CN110466664A - 设置有温度补偿应力/应变传感器的自行车部件 - Google Patents

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Abstract

设置有温度补偿应力/应变传感器的自行车部件。一种自行车部件(22)，包括根据待检测的应力/应变对准的应力/应变传感器(238)以及与所述应力/应变传感器相关联的温度传感器(239)，其中，所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)位于彼此不重合且彼此不平行的平面中。

Description

设置有温度补偿应力/应变传感器的自行车部件
技术领域
本发明总体上涉及一种设置有温度补偿应力/应变传感器的自行车部件。特别地，本发明涉及一种包括至少一个应力/应变传感器和至少一个温度传感器的自行车部件。
背景技术
如通常在测量施加到自行车的曲柄组的曲柄臂的扭矩的上下文中使用的，杆中的应力检测的领域的常规知识通常规定使用至少一个应变计(通常是两个应变计)，一个应变计关于曲柄臂的中性平面设置在关于踩踏力的有用分量的一侧上，且另一个应变计设置在关于中性平面相反的一侧上。
在本说明书和所附权利要求中，以及通常在机械领域中，关于术语“中性轴线”，这意指表示这样的点的几何轨迹：其中，相关实体(在这种情况下为曲柄臂)的横截面的法向应力被认为是零。关于术语“中性平面”，这意指表示属于每个横截面的中性轴线的点的几何轨迹，其实际上也可以从几何平面偏离。
考虑到曲柄臂的踏板轴线位于相对于旋转轴线的前方位置(沿行进方向)，并因此在“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扩张或伸长并检测扩张或伸长，而当骑车者在踏板上施加力时，位于底部位置的应变计检测收缩或压缩。
在自行车的其他部件(特别是曲柄组)，诸如右(更通常在传动链/带侧)曲柄臂的十字轴、或中轴心轴、或整体式齿盘组的自由轮体(关联于后轮的轮毂)的情况下，类似地已知使用设置在两个不同位置的两个应变计(或两对应变计)，使得当一个应变计受到并检测扩张或伸长时，另一个应变计检测收缩或压缩。
通常还知道，在每个测量位置中提供另一应变计，其轨道相对于工作应变计的轨道平行地定向，该平行应变计的作用是提高测量读数的精度；或者提供另一应变计，其轨道相对于工作应变计的轨道成90°定向，这种正交应变计的作用是补偿由温度变化引起的工作应变计中的电阻变化，并且/或者是通过检测由于泊松效应引起的伸长/缩短而提高测量读数的精度。
通常包括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，以对其进行适当地组合。
通常还已知，通过温度测量来补偿应力/应变的测量。
US 7,647,837 B2和EP1407239B1公开了温度补偿的应变计检测系统，但是没有提到对自行车的应用。在这两个示例中，温度传感器布置在各应变计处。美国文献认识到：温度不仅可以改变应变计元件的特性，而且可以改变应变计所附接到的基础材料的特性；以及应变计与基础材料之间的膨胀系数的差异可能导致测量误差。在图2中，这样的文献提出将温度传感器设置在与应变计相同的平面中。在欧洲文献中，应变计和温度传感器彼此重叠，并因此处于平行且彼此紧邻的平面中。
申请人观察到，对于必须检测机械应力/应变的应变计(或其他应力/应变传感器)，虽然将其设置在受到高机械应力的待测量部件的表面上(更通常地，在平面中)时，检测能力被最大化(反之亦然)，但温度传感器尽可能少地受到作用在部件上的机械应力/应变的影响是合适的，因为否则其读数可能改变并且不是非常可靠。
发明内容
因此，本发明基于的技术问题是提供一种包括这种传感器的自行车部件，该传感器使得应力/应变的测量特别精确且独立于温度。
在一个方面，本发明涉及一种自行车部件，该自行车部件包括根据待检测的应力/应变对准的应力/应变传感器以及与所述应力/应变传感器相关联的温度传感器，其中，所述应力/应变传感器和所述温度传感器位于彼此不重合且彼此不平行的平面中。
在本说明书和所附权利要求中，关于表述“平面”，意在指示与传感器的基本上二维形状近似的平面。
这种构造使得应力/应变传感器所受到的机械应力对温度传感器的影响较少，另一方面，该机械应力在应力/应变传感器的平面中以及与之平行的平面中较高，从而提高了温度测量的可靠性，并因此提高了温度补偿的应力/应变测量的可靠性，同时仍然不排除将温度传感器保持在应力/应变传感器的附近。
优选地，所述平面基本上彼此正交。
在本说明书和所附权利要求中，关于“基本正交”的平面，意在指示形成包括在80°到100°之间的角度的平面。
从温度传感器的读数被用于对应力/应变传感器的读数进行温度补偿的意义上来说，温度传感器和应力/应变传感器通常从逻辑的角度关联。
此外，优选地，温度传感器与应力/应变传感器热匹配。
优选地，应力/应变传感器和温度传感器设置在自行车部件的基本上等温区域中。
在本说明书和所附权利要求中，关于“基本上等温区域”，意在指示其中在正常使用条件下，最大热偏移包含在十分之一摄氏度内的区域。
优选地，应力/应变传感器具有根据所述待检测的应力/应变对准的检测方向，并且温度传感器所在的平面不与所述检测方向正交，更优选地与应力/应变传感器所在的平面正交。
优选地，自行车部件是曲柄臂，该曲柄臂包括沿长度方向在旋转轴线与踏板轴线之间延伸的主体，所述主体承载所述应力/应变传感器和温度传感器。
优选地，应力/应变传感器是应变计。
在本说明书和所附权利要求中，关于“应变计”，意在指示电阻应变计。
当部件是曲柄臂时，更优选地，应变计沿曲柄臂的长度方向定向(即，使其检测方向沿该长度方向定向)。
优选地，温度传感器是热敏电阻，甚至更优选地是线圈热敏电阻。
热敏电阻(或热电阻)是其电阻值随温度变化而显着变化的电阻。
当部件是曲柄臂时，优选地，温度传感器沿曲柄臂的长度方向定向。
在实施例中，应力/应变传感器和温度传感器中的至少一个且优选地两者施加到部件的外表面，而不管部件是实心的还是中空的。
可替代地，部件可包括空腔和围绕所述空腔延伸的外壳，外壳由复合材料形成，该复合材料包括结合在聚合物基质中的结构纤维，应力/应变传感器和温度传感器中的至少一个且优选地两者施加到外壳的内表面。
可替代地，部件可包括芯体和围绕所述芯体延伸的外壳，外壳由复合材料形成，该复合材料包括结合在聚合物基质中的结构纤维，应力/应变传感器和温度传感器中的至少一个且优选地两者布置在芯体与外壳之间。
在那种情况下，部件的截面至少在包含所述传感器的区域中是实心的。如果芯体也由复合材料制成，则传感器的两个面与复合材料接触。
优选地，所述芯体包括至少一个凹部，并且应力/应变传感器和温度传感器中的所述至少一个且优选地两者布置在所述至少一个凹部中。通过这种方式，它/它们的定位特别精确。
在两种情况下，优选地，结构纤维选自由碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、合成纤维、陶瓷纤维及其组合构成的组。
优选地，合成纤维包括：聚恶唑纤维，例如超高分子量聚乙烯纤维，例如芳纶纤维，例如凯夫拉纤维；及它们的组合。
在具有空腔或芯体的两种解决方案中，优选地，应力/应变传感器布置在外壳的内表面的第一区域上，温度传感器布置在外壳的内表面的第二区域上，所述第一区域与所述第二区域基本上正交。
在本说明书和所附权利要求中，关于“内表面”，意在指示面向空腔或相应的芯体的表面。
由复合材料制成的外壳优选地具有内突出部，其更优选地沿壳体的内边缘，并且第一区域和第二区域中的至少一个区域形成在所述突出部上。
优选地，突出部由复合材料的绳带形成，其优选地包括结合在聚合物基质中的基本上单向结构纤维。
更优选地，所述第一区域以及可能还有所述第二区域沿所述待检测的应力/应变的方向延伸。
当部件是长方形的并且特别地它是曲柄臂时，优选地，外壳的内表面的第一区域基本上沿曲柄臂的长度方向且沿厚度方向延伸，并且外壳的内表面的第二区域基本上沿曲柄臂的长度方向且沿宽度方向延伸。
优选地，应力/应变传感器在沿部件的长度方向的第一位置中施加到第一区域中。
优选地，应力/应变传感器布置在前述突出部上，该突出部还用作部件的加强件，并且在突出部由包括基本上单向结构纤维的前述绳带形成的情况下，应力/应变传感器有利地布置成根据曲柄臂的复合材料的纤维方向定向。
优选地，在这种情况下，温度传感器基本上在沿部件的长度方向的第一位置中施加到壳体内表面的第二区域中。
更优选地，外壳的内表面的第二区域是远侧区域。
在本说明书和所附权利要求中，关于“近侧”，意在指示在安装状态下总体面向车架的区域或表面或面；关于“远侧”，意在指示与近侧区域或表面或面相反的区域或表面或面。
优选地，自行车部件还包括第二应力/应变传感器和第二温度传感器，它们位于彼此不重合且彼此不平行的平面中，更优选地基本上彼此正交。
上面参考应力/应变传感器(下文中称为第一应力/应变传感器)和温度传感器(下文中称为第一温度传感器)描述的所有内容对于第二应力/应变传感器和第二温度传感器也是有效的。
第一和第二应力/应变传感器可基本上位于同一平面内，但优选地，第一和第二应力/应变传感器位于基本上彼此平行的平面中。
在本说明书和所附权利要求中，关于“基本上平行的”平面，意在指示完全平行的或形成包括在-10°/350°到10°之间的角度的平面。
第一和第二温度传感器可位于基本上彼此平行的平面中，但优选地，它们基本上位于同一平面内。
优选地，第二应力/应变传感器布置在外壳的内表面的第三区域上，第二温度传感器布置在外壳的内表面的第四区域上，所述第三区域与所述第四区域基本上正交，其中，第一和第二区域形成在外壳的第一内边缘处，第三和第四区域形成在外壳的第二内边缘处，邻近于第一边缘。
优选地，复合材料的外壳具有第二内突出部，其更优选地沿外壳的内边缘，并且第三和第四区域中的至少一个形成在所述第二突出部上。
上面参考突出部(下文中称为第一突出部)所描述的所有内容对第二突出部也是有效的；此外，上面参考第一应力/应变传感器和第一温度传感器相对于突出部的定位所描述的内容对于第二应力/应变传感器和第二温度传感器相对于突出部的定位也是有效的。
优选地，第一突出部和第二突出部形成在复合材料的外壳的内表面的远侧面的两个纵向边缘处。
通过前述优选定位，在曲柄臂中，应力/应变传感器靠近且平行于曲柄臂的顶面和底面，即，当曲柄臂处于下行程时，即其中自由端关于横轴端在行进方向的前方时，它们分别处于顶部位置和底部位置。
在一个方面，本发明涉及一种自行车曲柄臂，该自行车曲柄臂包括沿长度方向在旋转轴线与踏板轴线之间延伸的主体，该主体包括：应力/应变传感器，其具有根据待检测的应力/应变对准的检测方向；以及温度传感器，其中，所述应力/应变传感器和所述温度传感器设置在自行车曲柄臂的基本上等温区域中，并且其中，所述温度传感器位于曲柄臂的主体的平面中，该平面与曲柄臂的主体的应力/应变传感器所在的平面基本上正交，而不与所述检测方向正交。
曲柄臂的有利特征是上面针对自行车部件限定的那些。
在另一方面，本发明涉及一种自行车曲柄组，其包括根据前述方面之一的部件，特别是曲柄臂。
另一方面，本发明涉及一种用于制造自行车部件的芯体，其由复合材料制成，该复合材料包括结合在聚合物基质中的结构纤维，芯体包括：第一表面和第二表面，该第一表面和第二表面位于彼此不重合且彼此不平行的、优选基本上彼此正交的平面上；所述第一表面上的第一凹部，该第一凹部被构造用以接收应力/应变传感器；和/或所述第二表面上的第二凹部，该第二凹部被构造用以接收温度传感器。
以这种方式，传感器在自行车部件中的定位特别精确。
优选地，凹部(如果有两个凹部)形成在芯体的区域中，该区域对应于通过芯体制成的自行车部件的基本上等温区域。
优选地，所述第一表面是在芯体上限定的阶状部的立管表面。
在这种情况下，优选地，所述第二表面是芯体的远侧面。
可替代地或此外，所述第二表面是在芯体上限定的阶状部的踏面表面。
优选地，所述阶状部限定了凹部，该凹部被构造用以在围绕所述芯体形成的复合材料的外壳中限定内突出部。
更优选地，芯体包括与第一阶状部相反的第二阶状部，并且包括用以接收第二应力/应变传感器和/或第二温度传感器的至少一个凹部。
在另一方面，本发明涉及一种用于检测作用在自行车部件中的应力/应变的方法，其包括以下步骤：
a)通过应力/应变传感器来测量应力/应变值，优选地在自行车部件的第一基本上等温区域中测量；
b)通过温度传感器来测量温度值，优选地在自行车部件的基本上等温区域中测量；
c)使用在步骤b)中检测的温度值，实施对步骤a)中检测的应力/应变值的补偿操作；
其特征在于，在第一平面中实施步骤a)的应力/应变值的测量，在第二平面中实施步骤b)的温度值的测量，第一和第二平面彼此不重合并且彼此不平行，并且优选地彼此基本上正交。
优选地，步骤a)中使用的第一应力/应变传感器是应变计。
优选地，步骤b)中使用的第一温度传感器是热敏电阻。
优选地，该方法还包括以下步骤：
a1)通过第二应力/应变传感器来测量自行车部件的第二区域中的应力/应变值，第二区域优选是基本上等温的；
b1)通过第二温度传感器来测量温度值，优选在自行车部件的第二基本上等温区域中进行测量；
C1)使用在步骤b1)中检测的温度值，实施对步骤a1)中检测的应力/应变值的补偿操作；
其中，在第三平面中实施步骤a1)的应力/应变值的测量，在第四平面中实施步骤b1)的温度值的测量，第三和第四平面彼此不重合且彼此不平行，优选地基本上彼此正交。
优选地，第一和第三平面是平行或重合的。
优选地，第二和第四平面是平行或重合的。
优选地，曲柄臂制造过程包括以下步骤：提供预定形状的芯体；将所述应力/应变传感器和所述温度传感器施加到芯体；以及用复合材料覆盖正在处理的部件，以便形成其中复合材料为外壳或包层形式的曲柄臂。
芯体可以留在模制的曲柄臂中，但优选地，芯体由低熔点材料制成，并且该过程包括在硬化已经发生时立即执行的步骤：在曲柄臂中形成孔；加热到包括在芯体的材料的熔点与复合材料的硬化点之间的温度；以及使熔融的芯体从孔中流出。
在本说明书和所附权利要求中，术语“硬化”意在广义地理解为不仅表示热塑性聚合物的硬化，而且还包括热固性聚合物的交联。
优选地，如果芯体由低熔点材料制成，则该方法还包括步骤：用化学试剂清洗通过熔融芯体留出的空腔，条件是它不会损坏所述传感器。
优选地，所述芯体包括至少一个凹部，并且在将所述传感器施加在芯体上的所述步骤中，所述传感器被施加在相应的凹部中。
附图说明
参考附图并根据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显见，附图中：
-图1示意性地示出了自行车传动装置；
-图2是曲柄臂和相关踏板的透视图，其带有一些被注释的参考系统；
-图3-5是作用在曲柄臂的横截面上的应力的示意图；
-图6-7是不同处理步骤中的曲柄臂的透视图；
-图8和9是根据两个替代方案的通过图6-7的过程制造的曲柄臂的从自由端看的透视剖视图；以及
-图10和11是根据两个替代方案的根据不同实施例的曲柄臂的从自由端看的透视剖视图。
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是将由骑车者施加的运动转换成用于使后轮移动的旋转运动的机构。
曲柄组12是自行车的传动装置10的部件，其将骑车者施加到踏板14、15的运动转换成用于使传动链16(在其他情况下为带)移动的旋转运动，其进而使后轮移动。
除了曲柄组12之外，传动装置10还包括踏板14、15，前述链16(或带)、以及位于后轮的轮毂20处的一个或多个链轮18。
应该强调的是，也使用与此处使用的术语略有不同的术语；例如，踏板14、15可以被认为是曲柄组的一部分。
曲柄组12总体上包括：两个曲柄臂22、23，各曲柄臂具有枢轴端24、25以及与枢轴端24、25相反的自由端28、29，枢轴端被构造成用于与中轴心轴26或曲柄臂22、23的轴相连接，自由端被构造成用于与踏板14、15连接；以及至少一个齿盘30(作为示例示出三个)，该齿盘固定到链侧上的曲柄臂22，与其一体地旋转(作为单元旋转)。
典型地，运动传动装置10安装在自行车上，其中，传动链16(以及曲柄组12的齿盘30和后轮的轮毂20处的链轮18)位于右侧上；不太通常的，其安装有布置在自行车左侧上的传动链16、齿盘30和链轮18。
为了简洁起见，“在传动装置侧上”的表述将有时在下文中以特定术语“在链侧上”简化，并且有时以特定术语“右”进一步简化，在任何情况下，在传动装置的非典型安装的情况下，也旨在涵盖带传动装置和左曲柄臂。类似地，“在与传动装置侧相反的一侧上”有时将简化为“在与链侧相反的一侧上”，并且有时以特定术语“左”进一步简化，在任何情况下，在传动装置的非典型安装的情况下，也旨在涵盖带传动装置和右曲柄臂。
称为中轴32的部件允许中轴心轴26本身相对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。
中轴心轴26的轴线在下文中也表示为旋转轴线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，心轴26通过合适的轴承围绕旋转轴线X被旋转地支撑。
为了将各踏板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，其允许踏板14、15围绕本文称为踏板轴线Y1、Y2自由旋转，其进而通过曲柄臂22、23围绕旋转轴线X旋转。
曲柄臂22、23与相应的踏板14、15之间的连接通常是销/孔类型，或或优选是允许踏板14、15相对于曲柄臂22、23围绕轴线Y1、Y2旋转的另一种类型。踏板枢轴34、35可以固定地连接到曲柄臂22、23的自由端28、29，并且在踏板14、15中可以形成孔。可替代地，踏板枢轴34、35可以固定地连接到踏板踏板14、15，并且在曲柄臂22、23的自由端28、29处可以形成孔。作为另一替代方案，能够在曲柄臂22、23的自由端28、29处设置两个孔，其适用于接收螺栓或螺钉。
曲柄臂22、23与中轴心轴26的相应轴向外端之间的连接是使它们一体地旋转(作为单元旋转)并防止曲柄臂22、23相对于心轴26轴向滑动的类型。
曲柄臂22、23可以与心轴26制成单件，另一个曲柄臂23、22在心轴26插入中轴32之后联接到心轴26的另一端。可替代地，每个曲柄臂22、23可以与相应的心轴元件制成单件，两个心轴元件端对端地彼此连接。作为另一替代方案，两个曲柄臂22、23可以联接到心轴26，而不是一体件。
对于曲柄臂22、23中的一个或两个，例如可以存在螺钉匹配、力配合，特别是通过花键配合、方形销以及孔匹配，胶合或焊接。
在链侧16上的(通常是右)曲柄臂22包括用于固定所述齿盘30的装置，齿盘30旨在一次一个地与链16接合。通常，多个十字轴支腿36(作为整体表示为十字轴)被设置成在右曲柄臂22的枢轴端24处径向延伸，通常与曲柄臂22为一体件；在十字轴支腿36的自由端处，齿盘30通常被拧入。可替代地，齿盘30可以与右曲柄臂22制成单件。
每个曲柄臂22、23的主体或“臂区域”38、39(即，其在旋转轴线X与踏板轴线Y1、Y2之间延伸的一部分，并因此与前述的十字轴36无关)通常成形为类似与旋转轴线X正交(和悬置)的杆(或矩形平行六面体)。为了简洁起见，在下文中有时将使用术语“曲柄臂”，特别是指其杆形主体38、39。
更特别地，曲柄臂22、23的主体38、39相对于旋转轴线X在大体径向方向上延伸，这通常意味着它也可以在一个或多个点以及沿其整个延伸部从该方向偏离。当沿平行于旋转轴线X的方向看时，每个曲柄臂22、23实际上可以大体渐缩/沉头，并且/或者当沿与旋转轴线X正交的方向看时，可以大体成角度。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的旋转平面P，意在指示与踏板轴线Y1、Y2和旋转轴线X正交的任何平面，特别是曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的旋转平面R或轴平面，意在指示包含旋转轴线X和踏板轴线Y1、Y2的平面。特别是，关于放置平面R，意在指示曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
参考曲柄臂22，23作为杆的这种图示化，在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22，23的长度方向L，意在指示将旋转轴线X与踏板轴线Y1、Y2正交地连接的方向；长度方向L特别地位于旋转平面R中。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的横向平面T，意在指示与长度方向L正交的任何平面。特别是，关于横向平面T，意在指示曲柄臂22、23的中间平面中的一个。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的横截面，意在指示沿在横向平面T中贯穿曲柄臂22、23的主体38、39截取的截面。每个曲柄臂22、23的横截面(在右曲柄臂22的臂区域38中)是基本矩形的，但它可以是任何类型，尽管它通常具有至少一个对称轴线。这种横截面的形状和尺寸可以沿曲柄臂22、23的整个长度是恒定的，或者它们可以改变。每个曲柄臂22、23的横截面可以是实心的或中空的。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的宽度方向G，意在指示位于旋转平面P中且与曲柄臂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。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的厚度方向S，意在指示平行于旋转轴线X的方向；厚度方向S位于横向平面T和旋转平面R中。
为清楚起见，在图1中，这些平面和这些方向仅示出在右曲柄臂22上。
如上所述，在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的近侧面40、41，意在指示在安装状态下面向车架的面；关于曲柄臂22、23的远侧面42、43，意在指示与近侧面40、41相反的面。中轴心轴26从近侧面40、41延伸，并且踏板枢轴34、35从远侧面42、43延伸。
在本说明书和所附权利要求中，关于曲柄臂22、23的上表面44、45和下表面46、47，意在指示与近侧面40、41和远侧面42、43基本上正交的面，其沿长度方向L和厚度方向S延伸，当曲柄臂22、23处于下行程时，其分别位于上位置的下位置，即其中相对于枢轴端24、25，自由端28、29沿行进方向向前。
在本说明书和所附权利要求中，在中空曲柄臂22、23(至少沿其臂区域或主体38、39)的情况下，关于曲柄臂22、23的内表面，意在指示面向空腔的表面(类似于上面参考复合材料的外壳所述的)；关于曲柄臂22、23的外表面，意在指示暴露的表面。
在踩踏期间，由骑车者施加在踏板14、15上的力从踏板传递到曲柄臂22、23。
左曲柄臂23将这样的力传递到中轴心轴26。中轴心轴26将这种力(除了因中轴32的摩擦损失)传递到右曲柄臂22。
如上所述的直接施加到右曲柄臂22或由左曲柄臂23传递到其上的力被传递到右曲柄臂22的十字轴36，并从十字轴传递到齿盘30。
力从齿盘30传递到传动链16，并且从传动链16传递到齿盘18，最终通过齿盘18的自由轮体(如果存在)将其传递到后轮的轮毂20。
因此，在传动装置10的每个上述部件中产生应力和对应的应变，这可以是由骑车者所传递的力的大体精确指示，而且在例如设计各种部件的步骤的任意情况下可能是感兴趣的。
更特别地，踩踏是骑车者施加的周期性运动，其中，各条腿位于相应的踏板14、15上，这样的力使得将曲柄组12设定为旋转，从而通过链16和齿盘18使后轮移动。
在踩踏期间，由骑车者施加在踏板14、15上的力(图2中的F)在强度和方向两方面根据曲柄臂22、23所处的角位置而变化，并且导致曲柄组12的部件中的应力状态和随后的应变状态。
在下文中，参考图2，考虑右曲柄臂22，应该理解的是，所描述的内容对于左曲柄臂23也是有效的，这些变化在本领域技术人员的能力范围内。
为了评估由于在预定角度位置将力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可以被认为是在其枢轴端24处受约束的梁(在图2中的左侧)，并且踏板14是在曲柄臂22的自由端28处受约束的元件(在图2中的右侧)，即当作踏板14不能相对于曲柄臂22旋转，曲柄组12不能相对于中轴32旋转。
力F的施加点可以被认为对应于踏板14的与骑车者的脚接触的表面的中心O。
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，方向W与旋转轴线X和厚度方向S平行或重合，并且如图2所示何意采取正方向，力F可以总体上分解成以下分量：
-径向或平行分量Fu，其沿曲柄臂22、23的长度方向L作用，
-切向或垂直分量Fv，其与轴平面或旋转平面R正交，
-侧向分量Fw，其与曲柄臂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，出于各种原因，力F的量级和方向在踩踏期间改变，并且在任何时刻，分量Fu、Fv、Fw中的一个或多个分量也可以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，即其实际地将曲柄臂22设置成旋转。
应当注意，当曲柄臂22处于这样的角度位置使得踏板轴线Y1相对于旋转轴线X在行进方向上向前时，切向或垂直分量Fv处于最大量级；这种相位被称为推动或推进阶段，并且对于每个曲柄臂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，这导致第一弯曲应变(仍以Bw表示)。
更详细地并且以本身众所周知的方式，弯曲应变Bw包括在曲柄臂22，23的关于轴平面R的一侧上(在图3中的顶部)的拉伸应变或扩张T1，以及在关于轴平面R的另一侧上(在图3中的底部)的压缩应变或收缩C1。
在曲柄臂22的任何横截面中，能够识别用于弯曲力矩Bw的中性轴线N1。
如上所述，在本说明书和所附权利要求中，以及通常在机械领域中，关于“中性轴线”，意在指示相关的实体(在这种情况下为曲柄臂22、23)的横截面的法向应力为零处的点的几何轨迹。
通常，用于受应力的曲柄臂22、23中的弯曲力矩Bw的中性轴线N1的位置取决于材料特性和横截面的几何构造，即取决于其形状，取决于它是实心横截面还是中空横截面等。
如果曲柄臂22、23由均匀分布的材料制成，具有实心矩形横截面(如图3中示意性所示)，则用于弯曲力矩Bw的中性轴线N1将在轴平面R上(图3中水平的)。
因此，中性轴线N1限定了经受拉伸应变T1的曲柄臂22的部分与经受压缩应变C1的部分之间的“边界”。中性轴线N1也可以被认为是受到弯曲力矩Bw的曲柄臂22的横截面围绕其“旋转”的轴线。
因此，曲柄臂22、23中的与力F的有效分量Fv相关联的应变距离中性轴线N1越远，则越明显且因此可更容易检测。
严格地说，还应该观察到，由于在踏板14上的力F的施加点O相对于曲柄臂22的旋转平面P移位，所以推进力F的切向分量Fv也导致围绕轴线U的扭转力矩，其引起曲柄臂22、23中的扭转应变Qu。
特别地并且如图4所示，扭转应变Qu包括切向或剪切应变TG，其在曲柄臂22的横截面中在外周边处最大，并且朝向曲柄臂22的横截面的中心O1逐渐减小，直到它们可能成为零。
径向分量Fu和侧向分量Fw对于踩踏的目的是无效的，因此代表力F的“丢失”分量，然而这促使曲柄臂22、23经受应变。
特别地，径向分量Fu由于施加点O的位移与侧向分量Fw引起第二弯曲力矩Bv和第二弯曲应变(仍然用Bv表示)，这导致曲柄臂22、23朝向车架弯曲(在所示参考系中，为正分量的情况)。
如图5所示，弯曲应变Bv包括在曲柄臂22的关于旋转平面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(在所示的参考系中，为正分量的情况)。在下文中忽略这种轴向拉伸应变，因为相对于上述的拉伸应变T1和T2以及压缩应变C1和C2，它通常具有可忽略的大小。
在曲柄臂22、23的任何横截面中，能够识别用于弯曲力矩Bv的第二中性轴线N2。
同样，如果曲柄臂22、23由均匀分布的材料制成，具有实心矩形横截面，如图5中的示例所示，则用于弯曲力矩Bv的中性轴线N2将位于曲柄臂22、23的旋转平面P上(图5中竖直的)。
在曲柄臂22、23具有非矩形横截面和/或中空横截面和/或由非均匀材料(例如层状复合材料)制成，和/或沿曲柄臂22、23的长度方向L具有可变横截面的情况下，曲柄臂22、23中的应变状态甚至比已经描述的更复杂。然而，关于曲柄臂22、23的其中应变具有更大大小且因此更容易检测的区域的已陈述内容仍然有效。此外，通常能够识别前述的中性轴线N1、N2，尽管可能分别相对于轴平面R和旋转平面P移位。
因此，力F的评估(例如对于扭矩计或功率计)且特别是其唯一有效分量(即，切向分量Fv)的评估可以基于前述弯曲应变Bw的测量值来进行。替代地或此外，它可以基于扭转应变Qu的测量值。
在一些情况下，可能有用的是，还测量损失的径向分量Fu和侧向分量Fw，例如用功率计测量损失的功率；在这种情况下，这些分量可以从弯曲应变Bv和轴向拉伸应变的测量值中获得。
在其他情况下，可以有用的是，测量上述各种应变中的一个或多个应变，例如用于获得对于曲柄臂22，23的设计有用的信息和/或其他原因。
作用在链侧16上的曲柄臂22的十字轴36上的主应力也基本上是作用在与曲柄臂22、23的旋转轴线正交的平面(旋转平面)中的弯曲力矩，即使也可以存在沿旋转轴线的方向(厚度方向)的线性应力和/或围绕旋转方向的弯曲力矩。
另一方面，中轴心轴26以及齿盘18的套管或整体式齿盘18的自由轮体主要受到围绕旋转轴线X作用的扭转，以及由于与其端部相关联的曲柄杆22、23的重量所引起的弯曲力矩，以及踩踏力F的主要向下方向(就中轴心轴26来看)，以及齿盘18的重量(就整体式齿盘18的自由轮体来看)。
用于测量结构或部件(特别是自行车曲柄臂)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线圈形状的(即，根据之字形的平行线)通过金属箔(光蚀刻应变计)或细金属线制成(金属线应变计)制成的格栅。
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)适当地附接到部件。
众所周知，部件的在其上粘有应变计的表面应该被精确地制备，以使应变计的粘附可靠，并且避免不可预测的测量误差。
当部件受到应力时，例如通过施加诸如踩踏力F的外力或由此产生的力，在其与应变计接触的表面上产生的应变被传递到栅格；栅格的随后的应变引起其电阻的变化。
应变计的灵敏度在平行于线圈分支的方向(下文简称为“应变计方向”或“检测方向”，并且在谈论应变计定向时作为参考)上比在与其正交的方向上要大得多：当形成线圈的电导体被拉伸时，它变得更长和更细，并且其电阻增加，而当它被压缩时，它缩短和变宽，并且其电阻减小。
更特别地，电阻R(在本文不要与旋转平面R混淆)的变化通过称为应变系数GF的量与应变相关联：用ε表示应变，在这种情况下是由ΔLe/Le给出的长度的百分比变化，其中，Le是长度，以下适用：
GF＝ΔR/R/ΔLe/Le＝ΔR/R/ε(1)
为了能够读取由被测量的部件的应变和随后的应变计应变引起的电阻的小变化，通常使用读取电路，其输出是这样的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支路，它们彼此并联连接并连接到基准电压；每个电阻支路包括串联连接的两个电阻。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基准电压之间的比例系数使四个电阻器的值彼此相关，这些值可以部分地已知并且部分地未知。
理想地，希望应变计的电阻仅响应于施所加的力引起的应变而改变。然而，温度变化会导致各种影响。应变计胶合到的结构由于热膨胀而改变尺寸，该热应变被应变计检测为应变。应变计的电阻也由于其材料的伸长而变化，并且应变计到惠斯通电桥读取电路的连接线的电阻也变化。
一些市售的应变计由康铜或卡玛合金制成，其被设计使得温度对应变计电阻的影响补偿了由于被测量的部件的热膨胀所引起的应变计的电阻变化。由于不同的材料具有不同的热膨胀程度，所以温度的自补偿要求针对被测量部件的每种材料选择特定的合金；然而，这并不总能做到，并且在任何情况下都代表负担和相当大的限制。
在不自补偿的应变计中，另一方面，热效应会引起应变，称为表观应变。
为了检测扭转应力和/或扭转应变，通常提供四个电应变计，其成对地布置在横向于扭转力矩围绕其作用的轴线的相同横截面上，并且布置在沿直径相对的位置中，两个在右手螺旋上倾斜45°，另外两个在左手螺旋上再次倾斜45°(或者在非圆柱形部件的情况下，基本上处于这样的位置)；由于扭转应变，一对应变计延伸而使电阻增加，而另一对应变计缩短，从而导致电阻降低；电阻变化由全电桥构造的惠斯通电桥电路测量，即，其支路由四个应变计组成；电桥的不平衡或输出与待测量的扭转力矩成比例。理论上，热效应相互抵消，因此得到补偿。
对于弯曲应变和弯曲力矩的检测，各种构造是已知的。
在最常见的情况下，两个应变计被施加到被测量的部件的彼此平行地定向的相反两面上，由此第二应变计测量的弯曲应变的量级等于由第一应变计测量的弯曲应变，并且与其符号相反。电阻变化由半电桥构造的惠斯通电桥电路测量，即其中，两个应变计构成电桥支路的两个串联电阻。电桥的输出是等于每个面上的弯曲应变的两倍的测量值。理论上，热效应相互抵消，因此得到补偿。这种构造也适用于测量拉伸应力和应变。
应变计在单个惠斯通电桥中的连接以这样的方式完成，即使得减去由不希望被检测到的应力和由于热效应引起的分量，并且/或者增加由希望被检测到的应力引起的分量，以便获得更大值的输出。
然而，在实践中，当没有对被测量的部件施加应力时，惠斯通电桥不太可能是平衡的(即，其输出不可能为零)。实际上，完成电阻器(即，除了半电桥/四分之一电桥构造中的应变计之外，还存在已知值的且对应变和温度基本上不敏感的两个/三个电阻器)、用于将应变计连接到读取电路的电线的电阻、由将应变计胶合到被测量部件所引起的应力以及可能的其他部件产生初始偏差或偏移。
尽管能够通过补偿电路来补偿这种偏差，但该偏差或偏移的补偿通常是在软件级别上发生，在直接提供沿一个或多个预先选择的方向的应变值的处理器或应变计控制单元中发生。
在自行车传动装置10的部件(特别是曲柄臂22、23)的情况下，流过部件的气流特别地在高速行驶条件下可以冷却其暴露于逆风的一侧，相对于非暴露侧甚至被冷却几个摄氏度。其他温度差可归因于其他因素，特别地在曲柄臂22、23或由复合材料制成的其他部件的情况下由于其低导热性而是这样。此外，在复合材料的情况下，当然在诸如壁厚等的局部几何特征之外，热扩张很大程度上取决于材料的局部特性，诸如纤维的实际定向、纤维的实际密度、聚合物材料的实际密度等。
因此，应变计的输出信号也会受到其所施加到的部件的局部温度的极大影响。
如在本文件的介绍部分中已经观察到的，能够使用温度传感器来补偿应力/应变传感器或非自补偿应变计中的热效应。用温度传感器获取的温度测量值用于补偿应力/应变测量值，通常直接由控制单元或惠斯通电桥读取电路进行补偿。
因此优选的是，两个传感器(用于应力/应变的传感器和用于温度的传感器)热匹配，特别是两个传感器布置在基本上等温区域中，并且优选的是，温度测量值要尽可能精确。
然而，温度测量值通常又不利地受到在被测量的部件中作用的机械应力的影响，另一方面，该机械应力对应力/应变传感器起到极其重要的作用。
当布置温度传感器的平面不与布置应力/应变传感器的平面重合和平行，并且优选地与其正交或基本上正交时，能够以常规方式对准应力/应变传感器，使得其对机械应力的响应是最大的，在实践中将其布置成与待检测的应力/应变最大的方向对准，同时允许根据应力/应变较小或甚至最小的方向对准温度传感器。因此，温度传感器的输出信号仅是单独的温度的函数，并且由于其敏感元件的直接机械扩张或收缩，而几乎不受到或甚至不受到任何表观分量的影响。
鉴于上面强调的关键问题，一旦已经确立应力/应变传感器在自行车部件中的期望定位，并且已经确立温度传感器在自行车部件中的期望定位，则合适的是将它们以最可能精确的方式有效地定位。
为此目的，参考图6-7(其中，自行车部件是曲柄臂22)描述的以下方法可能特别有用，特别是在由复合材料制成的自行车部件的情况下。特别地，示出了传动装置侧上的曲柄臂(通常是右曲柄臂)，但本领域技术人员将理解在与传动装置侧相反的一侧上的曲柄臂(其没有十字轴36)的情况下，如何简化制造过程。
为了制造曲柄臂22，使用成形的刚性芯体218，如下文所述其优选地随后被移除，并且其形状因此可以确定在成品曲柄臂22的内部的空腔(未示出)的形状。
术语“长度方向”、“宽度方向”、“厚度方向”、“近侧面”和“远侧面”参考芯体218以与上面参考曲柄臂22定义的方式类似的方式来使用。
特别地，芯体218至少在其纵向中央区域中具有：第一区域220(在宽度方向上的中央)，其具有最大厚度S1(恒定或总之小且稳定可变)；以及在宽度方向G上从一侧和另一侧突出的两个突出部，仅一个突出部(用附图标记222表示)是可见的。
每个突出部222与芯体218的面齐平，优选地与芯体的近侧面226齐平。
因此在从每个突出部222到中央区域220的过渡部中限定有阶状部229，该阶状部具有立管表面232和“踏面”表面234，其优选地彼此正交或近似正交。“踏面”表面234是突出部222的一部分，并且基本上沿长度方向L并沿宽度方向G延伸。立管表面232是中央区域220的一部分，并且基本上沿长度方向L并沿厚度方向S延伸。因此，立管表面232与远侧面225基本上正交。
芯体218包括凹槽和/或凹部以用于将电气/电子部件容纳在预定且更受保护的位置，诸如集成电路板、柔性电路和/或成品曲柄臂内部和/或外部的电子部件之间的连接线缆。
在所示的情况下，设置有：用于应力/应变传感器238和/或温度传感器239的凹部236，其优选地在阶状部229的立管表面232上；用于印刷电路板或PCB 242的凹部240；用于线缆和/或柔性电路246的凹部244，其优选地在远侧面225上；圆形凹部(不可见)，以限定下文描述的排放孔的位置，其优选地在近侧面226上。
实际上，在曲柄臂22的制造过程中，首先将一个或多个应力/应变传感器238固定在刚性芯体218的立管表面232上，优选地以稳定但临时的方式固定在凹部236内。通过阅读本说明书时，表述“稳定但临时”的含义将变得清楚。
所述其他传感器239、线缆和/或柔性电路246和/或PCB 242(如同一申请人在同一天提交的题为“由复合材料制成的自行车部件以及相关制造工艺(Bicycle componentmade of composite material and related manufacturing process)”的专利申请中所描述的那样适当地进行处理，该专利申请通过引用结合到本文)也可以固定到芯体218。
有利地，如图所示，部件238、239、242、246形成预组装的仪器主体247；图7示出了处于仪器主体247到芯体218的固定状态的芯体218和仪器主体247。
应注意，仪器主体247的温度传感器239固定在芯体218的远侧面225上，该远侧面可能提供特定的凹部(未示出)。然而，替代地或此外，可以存在刚性芯体218的立管表面232上的凹部236、在芯体218的阶状部229的踏面表面234上的凹部，以用于接收这些传感器239。
在仪器主体247中，应力/应变传感器238和温度传感器239的位置和定向可以颠倒，在这种情况下，应力/应变传感器238将布置在踏面表面234上或者在刚性芯体218的远侧面225上，优选地在被定位成适当地接收它们的凹部(未示出)中。
应力/应变传感器238和/或温度传感器239也可以布置在刚性芯体218的近侧面226上，优选地在被适当地定位成接收它们的凹部(未示出)中。
应注意，应力/应变传感器238和温度传感器239都沿曲柄臂22的长度方向L定向。
以这种方式，应力/应变传感器238具有最佳对准，以用于检测由于踩踏力F引起的牵引应力和/或压缩应力。
还应注意，每对的应力/应变传感器238和温度传感器239(它们与芯体218的各阶状部229相关联)沿曲柄臂22的长度方向L布置在基本上相同位置，并且足够接近以即使在高速下也处于曲柄臂22的基本上等温的区域中。
在任何情况下，每对中的应力/应变传感器238和温度传感器239至少从逻辑的角度相关联，并且优选地是热匹配的。
中轴心轴26或其一部分和踏板枢轴34(图1)，或者对应的金属衬套252、254(可能地制有内螺纹)或另外地用于形成用于这些心轴/枢轴的孔的螺纹插入件(端锁)被设置在芯体218的两端上。
此后，优选地包括基本上单向结构纤维的复合材料的“绳带”256设置在由各阶状部229确定的凹部中，其中，单向纤维的方向与曲柄臂22的长度方向L基本上对准。绳带256可以由一个或多个卷起的复合材料层形成，或者它可以包括干式单向纤维的编织物或类似物，其在插入模具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。可以使用单个环形绳带256，或者可以使用两个绳带，每个绳带位于芯体218的各一侧。绳带256也可以被部分硬化。
应注意，应力/应变传感器238(和/或温度传感器239)与绳带256接触：这对于改进伸长/收缩检测可靠性特别有利，因为它们根据复合材料纤维的方向而发生延伸。此外，如果应力/应变传感器238和温度传感器239都接触同一绳带256，因为它们如上所述布置在踏面表面234和立管表面232上，则这种构造有助于在两个传感器处保持相同的温度。
此后，将任意各类型的一个或多个其它复合材料层260卷绕在由此制备的结构上。
像绳带256一样，层260也可以被预浸渍或不被预浸渍，在后一种情况下，聚合物材料随后被注入模具中。
作为绳带256和复合材料的层260的替代方案，可以使用非层状复合材料，如上所述。
将该结构插入模具中，使复合材料固结，从而使其经受合适的温度和压力分布。应适当地选择芯体218的材料以便承受模制压力和温度，保持其形状直到复合材料的硬化，同时仍确保应力/应变传感器238(以及温度传感器239和PCB 242)在成品曲柄臂22的内部的精确定位，特别是在内空腔的内部的精确定位(如果芯体218被移除)。
在从模具中取出之后，可以例如在曲柄臂22的近侧面226上制造上述排放孔(未示出)，并且芯体218可以被适当地熔化并允许其通过该孔倾倒出来。为此目的，芯体218特别地由低熔点金属合金制成，其熔点低于140℃。
合金的熔化过程特别地通过将半成品放置在比合金熔点更高的温度的油浴中而发生，例如从文献EP1818252A1中已知的，其通过引用结合到本文。以这种方式，在复合材料不被过高的温度损坏的情况下发生芯体218的熔化。
将应力/应变传感器238(以及温度传感器239)固定到芯体218上应使得在待模制结构的组装期间以及在模制期间将它/它们保持在位，但它应该具有比在所述部件与复合材料之间建立的内聚力更低的内聚力，使得当取出芯体218时，这些部件保持以固定方式连接到曲柄臂。
另一方面，对于线缆和/或柔性电路246合适的是，其一段长度必须通过排放孔引出，而根本不粘附到曲柄臂22，至少在它们的自由端处不粘附到曲柄臂22。
将所述PCB 242和/或线缆和/或柔性电路246固定到芯体218应该类似，使得在待模制结构的组装期间以及在模制期间将它们保持在位，并且使得它们是不会被从排放孔出来的熔融芯体218拖走，但是在一方面，不需要应力/应变传感器238(和温度传感器239)的定位精度相同，另一方面，所述元件242、246不必严格地必须粘附到内表面，暴露在成品曲柄臂22的空腔中，尽管这是非常优选的，以便避免噪音和弹跳，在曲柄臂22的使用期间引起明显问题。
然而，预组装的仪器主体247的优选构造有利地还使得更容易将各种电气/电子部件保持在位。
在构成芯体218的材料的排放之后，如果提供有，则可以适当地堵塞排放孔，优选地以紧密方式进行堵塞。
此后，由此形成的曲柄臂10的内空腔可以通过去除在通过酸洗熔化之后剩余的可能的金属残余物来完成，条件是它不会损坏应力/应变传感器238和温度传感器239。。
曲柄臂22可以经受外表面的进一步精加工循环，例如通过对其进行喷砂，并且以设置在曲柄臂22上的可能的金属部件的固定来结束制造。
例如，一个或多个齿盘30通常通过胶合固定到其十字轴36。实际上，刚性芯体218在成品曲柄臂的旋转轴线X的一侧上包括中央孔257，以及围绕孔257径向地延伸的突出部258，其将限定曲柄臂22的内空腔在其对应数量的十字轴支腿36内围绕金属衬套252径向地延伸的延伸部(图1)。曲柄臂22的突出部258(相应的十字轴支腿36)的数量不一定等于如所示的四个。
应该强调，通过上述制造过程，所述至少一个应力/应变传感器238和所述至少一个温度传感器239(以及其他电气/电子部件)因此与曲柄臂22的复合材料共模制成，即，曲柄臂22与已经插入其内部的所述传感器238、239模制成单件。
因此，曲柄臂22在其主体中集成有所述至少一个应力/应变传感器238、所述至少一个温度传感器239、以及可能的其他电气/电子部件。
因此，所述至少一个应力/应变传感器238、所述至少一个温度传感器239(以及可能的其他电气/电子部件)有利地被封闭在形成曲柄臂22的复合材料中，由此受到极好保护以防撞、防水、防污垢并防大气老化。
容纳在曲柄臂中的电气/电子部件应能够承受模制过程中的压力和温度分布——在复合材料具有热固性聚合物材料的情况下比在复合材料具有热塑性聚合物材料的情况下更关键——以及酸洗(如果进行)，可能地在适当保护时进行。
值得强调的是，所述至少一个应力/应变传感器238和所述至少一个温度传感器239或它们中的一些传感器也可以在曲柄臂22的模制之后被连接，特别是被固定到曲柄臂22的外表面。
可替代地，可以提供适当设计的芯体218，并在模制完成之后将其在成品曲柄臂22的内部保持就位。在这种情况下，它总之在形成曲柄臂10的外壳或外包层的复合材料内限定了一种内空腔。
保持在成品曲柄臂中的芯体可以以特别轻的材料提供，例如高密度聚丙烯或硬化复合材料(其可以与形成曲柄臂22的外壳的复合材料相同或不同)，或者为框架形式，其中该框架适当地构造用以确保并且具有这样的刚度以确保所述至少一个应力/应变传感器238(和所述温度传感器239)在成品曲柄臂中的正确定位。
在成品曲柄臂22中，所述至少一个应力/应变传感器238、所述至少一个温度传感器239和其他电气/电子部件不会发生暴露，并且还以不可渗透的方式被密封，受到保护以免水和/或污垢可能进入曲柄臂22的空腔中。
最后，假设所述至少一个应力/应变传感器238和所述至少一个温度传感器239(以及其他电气/电子部件)被完全隐藏而不可见，则曲柄臂22的外观得到显着改进。
还可以将复合材料布置在芯体218与所述至少一个应力/应变传感器238和/或所述至少一个温度传感器239之间，以便获得设置有空腔的曲柄臂22，其中，所述至少一个应力/应变传感器238和/或所述至少一个温度传感器239紧邻于空腔，仍然被复合材料完全包围。一方面，虽然该过程有助于在模制之后将所述至少一个应力/应变传感器238和/或所述至少一个温度传感器239保持在位，并保护其免受空腔中可能的渗透的影响，另一方面则在模制期间，所述至少一个应力/应变传感器238和/或所述至少一个温度传感器239可以比当它/它们被临时固定到芯体和/或容纳在芯体的凹部中时移动得更多，由于此原因，所述至少一个应力/应变传感器238和/或所述至少一个温度传感器239以及其他电气/电子部件在曲柄臂22中的定位表明不太精确。
图8示出了通过上述过程获得的曲柄臂22的透视横截面图，芯体218已被移除，在沿着曲柄臂22的长度方向的施加有传感器238、239的位置处截取。图9示出了曲柄臂22的类似视图，其中，芯体218未被移除。
可以看到通过芯体218留出的空腔212(或相应地，芯体218)、围绕空腔212或相应地围绕芯体218的由复合材料形成的外壳214、以及绳带256(或同一绳带的多片)。
绳带256形成两个内突出部270、270a，这两个内突出部在复合材料的外壳214的内表面的远侧面的两个纵向边缘处形成。各突出部270、270a沿曲柄臂22的长度方向L延伸。
能够看到，已经施加到芯体218的立管表面232上的应力/应变传感器238现在布置在外壳214的内表面215的分别的第一区域272、272a上，所述第一区域272、272a基本上沿长度方向L和沿厚度方向S延伸，并且形成在分别的突出部270、270a上。它们基本上彼此平行。
还能够看到，已经施加到芯体218的远侧表面的温度传感器239现在布置在外壳214的内表面215的分别的第二区域274、274a上，第二区域274、274a基本上沿曲柄臂22的长度方向L和宽度方向G延伸；第二区域274、274a邻近于且基本正交于突出部270、270a的表面。它们基本上位于同一个平面上。
值得强调的是，应力/应变传感器238和温度传感器239的位置或者应力/应变传感器238和温度传感器239在单个突出部270、270a的侧面上的位置可以颠倒。
对于虚线，附图标记276表示当应力/应变传感器238停留在指示位置时，用于温度传感器239的替代位置；即，用于应力/应变传感器238的替代位置，在这种情况下，温度传感器239占据图8和9中所示的用于应力/应变传感器238的位置。
图10和11与图8和9的不同之处在于未使用绳带256；然而，存在由形成外壳214的复合材料形成的突出部270、270a。
图8-11示出了在曲柄臂22的横截面内的特定位置中的应力/应变传感器238和温度传感器239。然而，应当理解，它们在曲柄臂22的横向方向上的定位可以是任意的，两者均在曲柄臂22的外表面上以及在由这样的外表面限定的横截面(截面平面T)内部。更详细地，至少一个应力/应变传感器238和至少一个温度传感器239中的每一个可以施加到曲柄臂22的外表面，施加到在曲柄臂的内空腔212中暴露的表面215，和/或结合在曲柄臂22的材料中，特别是在由复合材料制成的曲柄臂22的情况下，它可以与复合材料本身共模制。
在所示的仅示例性情况中，应力/应变传感器238被示出为布置在与曲柄臂22的上表面44和下表面46平行的平面中。然而，应该理解，它们可以施加到曲柄臂22的另一个面，或者平行于曲柄臂22的另一个面，或者甚至布置在与曲柄臂22的一个面形成锐角的平面中。
在所示的仅示例性情况中，温度传感器239被示出为布置在与曲柄臂22的近侧面40和远侧面42平行的平面中。然而，应当理解，它们可以施加到曲柄臂22的另一个面，或者平行于曲柄臂22的另一个面，或者甚至布置在与曲柄臂22的一个面形成锐角的平面中。
然而，应力/应变传感器238和与其相关联(优选地与其热匹配)的温度传感器239必须位于彼此不重合且彼此不平行(优选地如所示基本上彼此正交)的平面中，以便获得在本公开的介绍部分中概述的优点。
利用所示的优选构造，应力/应变传感器238布置在与关于待检测的主应力/应变的中性平面N1(图3)平行的平面中，该待检测的主应力/应变是将力F施加到曲柄臂22本身的踏板14的直接结果，但替代地，它可以布置在与这样的中性平面N1形成任何角度的平面中。
优选地，第一和第二应力/应变传感器238设置在关于包括踏板轴线Y1和曲柄臂22的旋转轴线X的平面的相反两侧上。它们也有利地均布置成距关于待检测的主应力/应变尽的中性平面或轴线N1尽可能远(图3)。
如上多次所述，上述的应力/应变传感器238和温度传感器239可用于在功率计或扭矩计中使用。从数学的观点来看，如上文已经描述的，踩踏功率是由骑车者输出的功率的有用分量，其由施加在踏板14、15中的任一个或两个上的扭矩乘以相应的曲柄臂22、23的角速度给出。
扭矩进而由切向方向上的力分量Fv与力臂的乘积给出，该力臂基本上对应于曲柄臂22、23的长度。
角速度通常由节奏传感器提供。可替代地，角速度可以由加速度计获得，该加速度计从重力相对于曲柄臂22、23的旋转平面R的交替来检测踩踏节奏。
可替代地，曲柄组12且因此曲柄臂22、23的角速度可以从自行车速度(其进而可以由施加到车轮的节奏传感器确定)和当前传动比计算。
与所施加的扭矩相关的数据被曲柄组12处的功率计收集。
本发明可以应用于对称的扭矩或功率检测系统，其包括在曲柄组的每个曲柄臂22、23处形成的两个子系统；或者可以应用于非对称的扭矩或功率检测系统，其包括在传动装置侧上的曲柄臂22处的一个子系统，以及在中轴心轴26处的另一个子系统(用于检测施加到在与传动装置侧相反的一侧的踏板上的扭矩或功率)，或者进一步应用于仅在传动装置侧上的曲柄臂22处形成的扭矩或功率检测系统。在最后一种情况中，由骑车者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描述了本发明，但本发明也可以应用于不同类型的应力/应变传感器，例如压电传感器。
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可以进行进一步的改变。各种部件的形状和/或尺寸和/或位置和/或定向和/或各种步骤的顺序可以改变。元件或模块的功能可以由两个或更多个部件或模块实施，以及反之。示出为直接连接到彼此或彼此接触的部件可以具有布置在它们之间的中间结构。直接彼此紧随的步骤可以在它们之间实施中间步骤。附图中示出的和/或参考附图或实施例描述的细节可以应用于其他附图或实施例中。并非在附图中示出或在同一上下文中描述的所有细节必须存在于同一实施例中。相对于现有技术创新性的特征或方面单独地或与其他特征组合应被视为本身描述性的，而与明确描述为创新的内容无关。

Claims (15)

1.自行车部件(22，23，26)，所述自行车部件包括根据待检测的应力/应变(T1，C1)对准的应力/应变传感器(238)以及与所述应力/应变传感器相关联的温度传感器(239)，其中，所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)位于彼此不重合且彼此不平行的平面中。
2.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述平面基本上彼此正交。
3.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述温度传感器(239)与所述应力/应变传感器(238)热匹配。
4.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)设置在所述自行车部件(22，23，26)的基本上等温区域中。
5.根据权利要求2所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述应力/应变传感器(238)具有根据所述待检测的应力/应变(T1，C1)对准的检测方向，并且所述温度传感器(239)所处的平面不与所述检测方向正交。
6.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23)，其中，所述自行车部件是曲柄臂(22，23)，所述曲柄臂包括沿长度方向(L)在旋转轴线(X)与踏板轴线(Y1，Y2)之间延伸的主体(38，39)，所述主体(38，39)承载所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)。
7.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，所述自行车部件包括空腔(212)和围绕所述空腔(212)延伸的的外壳(214)，所述外壳(214)由复合材料形成，该复合材料包括结合在聚合物基质中的结构纤维，所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)中的至少一个且优选地两者被施加到所述外壳(214)的内表面(215)。
8.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，包括芯体(218)和围绕所述芯体(218)延伸的外壳(214)，所述外壳由复合材料形成，该复合材料包括结合在聚合物基质中的结构纤维，所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)中的至少一个且优选地两者布置在所述芯体(218)与所述外壳(214)之间。
9.根据权利要求8所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述芯体(218)包括至少一个凹部(236)，并且所述应力/应变传感器(238)和所述温度传感器(239)中的至少一个且优选地两者布置在所述至少一个凹部(236)中。
10.根据权利要求7所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述应力/应变传感器(238)布置在所述外壳(214)的内表面(215)的第一区域(272)上，所述温度传感器(239)布置在所述外壳(214)的所述内表面(215)的第二区域(274)上，所述第一区域(272)与所述第二区域(274)基本上正交，其中，所述外壳(214)具有内突出部(270)，更优选地沿所述外壳的边缘，并且所述第一区域(272)和所述第二区域(274)中的至少一个在所述突出部(270)上制成。
11.根据权利要求10所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述第一区域(272)以及可能地所述第二区域(274)也沿所述待检测的应力/应变(T1，C1)的方向延伸。
12.根据权利要求10所述的自行车部件(22，23)，其中，所述部件是长方形的，特别地是曲柄臂(22，23)，其中，所述第一区域(272)基本上沿所述长度方向(L)且沿所述曲柄臂(22，23)的厚度(S)延伸，并且其中，所述第二区域(274)基本上沿所述长度方向(L)且沿所述曲柄臂(22，23)的宽度(G)延伸。
13.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，还包括第二应力/应变传感器(238)和第二温度传感器(239)，所述第二应力/应变传感器(238)和所述第二温度传感器(239)位于彼此不重合且彼此不平行的平面中。
14.根据权利要求13所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述第一应力/应变传感器和所述第二应力/应变传感器(238)位于基本上彼此平行的平面中，并且其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器(239)基本上位于同一平面中。
15.根据权利要求1所述的自行车部件(22，23，26)，其中，所述第二应力/应变传感器(238)布置在所述外壳(214)的内表面(215)的第三区域(272a)上，所述第二温度传感器(239)布置在所述外壳(214)的所述内表面(215)的第四区域(274a)上，所述第三区域(272a)与所述第四区域(274a)基本上正交，其中，所述第一区域(272)和所述第二区域(274)在所述外壳(214)的第一内边缘处制成，所述第三区域(272a)和所述第四区域(274a)在所述外壳(214)的邻近于第一边缘的第二内边缘处制成，其中，所述外壳(214)具有第二内突出部(270a)，更优选地沿所述外壳(214)的第二边缘，并且所述第三区域(272a)和所述第四区域(274a)中的至少一者在所述第二突出部(270a)上制成。
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