CN111137380A - 车座立柱控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车座立柱控制系统。车座立柱组件包括高度可电动调节的车座立柱。该可调节性可以基于分别由车座立柱组件内的一个或多个传感器感测的一个或多个压力。所公开的车座立柱组件包括电子模块。电子模块可以被承载在车座或鞍座下面,并且可以包括压力传感器或压力传感器电路系统。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种自行车车座,并且更具体地,涉及一种用于自行车车座的车座立柱控制系统。
背景技术
已知自行车具有车座或鞍座以将骑手支撑在就座位置。大多数自行车上的鞍座的位置都可以以某种方式调节。鞍座可以是可调节的,使得给定的自行车可以被构造成适应各种身高的不同骑手。鞍座也可以是可调节的,以允许给定的骑手在特定的自行车上设定或重置鞍座位置,以适应不同的骑行条件。
在一个实施例中,自行车可以具有高度可调节的车座立柱组件。因此,鞍座的高度可以相对于自行车的框架选择性地调节。典型的自行车具有安装到立柱的鞍座,该立柱机械地夹紧到自行车框架的管。当夹具被释放时,鞍座和立柱可相对于自行车框架的管上下滑动,以调节鞍座的高度。然而,在最近的较高端自行车上,通过采用某种类型的液压辅助机构,车座立柱的高度在自行车的骑行期间也是可调节的。例如,手动致动的液压高度可调节的或“升降式(dropper)”车座立柱可使用立柱内的液压差,并需要手动操作来调节车座立柱高度。一些产品可以使用ANT+无线通信技术,从而允许骑手无线地调节鞍座高度。目前可获得的产品的反应时间较慢,这至少部分地是由于车座立柱的内部流体流动部件的设计所致。
发明内容
在一个实施例中,用于自行车的车座立柱组件包括具有第一远端的第一管和具有第二远端的第二管。第一管和第二管可相对于彼此移动,以沿管轴线在第一管的第一远端和第二管的第二远端之间建立距离。车座立柱组件还包括第一腔室、第二腔室和连接第一腔室和第二腔室的流动路径。车座立柱组件包括阀,该阀包括隔离器。隔离器被构造成在关闭第一腔室和第二腔室之间的流动路径的关闭位置和打开第一腔室和第二腔室之间的流动路径的打开位置之间移动。当隔离器处于关闭位置时,阻止第一管和第二管之间的相对移动,并且当隔离器处于打开位置时,允许第一管和第二管之间的相对移动。该车座立柱组件还包括被构造成测量第一腔室或第二腔室内的流体的压力的压力传感器以及与压力传感器和阀通信的控制器。控制器被构造成基于测量的压力控制隔离器在关闭位置和打开位置之间的移动。
在一个实施例中,车座立柱组件还包括将第二腔室和第三腔室分开的活塞。
在一个实施例中,车座立柱组件还包括位于流动路径外部的第三腔室。不可压缩流体设置在第一腔室和第二腔室内,并且可压缩气体设置在第三腔室内。压力传感器被构造成测量第一腔室内的不可压缩流体的压力或第二腔室内的不可压缩流体的压力。
在一个实施例中,可压缩气体具有预加载压力,使得当第一管的第一远端和第二管的第二远端之间的沿管轴线的距离处于最小并且隔离器从关闭位置移动到打开位置时,预加载压力导致第一管和第二管之间发生相对移动。
在一个实施例中,车座立柱组件还包括设置在第一管内的活塞缸。活塞缸部分地限定第一腔室。第二腔室的至少一部分和第三腔室的至少一部分设置在活塞缸和第一管之间的容积内。活塞在活塞缸和第一管之间的容积内将第二腔室和第三腔室分开。
在一个实施例中,当隔离器处于关闭位置时,所测量的压力与沿管轴线施加的负载成比例,并且当隔离器处于打开位置时,所测量的压力与第一管的第一远端和第二管的第二远端之间的沿管轴线的距离成比例。
在一个实施例中,控制器还被构造成识别第一管的第一远端和第二管的第二远端之间的沿管轴线的目标距离,并且基于所识别的目标距离确定目标压力。在第一模式中,当所测量的压力大于所确定的目标压力时,控制器还被构造成指示隔离器移动到打开位置,从压力传感器读取流体的压力,直到所读取的压力小于或等于所确定的目标压力,并且当所读取的压力小于或等于所确定的目标压力时,指示隔离器移动到关闭位置。
在一个实施例中,在第二模式中,当测量的压力小于确定的目标压力时,控制器还被构造成指示隔离器移动到打开位置,从压力传感器读取流体的压力,至少直到读取的压力大于或等于确定的目标压力,并且当读取的压力大于或等于确定的目标压力时指示隔离器移动到关闭位置。
在一个实施例中,当隔离器处于关闭位置时,压力传感器被构造成多次测量第一腔室或第二腔室内的流体的压力。对于该多次中的每一次,控制器还被构造成将所测量的相应压力与阈值压力对比,并且基于测量的相应压力与阈值压力的对比来产生骑手数据。该骑手数据识别骑手是否在该车座立柱组件的车座上。
在一个实施例中,压力传感器被构造成在多个时间点测量流体的压力。控制器还被构造成将所测量的流体的压力中的第一压力与所测量的流体的压力中的第二压力对比。分别在多个时间点中的第一连续时间点测量第一压力和第二压力。在第一压力之后测量第二压力。控制器还被构造成当第二压力大于第一压力时指示隔离器移动到打开位置。控制器还被构造成将所测量的流体的压力中的第三压力与所测量的流体的压力中的第四压力对比。分别在多个时间点中的第二连续时间点测量第三压力和第四压力。在第三压力和第二压力之后测量第四压力。控制器还被构造成当第四压力小于第三压力时指示隔离器移动到关闭位置。
在一个实施例中,控制器还被构造成将所测量的流体的压力中的第五压力与所测量的流体的压力中的第六压力对比。分别在多个时间点中的第三连续时间点测量第五压力和第六压力。在第五压力之后测量第六压力,并且在第四压力之后测量第五压力。控制器还被构造成当第八压力小于第七压力时指示隔离器移动到关闭位置。
在一个实施例中,车座立柱组件还包括与控制器通信的存储器。存储器被构造成分别存储在第一时间点、第二时间点、第三时间点和第四时间点所测量的压力。
在一个实施例中,第一连续时间点和第二连续时间点之间的时间段大于或等于隔离器的预定最小打开时间段。
在一个实施例中,控制器还被构造成基于用户输入进入车座立柱组件的操作的模式。该模式是棘轮模式,该棘轮模式包括当用户输入是第一用户输入时,将第一压力与第二压力对比、指示隔离器移动到打开位置、将第三压力与第四压力对比、以及指示隔离器移动到关闭位置。当用户输入是第二用户输入时,该模式是标准模式。标准模式包括控制器还被构造成响应于第二用户输入将隔离器移动到打开位置。
在一个实施例中,控制器还被构造成接收识别第一用户输入的第一数据或识别第二用户输入的第二数据。控制器还被构造成当控制器接收到第一数据时进入棘轮模式,并且当控制器接收到第二数据时进入标准模式。第一数据识别用户按压和释放用户接口,而第二数据识别用户按压和保持用户接口至少预定时间量。
在一个实施例中,压力传感器是第一压力传感器。车座立柱组件还包括第二压力传感器。第二压力传感器被构造成测量第三腔室内的流体的压力。当隔离器处于打开位置时或当隔离器处于关闭位置时,所测量的第三腔室内的流体的压力与第一管的第一远端和第二管的第二远端之间的沿管轴线的距离成比例。
在一个实施例中,用于自行车的车座立柱包括第一管和第二管,第一管和第二管可相对于彼此移动以建立车座立柱沿管轴线的高度。车座立柱还包括阀,该阀包括隔离器。隔离器被构造成在关闭位置和打开位置之间移动。当隔离器处于关闭位置时,阻止第一管和第二管之间的相对移动,而当隔离器处于打开位置时,允许第一管和第二管之间的相对移动。
在一个实施例中,车座立柱还包括第一腔室、第二腔室和连接第一腔室和第二腔室的流动路径。隔离器被构造成当隔离器处于关闭位置时关闭连接第一腔室和第二腔室的流动路径。压力传感器被构造成测量第一腔室或第二腔室内的流体的压力。当隔离器处于关闭位置时,所测量的压力与沿管轴线施加的负载成比例,当隔离器处于打开位置时,所测量的压力与沿管轴线的高度成比例。
在一个实施例中,一种用于控制自行车的车座立柱的高度的方法包括:通过压力传感器测量车座立柱内的流体的压力;以及通过处理器将所测量的压力与由存储器存储的压力对比。处理器基于该对比控制车座立柱的阀在打开位置和关闭位置之间的位置。当阀处于关闭位置时,阻止车座立柱的高度发生变化,而当阀处于打开位置时,允许车座立柱的高度发生变化。
在一个实施例中,该方法还包括基于所测量的压力检测附接到车座立柱的车座上的负载和车座立柱的高度。
附图说明
通过结合附图阅读以下描述,本发明的目的、特征和优点将变得显而易见,其中:
图1示出了自行车的一个实施例的侧视图,该自行车可以装配有根据本公开的教导构造的车座立柱组件;
图2示出了根据本公开的教导构造的车座立柱组件的侧视图,其中鞍座安装在该车座立柱组件上;
图3示出了处于完全升起或伸出位置的车座立柱组件的第一实施方式的竖直横截面图;
图4示出了包括压力传感器的电子模块的放大横截面特写图,该电子模块位于图3的车座立柱组件的上端处;
图5示出了处于完全升起或伸出位置的车座立柱组件的第二实施方式的竖直横截面图;
图6示出了包括压力传感器的电子模块的放大横截面特写图,该电子模块位于图5的车座立柱组件的上端处;
图7示出了处于完全升起或伸出位置的车座立柱组件的第三实施方式的竖直横截面图;
图8示出了位于图7的车座立柱组件的下端处的活塞轴的放大横截面特写图,压力传感器定位在该活塞轴内;
图9示出了处于升起或伸出位置的车座立柱组件的简化示意图;
图10示出了处于降低或下降位置的车座立柱组件的简化示意图;
图11示出了处于升起或伸出位置的图3的车座立柱组件的简化示意图,其中阀处于打开位置;
图12示出了处于升起或伸出位置的图3的车座立柱组件的简化示意图,其中阀处于关闭位置;
图13示出了处于升起或伸出位置的图5的车座立柱组件的简化示意图,其中阀处于打开位置;
图14示出了处于升起或伸出位置的图7的车座立柱组件的简化示意图,其中阀处于打开位置;
图15示出了处于升起或伸出位置的车座立柱组件的第四实施方式的简化示意图,其中阀处于打开位置;
图16是用于将图3的车座立柱组件升起到预定位置的方法的实施方式的流程图;
图17是用于将图5或图7的车座立柱组件的鞍座升起到预定位置的方法的实施方式的流程图;
图18示出了在图16的方法或图17的方法期间车座立柱内部压力对时间的示例性曲线图;
图19是用于将图3的车座立柱组件的鞍座下降到预定位置的方法的实施方式的流程图;
图20是用于将图5或图7的车座立柱组件的鞍座下降到预定位置的方法的实施方式的流程图;
图21示出了在图19的方法或图20的方法期间车座立柱内部压力对时间的示例性曲线图;
图22是当用户向车座立柱组件施加压力时,用于控制图3的车座立柱组件或图5的车座立柱组件的内部压力的方法的实施方式的流程图;
图23示出了在图22的方法期间车座立柱内部压力对时间的示例性曲线图;
图24是用于确定用户是否就坐在图3的车座立柱组件上或图5的车座立柱组件的鞍座上的方法的实施方式的流程图;以及
图25示出了车座立柱组件的一个实施方式的电子部分的方框图。
具体实施方式
现有技术的车座立柱组件的用户可以手动或无线地多次调节车座立柱高度,直到达到特定鞍座位置(例如,对于特定的骑行条件)。根据达到特定鞍座位置所需的车座立柱高度调节的数量,这可能是一个较长的过程。此外,在骑行过程中,由于用户对鞍座的压力,车座立柱高度可能变化(例如,滑动)。
所公开的车座立柱组件解决或改进了现有的和先前已知的车座立柱组件的上述和/或其它问题和缺点。所公开的车座立柱组件提供了一种车座立柱,该车座立柱可基于由车座立柱组件内的一个或多个传感器分别感测的一个或多个压力而在高度上进行电力调节。所公开的车座立柱组件包括承载在车座或鞍座下方并且可以包括压力传感器的电子模块。
如本实施方式所提供的,在车座立柱组件的湿和/或干容积中感测压力提供了关于车座立柱组件的车座立柱和/或的鞍座的状态的信息。例如,感测气动容积(例如,干容积)中的压力可以提供关于支柱的相对位置的信息,从而提供关于车座立柱的相对伸出位置的信息。在另一个实施例中,感测液压容积(例如,湿容积)中的压力可以提供关于负载是否被施加到鞍座和/或鞍座附接部分的信息。在实施方式中,负载状态和车座立柱相对位置两者都可以从压力传感器检测到的压力确定。例如,在具有嵌套容积的车座立柱组件中,嵌套容积中的一个嵌套容积内的压力的测量可以提供关于负载状态和车座立柱相对位置两者的信息。
压力反馈允许相对于自行车的框架更精确、可重复的定位鞍座,并且基于感测到的压力主动控制鞍座相对于框架的定位防止了车座立柱高度发生不需要的变化。
现在转到附图,图1示出了可以在上面实施所公开的车座立柱组件的人力车辆的一个实施例。在该实施例中,该车辆是自行车100的一种可能类型,例如山地自行车。自行车100具有框架102、位于框架102的前端附近的车把104、以及用于将骑手支撑在框架102的顶部上的车座或鞍座106。自行车100还具有由框架102的前叉110承载并支撑框架102的前端的第一轮或前轮108。自行车100还具有支撑框架102的后端的第二轮或后轮112。框架102的后端可以由后悬架部件114支撑。自行车100还具有带有曲柄组件118的传动系116,该曲柄组件118经由链条120在后轮112的旋转轴线附近操作地联接到后箱122。在该实施例中,鞍座106支撑在根据本公开的教导构造的车座立柱组件124上。
虽然图1中所示的自行车100是山地自行车,但是包括本文所公开的具体实施方式和实施例以及替代实施方式和实施例的车座立柱组件124可在其它类型的自行车上实施。例如,所公开的车座立柱组件124可以用在公路自行车以及具有机械(例如,线缆、液压、气动等)和非机械(例如,有线、无线)驱动系统的自行车上。所公开的车座立柱组件124也可以同样实施在其它类型的两轮、三轮和四轮人力车辆上。
考虑到这一点并参考图2,鞍座106附接到车座立柱组件124的顶部并承载在车座立柱组件124的顶部上。所公开的车座立柱组件124具有第一或下立柱段(例如,下管126)和第二或上立柱段(例如,上管128)。下管126和上管128可相对于彼此移动以建立鞍座106相对于框架102的高度。在该实施例中,下管126具有限定车座立柱组件124的下端的第一或下远端130。上管128具有限定车座立柱组件124的上端的第二或上远端132。在一个实施例中,下远端130可以以传统方式被接收在框架102的框架管133(见图1)中,并夹紧或以其它方式固定在框架管133中。因此,下管126在使用期间可相对于框架102固定,并且上管128可以可滑动地且可伸缩地接收在下管126中。上管128可相对于下管126沿管轴线T可伸缩地滑动,以分别在第二远端132和第一远端130之间建立距离。
在车座立柱组件124的顶部固定有头部134(例如,固定到上管128的第二远端132)。头部134被构造成包括电子模块136,该电子模块136为所公开的车座立柱组件124的车座高度调节特征提供重要功能,如下所述。鞍座106安装到头部134并承载在头部134上,以将鞍座106附接到车座立柱组件124。在一个实施方式中,头部134还被构造成提供鞍座夹紧机构,该鞍座夹紧机构提供鞍座前后和倾斜调节特征。
参照图3和图4,车座立柱组件124可以定位在完全伸出位置,其中上管128相对于下管126向上延伸到最大程度。或者,车座立柱组件124可以定位在完全缩回或收缩位置,其中上管128向下管126中缩回到最大程度。相对于下管126升高或降低上管128可相对于框架102升高或降低车座或鞍座106。根据骑手的需要,车座立柱组件124还可以定位在完全伸出位置和完全收缩位置之间的任何数量的中间位置。
现在将在下面描述如何调节车座立柱组件124的高度。为了描述车座立柱组件124的构造和操作,通过两个不同的部分即液压部分和电子部分来描述车座立柱组件124。
液压部分
通常,车座立柱组件124的液压部分具有两个压力系统,这两个压力系统包括液压系统和气动系统。在液压系统中容纳有不可压缩流体(例如矿物油),该液压系统包括两个液压容积或压力腔室。这些容积包括限定在头部134和上管128内的第一压力腔室140(例如,主流体容积)和第二压力腔室142(例如,流体容积)。为了完全理解和认识第一压力腔室140和第二压力腔室142,现在描述头部134和上管128的具体细节。
上管128的第二远端132螺纹连接到从头部134的底部突出的第一凸起144上。活塞缸146经由第二凸起148附接到第一凸起144。活塞缸146同心地设置在上管128内,并且活塞缸146的上端作为底部而抵靠第一凸起144的面。
浮动活塞150驻留在上管128的内表面与活塞缸146的外表面之间的周向空间中。浮动活塞150是环形的,并在活塞缸146的外表面和上管128的内表面之间形成可移动密封。活塞152也被接收在活塞缸146的内部内,并且在上端处具有活塞头。活塞轴154可螺纹连接到在活塞152的下端从活塞头突出的杆。
端盖156被螺纹连接到活塞轴154的下端中。端盖156被接收在下管126的下端中的较大直径的孔158中。孔158终止于台阶或肩部160,并且端盖156靠着该肩部对接。端盖156被捕获在肩部160和位于下管126的下端内的保持环162之间,从而将端盖156固定在下管126中。
套环164可螺纹连接到下管126的上端并紧密地围绕上管128。下管126、套环164、活塞152、活塞轴154和端盖156基本上相对于彼此固定,并因此被约束为不能相对于彼此移动。由于下管126被夹紧在自行车框架102的框架管133中,这些部件将总是相对于自行车框架102处于相同固定位置。头部134、电子模块136、上管128和活塞缸146被固定到彼此,因此被约束成总是作为一个单元一起移动。这些部件在下管126内沿管轴线相对于下管126竖直地伸缩。
第一压力腔室140是位于活塞缸146内部的采取基本圆柱形容积形式的液压容积。第一压力腔室140在一端由头部134(例如,由第二凸起148的暴露端限定)并且在另一端由活塞152界定。第二压力腔室142也是采取基本环形空间的形式的液压容积,该环形空间位于活塞缸146的外表面和上管128的内表面之间。第二压力腔室142在一端由浮动活塞150界定,并且在另一端由头部134界定(例如,由第一凸起144上的暴露台阶界定)。
可压缩流体或气体(例如空气)容纳在包括多个气动腔室的气动系统内。在该实施例中,该气动系统经由位于下管126的下端中的端盖156中的阀166用空气加压。在一个实施例中,在车座立柱组件124处于图4所示的完全伸出位置的情况下,该气动系统可以初始地被加压到预设或建立压力,例如250磅每平方英寸(psi)。该气动系统可被加压成使得当车座立柱组件124处于完全收缩位置并且允许下管126与上管128之间进行相对移动时,被加压的气动系统使上管128相对于下管126朝向完全伸出位置运动。
加压介质(例如空气)容纳在多个气动容积内,在该实施例中,所述多个气动容积至少包括容积168、170、172(例如,第一至第三气体或气动容积)。加压介质可以被添加到气动系统,使得第一至第三气动容积168、170、172处于预定或预设压力下。如下所述,该预设压力然后可通过液压和气动系统之间的相互作用而施加到液压系统的一部分。
第一气动容积168包括位于活塞轴154内部以及位于纵向孔174和横向孔176内的容积,该纵向孔174和横向孔176彼此连通并且每个都设置在活塞152内。第二气动容积170包括由环形凹部178产生的基本环形容积,该环形凹部178围绕活塞152的活塞头的圆周形成,并界定在活塞头和活塞缸146的内表面之间。第三气动容积172包括位于活塞缸146的外表面和上管128的内表面之间的基本环形容积。第三气动容积172由浮动活塞150和盖环的顶部界定。多个气动容积可以包括附加的、不同的和/或更少的容积。例如,多个气动容积可以包括第四气动容积,该第四气动容积包括位于活塞轴154的外表面和活塞缸146的内表面之间的基本环形容积。第四气动容积例如由位于活塞轴154的上端处的活塞头的底部和位于活塞缸146的下端处的盖环上的止动环的顶部界定。
由于没有将气动容积168、170、172彼此隔离的密封件,所以所有气动容积168、170、172始终彼此自由连通。
头部134和电子模块136一起限定阀180,该阀180包括位于该头部内的液压流体空间。在该实施例中,该液压流体空间部分地由横跨头部134形成的孔182限定。孔182的一端选择性地封闭。参照图4,阀体或提升阀200(例如,隔离器)被接收在头部134中的孔182中,并且隔离器200的一部分延伸穿过孔182的相对端。衬套202坐落在孔182的该相对端中,并由保持环204固定。
在该实施例中,头部134包括第一流体管道或第一通道206,该第一流体管道或第一通道206延伸穿过第一凸起144,并且在一端处通向孔182中,并且在另一端处通向位于第二凸起148的端部处的第一压力腔室140中。第一通道206提供孔182和位于连接到第一凸起144的活塞缸146内的第一压力腔室140之间的流体连通。头部134还包括第二流体管道或第二通道208,该第二流体管道或第二通道208邻近第一通道206延伸穿过第一凸起144。第二通道208在一端处通向孔182中,并且在另一端处通向第二压力腔室142中,该第二压力腔室142位于第一凸起144的端部处但到达第二凸起148的侧面。第二通道208在孔182与位于上管128和活塞缸146之间的空间中的第二压力腔室142之间提供流体连通。在孔182内的较小直径的中间区域处限定流动路径。孔182位于该流动路径的一侧的部分是第一压力腔室140的一部分。孔182位于该流动路径的另一侧的部分是第二压力腔室142的一部分。在孔182内的头部材料中邻近流动路径形成有渐缩或圆锥形表面210(例如,阀座)。阀座210面对孔182的第二压力腔室142侧。该流动路径允许第一压力腔室140和第二压力腔室142之间进行流体连通。
隔离器200被构造成将第一压力腔室140中的流体与第二压力腔室142中的流体选择性地隔离。隔离器200被构造成抵消由第一压力腔室140作用在隔离器200上的加载压力产生的任何合力。隔离器200基本上是具有第一部分的柱体,该第一部分具有第一直径并限定隔离器200的第一端。隔离器200具有联接到第一部分的第二部分。第二部分具有小于第一直径的第二直径。隔离器200还具有位于第二部分的与第一端相反的端部上的插塞212,由此插塞212限定隔离器200的第二端。
当隔离器200处于关闭位置时,插塞212邻近流动路径抵靠在阀座210上。这关闭了该流动路径,并将第一压力腔室140和第二压力腔室142彼此隔离。阀座210的形状和/或角度以及插塞212的表面的形状和/或角度可以彼此互补,以在关闭位置提供充分的流体紧密密封。当隔离器200处于打开位置时,插塞212与阀座210间隔开。这打开了所述流动路径,从而允许第一压力腔室140和第二压力腔室142之间进行流体连通。
上管128、活塞缸146和盖环相对于彼此固定,并因此被约束成作为一个单元一起移动。液压系统压力作用在这些部件上,并在这些部件上施加净向上力。因此,头部134、上管128、活塞缸146和盖环都被向上偏压。然而,由于第一压力腔室140中的液压流体是不可压缩的,所以头部134上的向下的力对流体加压,但是头部不能向下朝向活塞152移动。此外,当骑手坐在鞍座106上时,由骑手的重量产生的力通过鞍座106向下传递到头部134。由于第一压力腔室140中的流体是不可压缩的,所以头部134对流体加压,但是头部134不能朝向活塞152向下移动。因此,第一压力腔室140中的不可压缩流体支撑骑手的重量,并且抵抗由坐在鞍座106上的骑手的重量产生的力,从而将头部134并由此将鞍座106保持在适当位置。换句话说,第一压力腔室140可以说具有与沿着管轴线施加的负载成比例的加载压力(例如,在来自鞍座106的负载和流体压力本身作用下的压力)。
第一压力腔室140中的流体经由头部134中的第一通道206与隔离器200连通。第一压力腔室140中的流体或者通过骑手的重量在鞍座106上加压(如下所述)或者通过预设压力(例如气动预设压力,也如下所述)加压,或者通过这两者加压。当隔离器200处于关闭位置时,来自第一压力腔室140的流体压力作用在插塞212上。
尽管第一压力腔室140中的流体压力作用在隔离器200上,但是第一压力腔室140中的流体压力在隔离器200上具有等于或接近零的净力。这种情况的重要含义在于,尽管第一压力腔室140中的流体压力将直接根据骑手施加到鞍座106的重量和在骑行时骑手的身体施加在鞍座106上的向下力而改变,但是作用在隔离器200上的净力基本上独立于这些因素。因此,打开阀180所需的能量和/或力,如果不是完全地,也是很大程度上独立于骑手的重量/负载。
流体(例如,在第三气动容积172内气动系统中的空气压力)通过浮动活塞150以向上的力作用,以对第二压力腔室142中的液压流体加压。第二压力腔室142中的液压流体经由头部134中的第二通道208与隔离器200连通。来自第一压力腔室140的流体压力作用在插塞212的圆周或外周上。插塞212的外周表面上的净力为零。隔离器200的端部上的净力将隔离器200偏压成与阀座210接触,从而形成流体紧密密封。图4中隔离器200的位置被称为隔离或关闭位置,因为隔离器200隔离了第一压力腔室140和第二压力腔室142。换句话说,在关闭位置,隔离器200阻挡流体流动穿过第一通道206和第二通道208之间以及由此第一压力腔室140和第二压力腔室142之间的流动路径。当隔离器200处于图4的隔离或关闭位置时,阀180关闭。
当骑手未就坐在鞍座106上时,系统中的力的平衡使得第二压力腔室142中的流体压力大于第一压力腔室140中的流体压力。如果骑手致动阀180(如下所述),则电子模块136的一部分(也如下所述)将隔离器200从图4的隔离或关闭位置推动到打开或致动位置。在打开或致动位置,隔离器200定位成使得流体可流动穿过第一通道206和第二通道208之间以及由此第一压力腔室140和第二压力腔室142之间的流动路径。此外,由于第二压力腔室142中的流体压力大于第一压力腔室140中的流体压力,因此流体从第二压力腔室142经由第二通道208、穿过流动路径、经由第一通道206流动到第一压力腔室140。当液压流体被压入到第一压力腔室140中时,头部134和上管128连同固定到这些部件的所有部件被向上推动,以适应第一压力腔室140中的所导致的流体容积的增加。随着头部134上升,鞍座106上升。骑手可以选择允许鞍座106和上管128上升到图5的完全伸出位置,或者如果需要,可以将鞍座调节到较小的中间高度。
当隔离器200处于打开或致动位置时,阀180打开。作用在隔离器200上的力(例如,流体压力)的平衡将趋向于将隔离器200朝向阀座210偏压。然而,如果电子模块136仍然被操作而打开阀180,如下所述,则隔离器200被保持在打开位置。然而,当电子模块136相应地被操作时,电子模块136的一部分将释放隔离器200。然后,头部134内的流体力的平衡将朝向阀座210推动隔离器200,直到隔离器200再次如图4所示定位在抵靠阀座210的关闭位置。在阀180关闭的情况下,再次防止液压流体经由第一压力腔室140和第二压力腔室142之间的流动路径流动。因此,在阀180关闭的瞬间,头部134和鞍座106将保持在竖直高度位置。
当骑手就坐在鞍座106上时,如前所述,骑手的重量由第一压力腔室140中的不可压缩流体支撑。因此,第一压力腔室140中的流体由于骑手的重量而变得高度加压,并且超过第二压力腔室142中的流体压力。然而,如上所述,阀180的隔离器200上的零或接近零的净力将隔离器200保持在关闭位置。如果骑手操作电子模块136以致动隔离器200,如以下详细描述的,则隔离器200从图4的关闭位置移动到打开位置。隔离器200通过阀180的电子部分(如下所述)的操作而克服第二压力腔室142中的流体压力以这种方式移动。液压流体然后从第一压力腔室140经由第一通道206流动,通过流动路径,并且经由第二通道208流入第二压力腔室142。在第一压力腔室140中具有较少流体的情况下,头部134和上管128以及由此鞍座106可朝向活塞152向下移动,因此降低鞍座106的高度。骑手可以选择将鞍座106和上管128移动到完全缩回位置,或者可以选择更大的中间高度。当骑手相应地操作电子模块136时,隔离器200可再次被释放。隔离器200上的力的平衡将迫使隔离器200到达关闭位置,其中插塞212抵接阀座210,如图4所示。在隔离器200再次处于隔离或关闭位置的情况下,防止液压流体在第一压力腔室140和第二压力腔室142之间流动。因此,头部134和上管128将保持在阀180关闭瞬间所达到的竖直位置。
电子部分
车座立柱组件124的电子部分包括作为头部134和阀180的一部分而结合的电子模块136。电子模块136被构造成从安装到车把104(见图1)的无线致动器214接收无线信号。无线致动器214被构造成操作电子模块136以打开或关闭阀180。为此,骑手通过使用某种类型的致动器(例如杠杆或按钮)来在无线致动器上发起传输信号。
电子模块136具有安装到头部134的轴承壳体216。轴承壳体216包括接收在头部134中的相应孔225内的后伸出凸起218。这样,轴承壳体216相对于头部134精确地定位。轴承壳体216可以例如通过使用机械螺钉等固定到头部134。下球轴承222和上球轴承224被按压到轴承壳体216中的相应孔中。旋转凸轮226由下轴承222和上轴承224支撑在轴承壳体216内。
电子模块136还包括齿轮马达228,齿轮马达228具有电动马达230和齿轮头部232。在实施方式中,电动马达230是直流或DC马达。齿轮马达228还具有从齿轮头部232伸出的输出轴234。齿轮头部232和输出轴234被构造和布置成使得输出轴234比马达230的马达输出轴(未示出)旋转得更慢,但具有更大的扭矩。在一个实施例中,齿轮马达228可以是现成的单元,例如POLOLU ELECTRONICS微金属6伏特齿轮马达(Pololu Item No.998)。类似的齿轮马达也可从PRECISION MICRODRIVES(伦敦,英国)以及其它制造商购买。
齿轮马达228的输出轴234可具有D形或其它非圆形横截面。同样,凸轮226可在凸轮226的顶端处具有相应形状的洞236。输出轴234被接收在洞236中,使得输出轴234的旋转使凸轮226与之一致地旋转。
电子模块136可具有印刷电路板(PCB)250。在一个实施例中,PCB 250可以用一个或多个连接器(例如,螺钉和/或引导销)固定到头部134。在一个实施方式中,PCB 250通过螺钉固定到轴承壳体216。电线或其它导电元件可将马达230电连接到PCB 250。
电子模块136还可包括光学位置指示器。例如,光学开关252,其可以是电子领域中已知的类型,例如OMRON开关(部件号EE-SX1131)。光学开关252可以是PCB 250的组成部分。光遮断器254可被设置为凸轮226的一部分。在该实施例中,光遮断器254是位于凸轮226顶端上的圆盘,并且该圆盘被穿孔有围绕并穿过该圆盘的间隔开的一系列光学开口或窗口。光遮断器254可以整体形成为凸轮226的一部分,或者可以是附接到凸轮226的单独物件。在一个实施例中,光遮断器254与凸轮226的部分整体地形成为单件整体结构。光遮断器254被定位成根据凸轮226绕凸轮轴线的旋转或角度位置选择性地中断从光学开关252发射的光束。
PCB 250可以包括按钮开关。按钮开关可以是现成的电气部件,例如具有按钮型致动的瞬时型电气开关。按钮从电子模块136的罩中的孔伸出,并由保持环保持。O形环容纳在由按钮的外表面、罩和围绕按钮的垫圈形成的压盖内。垫圈将O形环捕获成抵靠孔内的台阶表面。例如压缩弹簧之类的偏压元件将按钮从罩向外偏压。按钮和相关部件被构造和布置成使得当骑手按压按钮时,按钮的远端或内端接触并致动按钮开关。当骑手释放按钮时,弹簧偏压按钮而使其脱离与按钮开关接触,从而使按钮开关断开。
电子模块136还包括电源,例如电池或电池组(例如,见图2和图4中的电池256),该电源可附接到电子模块136的罩以向电子模块136提供电力。可以提供至少一个电池,并且该至少一个电池足以根据需要向PCB 250的部件、电动马达230和电子模块136的其它部件提供电力。电池可以是可再充电电池,例如锂聚合物型电池,这种电池可以产生大约7.5伏特的完全充电电压。当电池附接到电子模块136的罩时,PCB 250的电触点或弹簧顶针(pogopin)接触电池上的电触点。因此,当电池附接到电子模块136的罩时,在电池和PCB 250之间形成并保持电接触。
PCB 250上的微处理器(未示出)可以向PCB 250上的马达控制器(未示出)发送信号,这允许马达230从电池汲取电流。当被致动或指示时,马达230可将来自于电池的电能转换成旋转机械能。当被致动时,马达230然后可以运转并通过齿轮头部232将动力传输到输出轴234。如前所述,齿轮马达228的D形输出轴234配合在凸轮226的相应D形洞236中。因此,输出轴234在被马达230驱动时,绕凸轮轴线旋转地驱动凸轮226。当凸轮226绕旋转轴旋转时,光遮断器254的窗口与这些窗口之间的条棒交替地中断来自光学开关252的光束。这允许微处理器检测和确定当凸轮226旋转时由光遮断器254产生的结果电脉冲。
在该实施例中安装到车把104的无线致动器214被构造成向车座立柱组件124发送无线信号,并且更具体地,向电子模块136发送无线信号。当在鞍座106定位在任何给定的竖直位置或高度处的情况下骑行时,凸轮226定位在原始位置,并且阀180关闭。当骑手希望调节鞍座106的竖直位置时,骑手可按压并保持安装在自行车100的车把104上的无线致动器214上的致动器或按钮。只要骑手按压和保持致动器或按钮,就可由无线致动器214重复地传输无线信号以打开阀180,并且无线信号可由接收器重复地接收,接收器例如是无线电芯片的天线和/或PCB 250上的无线天线(未示出)。信号从无线电芯片传输到PCB 250的微处理器,并且微处理器将信号发送到PCB 250的马达控制器。然后,马达控制器允许马达230从电池汲取电流。马达230将来自电池的电力转换成旋转机械动力,该旋转机械动力通过齿轮头部232从马达230传输,以作为输出轴234的旋转而输出。如前所述,齿轮马达228的D形输出轴234与凸轮226的相应D形洞236配合。因此,输出轴234的旋转绕轴线C旋转地驱动凸轮226。
当凸轮226旋转时,凸轮226上的光遮断器254也随之旋转,从而交替地阻断由光学开关252发射的光束。PCB 250的微处理器可以对由光学开关252产生的结果电脉冲计数。这样,PCB 250和微处理器可确定和/或保持代表凸轮226的旋转位置的数据。由于凸轮226的偏心表面相对于凸轮226的旋转轴线偏心地定位,所以凸轮226的旋转导致球轴承绕凸轮226的旋转轴线旋转并相对于凸轮226的旋转轴线平移。当凸轮226旋转时,球轴承变成与隔离器200接触。当凸轮226继续旋转时,球轴承迫使隔离器200从图4所示的关闭或隔离位置到打开位置。在该实施例中,当球轴承推动隔离器200时,限制球轴承的外圈和隔离器200的第一端之间的滑动。在该实施例中,在球轴承的内圈和凸轮226之间也存在最小的滑动。通过将轴承承载在凸轮226上并定位在与隔离器200接触的接触点处而产生的滑动的缺少,即使不是全部,也消除了基本大部分的否则将产生的滑动摩擦。这种部件布置大大减少了电池360和齿轮马达228打开阀180所需的能量。
一旦阀180打开,骑手可以以如前所述的方式竖直地定位鞍座106,或者通过将重量放置在鞍座106上以降低鞍座106,或者通过从鞍座106移除重量以允许鞍座106上升。一旦鞍座106处于期望位置,骑手就可以释放位于车把104处的无线致动器214上的致动器或按钮。这将向PCB 250发送无线信号以关闭阀180并将隔离器200移动到关闭位置。无线信号由PCB 250上的无线电芯片接收,由微处理器处理,然后控制马达230以旋转凸轮226,从而使球轴承移动远离隔离器200的第一端并与其脱离接触。这将允许先前描述的系统流体压力迫使隔离器200从打开位置返回到图4的关闭位置。当凸轮226旋转并接近上述原始位置时,微处理器可以对来自光学开关252的电脉冲计数。然后,微处理器可以使用PID控制算法来管理到达马达230的电力流或电力输送,使得当凸轮226处于初始位置而阀180关闭时马达停止。然后,鞍座106保持在阀180关闭时其所维持的位置。
在一个实施方式中,车座立柱组件124的电子模块136包括安装到印刷电路板250的压力传感器258。压力传感器258可以代替光学开关252和光遮断器254使用或除了光学开关252和光遮断器254之外还使用压力传感器258,以识别例如鞍座106相对于框架102的位置。压力传感器258的管状部分从压力传感器258的面延伸。传感器密封件260例如为大致管状的形状,并且与压力传感器258的管状部分同轴地定位。O形环262位于传感器密封件260中的O形环压盖中,并且抵靠压力传感器258的管状部分的外径密封。连接管264与压力传感器258的管状部分同轴地定位,并且插入到传感器密封件260的端部中。O形环266位于传感器密封件260中的O形环压盖中,并且抵靠连接管264的外径密封。连接管264延伸到头部134中的圆柱形孔中。O形环268位于头部134中的圆柱形孔中的O形环压盖中,并且抵靠连接管264的外径密封。部分地延伸穿过头部134的第一洞270与头部134中的圆柱形孔同轴地定位,并且延伸以与部分地延伸穿过头部134的第二洞272相交。第二洞272与主流体容积140(例如,第一压力腔室)流体连通。因此,压力传感器258与主流体容积140流体连通,并且被构造成感测主流体容积140中的流体的压力。
可以使用任何数量的不同类型的压力传感器作为压力传感器258。例如,压力传感器258可以是压阻应变仪、电容压力传感器、电磁压力传感器、压电压力传感器、光学压力传感器、电位压力传感器、谐振压力传感器、热压力传感器、电离压力传感器、另一类型的压力传感器或其任意组合。
在一个实施方式中,如图5和图6所示,安装到电子模块136的印刷电路板250的压力传感器258被构造成感测流体容积142(例如,第二压力腔室)中的流体的压力。例如,第二洞272延伸穿过头部134,以将穿过头部134的第一洞270,并因此将压力传感器258与第二压力腔室142连接。换句话说,头部134的第二洞272布置在头部134内,以与第二压力腔室142连通。当阀180关闭时,穿过头部134的第二洞272不与主流体容积140连通。
在一个实施方式中,由压力传感器258感测的流体容积142中的流体的压力还与主流体容积140中的流体的压力相关,这例如是由于当骑手向鞍座106施加负载时活塞缸146的挠曲而引起的。因此,由于当负载施加到鞍座106并因此施加到主流体容积140时由活塞缸146的挠曲导致的所感测的压力的变化,除了感测骑手是否处于鞍座106上之外,压力传感器258还能够感测流体容积142中的流体的压力。
在另一实施方式中,如图7和图8所示,压力传感器280位于活塞轴154内部,并因此与气体容积168流体连通。压力传感器280被构造成感测气体容积168中的气体的压力。气体容积168经由活塞152的洞282和284与气体容积170连通,并且气体容积170经由活塞缸146的横钻洞286与气体容积172连通。因此,气体容积168与气体容积172连通,并且压力传感器280也可以感测气体容积172中的气体的压力。
可以使用任何数量的不同类型的压力传感器作为压力传感器280。例如,压力传感器258可以是压阻应变仪、电容压力传感器、电磁压力传感器、压电压力传感器、光学压力传感器、电位压力传感器、谐振压力传感器、热压力传感器、电离压力传感器、另一类型的压力传感器或其任意组合。
图9至图15分别示出了车座立柱组件124的不同实施方式的简化示意图。这些图仅意味着以示意性方式示出相应的车座立柱组件124如何工作。参照图9,活塞152可在活塞缸146中向上和向下移动。活塞152将活塞缸146分成主流体容积140和气体容积170。内部浮动活塞(IFP)150可在上管128中(例如,在上管128和活塞缸146之间的容积中)向上和向下移动。IFP 150将上管128和活塞缸146之间的容积分成流体容积142和气体容积172。活塞152的内部是中空的,并且该中空空间形成气体容积168。活塞152中的洞284和活塞缸146中的洞286允许气体容积168、170、172彼此连通。主流体容积140和流体容积142填充有不可压缩流体,例如矿物油,并且气体容积168、170、172填充有可压缩气体,例如空气。当阀180关闭时,阀180阻止流体容积140、142之间的连通,并且当阀180打开时,允许流体容积140、142之间的连通。
图9所示部件的位置通常代表鞍座106处于上部位置。在该位置,气体容积172中的气体处于预设压力P1。由于IFP 150在上管128中自由地向上和向下移动,因此横跨IFP 10可以没有显著的压力差,并且流体容积142、140因此也处于预设压力P1。因此,整个系统压力处于压力P1。
如图10所示,只要阀180保持打开,活塞152就可以进一步移动到活塞缸146中。由于主流体容积140现在小于先前的容积,例如被置换的矿物油被迫使流动穿过阀180而流入流体容积142中。这迫使IFP(10)向下移动以容纳矿物油,例如,这导致气体容积172减小。在该位置,气体容积168、170、172的总容积小于图9所示位置的总容积。因此,气体容积172中的气体现在处于较高压力P2。由于IFP 150在上管128中自由地向上和向下移动,因此横跨IFP 10可以没有显著的压力差,因此流体容积140、142也处于压力P2。因此,整个系统压力处于压力P2。图10所示部件的位置通常代表鞍座106处于较低(下降)位置。
系统压力与鞍座的位置直接相关。较高的鞍座位置(图9中所示)具有较低的系统压力,而较低的鞍座位置(图10中所示)具有较高的系统压力。系统中任何地方的压力传感器可以用于测量系统压力,并且该系统压力可以用于确定鞍座高度。
图11和图12示出了图3和图4的实施方式中的压力传感器258的位置。当阀180打开时,如图11所示,压力传感器258测量系统压力,如前所述,该系统压力可用于确定鞍座高度。当阀180关闭时,如图12所示,鞍座106被阻止向下移动,并且主流体容积140中的压力与骑手的身体施加在鞍座106上的任何重量直接相关。当骑手的身体施加在鞍座106上的重量增加时,主流体容积140中的压力也增加。这样,当阀180关闭时由压力传感器258测量的压力可以用于确定骑手是否坐在鞍座106上。此外,由压力传感器258测量的压力也可用于确定骑手在鞍座106上放置多少重量。
图13示出了参照图5和图6的实施方式所述的压力传感器258的位置。在该实施方式中,压力传感器258测量流体容积142中的压力。无论阀180是打开的还是关闭的,压力传感器258都测量与鞍座高度直接相关的压力。
在一个实施方式中,当主流体容积140中的压力由于骑手施加在鞍座106上的负载而增大时,流体容积142中的压力由于例如活塞缸146的部分地形成主流体容积140的壁的向外挠曲也可以增大。活塞缸146的壁的向外挠曲减小了流体容积142的容积,并因此增加了流体容积142内的压力。因此,当阀180打开或关闭时,压力传感器258测量系统压力,如前所述,该系统压力可用于确定鞍座高度。当阀180关闭时,阻止鞍座106向下移动,并且流体容积142中的压力的增加(例如,由于活塞缸146的向外挠曲)与主流体容积140中的压力的增加直接相关,并且因此与骑手的身体施加在鞍座106上的任何重量直接相关。当阀180关闭时由压力传感器258测量的压力可以用于确定骑手是否坐在鞍座106上。此外,由压力传感器258测量的压力也可用于确定骑手在鞍座106上放置多少重量。
图14示出了压力传感器280的位置,如参照图7和图8的实施方式所描述的。在该实施方式中,压力传感器280直接测量空气压力。无论阀180是打开的还是关闭的,当如图所示定位时,压力传感器都测量与鞍座高度直接相关的压力。
图15示出了第四实施方式,其中管300从阀180延伸到上管128和活塞缸146之间的容积中。在该实施方式中,没有将例如油与空气分离的IFP 150。在该实施方式中,例如,容积168和容积170填充有油。活塞缸146和上管128之间的容积填充的油一直到油位线302,并且在油位线302上方填充有空气。主流体容积140例如填充有油。如图5和图6所示的实施方式那样定位的压力传感器258直接测量系统空气压力,因此可用于确定鞍座高度,而不管阀180是打开的还是关闭的。
车座立柱组件124可以包括一个或多个上述传感器258、280。在一个实施方式中,车座立柱组件124包括图3和图4所示实施方式的传感器258、图5和图6所示实施方式的传感器258以及图7和图8所示的传感器280。PCB 250的微处理器可以以任何方式使用压力测量值来控制鞍座106相对于框架102的定位。
图16示出了用于升起自行车的鞍座(例如,自行车100的鞍座106)的方法的一个实施方式的流程图。该方法可以使用图3和图4所示的车座立柱组件124或另一个车座立柱组件124来执行。该方法以所示顺序实施,但也可以使用其它顺序。可以提供附加的、不同的或更少的动作。类似的方法可以用于升起自行车的鞍座。
车座立柱组件124可以进入一种模式,在该模式下阀(例如,阀180)打开并保持打开,直到车座立柱延伸成使得压力等于或小于对应于预定位置的压力(例如,升起到位置模式)。预定位置通常在最大伸出位置和最小伸出位置之间。例如,通过骑手或用户经由自行车处的用户接口(例如,通过在用户接口处升起鞍座高度)选择模式来进入该模式。最小伸出位置对应于第一压力,最大伸出位置对应于第二压力。第一压力大于第二压力。用户与用户接口(例如,一个或多个按钮)交互以选择自行车的鞍座的位置。用户可以与用户接口的按钮交互,以将鞍座升起预定量(例如,对应于预定压力变化)和/或选择预定鞍座高度,该预定鞍座高度例如存储在车座组件的电子模块的存储器中(例如,对应于预定压力)。
用户接口可以基于与用户接口的用户交互产生对应于所请求的鞍座高度的信号(例如,请求)。用户接口经由有线连接和/或无线连接将请求发送到电子模块的处理器。在动作1600中,处理器接收对鞍座高度的请求。处理器确定对应于请求的鞍座高度的压力(例如,目标压力)。例如,存储器存储分别代表多个预定车座高度和对应于预定车座高度的压力的数据(例如图表)。在一个实施方式中,如果所请求的鞍座高度与存储在存储器中的预定车座高度中的一个不完全匹配,则处理器可以通过对存储在存储器中的数据进行插值来确定对应于所请求的鞍座高度的压力。
在动作1602中,处理器识别当前压力(例如,在第一时间点)并将识别的当前压力与目标压力对比。处理器识别来自电子模块的压力传感器的当前压力,或者压力传感器将压力测量值发送到存储器,并且处理器识别来自存储器的当前压力。在一个实施方式中,压力传感器以预定间隔确定压力或连续地确定压力。
基于该对比,如果当前压力大于目标压力,则该方法移动至动作1604。如果当前压力不大于目标压力(例如,小于或等于目标压力),则该方法移动到动作1614处的方法的结束。
在动作1604中,处理器指示车座立柱组件的阀(例如,阀180)打开,并且在动作1606中,处理器再次识别当前压力(例如,在第二时间点更新当前压力)。在动作1608中,处理器将更新的当前压力与目标压力对比。如果更新的当前压力小于目标压力,则该方法移动到动作1610。如果更新的当前压力不小于目标压力(例如,大于或等于目标压力),则方法返回到动作1606。
在动作1610中,将更新的当前压力存储在存储器中,并且在动作1612中,处理器指示阀(例如,阀180)关闭。该方法在动作1614处结束。
图17示出了用于升起自行车的鞍座(例如,自行车100的鞍座106)的方法的另一实施方式的流程图。该方法可以使用图5和图6所示的车座立柱组件124的实施方式、图7和图8所示的车座立柱组件124的实施方式或另一个车座立柱组件124来执行。该方法以所示顺序实施,但也可以使用其它顺序。可以提供附加的、不同的或更少的动作。类似的方法可以用于升起自行车的鞍座。例如,作为用户接口处的用户输入的结果,车座立柱进入升起到位置模式。
在动作1700中,处理器接收对鞍座高度的请求。处理器确定对应于所请求的鞍座高度的压力(例如,目标压力)。在动作1702中,处理器识别来自压力传感器或存储器的当前压力(例如,在第一时间点),并且在动作1704中,将识别的当前压力与目标压力对比。基于该对比,如果当前压力大于目标压力,则该方法移动至动作1706。如果当前压力不大于目标压力(例如,小于或等于目标压力),则该方法移动到动作1714处的方法的结束。
在动作1706中,处理器指示车座立柱组件的阀(例如,阀180)打开,并且在动作1708中,处理器再次识别当前压力(例如,在第二时间点更新当前压力)。在动作1710中,处理器将更新的当前压力与目标压力对比。如果更新的当前压力小于目标压力,则该方法移动到动作1712。如果更新的当前压力不小于目标压力(例如,大于或等于目标压力),则该方法返回到动作1708。在动作1712中,处理器指示阀(例如阀180)关闭。该方法在动作1714处结束。
图18示出了从阀打开时(例如,在动作1604或动作1706中)直到达到目标压力并且阀关闭时(例如,在动作1612或动作1712中)压力减小的代表曲线图。在一个实施方式中,如果当进入升起至位置模式时更新的当前压力处于或超过目标压力(例如,在预定阈值内),则阀不打开,并且鞍座的当前位置被保持。
图19示出了用于降低自行车的鞍座(例如自行车100的鞍座106)的方法的一个实施方式的流程图。该方法可以使用图3和图4所示的车座立柱组件124的实施方式或另一车座立柱组件来执行。该方法以所示顺序实施,但也可以使用其它顺序。可以提供附加的、不同的或更少的动作。类似的方法可以用于降低自行车的鞍座。
车座立柱组件进入一种模式,在该模式下阀打开并保持打开直到车座立柱(例如,包括鞍座)下降,使得压力等于或超过对应于预定位置的压力(例如,下降到位置模式)。预定位置通常在最大伸出位置和最小伸出位置之间。例如,通过骑手经由自行车处的用户接口选择该模式(例如,通过在用户接口处降低鞍座高度)来进入该模式。用户与用户接口(例如,一个或多个按钮)交互,以例如在最小伸出位置和最大伸出位置之间选择自行车的鞍座的位置。用户可以与用户接口的按钮交互,以将鞍座降低预定量(例如,对应于预定压力变化)和/或选择预定鞍座高度或历史鞍座高度,该历史鞍座高度例如存储在车座组件的电子模块的存储器中(例如,对应于预定压力)。
在一个实施方式中,用户与用户接口的单个按钮交互。例如,用户按压和释放单个按钮以使鞍座向下棘轮运动预定高度间隔或使鞍座下降预定量(例如,下降到最小伸出位置和最大伸出位置之间的一半)。作为另一实施例,用户按压并保持单个按钮,使得阀在保持单个按钮的同时打开;当按钮被释放时,阀关闭。用户接口可以基于用户与用户接口的交互生成对应于所请求的鞍座高度的信号(例如,请求)。
在动作1900中,处理器接收对鞍座高度的请求。处理器基于例如存储在存储器中的数据(例如图表)确定对应于所请求的鞍座高度的压力(例如目标压力)。在一个实施方式中,如果所请求的鞍座高度与存储在存储器中的预定车座高度中的一个不完全匹配,则处理器可以通过对存储在存储器中的数据进行插值来确定对应于所请求的鞍座高度的压力。
在动作1902中,处理器识别当前压力(例如,在第一时间点)并将识别的当前压力与目标压力对比。处理器从电子模块的压力传感器识别当前压力。或者,压力传感器将压力测量值发送到存储器,并且处理器从存储器识别当前压力。在一个实施方式中,压力传感器以预定间隔确定压力或连续地确定压力。
基于该对比,如果当前压力小于目标压力,则该方法移动到动作1904。如果当前压力不小于目标压力(例如,大于或等于目标压力),则该方法移动到动作1914处的方法的结束。
在动作1904中,处理器指示车座立柱组件的阀(例如,阀180)打开,并且在动作1906中,处理器再次识别当前压力(例如,在第二时间点更新当前压力)。在动作1908中,处理器将更新的当前压力与目标压力对比。如果更新的当前压力大于目标压力,则该方法移动到动作1910。如果更新的当前压力不小于目标压力(例如,大于或等于目标压力),则方法返回到动作1906。例如,可以通过骑手用手向下按压在鞍座上或者通过骑手坐在鞍座上来增加压力。
在动作1910中,将更新的当前压力存储在存储器中,并且在动作1912中,处理器指示阀(例如,阀180)关闭。该方法在动作1914处结束。
图20示出了用于降低自行车的鞍座(例如,自行车100的鞍座106)的方法的一个实施方式的流程图。该方法可以使用图5和图6所示的车座立柱组件124的实施方式、图7和图8所示的车座立柱组件124的实施方式或另一个车座立柱组件来执行。该方法以所示顺序实施,但也可以使用其它顺序。可以提供附加的、不同的或更少的动作。类似的方法可以用于降低自行车的鞍座。例如,作为用户接口处的用户输入的结果,车座立柱进入下降到位置模式。
在动作2000中,处理器接收对鞍座高度的请求。处理器确定对应于所请求的鞍座高度的压力(例如,目标压力)。在动作2002中,处理器从压力传感器或存储器识别当前压力(例如,在第一时间点),并且在动作2004中,将识别的当前压力与目标压力对比。基于该对比,如果当前压力小于目标压力,则该方法移动到动作2006。如果当前压力不小于目标压力(例如,大于或等于目标压力),则该方法移动到动作2014处的方法的结束。
在动作2006中,处理器指示车座立柱组件的阀(例如,阀180)打开,并且在动作2008中,处理器再次识别当前压力(例如,在第二时间点更新当前压力)。在动作2010中,处理器将更新的当前压力与目标压力对比。如果更新的当前压力大于目标压力,则该方法移动到动作2012。如果更新的当前压力不大于目标压力(例如,小于或等于目标压力),则该方法返回到动作2008。在动作2012中,处理器指示阀(例如阀180)关闭。该方法在动作2014处结束。
图21示出了从阀打开时(例如,在动作1904或动作2006中)直到达到目标压力并且阀关闭时(例如,在动作1912或动作2012中)压力增加的代表曲线图。在一个实施方式中,如果当进入下降至位置模式时压力处于或超过目标压力(例如,在预定阈值内),则阀不打开,并且鞍座的当前位置被保持。
图22示出了用于自行车的鞍座(例如自行车100的鞍座106)的棘轮模式的方法的一个实施方式的流程图。该方法可以使用图3和图4所示的车座立柱组件124的实施方式、图5和图6所示的车座立柱组件124的实施方式或另一个车座立柱组件来执行。车座立柱组件进入一种模式(例如棘轮模式),在该模式下处理器在压力开始增加的任何时候打开阀(例如阀180),这是骑手正坐在鞍座上的指示。例如,由于骑行地形或条件的变化,可以进入棘轮模式。例如,当骑手从下坡过渡到上坡时,可以进入棘轮模式。
只要压力继续单调地增加,表明立柱被主动压缩,则该阀将保持打开。如果压力停止增加,处理器立即关闭阀,防止鞍座伸出。在这种模式下时,阀可以打开任意次数,从而允许车座立柱被递增地压缩。
在动作2200中,处理器基于例如用户输入从用户接口接收请求进入棘轮模式的请求。棘轮模式可以由自行车的骑手具体地请求。或者,处理器可以基于检测到的压力确定骑手正坐在鞍座上(例如,在动作2202中),并且处理器可以自动进入棘轮模式。
在动作2202中,处理器确定骑手是否正在将至少预定压力施加在车座立柱组件的鞍座上。例如,处理器以预定间隔或连续地从压力传感器或存储器识别当前压力。处理器将当前压力与预定阈值压力对比(例如,在该预定阈值压力或高于该预定阈值压力,则表示骑手正坐在鞍座上),并且在当前压力例如大于预定阈值压力时,处理器进入棘轮模式并且移动到动作2204。
在动作2204中,处理器打开阀(例如,阀180),并且在动作2206中,处理器等待预定打开时间(例如,50、100或200毫秒)。在一个实施方式中,该方法不包括动作2206,并且在动作2204和动作2208之间没有时间延迟。
在动作2208中,处理器监测所识别的当前压力,该当前压力以预定间隔或连续地更新。每个更新的当前压力可以存储在存储器中,至少存储预定时间段(例如,三十秒)。在一个实施方式中,以预定监测间隔,处理器将识别的当前压力与最近先前存储的压力对比。如果识别的当前压力大于最近先前存储的压力,则这是阀打开时鞍座正在下降并且阀保持打开的指示。如果识别的当前压力小于或等于最近先前存储的压力,则该方法移动到动作2210。
在动作2210中,处理器关闭阀。然后,该方法返回到操作2202,其中处理器经由压力传感器监测鞍座上的压力。
图23示出了在阀打开、车座立柱压缩和阀关闭的两个循环期间的压力的代表曲线图。
参考图24,在车座立柱组件处于阀(例如,阀180)关闭的状态下,压力传感器可以获取周期性压力读数,并且使用该数据来确定骑手是否就坐在鞍座上(例如,鞍座检测模式)。在阀关闭的情况下,处理器可以观察到对应于骑手离开鞍座的最小压力。对于高于最小压力或高于比最小压力高的预定阈值的任何压力,处理器可以推断骑手正坐在鞍座上。从阀关闭的时间开始,没有办法证明实际上已经观察到最小压力,因此每当新的压力样本小于当前最小压力时,就更新最小压力。最小压力的零假设是阀已经关闭之后的第一压力样本。对鞍座上的骑手的检测(例如,在鞍座检测模式内)可以用作自行车上的其它控制算法的输入,例如设定悬架阻尼率。
在一个实施方式中,一次只执行上面参照图16至图24描述的方法中的一种。在另一个实施方式中,并行地执行以上参考图16至图24描述的方法中的不止一种。例如,升起到位置模式与鞍座检测模式并行地执行。可以并行地执行附加的和/或不同的模式。
图25中示出了说明电子模块136的部件的方框图。PCB 250包括处理器400、存储器402和通信接口404。PCB 250还可以包括或通信地联接到唤醒传感器406、用户接口408、位置指示器接口和/或齿轮马达接口410。处理器400还指如本文所述的微处理器,并且可包括通用处理器、数字信号处理器、专用应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路、其组合、或其它现在已知或以后开发的处理器。处理器400可以是单个装置或装置的组合,例如通过共享或并行处理。
存储器402可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器402可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、电子可擦除程序只读存储器(EEPROM)或其它类型的存储器中的一种或多种。存储器402可以是可从电子模块136移除的,诸如安全数字(SD)存储卡。在特定非限制性示例性实施方式中,计算机可读介质可包含固态存储器,例如存储卡或容纳一个或多个非易失性只读存储器的其它封装。此外,计算机可读介质可以是随机存取存储器或其它易失性可重写存储器。另外,计算机可读介质可以包括磁光或光学介质,例如光盘或磁带或其它存储装置。因此,本公开被认为包括在其中可以存储数据或指令的计算机可读介质和其他等同物和后继介质中的任何一种或多种。存储器用于存储用于处理器400的指令。
存储器402是非暂时性计算机可读介质,并且被描述为单个介质。然而,术语“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质(诸如集中式或分布式存储器结构)和/或可操作来存储一组或多组指令和其它数据的相关高速缓存。术语“计算机可读介质”还将包括能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令组或者使得计算机系统执行这里公开的方法或操作中的任何一种或多种的任何介质。
在替代实施方式中,可以构造专用硬件实现,例如专用应用集成电路、可编程逻辑阵列和其它硬件装置,以实现本文所述的方法中的一个或多个。可以包括各种实施方式的设备和系统的应用可以广泛地包括各种电子和计算机系统。本文描述的一个或多个实施方式可以使用两个或多个特定互连硬件模块或装置来实现功能,所述特定互连硬件模块或装置具有可以在模块之间和通过模块通信的相关控制和数据信号,或者作为专用应用集成电路的一部分。因此,本系统包含软件、固件和硬件实现。
电子模块136还包括电源412。电源412可以是便携式电源,例如作为本文所述实施方式的一部分描述的电池。电源412可包括使用例如机械电力发电机、燃料电池装置、光伏电池或其它电力发生装置来产生电力。电源412可包括电池,例如由将存储的化学能转换成电能的两个或多个电化学电池构成的装置。电源412可以包括一个电池或多个电池的组合或其它供电装置。可以使用专门装配或构造的电池类型,或标准电池类型,例如CR 2012、CR2016和/或CR 2032。
通信接口404提供从电子模块136到自行车100的另一部件的数据和/或信号通信,该另一部件例如是一个或多个无线致动器,或外部装置例如移动电话或其它计算装置。例如,通信接口404可以提供从电子模块136到自行车100上的另一电子模块的骑手数据(例如,骑手是否在鞍座上,基于阀180处于关闭位置时的压力读数)的通信,以便控制自行车100的部件,例如拨链器或悬架部件。通信接口404使用任何可操作连接来通信数据。可操作连接可以是在其中可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。可操作连接可以包括物理接口、电气接口和/或数据接口。通信接口404被构造成无线地通信,并且因此包括一个或多个天线或无线电装置。通信接口404提供任何现在已知或以后开发的格式的无线通信。尽管本说明书参考特定标准和协议描述了可以在特定实施方式中实现的部件和功能,但是本发明不限于这样的标准和协议。例如,因特网和其它分组交换网络传输之类的标准(例如,TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)代表了现有技术的实施例。这些标准被具有基本相同功能的更快或更有效的等同物周期性地取代。也可以使用或者另选地使用 ANT+TM、ZigBee、WiFi和/或AIREATM标准。因此,具有与本文所公开的那些相同或相似功能的替代标准和协议被认为是其等同物。在实施方式中,通信接口404可以被构造成传输指示鞍座的负载状态或车座立柱组件的当前操作模式的信号。可以传输其它信号。例如,通信接口404可被构造成传输指示自行车传动系的确定的和/或检测的脚踏状态的信号。此外,可以无线地传输所确定的脚踏状态。
齿轮马达接口410提供从齿轮马达228到PCB 250的电路系统的数据和/或信号通信。齿轮马达接口410使用有线技术进行通信。例如,齿轮马达接口410使用系统总线或其它通信技术与齿轮马达228通信。齿轮马达接口410可以包括附加的电气和/或电子部件,例如用于检测、通信和/或以其他方式处理齿轮马达228的信号的附加处理器和/或存储器。在实施方式中,可以不使用专用的和不同的齿轮马达接口410,但是处理器400可以被构造成控制、读取和/或处理齿轮马达信号,从而将齿轮马达接口410与处理器400整体或部分地集成。
电子模块136还可包括齿轮马达228或联接到其的齿轮装置的位置指示器414,例如本文所述的光学开关252。位置指示器接口416提供从位置指示器414到PCB 250的电路系统的数据和/或信号通信。位置指示器接口416使用有线技术进行通信。例如,位置指示器接口416使用系统总线或其它通信技术与位置指示器414通信。位置指示器接口416可以包括附加的电气和/或电子部件,例如附加处理器和/或存储器,以用于检测、通信和/或以其他方式处理位置指示器414的信号。在实施方式中,可以不使用专用的和不同的位置指示器接口416,但是处理器400可以被构造成控制、读取和/或处理齿轮马达信号,从而将位置指示器接口416与处理器400整体或部分地集成。
用户接口408可以是一个或多个按钮、灯或用于在用户和电子模块136之间通信数据的其它装置或部件。用户接口408可以包括液晶显示器(“LCD”)面板、发光二极管(“LED”)、LED屏幕、薄膜晶体管屏幕、或另一类型的显示器或光发射装置。用户接口408还可以包括音频能力或扬声器。
在实施方式中,用户接口408包括LED指示器。例如,LED指示器发光以指示电子模块136的命令或其它动作的输入。
电子模块136还包括至少一个压力传感器258。压力传感器接口提供从至少一个压力传感器258和/或压力传感器280到PCB 250的电路系统的数据和/或信号通信。压力传感器接口使用有线技术进行通信。例如,压力传感器接口使用系统总线或其它通信技术与至少一个压力传感器258和/或压力传感器280通信。在一个实施方式中,压力传感器接口经由无线技术与一个或多个压力传感器1和/或压力传感器280通信。压力传感器接口可包括附加的电气和/或电子部件,例如附加处理器和/或存储器,以用于检测、通信和/或以其它方式处理至少一个压力传感器258和/或压力传感器280的信号。在实施方式中,可以不使用专用的和不同的压力传感器接口,但是处理器400可以被构造成控制、读取和/或处理压力传感器信号,从而将压力传感器接口与处理器400整体或部分地集成。
根据本公开的各种实施方式,本文所描述的方法可用可由计算机系统(例如PCB250上所包括的电路)执行的软件程序来实现。此外,在示例性、非限制性实施方式中,实现可以包括分布式处理、部件/对象分布式处理和并行处理。或者,虚拟计算机系统处理可被构造为实现如本文所述的方法或功能中的一种或多种。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)编写,并且计算机程序可以以任何形式部署,这些形式包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如,存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、专用于所讨论的程序的单个文件中、或多个协同文件(例如,存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上执行,或者在位于一个地点或横跨多个地点分布的并通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行,所述可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。处理和逻辑流程也可以由专用逻辑电路系统(例如,现场可编程门阵列(FPGA)或专用应用集成电路(ASIC))执行,并且电子模块136也可以实施为专用逻辑电路系统或专用应用集成电路。
如在本申请中所使用的,术语“电路系统”或“电路”指的是所有以下各项:(a)仅硬件的电路实现(例如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现)以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合,例如(如可适用的):(i)处理器的组合;或(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器)、软件和存储器的部分,它们一起工作以使诸如移动电话或服务器之类的设备执行各种功能;以及(c)电路,诸如微处理器或微处理器的一部分,它们需要软件或固件来操作,即使该软件或固件在物理上不存在。
“电路系统”的这个定义适用于本申请中(包括在任何权利要求中)该术语的所有使用。作为进一步的实施例,如在本申请中所使用的,术语“电路系统”还将覆盖仅一个处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们的)伴随软件和/或固件以及其它电子部件的实现。例如并且如果可应用于特定权利要求要素,则术语“电路系统”还将覆盖用于移动计算装置的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络装置或其它网络装置中的类似集成电路。
适于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常,处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常,计算机还包括或可操作地联接以从用于存储数据的一个或多个大容量存储装置(例如,磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或向其传递数据,或两者。然而,计算机不需要具有这样的装置。计算机可以嵌入在另一装置(例如,移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器或另一设备)中。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置,包括例如半导体存储器装置(例如EPROM、EEPROM和闪存装置;诸如内部硬盘或可移除盘之类的磁盘;磁光盘;以及CD ROM和DVD-ROM盘)。处理器和存储器可以由专用逻辑电路系统补充,或者合并在专用逻辑电路系统中。
在本公开的精神和范围内,可以有骑手接口、配对程序、无线信号传输和接收等的其他实施例。在上述实施例中,骑手按压并保持无线致动器上的致动器或按钮以调节鞍座位置,并且释放致动器或按钮以实现并保持选定位置。在一个替代实施方式中,骑手可按压和释放致动器或按钮以调节鞍座的竖直位置,并且可再次按压和释放相同的致动器或按钮以保持和维持选定的鞍座位置。在另一个实施例中,骑手可以按压和释放第一致动器以调节鞍座位置,然后可以按压和释放不同的第二致动器以保持和维持选定的鞍座位置。在又一实施例中,骑手可使用致动器或按钮来选择存储在存储器402中的预定鞍座位置。在另一个实施例中,骑手可以按压和释放致动器以进入棘轮模式,并且可以按压和保持致动器至少预定的时间量以进入标准模式,在标准模式期间,当致动器被按压和释放时,阀180移动到打开位置。
在本公开的精神和范围内,也可以修改所公开的车座立柱组件的其它方面、特征和部件。在一个实施例中,电子模块可以包括在一个或多个部件上的硬止动件,以限制凸轮和/或马达的旋转行程。在一个实施例中,马达支撑托架以及凸轮可以各自包括硬止动元件。
本文描述的实施方式的图示旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些图示不旨在用作对利用本文描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。在审阅本公开之后,许多其它实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。可以利用其它实施方式,并且可以从本公开中导出其它实施方式,使得可以在不偏离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和变化。另外,这些图示仅仅是代表性的,并且可以不是按比例绘制的。图示中的某些比例可能夸大,而其他比例可能最小化。因此,本公开和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
虽然本说明书包含许多细节,但是这些细节不应被解释为对本发明的范围或所要求保护的范围的限制,而应被解释为对本发明的特定实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合地实现。相反,在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分开地或以任何适当的子组合的方式在多个实施方式中实现。此外,尽管特征可以如上所述地在某些组合中起作用,甚至最初就是这样要求保护的,但是来自要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除,并且要求保护的组合可以针对子组合或者子组合的变型。
类似地,尽管在附图中描绘了操作和/或动作,并且在此以特定顺序描述了操作和/或动作,但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或以相继顺序执行这样的操作,或者要求执行所有所示的操作,以实现期望的结果。在某些情况下,多任务和并行处理可能是有利的。此外,上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离,并且应当理解,任何所描述的程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。
本公开的一个或多个实施方式在本文中可单独地和/或共同地由术语“发明”来指代,这仅仅是为了方便,而不是旨在自愿地将本申请的范围限制于任何特定发明或发明构思。此外,尽管在此已经示出和描述了特定实施方式,但是应当理解,被设计成实现相同或类似目的任何后续布置可以替代所示的特定实施方式。本公开旨在覆盖各种实施方式的任何和所有后续修改或变型。在审阅本说明书之后,上述实施方式的组合以及本文未具体描述的其它实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。
提供本公开的摘要以符合37C.F.R.§1.72(b),并且提交该摘要,可以理解的是它将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外,在以上具体实施方式中,为了使本公开流畅,各种特征可以被分组在一起或在单个实施方式中描述。本公开不应被解释为反映了要求保护的实施方式需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反,如所附权利要求所反映的,发明主题可以涉及少于任何所公开的实施方式的所有特征。因此,所附权利要求被合并到具体实施方式中,其中每个权利要求在限定单独要求保护的主题时独立地存在。
前述详细描述旨在被认为是说明性的而非限制性的,并且应当理解,包括所有等同物的所附权利要求旨在限定本发明的范围。除非如此声明,否则权利要求不应被理解为限于所描述的顺序或元件。因此,落入所附权利要求及其等同物的范围和精神内的所有实施方式都被要求作为本发明。
本申请要求于2018年11月2日提交的临时美国专利申请No.62/754,702的优先权,其内容在此全部引入。
Claims (20)
1.一种用于自行车的车座立柱组件,所述车座立柱组件包括:
具有第一远端的第一管;
具有第二远端的第二管,所述第一管和所述第二管能相对于彼此移动以沿管轴线在所述第一管的所述第一远端和所述第二管的所述第二远端之间建立距离;
第一腔室、第二腔室和连接所述第一腔室和所述第二腔室的流动路径;
包括隔离器的阀,所述隔离器被构造成在关闭所述第一腔室和所述第二腔室之间的所述流动路径的关闭位置和打开所述第一腔室和所述第二腔室之间的所述流动路径的打开位置之间移动,当所述隔离器处于所述关闭位置时,阻止所述第一管和所述第二管之间的相对移动,而当所述隔离器处于所述打开位置时,允许所述第一管和所述第二管之间的相对移动;
压力传感器,所述压力传感器被构造成测量所述第一腔室或所述第二腔室内的流体的压力;以及
与所述压力传感器和所述阀通信的控制器,所述控制器被构造成基于所测量的压力控制所述隔离器在所述关闭位置和所述打开位置之间的移动。
2.根据权利要求1所述的车座立柱组件,所述车座立柱组件还包括将所述第二腔室和第三腔室分开的活塞。
3.根据权利要求2所述的车座立柱组件,所述车座立柱组件还包括位于所述流动路径外部的第三腔室,
其中,在所述第一腔室和所述第二腔室内布置有不可压缩流体,并且在所述第三腔室内布置有可压缩气体;并且
其中,所述压力传感器被构造成测量所述第一腔室内的不可压缩流体的压力或所述第二腔室内的不可压缩流体的压力。
4.根据权利要求3所述的车座立柱组件,其中,所述可压缩气体具有预加载压力,使得当所述第一管的所述第一远端和所述第二管的所述第二远端之间沿着所述管轴线的所述距离处于最小并且所述隔离器从所述关闭位置移动到所述打开位置时,所述预加载压力导致所述第一管和所述第二管之间发生相对移动。
5.根据权利要求3所述的车座立柱组件,所述车座立柱组件还包括设置在所述第一管内的活塞缸,所述活塞缸部分地限定所述第一腔室,
其中,所述第二腔室的至少一部分和所述第三腔室的至少一部分设置在所述活塞缸和所述第一管之间的容积内,所述活塞在所述活塞缸和所述第一管之间的所述容积内将所述第二腔室和所述第三腔室分开。
6.根据权利要求5所述的车座立柱组件,其中,当所述隔离器处于所述关闭位置时,所测量的压力与沿所述管轴线施加的负载成比例,并且当所述隔离器处于所述打开位置时,所测量的压力与所述第一管的所述第一远端和所述第二管的所述第二远端之间的沿所述管轴线的距离成比例。
7.根据权利要求6所述的车座立柱组件,其中,所述控制器还被构造成:
识别所述第一管的所述第一远端和所述第二管的所述第二远端之间的沿所述管轴线的目标距离;
基于所识别的目标距离确定目标压力;并且
在第一模式中,当所测量的压力大于所确定的目标压力时:
指示所述隔离器移动到所述打开位置;
从所述压力传感器读取流体的压力,至少直到所读取的压力小于或等于所确定的目标压力为止;以及
当所读取的压力小于或等于所确定的目标压力时,指示所述隔离器移动到所述关闭位置。
8.根据权利要求7所述的车座立柱组件,其中,所述控制器还被构造成:
在第二模式中,当所测量的压力小于所确定的目标压力时:
指示所述隔离器移动到所述打开位置;
从所述压力传感器读取流体的压力,至少直到所读取的压力大于或等于所确定的目标压力为止;并且
当所读取的压力大于或等于所确定的目标压力时,指示所述隔离器移动到所述关闭位置。
9.根据权利要求6所述的车座立柱组件,其中,当所述隔离器处于所述关闭位置时,所述压力传感器被构造成多次测量所述第一腔室或所述第二腔室内的流体的压力;并且
对于所述多次中的每一次,所述控制器还被构造成:
将所测量的相应压力与阈值压力对比;并且
基于所测量的相应压力与所述阈值压力的对比而产生骑手数据,所述骑手数据识别骑手是否在所述车座立柱组件的车座上。
10.根据权利要求6所述的车座立柱组件,其中,所述压力传感器被构造成在多个时间点测量流体的压力,并且
其中,所述控制器还被构造成:
将所测量的流体的压力中的第一压力与所测量的流体的压力中的第二压力对比,分别在所述多个时间点中的第一连续时间点测量所述第一压力和所述第二压力,在所述第一压力之后测量所述第二压力;
当所述第二压力大于所述第一压力时指示所述隔离器移动到所述打开位置;
将所测量的流体的压力中的第三压力与所测量的流体的压力中的第四压力对比,分别在所述多个时间点中的第二连续时间点测量所述第三压力和所述第四压力,在所述第三压力和所述第二压力之后测量所述第四压力;并且
当所述第四压力小于所述第三压力时指示所述隔离器移动到所述关闭位置。
11.根据权利要求10所述的车座立柱组件,其中,所述控制器还被构造成:
将所测量的流体的压力中的第五压力与所测量的流体的压力中的第六压力对比,分别在所述多个时间点中的第三连续时间点测量所述第五压力和所述第六压力,在所述第五压力之后测量所述第六压力,在所述第四压力之后测量所述第五压力;
当所述第六压力大于所述第五压力时指示所述隔离器移动到所述打开位置;
将所测量的流体的压力中的第七压力与所测量的流体的压力中的第八压力对比,分别在所述多个时间点中的第四连续时间点测量所述第七压力和所述第八压力,在所述第七压力和所述第六压力之后测量所述第八压力;并且
当所述第八压力小于所述第七压力时,指示所述隔离器移动到所述关闭位置。
12.根据权利要求10所述的车座立柱组件,所述车座立柱组件还包括与所述控制器通信的存储器,所述存储器被构造成分别存储在所述第一时间点、所述第二时间点、所述第三时间点和所述第四时间点所测量的压力。
13.根据权利要求10所述的车座立柱组件,其中,在所述第一连续时间点和所述第二连续时间点之间的时间段大于或等于隔离器的预定最小打开时间段。
14.根据权利要求10所述的车座立柱组件,其中,所述控制器还被构造成基于用户输入进入所述车座立柱组件的操作的模式,
其中,所述模式是棘轮模式,所述棘轮模式包括:当所述用户输入是第一用户输入时,将所述第一压力与所述第二压力对比,指示所述隔离器移动到所述打开位置;将所述第三压力与所述第四压力对比,并且指示所述隔离器移动到所述关闭位置;并且
其中,当所述用户输入是第二用户输入时,所述模式是标准模式,所述标准模式包括所述控制器还被构造成响应于所述第二用户输入将所述隔离器移动到所述打开位置。
15.根据权利要求14所述的车座立柱组件,其中,所述控制器还被构造成:
接收识别所述第一用户输入的第一数据或识别所述第二用户输入的第二数据;并且
当所述控制器接收到所述第一数据时进入所述棘轮模式,并且当所述控制器接收到所述第二数据时进入所述标准模式;并且
其中,所述第一数据识别用户按压和释放用户接口,并且所述第二数据识别所述用户按压和保持所述用户接口至少预定时间量。
16.根据权利要求1所述的车座立柱组件,其中,所述压力传感器是第一压力传感器;并且
其中,所述车座立柱组件还包括第二压力传感器,所述第二压力传感器被构造成测量所述第三腔室内的流体的压力,当所述隔离器处于所述打开位置时或当所述隔离器处于所述关闭位置时,所测量的所述第三腔室内的流体的压力与所述第一管的所述第一远端和所述第二管的所述第二远端之间的沿所述管轴线的距离成比例。
17.一种用于自行车的车座立柱,所述车座立柱包括:
第一管和第二管,所述第一管和所述第二管能够相对于彼此移动以建立所述车座立柱沿管轴线的高度;
包括隔离器的阀,所述隔离器被构造成在关闭位置和打开位置之间移动,当所述隔离器处于所述关闭位置时,阻止所述第一管和所述第二管之间的相对移动,而当所述隔离器处于所述打开位置时,允许所述第一管和所述第二管之间的相对移动;
压力传感器,所述压力传感器被构造成测量所述车座立柱内的流体的压力;以及
与所述压力传感器和所述阀通信的控制器,所述控制器被构造成基于所测量的压力控制所述隔离器在所述关闭位置和所述打开位置之间的移动。
18.根据权利要求17所述的车座立柱,所述车座立柱还包括第一腔室、第二腔室和连接所述第一腔室和所述第二腔室的流动路径,
其中,所述隔离器被构造成当所述隔离器处于所述关闭位置时关闭连接所述第一腔室和所述第二腔室的所述流动路径;并且
其中,所述压力传感器被构造成测量所述第一腔室或所述第二腔室内的流体的压力,当所述隔离器处于所述关闭位置时,所测量的压力与沿所述管轴线施加的负载成比例,并且当所述隔离器处于所述打开位置时,所测量的压力与沿所述管轴线的高度成比例。
19.一种用于控制自行车的车座立柱的高度的方法,所述方法包括:
通过压力传感器测量所述车座立柱内的流体的压力;
通过处理器将所测量的压力与由存储器存储的压力对比;以及
基于所述对比,通过所述处理器控制所述车座立柱的阀在打开位置和关闭位置之间的位置,当所述阀处于所述关闭位置时,阻止所述车座立柱的高度变化,而当所述阀处于所述打开位置时,允许所述车座立柱的高度变化。
20.根据权利要求19所述的方法,所述方法还包括基于所测量的压力检测附接到所述车座立柱的车座上的负载和所述车座立柱的高度。
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