一个对称轴。这种横截面的形状和尺寸能够沿曲柄臂22、23的整个长度恒定，或者它们能够改变。每一个曲柄臂22、23的横截面都能够为实心的或空心的。
在本申请中，曲柄臂22、23的宽度方向G意指位于旋转平面P中并且与曲柄臂22、23的长度方向L正交的方向；宽度方向G位于横向平面T中。
在本申请中，曲柄臂22、23的厚度方向S意指平行于旋转轴线X的方向；厚度方向S位于横向平面T和旋转平面R中。
为了清楚起见，在图1中，这些平面和这些方向仅显示在右曲柄臂22上。
在本申请中，曲柄臂22、23的近端面40、41意指在安装状态下面朝车架的面；曲柄臂22、23的远端面42、43意指与近端面40、41相反的面。中轴轴心26从近端面40、41延伸，并且踏板枢轴34、35从远端面42、43延伸。
在本申请中，曲柄臂22、23的分别的上面44、45和下面46、47意指基本上正交于近端面40、41和远端面42、43的面，沿长度方向L和厚度方向S延伸，当曲柄臂22、23处于下行程中时，这些面分别位于上部和下部位置，即，其中自由端28、29在行进方向上关于枢轴端24、25向前。
在本申请中，在中空曲柄臂22、23(至少沿中空曲柄臂22、23的臂区域或主体38、39)的情况下，曲柄臂22、23的内表面意指面朝空腔的表面；曲柄臂22、23的外表面意指暴露的表面。
在踩踏期间，由骑手施加在踏板14、15上的力从踏板14、15传递到曲柄臂22、23。
左曲柄臂23将这种力传递到中轴轴心26。中轴轴心26将这种力——除了与中轴32摩擦而损失的之外——传递到右曲柄臂22。
直接施加到右曲柄臂22的例或如上所述由左曲柄臂23传递到右曲柄臂22的力被传递到右曲柄臂22的十字轴腿36，并从十字轴腿36传递到齿盘30。
力从齿盘30被传递到传动链条16，并且从传动链条16传递到齿轮组18，最后，齿轮组18通过齿轮组18的自由轮本体(如果存在的话)将所述力传递到后轮的轮毂20。
因此，在传动装置10的每一个上述构件中都产生应力和相对应的应变，所述应力和相对应的应变能够由骑手传递的力或多或少地准确指示。
更特别地，踩踏是骑手施加的周期性运动，其中每条腿位于相应的踏板14、15上，这样的力使得将曲柄组12旋转，从而使后轮通过链条16和齿轮组18移动。
在踩踏期间，由骑手施加在踏板14、15上的力(图2中的F)在强度和方向方面根据曲柄臂22、23所处的角位置而变化，并且引起曲柄组12的构件中的应力状态和所导致的应变状态。
在下文中，参考图2，考虑右曲柄臂22，应理解的是，所描述的内容对于左曲柄臂23也有效，这里强调了重要性的差异。
为了评估由于在曲柄臂22的预定的角度位置中将力F施加到相应的踏板14而引起的曲柄臂22的应力和应变，曲柄臂22可被视为在曲柄臂22的枢轴端24处受约束的梁(在图2中的左侧)，并且踏板14可以被视为在曲柄臂22的自由端28处受约束的元件(图2中的右侧)，即仿佛踏板不能相对于曲柄臂22旋转，并且齿轮组12不能相对于中轴32旋转。
力F的施加点能够被认为对应于踏板14的表面的中心O，该施加点与骑手的脚接触。
考虑通用参考系UVW，其中方向U与曲柄臂22、23的长度方向L重合，并且方向W与旋转轴线X和厚度方向S平行或重合，并且任意地取正方向，如图2中所示，力F一般能够被分解成以下分量：
-径向或平行分量Fu，Fu沿着曲柄臂22、23的长度方向L作用，
-切向或垂直分量Fv，Fv与轴平面或回转平面R正交，
-侧向分量Fw，Fw与曲柄臂22的旋转平面P正交，并且平行于旋转轴线X和踏板轴线Y1。
如上所述，由于各种原因，力F的大小和方向在踩踏期间改变，并且在任何时刻，分量Fu、Fv、Fw中的一个或更多个都能够在与所示的方向相反的方向上定向。
切向或垂直分量Fv代表用于踩踏目的的唯一有效分量或有用分量，即实际上使曲柄臂22旋转的分量。
应注意，当曲柄臂22处于踏板轴线Y1在行进方向上相对于旋转轴线X向前的这种角度位置时，切向或垂直分量Fv处于最大大小；这一阶段被称为推动或推进阶段，并且对于每一个曲柄臂22、23交替地发生。切向分量Fv引起围绕轴线W的弯曲力矩Bw，弯曲力矩Bw引起第一弯曲应变，第一弯曲应变仍然用Bw表示。
更详细地并且以本身众所周知的方式，弯曲应变Bw包括相对于轴平面R的一侧上(在图3中的顶部处)的拉伸应变或扩张T1，以及相对于轴平面R在曲柄臂22、23的另一侧上(在图3中的底部处)的压缩应变或收缩C1。
在曲柄臂22的任何横截面中，都能够识别弯曲力矩Bw的中性轴线N1。
如已经在上面所述的，在本申请中，以及通常在机械领域中，“中性轴线”意指下列点的几何轨迹，在这些点处，垂直于实体——在这种情况下是所考虑的曲柄臂22、23——的横截面的应力为零。
通常，受应力的曲柄臂22、23中的弯曲力矩Bw的中性轴线N1的位置取决于材料的特性和横截面的几何形状，即横截面的形状，取决于横截面是实心还是空心横截面等。
如果曲柄臂22、23由具有实心矩形横截面的均匀分布材料制成(如图3中示意性所示的)，则弯曲力矩Bw的中性轴线N1将在轴平面R上(图3中的水平方向)。
因此，中性轴线N1限定曲柄臂22的经受拉伸应变T1的部分与经受压缩应变C1的部分之间的“边界”。中性轴线N1也能够被认为是曲柄臂22的经受弯曲力矩Bw的横截面绕其“旋转”的轴线。
因此，距离中性轴线N1越远则在曲柄臂22、23中的与力F的有效分量Fv相关联的应变越明显并且因而更容易被检测到。
严格来说，还应观察到的是，由于在踏板14上施加力F的点O相对于曲柄臂22的旋转平面P移位，因此推进力F的切向分量Fv也引起绕轴线U的扭转力矩，该扭转力矩引起曲柄臂22、23中的扭转应变Qu。
特别地并且如图4中所示，扭转应变Qu包括切向或剪切应变TG，切向或剪切应变TG在曲柄臂22的横截面中在外周处最大，并且朝向曲柄臂22的横截面的中心O1移动逐渐减小，直到它们可能到零。
径向和侧向分量Fu、Fw对于踩踏而言是无效的，并且因此代表力F的“损失的”分量，然而径向和侧向分量Fu、Fw有助于使曲柄臂22、23应变。
特别地，由于施加点O的位移，径向分量Fu和侧向分量Fw引起第二弯曲力矩Bv和仍然用Bv表示的第二弯曲应变，第二弯曲力矩Bv(第二弯曲应变Bv)引起曲柄臂22、23朝向车架(在所示参考系中为正分量的情况下)弯曲。
如图5中所示，弯曲应变Bv包括在曲柄臂22的相对于旋转平面P的两个相反侧处的拉伸应变T2和压缩应变C2。
径向分量Fu还在曲柄臂22中引起轴向拉伸应变(在所示参考系中为正分量的情况下)。在下文中忽略这种轴向拉伸应变，因为相对于上述拉伸应变T1和T2以及压缩应变C1和C2，它的大小通常可以忽略。
在曲柄臂22、23的任何横截面中，都能够识别弯曲力矩Bv的第二中性轴线N2。
同样地，如果曲柄臂22、23由具有实心矩形横截面的均匀分布材料制成，如图5中的示例所示，则弯曲力矩Bv的中性轴线N2将在曲柄臂22、23的旋转平面P上(在图5中是竖直的)。
在具有非矩形横截面和/或中空横截面且/或由非均质材料(像例如层叠的复合材料)制成且/或具有沿曲柄臂22、23的长度方向L的可变横截面的曲柄臂22、23的情况下，曲柄臂22、23中的应变状态甚至比已经描述的更复杂。然而，已经陈述的关于对于曲柄臂22、23中的区域中“应变越大，越容易被检测到”依然有效。此外，通常能够识别上述中性轴线N1、N2，尽管中性轴线N1、N2可能分别相对于轴平面R和旋转平面P移位。
因此，能够基于上述弯曲应变Bw的测量值来评估扭矩计或功率计的力F，特别是力F的唯一的有效分量，即切向分量Fv。可替选地或另外地，评估扭矩计或功率计的力F能够基于扭转应变Qu的测量值。
重新参考图2，曲柄臂22的链条侧上的十字轴腿36在将回转运动传递到与十字轴腿36连接的齿盘30时，由于传动链条(或皮带)16的旋转的惯性而承受一定程度的应力和应变。
这种应力和应变也会影响曲柄臂22的链条侧上的主体38。为了简洁起见，曲柄臂22的在链条侧16上的主体38中的所导致的应力和应变在下文中被称为“次级应力和应变”，并且弯曲力矩BC和类似于图3中所示的应变Bw的弯曲应变BC(尽管通常是相反的方向)，其包括在曲柄臂22的相对于回转平面R的两个相反侧处的拉伸应变T1和压缩应变C1(尽管T1和C1通常相对于图3中指示的方向相反)。
这种次级应变的大小通常在曲柄臂22的枢轴端24附近较大，并且朝向自由端28或用于连接踏板14的一端移动而减小。
应强调的是，无论十字轴腿36是通过直接作用在链条侧16上的曲柄臂22上(因此能够认为应力/应变是源自在踏板轴线Y1处被施加到曲柄臂22的力/扭矩)还是或者另一个方面，通过作用在另一个曲柄臂23上(因此能够认为应力/应变是源自在旋转轴线X处被施加到曲柄臂22的力/扭矩)而使十字轴腿36开始运动，这种次级应力/应变都会发生。
然而，虽然源自在踏板轴线Y1处被施加到曲柄臂22的力/扭矩的次级应力/应变在任何情况下都指示期望测量的右曲柄臂22的特定踏板扭矩或功率，但是在另一个方面，源自被施加到与链条侧(左侧)相反的曲柄臂23的，并且因此在旋转轴线X处被施加到链条侧上的曲柄臂22上的力/扭矩的次级应力/应变在右曲柄臂22的特定踏板扭矩或功率的测量期间是不期望的效果。这种现象在这里简称为“匹配效应”，该现象在下文中将进一步考虑。
用于测量结构或构件(在这里所关注的特定情况下是自行车传动装置或链条侧上的曲柄臂22)上的应变的仪器是应变计。特别是电阻应变计。
应变计包括绝缘柔性支撑件，该支撑件通常通过胶合来支撑通过金属箔(光蚀刻应变计)或细金属丝(金属丝应变计)制成的线圈形(即根据平行线的交错)的格栅。
应变计通常通过合适的粘合剂(例如氰基丙烯酸酯或环氧树脂)而被适当地附接到构件上。
众所周知，应精确地制备应变计胶合在其上的构件的表面，以使与应变计的粘附可靠，并且避免不可预测的测量误差。
当构件受应力时，例如通过施加诸如踩踏力F的外力/扭矩或由此产生的力，在构件的与应变计接触的表面上产生的应变被传递到格栅；所导致的格栅的应变引起格栅的电阻的变化。
应变计在平行于线圈分支的方向(所述平行于线圈分支的方向在下文简称为“应变计方向”或“检测方向”，并在谈到应变计的定向时作为参考)上的灵敏度比在正交于线圈分支的方向上的灵敏度大得多：当形成线圈的电导体被拉伸时，该电导体变得更长且更薄并且该电导体的电阻增大，而当该电导体被压缩时该电导体缩短且变宽，并且该电导体的电阻减小。
更特别地，电阻R的变化(在此不要与回转平面R混淆)通过称为应变计灵敏系数(Gauge Factor)GF的量与应变相关联：以epsilon表示应变，在这种情况下epsilon是由deltaLe/Le给出的长度百分比变化，其中Le是长度，应用下列公式：
GF＝deltaR/R/deltaLe/Le＝deltaR/R/epsilon (1)
为了能够读取由被测量的构件的应变和所导致的应变计的应变而引起的电阻的微小变化，通常使用读取电路，该读取电路的输出是这种电阻变化的放大信号函数，通常是惠斯通电桥读取电路。
众所周知，惠斯通电桥包括两个电阻分支，所述两个电阻分支彼此并联连接并连接到参考电压；每一个电阻分支都包括两个串联的电阻。电桥的输出是串联电阻的两个连接点之间的电压差；所测量的电桥输出与已知参考电压之间的比例系数使四个电阻器的值彼此相关，这些值能够部分已知并且部分未知。
理想地，希望应变计的电阻仅响应于特定关注的施加力(即在右曲柄臂22的情况下被施加在右踏板14上的力)所导致的应变而改变。
然而，应变计的电阻也响应于次级应变而改变，特别是响应于由于前述匹配效应而被施加在左踏板15上的力。
为了检测弯曲应变和弯曲力矩，已知各种测量构造，其中两个或更多个应变计被施加在构件的相反面和/或同一面上，每一个应变计都具有其自身的预定的定向。惠斯通电桥读取电路负责分别读取应变计的输出，读取两个或更多个应变计的输出的组合，以便提供所需的应变测量值。
现在，参考图2和图6至图9，将详细地考虑被构造成用于安装在自行车传动装置侧上的曲柄臂22，并且如所述，曲柄臂22包括主体38。主体38具有沿着从旋转轴线X到踏板轴线Y1的长度方向L测量的长度Lp。测量单位在图6至图9中的横坐标轴中表示为毫米，但仅用于指示目的。
曲柄臂22包括用于扭矩计或功率计的应力/应变的至少一个检测器100。
检测器100特别是弯曲力矩/弯曲应变检测器，更具体地，它是具有长度Le的应变计。
在所示的仅示例性情况中，检测器100被施加到曲柄臂22的外表面。然而，应理解的是，检测器100在横向于曲柄臂22的方向上的定位能够在曲柄臂22的外表面上以及由该外表面界定的横截面(截平面T)内部两者中的任何位置。更详细地，所述至少一个应力/应变检测器100能够被施加到曲柄臂22的外表面，被施加到暴露在曲柄臂的内空腔(在图2中不可见)中的表面，和/或被结合在曲柄臂22的材料中，特别是在曲柄臂22由复合材料制成的情况下所述至少一个应力/应变检测器100能够与复合材料本身共同模制。
在本申请中，“共同模制”意指曲柄臂22与应力/应变检测器100或者已经插入到曲柄臂22中的其它元件作为单件模制；在共同模制元件之间可能发生或可能不发生共交联。
在所示的仅示例性情况中，检测器100被示出施加到曲柄臂22的顶面44。然而，应理解的是，检测器100能够被施加到曲柄臂22的另一个面40、42、46，或者，如果没有被施加到外表面，它能够与顶面44或曲柄臂22的另一个面40、42、46平行或基本平行，或者甚至能够被布置在与曲柄臂22的面40、42、44、46中的一个形成锐角的平面中。
优选地，检测器100相对于待检测的主应力/应变被布置在与中性平面N1(图3)平行的平面中，该主应力/应变是将力F施加到曲柄臂22的踏板14上直接导致的应力/应变，但是，检测器100能够被布置在与这种中性平面N1正交或形成任何角度的平面中。
然而，曲柄臂22优选地包括至少一个其它检测器(未示出)，其在所示的构造中将优选地被施加到曲柄臂22的外表面，被施加到底面46，以便在上述典型构造之一中装备曲柄臂22。因此，优选地，第一检测器100和第二检测器被定位在相对于包含有曲柄臂22的踏板轴线Y1和旋转轴线X的平面的相反侧。第一检测器100和第二检测器也有利地关于待检测的主应力/应变被分别布置在尽可能远离中性平面或轴线(图3中的N1)的位置。
在其它情况下，所述至少一个其它检测器能够被布置在与其它上述典型构造中的一个的检测器100相同的面或平面上。通常，关于所述至少一个其它检测器的定位和定向，本说明书中参考检测器100所述的所有内容都是有效的。
为简洁起见，在本说明书的其余部分中，将仅参考检测器100，但是相同的考虑事项对于曲柄臂配备的每一个检测器都是有效的。
检测器100被示出在沿着曲柄臂22的长度方向L的一定位置中——下文中为简洁起见简单地表示为“位置”——为了简单起见，该位置能够通过检测器100的中心C距旋转轴线X的距离Do表示，尽管该位置能够被表示为距踏板轴线Y1的距离Dp，这两个距离Do、Dp的总和实际上等于曲柄臂22的上述长度Lp。
参考图6至图7，图6至图7是横坐标轴表示距旋转轴线X的距离为D而纵轴表示下文讨论的曲线的曲线图，选择检测器100的具体位置以便提供踩踏扭矩或功率的特别精确的检测，特别是将检测器100的具体位置选择为不是最大化检测器100的绝对灵敏度，而是最大化特定灵敏度比率Sr，该灵敏度比率Sr的表示性且非限制性形状在图6中示出(测量单位是无量纲的)。
灵敏度比率Sr被定义为两条曲线之间的比率，所述两条曲线的示例性形状在图7中示出：
a)检测器100对于源自在踏板轴线Y1处施加到曲柄臂22的力/扭矩的应力/应变的灵敏度CAL，和
b)检测器100的灵敏度与源自在旋转轴线X处施加到曲柄臂22的力/扭矩的应力/应变的灵敏度CE。
两条曲线CAL和CE的纵轴的测量值的单位是任意的，但是优选地彼此相等，使得灵敏度比率Sr有利地是无量纲的。这种测量值的单位对应于检测器100的输出，或者在任何情况下都与检测器100的输出唯一相关。例如，在检测器100与包括有A/D转换器的读取电路相关联的情况下，曲线CAL和CE能够被表示为数值计数/N*m与毫米的关系。
如上所述，被施加到曲柄臂22自身的踏板14的踩踏力落在上述子a)和相对于曲线CAL的力内。
如上所述，由于被施加到曲柄组10的另一个曲柄臂23的踏板15的踩踏力而引起的匹配效果落在所述子b)和相对于曲线CE的力内。
这里的“最大化”广泛地意指接近最大值的值，而非精确地对应于以图6中的Sr_max表示的灵敏度比率Sr的数学最大值的精确数字，特别是等于或大于沿着曲柄臂的长度Lp的这种灵敏度比率Sr的最大值的90％。
通过这种定位，获得了在本文献的引言部分中讨论的优点，简而言之，在通过检测器100检测到被施加到链条侧的曲柄臂22的扭矩或功率的准确性方面获得了优点，因为上述与另一个曲柄臂23的匹配效果被最小化。
下面将进一步描述图6至图7，也将示出距离Do的值的范围何时实现灵敏度比率Sr的上述最大化。
用于确定检测器100的上述位置(距离Do)的方法包括确定曲线——在上述术语的宽泛含义中——表示在所谓的设定条件下，即在不操作条件下灵敏度CAL和CE定义的子a)和子b)，确定表示子a)和子b)比率的曲线Sr，并确定精确位置，一组位置或位置的(连续或不连续)范围，其中这样的比率足够高。
详细地，该方法包括下列步骤：
-确定第一曲线CAL，第一曲线CAL的完全指示性且非限制性形状示于图7和图8中，第一曲线CAL代表在第一设定条件下(在第一设定条件中仅在踏板轴线Y1处施加力/扭矩)检测器100的沿着长度Lp的输出信号的变化；
-确定第二曲线CE，第二曲线CE的完全指示性且非限制性形状示于图7和图9中，第二曲线CE代表在第二设定条件下(在第二设定条件中仅在旋转轴线X处施加力/扭矩)检测器100的沿着长度Lp的输出信号的变化；
-确定灵敏度比率曲线Sr，灵敏度比率曲线Sr的完全指示性和非限制性形状示于图6中，灵敏度比率曲线Sr代表第一曲线CAL的值与第二曲线CE的值之间的比率沿着长度Lp的变化；
-确定灵敏度比率曲线Sr的最大值Sr_max；
-确定沿着长度Lp的可用位置，在所述可用位置中所述灵敏度比率曲线Sr大于上述最大值Sr_max的90％；和
-选择所述位置(距离Do)作为所述位置或可用位置中的一个。
然后将检测器100固定在预定的位置中。
确定第一曲线CAL和第二曲线CE的步骤能够通过建模和模拟来执行，但是优选地通过采样来执行，尤其是在由复合材料制成的曲柄臂22(其机械特性不容易建模)的情况下。
参考图8和图9，根据这种方法，采取以下步骤以获取双倍的读数：将检测器100——或者标称相同的样品检测器——一次一个地布置在待装配的曲柄臂22(或者标称相同的样品曲柄臂)上的不同“采样”位置P1、P2、......Pn中；并且对于每一个“采样”位置P1、P2、......Pn都仅首先施加对应于在右踏板14上踩踏的力/扭矩，然后施加对应于在左踏板15上踩踏上的力/扭矩。应理解的是，两个力/扭矩的施加顺序是指示性的而非限制性的；也能够首先在所有位置施加力/扭矩，然后在所有位置施加另一个力/扭矩。
代替每次移动检测器100，能够使用许多检测器，当然具有相同的特征——在此指示为样品检测器。
因此，该方法包括以下步骤：
-限定沿曲柄臂22的主体38或标称相等的样品曲柄臂分布的主体的多个采样位置P1P2、......Pn(为了方便在图7至图9的距离轴线上表示)，
-在每一个所述采样位置P1、P2、......Pn处依次固定所述至少一个检测器100，或者标称相等的样品检测器；
-在踏板轴线Y1处向曲柄臂22施加预定的且已知的第一力F1(未示出)，并且在所述至少一个检测器100或样品检测器被固定在每一个采样位置P1、P2、......Pn处的同时获取所述至少一个检测器100或样品检测器的读数，由此获取相对应的多个第一读数102(图8)；
-在旋转轴线X处向曲柄臂22施加预定的且已知的第二力F2(未示出)，第二力F2优选地具有与F1相同的强度，并且在所述至少一个检测器100或样品检测器被固定在每一个采样位置P1、P2、......Pn处的同时获取所述至少一个检测器100或样品检测器的读数，由此获取相对应的多个第二读数104(图9)；
其中基于多个第一读数102确定第一曲线CAL，并且
其中基于多个第二读数104确定第二曲线CE。
对于每一个“测试”位置，也能够如下取多个读数：改变力/扭矩F1和/或F2的强度和/或改变样品检测器和/或改变样品曲柄臂，以便也考虑检测器的内在响应和由于曲柄臂12的材料的局部特性的不可重复性所导致的变量。
对于在施加力/扭矩子a)的条件下取得的多个读数102，因此通过适当的插值方法(例如线性回归)获得曲线CAL。
类似地，对于在施加力/扭矩子b)的条件下取得的多个读数104，通过适当的插值方法(例如回归)获得曲线CE。
确定两条曲线CAL、CE中的一个所采用的方法也能够与确定另一条曲线采用的方法不同。
重新参考图6，曲线Sr代表图7的两条曲线CAL和CE之间的比率。曲线Sr能够被参数化或逐点计算。
直线110表示曲线Sr的最大值Sr_max。
直线112表示阈值，例如被选为等于最大值Sr_max的90％。
对应于位置114的范围的任何位置都适合于固定检测器100，在位置114的范围中曲线Sr在直线112上方。
在检测器100所固定的所述位置(距离Do)中，灵敏度比率Sr有利地等于或大于20：1。
位置114范围的极值被表示为对应于距旋转轴线X的距离Dmin的点116和对应于距旋转轴线X的距离Dmax的点118。
其中固定有所述至少一个检测器的所述位置距曲柄臂22的旋转轴线X的距离为Do，距离Do对应于这样的范围，所述范围被包括在曲柄臂22的主体38的长度Lp的约45％至65％，更优选约48％至62％，甚至更优选约50％至60％，甚至更优选约52％至58％。
从图7中能够看出，曲线CAL和CE两者的形状都是从旋转轴线X到踏板轴线Y1减小的形状。然而，曲线CAL是直线的并且不是非常倾斜，而曲线CE的下降要快得多。因此，纵坐标中的差异沿着曲柄臂22的长度Lp是可变的，并且该差异还能够通过检测器100的位置的选择而被选择为将被最大化的变量，作为灵敏度比率Sr的替选。然而，申请人已经发现，代替的最大化灵敏度比率Sr的选择实现了更好的结果。
如已经讨论的，使灵敏度比率Sr最大化并因此使检测精确度最大化的位置(距离Do)甚至能够取决于构成曲柄臂22的材料而显著改变。
另一个方面，利用测量装置100执行的检测的精度也受到与横截面的特定形状以及所述横截面的沿着曲柄臂22的变化相关的因素(包括在中空曲柄臂情况下的壁厚)的影响。
影响利用测量装置100执行的检测的精度的另一个因素是构成曲柄臂22的材料，特别是该材料的局部密度变化。在由包含被结合在聚合物基质中的结构纤维的复合材料制成的曲柄臂的情况下，该因素特别关键。
另一个特定比率能够在最小化这些因素中的一个或更多个的影响方面起重要作用——并且不一定从属于上述距离Do处的定位，例如使灵敏度比率Sr最大化。
再次参考图2，检测器100的长度Le与曲柄臂22的主体38的长度Lp之间的长度比率Lr(未示出)：
Lr＝Le/Lp (2)
优选地，长度比率Lr(未示出)等于或大于最小长度比率Lr_min(未示出)。最小长度比率优选等于1％，更优选等于2％，甚至更优选等于3％，甚至更优选等于5.7％，甚至更优选等于6％，甚至更优选等于7％。
如在引言部分中所讨论的，利用长度比率Lr的这种最小值Lr_min，即使存在制造曲柄臂22的材料的局部不均匀性，也获得了检测器100的可靠读数，在由包含被结合在聚合物基质中的结构纤维的复合材料制成的曲柄臂的情况下特别如此。
可替选地或另外地，长度比率Lr优选地小于或等于最大长度比率Lr_max。最大长度比率优选等于15％，更优选等于13％，甚至更优选等于11.6％，甚至更优选等于9％，甚至更优选等于8％，甚至更优选等于7％。
如所讨论的，利用长度比率的这种最大值，避免了这样的缺点：检测器100的读数变得极大地受到沿着曲柄臂22本身的形状和/或材料变化的影响，这些变化实际上将由检测器100以导致不准确或不可靠读数的方式进行平均。
根据曲柄臂22的形状和材料的特性优选地将长度比率Lr选择在由上述最小值中的一个和最大值中的一个限定的范围内。
优选地，最小长度比率Lr_min与制造曲柄臂22的材料的估计均匀性值成反比。
因此，在由较不均匀的材料(例如复合材料，其包括包含结构纤维的聚合物基质)制成的曲柄臂22的情况下，确保应变计或检测器100的良好读取所需的最小长度比率Lr_min将关于由更均匀材料(例如金属合金)制成的曲柄臂的情况下所必需的最小长度比率Lr_min更大。
鉴于上面强调的关键问题，一旦已经建立了检测器100在曲柄臂22中的期望定位，则对于检测器100来说以尽可能最精确的方式有效地进行定位是合适的。
为此，参考图10至图11所述的以下方法可能特别有用，特别是在由复合材料制成的曲柄臂22的情况下。
为了制造曲柄臂22，使用成形的刚性芯218，芯218优选地有意随后如下所述地移除，并且芯218的形状因此可以确定成品曲柄臂22内部的空腔(未示出)的形状。
表述“长度方向”、“宽度方向”、“厚度方向”、“近端面”和“远端面”以与已经在上面参考曲柄臂22所定义的方式类似的方式用于参考芯218。
特别地，芯218至少在芯218的纵向中心区域中具有第一区域220(在宽度方向上的中心)，第一区域220具有最大厚度S1(恒定或总之小且稳定可变)，以及两个突起，所述两个突起在宽度方向上从一侧和另一侧突起，仅可见其中一个，用附图标记222表示。
每一个突起222都与芯218的面齐平，优选地与芯的近端面226齐平。
在从每一个突起222到中心区域220的过渡中都因此限定了台阶229，台阶229具有立板表面232和“踏面”表面234，立板表面232和“踏面”表面234优选地彼此正交或近似正交。“踏面”表面234是突起222的一部分并且基本上沿着长度方向L并且沿着宽度方向G延伸。立板表面232是中心区域220的一部分并且基本上沿着长度方向L并且沿着厚度方向S延伸。因此，立板表面232基本上正交于远端面225。
芯218包括有意将电气/电子构件容纳在预定的且更受保护的位置中的凹槽和/或凹部，电气/电子构件例如为集成电路板、柔性电路和/或成品曲柄臂内部和/或外部的电子构件之间的连接电缆。
在所示情况下，设置有：用于传感器的凹部236，特别是用于所述检测器100(应力计或其它伸长/收缩传感器)和/或用于温度传感器239，凹部236优选地在台阶229的立面表面232上；用于印刷电路板或PCB242的凹部240，凹部240优选地在远端面225上；用于电缆和/或柔性电路246的凹部244，凹部244优选地在远端面225上；限定下文所述的排空孔的位置的圆形凹部(不可见)，所述圆形凹部优选地在近端面226上。
实际上，在曲柄臂22的制造过程中，首先将一个或更多个检测器100(以及可能的其它传感器)优选以稳定但临时的方式固定在刚性芯218的立面表面232上且固定在凹部236内。在阅读本说明后，表述“稳定但临时的”的含义将变得清楚。所述其它传感器239、电缆和/或柔性电路246和/或PCB242也能够固定到芯218，其中所述其它传感器239、电缆和/或柔性电路246和/或PCB242如同一申请人在同一天提交的，标题为“Bicycle componentmade of composite material and related manufacturing process(由复合材料制成的自行车构件及相关制造过程)”的专利申请中所述的那样适当地进行处理，上述专利申请通过引用并入本文。
有利地，如图所示，构件100、239、242、246形成预组装仪器的主体247；图11示出了在仪器本体247固定到芯218的状态下的芯218和仪器本体247。
应注意的是，仪器本体247的传感器239被固定在芯218的远端面225上，可能提供特定的凹部(未示出)。然而，可替选地或另外地，除了在刚性芯218的立面表面232上之外，还能够存在芯218的台阶229的踏面表面234上的凹部，以接收这些传感器239。
在仪器本体247中，检测器100和其它传感器239的位置和定向能够反转，在这种情况下，检测器100将被布置在刚性芯218的踏面表面234上或远端面225上，优选地位于被适当地定位以容纳检测器100的凹部(未示出)中。
检测器100和/或其它传感器239也能够被布置在刚性芯218的近端面226上，优选地位于被在适当地定位以容纳检测器100的凹部(未示出)中。
应注意的是，检测器100和其它传感器239都沿着曲柄臂22的长度方向L定向。
以这种方式，检测器100(和传感器239)具有最佳对准，以检测由于踩踏力F引起的牵引应力和/或压缩应力。
位于芯218的两端的是：中轴轴心26或其一部分，以及踏板枢轴34(图1)，或相对应的金属衬套252、254(金属衬套252、254能够具有内螺纹)，或者也是用于为这种轴心/枢轴制作孔的螺纹插入件(母版)。
之后，将优选地包括有基本上单向结构纤维的复合材料256的“绳”定位在由每一个台阶229确定的凹部中，其中单向纤维的方向基本上与曲柄臂22的长度方向L对齐。绳256能够由一个或更多个卷起的复合材料层形成，或者绳256能够包括干式单向纤维的编织物或类似物，所述干式单向纤维的编织物或类似物在插入到模具中之前用聚合物材料浸渍，或者在模制期间用聚合物材料浸渍。能够使用单个环形绳256，或者能够使用两根绳，每根绳位于芯218的一侧上。绳256也能够为部分硬化的。
应注意的是，检测器100(以及传感器239)与绳256接触：这对于提高伸长/收缩检测的可靠性是特别有利的，因为它们根据复合材料的纤维方向而延伸。
此后，在由此制备的结构上缠绕任何各种类型的复合材料的一层或更多其它层260。
与绳256一样，层260也可以预浸渍或不预浸渍，在不预浸渍的情况下，聚合物材料随后注入到模具中。
作为复合材料的绳256和层260的替选，能够使用非层式复合材料，如上所述。
将该结构插入到模具中并使复合材料固化，使所述复合材料经受合适的温度和压力分布。应适当地选择芯218的材料以便承受模制压力和温度，保持芯218的形状直到复合材料硬化，如果移除芯218，仍确保检测器100(以及传感器239和PCB242)在成品曲柄臂22内部的精确定位，特别是在内部空腔的内部的精确定位。
在从模具中取出之后，能够在例如曲柄臂22的近端面226上制造上述排空孔(未示出)，并且芯218能够适当地熔化并允许通过该孔倾倒出来。为此，芯218特别是由低熔点金属合金制成，该低熔点金属合金的熔点低于140℃。
合金的熔化过程特别地发生——例如从文献EP 1818252A1中已知的，所述文献EP1818252A1通过引用并入本文——通过将半成品置于比合金的熔点更高温度的油浴中。以这种方式，在没有复合材料被太高的温度损坏的情况下发生芯218的熔化。
将检测器100(以及传感器239)固定到芯218应该是在组装待模制结构期间和模制期间将检测器/多个检测器保持在适当位置，但是芯218应具有比在所述构件和复合材料之间建立的内聚力低的内聚力，使得当提取芯218时，这些构件保持固定地连接到曲柄臂。
另一方面，对于电缆和/或柔性电路246来说合适的是：其长度必须通过排空孔引出，至少在它们的自由端部处不完全粘附到曲柄臂22上。
将所述PCB242和/或电缆和/或柔性电路246固定到芯218上应类似地在组装待模制的结构期间和模制期间将它们保持在适当位置，并且使得它们是不会被从排空孔流出的熔融芯218拖走，但一方面不需要检测器100(和传感器239)的相同精度的定位，另一个方面，不是严格必须要使所述元件242、246粘附到内表面，暴露在成品曲柄臂22的空腔中——尽管非常优选这种方式，以避免在使用曲柄臂22期间产生噪音和弹跳以及所导致的明显问题。
然而，预组装的仪器本体247的优选构造有利地还使得更容易将各种电气/电子构件保持在适当位置。
在排空构成芯218的材料之后，如果设置，则排空孔能够被适当地堵塞，优选地以紧密方式堵塞。
之后，由此形成的曲柄臂10的内空腔能够通过酸洗熔化之后剩余的可能的金属残余物而完成，条件是酸洗不会损坏检测器100和/或其它传感器239。
曲柄臂22能够经受外表面的进一步精加工循环，例如通过对曲柄臂22进行喷砂处理，而制造止于固定设置在曲柄臂22上的可能金属部件。
例如，一个或更多个齿盘30通常通过胶合固定到曲柄臂22的十字轴腿36上。实际上，刚性芯218在成品曲柄臂的旋转轴线X侧上包括中心孔257和围绕孔257径向延伸的突起258，突起258将限定曲柄臂22的内空腔在其相对应数目的十字轴腿内部的延伸(图1)，突起258围绕金属衬套52径向地延伸。曲柄臂22的突起258、十字轴腿36各自的数量不一定等于如图所示的四个。
应强调的是，通过上文所示的制造过程，所述至少一个检测器100(以及其它电气/电子构件)因此与曲柄臂22的复合材料共同模制，即曲柄臂22与已经被插入到其中的所述检测器100作为单件模制。
因此，在曲柄臂22的主体中集成有所述至少一个检测器100，并且可能具有其它电气/电子构件。
因此，所述至少一个检测器100(以及可能的其它电气/电子构件)被有利地封闭在形成曲柄臂22的复合材料中，并且因此受到非常好地保护以防碰撞、水、污垢和大气介质。
被容纳在曲柄臂中的电气/电子构件应能够承受模制过程中的压力和温度分布——在具有热固性聚合物材料的复合材料的情况下比在具有热塑性聚合物材料的复合材料的情况更为关键——以及如果进行的酸洗(当受适当保护时可能)。
值得强调的是，所述至少一个检测器100和可能的其它传感器239或它们中的一些也能够在曲柄臂22的模制之后连接，并且特别是固定到曲柄臂22的外表面。
可替选地，能够在模制完成之后提供芯218，芯218被适当地设计并被保持就位于成品曲柄臂22内部。在这种情况下，芯218无论如何都限定形成曲柄臂10的壳体或外包层的复合材料内的一种内空腔。
保持在成品曲柄臂中的芯能够以特别轻的材料提供，例如高密度聚丙烯或硬化复合材料(该材料可以与形成曲柄臂22的壳体的复合材料相同或不同)，或者为框架的形式，该框架的形式被适当地构造并具有这样的刚度，该刚度确保了所述至少一个检测器100(和传感器239)在成品曲柄臂中的正确定位。
在成品曲柄臂22中，所述至少一个检测器100和其它电气/电子构件不会被暴露，并且还被以不可渗透的方式密封保护以防止水和/或污垢可能进入曲柄臂22的空腔中。
最后，假设所述至少一个检测器100和其它传感器239(以及其它电气/电子构件)完全隐藏在视线之外，曲柄臂22的外观得到显著改善。
还能够在芯218和所述至少一个检测器100之间布置复合材料，以便获得设置有空腔的曲柄臂22，在该空腔中所述至少一个检测器100紧邻空腔，仍然被复合材料完全包围。如果一方面该过程有助于在模制之后将所述至少一个检测器100保持就位，并且保护检测器100免受空腔中可能的渗透，另一个方面在模制期间，所述至少一个检测器100可能移动得比当所述至少一个检测器100被临时地固定到芯和/或被容纳在芯的凹部中时更远，出于这个原因，将所述至少一个检测器100和其它电气/电子构件定位在曲柄臂22中变得不那么精确。
如上多次所述的，上述检测器100能够有意用于功率计或扭矩计。从数学的观点来看，如上所述，踩踏功率是骑手输出的功率的有用分量，踩踏功率由被施加在踏板14、15中的任一个或两个上的扭矩乘以相对应曲柄臂22、23的角速度给出。
继而由在切线方向上的力分量Fv乘以臂的乘积给出扭矩，臂基本上对应于曲柄臂22、23的长度(在右曲柄臂22的情况下对应于长度Lp)。
角速度通常由节奏传感器提供。可替选地，角速度能够通过加速度计获得，加速度计通过重力相对于曲柄臂22、23的回转平面R的交替来检测踩踏节奏。
可替选地，曲柄组12以及因此曲柄臂22、23的角速度能够根据自行车速度计算，自行车速度继而可以由被施加到车轮的节奏传感器和当前传动比确定。
通过曲柄组12处的功率计收集与被施加的扭矩相关的数据。
本发明能够应用于对称的扭矩或功率检测系统，对称的扭矩或功率检测系统包括在曲柄组的每一个曲柄臂22、23处的两个子系统，或者应用于非对称的扭矩或功率检测系统，非对称的扭矩或功率检测系统包括在传动装置侧上的曲柄臂22处的一个子系统，以及中轴轴心26处的另一个子系统(以检测被施加到与传动装置侧相反的一侧上的踏板上的扭矩或功率)，或者还应用于仅在传动装置侧上的曲柄臂22处的扭矩或功率检测系统。在最后一种情况下，由骑手传递的扭矩或功率被估计为测量值的两倍。
尽管已经参考应变计详细地描述了本发明，但是本发明也能够应用于不同类型的传感器，例如压电传感器。
以上已经描述的关于长度比率Lr和/或在芯218中设置凹部236和/或关于设置预组装本体247的内容也能够独立于关于距离Do以及关于灵敏度比率Sr以及也关于左曲柄臂23(左曲柄臂23不受匹配效应的影响)所述的内容应用。在左曲柄臂23的情况下，芯218将没有突起258。
以上是发明方面的各种实施例的描述，并且在不脱离本发明的范围的情况下能够进行进一步的改变。能够改变各种构件的形状和/或尺寸和/或位置和/或定向，和/或各种步骤的顺序。元件或模块的功能能够由两个或更多个构件或模块执行，反之亦然。被示出直接连接或直接彼此接触的构件能够具有被布置在它们之间的中间结构。被示出彼此直接紧随的步骤能够具有在它们之间执行的中间步骤。附图中示出的和/或参考附图或实施例描述的细节能够应用于其它附图或实施例中。并非在附图中示出的或在相同上下文中描述的所有细节都必须存在于同一实施例中。单独或与其它特征组合的相对于现有技术而言是新颖的特征或方面都应该被视为本身描述，与被明确描述为创新的内容无关。

Claims (15)

1.自行车曲柄臂(22)，用于安装在自行车传动装置侧上，包括主体(38)，所述主体(38)具有沿着从所述曲柄臂(22)的旋转轴线(X)到踏板轴线(Y1)的长度方向(L)测量的长度(Lp)，所述曲柄臂(22)包括用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器(100)，所述至少一个应力/应变检测器(100)沿着所述长度方向(L)定向，
其特征在于所述至少一个检测器被固定在从所述至少一个应力/应变检测器(100)的中心(C)到所述曲柄臂(22)的所述旋转轴线(X)测量的一距离(Do)处，使得在所述距离(Do)与所述长度(Lp)之间的比率被包括在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器(100)检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂(22)的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
2.根据权利要求1所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述比率被包括在0.48-0.62的范围内。
3.根据权利要求2所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述比率被包括在0.50-0.60的范围内。
4.根据权利要求3所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述比率被包括在0.52-0.58的范围内。
5.根据权利要求1所述的自行车曲柄臂(22)，其特征在于所述自行车曲柄臂(22)至少部分地由复合材料制成，所述复合材料包含被结合在聚合物基质中的结构纤维。
6.根据权利要求5所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述至少一个检测器(100)被集成在所述曲柄臂(22)中。
7.根据权利要求5所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述至少一个检测器(100)被定位在所述曲柄臂(22)的第一面上，并且所述自行车曲柄臂(22)包括至少一个第二检测器，所述至少一个第二检测器被布置在所述曲柄臂(22)的与所述第一面相反的第二面上。
8.根据权利要求5所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述检测器(100)是至少一个应变计，并且其中所述至少一个应变计(100)的长度(Le)与所述曲柄臂(22)的所述主体(38)的所述长度(Lp)之间的长度比率(Lr)等于或大于最小长度比率(Lr_min)且/或小于或等于最大长度比率(Lr_max)，所述最小长度比率(Lr_min)等于1％、2％、3％、5.7％、6％或7％，所述最大长度比率(Lr_max)等于15％、13％、11.6％、9％、8％或7％。
9.根据权利要求5所述的自行车曲柄臂(22)，包括至少一个空腔，其中所述至少一个检测器(100)被施加在所述空腔的内面上。
10.根据权利要求5所述的自行车曲柄臂(22)，包括芯(218)，所述至少一个检测器(100)被布置在所述芯(218)和所述复合材料之间。
11.根据权利要求10所述的自行车曲柄臂(22)，其中所述芯(218)包括至少一个凹部(236)，并且所述至少一个检测器(100)被布置在所述至少一个凹部(236)中。
12.自行车曲柄组(10)，包括：中轴轴心(26)；在传动装置侧上的第一曲柄臂，所述第一曲柄臂是根据权利要求1所述的自行车曲柄臂(22)；以及在与所述传动装置侧相反的一侧上的第二曲柄臂(23)。
13.检测踩踏扭矩或功率的方法，所述踩踏扭矩或功率被施加到自行车的曲柄臂(22)，所述曲柄臂(22)被构造用于安装在自行车传动装置侧上，所述方法包括下列步骤：
a)提供曲柄臂(22)，所述曲柄臂(22)被构造用于安装在所述传动装置侧上，并且所述曲柄臂(22)包括主体(38)，所述主体(38)具有沿着从所述曲柄臂(22)的旋转轴线(X)到踏板轴线(Y1)延伸的长度方向(L)测量的长度(Lp)；以及
b)将用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器(100)固定在从所述应力/应变检测器(100)的中心到所述曲柄臂(22)的所述旋转轴线(X)测量的一距离(Do)处，使得在所述距离(Do)与所述长度(Lp)之间的比率被包括在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器(100)检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂(22)的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
14.制造自行车曲柄臂(22)的过程，所述自行车曲柄臂(22)由复合材料制成，所述复合材料包含被结合在聚合物基质中的结构纤维，所述曲柄臂(22)被构造用于安装在传动装置侧，所述过程包括不必按次序的下列步骤：
提供具有模具空腔的模具，所述模具空腔具有所述曲柄臂(22)的形状；
提供用于扭矩计或功率计的至少一个应力/应变检测器(100)；
提供预定形状的芯(218)；
将所述至少一个应力/应变检测器(100)施加在所述芯(218)上；
将承载所述至少一个应力/应变检测器(100)的所述芯(218)插入到所述模具空腔中；
将所述复合材料插入到所述模具空腔中；以及
经受温度和压力分布直到所述复合材料的硬化，
附带条件是，所述曲柄臂(22)包括主体(38)，所述主体(38)具有沿着从所述曲柄臂(22)的旋转轴线(X)到踏板轴线(Y1)的长度方向(L)测量的长度(Lp)，并且在所述曲柄臂(22)中，所述至少一个应力/应变检测器(100)被固定在从所述应力/应变检测器(100)的中心(C)到所述曲柄臂(22)的旋转轴线(X)测量的一距离(Do)处，使得在所述距离(Do)与所述长度(Lp)之间的比率在0.45-0.65的范围内，从而在通过所述至少一个应力/应变检测器(100)检测到被施加到链条侧的所述曲柄臂(22)的扭矩或功率的准确性方面获得优点。
15.根据权利要求14所述的过程，其中所述芯(218)包括至少一个凹部(36)，并且在将所述至少一个应力/应变检测器(100)施加在所述芯(218)上的所述步骤中，所述至少一个应力/应变检测器(100)被施加在所述凹部(36)中。
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