CN113002691A - 自行车电子控制装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及自行车电子控制装置及系统。电子控制装置可以被构造成与自行车集成或联接以控制自行车部件。电子控制装置可无线地控制自行车部件以在被致动时触发动作。电子控制装置的尺寸可以被设计成具有配合表面，该配合表面的轮廓被设计成与自行车的安装表面(例如，车把)配合地接合。电子控制装置的尺寸也可设计成具有由相对于为控制装置选择的自行车安装表面的低轮廓来辅助的紧凑和/或隐藏的外观。

Description

自行车电子控制装置及系统
技术领域
本公开涉及自行车领域，更具体而言，涉及一种自行车电子控制装置及系统。
背景技术
用于自行车和其它可车把转向车辆的传统手动致动控制装置(例如换挡器和/或制动器操纵杆)可包括附接到自行车车把的操纵杆和/或其它机构。这些机构被构造成控制各种类型的机械或机电自行车部件，例如驱动系统部件、制动部件和/或悬架部件。传统的操纵杆或其它装置可以针对特别构造的车把定向和/或车把定向内的特别放置而具体设计。此外，传统机构可能包括笨重的零部件或组件，这些笨重的零部件或组件不容易在所有车把定向上或自行车的其它位置中放置在替代位置上。
发明内容
根据一个方面，用于自行车的电子控制装置包括壳体、位于壳体内的平面印刷电路板(“PCB”)和位于壳体内的电源。所述平面PCB具有基板和附接到所述基板的电路；所述基板具有厚度。一平面贯穿基板的厚度延伸并与电源相交。
附图说明
图1是根据一个实施方式的自行车的右侧正视图；
图2是包括与图1的部件通信的电子控制装置的示例的车把组件的视图；
图3A至图3B是图1的车把组件的附加视图，该车把组件包括位于车把组件上的不同位置的电子控制装置的示例；
图4是根据一个实施方式的电子控制装置的前立体图；
图5是图4的电子控制装置的后立体图；
图6是图4的电子控制装置的俯视图；
图7A是沿图6中看到的横截面A-A截取的图4的电子控制装置的剖视图；
图7B是图4的电子控制装置的在图7A中所见的细节B的放大图；
图8是沿图6中看到的横截面A-A截取的图4的电子控制装置的剖视图，其中按钮120处于致动位置；
图9是图4的电子控制装置的分解图；
图10是图4的电子控制装置的印刷电路板组件(“PCB”)和电源的立体图；
图11是图4的电子控制装置的PCB的仰视图；
图12是图4的电子控制装置的PCB和电源的仰视图；
图13是图4的电子控制装置的电源的仰视图和侧视图；
图14是图4的电子控制装置的天线的俯视图和侧视图；
图15是根据一个实施方式的电子控制装置的PCB的仰视图；以及
图16是根据一个实施方式的电子控制装置的剖视图。
在考虑以下详细描述后，本文所公开的实施方式的其它方面和优点将变得显而易见，其中类似或相同的结构具有类似的附图标记。
具体实施方式
本公开提供了自行车电子控制装置的若干示例，该自行车电子控制装置解决或改进了现有已知的机械和电气控制装置的一个或多个上述和/或其它缺点。电子控制装置可以被构造成与自行车集成或联接在一起以控制自行车部件。电子控制装置可与自行车部件无线通信以在被致动时触发动作。电子控制装置的尺寸可以被设计成具有配合表面，该配合表面的轮廓被设计成与自行车的管状或其它弯曲表面例如车把配合地接合。电子控制装置的尺寸也可设计成具有由相对于自行车安装表面的低轮廓辅助的紧凑和/或隐藏的外观。例如，电子控制装置可包括印刷电路板组件(“PCB”)、电源和天线，它们与由PCB的基板的厚度限定的平面相交，以便于减小电子控制装置的高度和/或长度尺寸。电子控制装置的天线可以策略性地放置以增加天线的表面积，同时不给PCB增加高度或稍微增加高度。天线的高度等于或大于基板的厚度。在一个实施方式中，天线的高度小于基板的厚度。电子控制装置可以与其它控制装置一起使用，以控制自行车部件。
这里将参考附图描述本发明的各种实施方式。应当理解，这里所给出的附图和描述仅仅是为了说明而提供的，而不是限制由所附权利要求及其任何和所有等同物所限定的本发明。例如，术语“第一”和“第二”、“前”和“后”、“左”和“右”是为了清楚起见而使用，而不是作为限制术语。此外，除非另外指出，术语是指在自行车以标准方式定向和使用的情况下传统地安装到自行车上的自行车机构。
图1总体上示出了自行车10，该自行车10可用于实现本文所公开的一个或多个电子控制装置。自行车10包括车架12、可旋转地附接到车架12的前轮18和后轮20、以及传动系40。自行车10的前和/或向前骑行方向或取向由图1中的箭头F的方向指示。这样，自行车10的向前方向由箭头F的方向表示。
设置前制动器22用来制动前轮18，并设置后制动器24用来制动后轮20。自行车10还包括靠近车架12后端的车座或鞍座14，车座或鞍座14附接到与车架12相连的座柱16上。传动系40包括链条42、包括曲柄臂48的前曲柄组件28、一个或多个链环52、连接到车架12的座管26的前拨链器56、以及踏板50。传动系40还包括通过轮毂46同轴安装到后轮20的后拨链器54和后链轮组件44。车把组件30附接到车架12的前端，以便使用者或骑乘者控制自行车10。车把组件30可包括车把32、换挡器罩34、换挡操纵杆38和电子控制装置100。车把组件30还可包括一制动器操纵杆36，该操纵杆36构造成操作前制动器22。后制动器24由同样位于车把组件30上的制动器操纵杆(未示出)操作。
在该示例中，存在两个链环52，即链环F1和F2，每个链环具有围绕相应圆周的齿。链环52的较小直径前链轮F2上的齿数可以小于较大直径链轮F1上的齿数。前拨链器56可以被操作而从第一操作位置移动到第二操作位置，以便使链条42在前链轮F1和F2之间移动。
在替代示例中，传动系40可仅包含位于前链环52上的单个链轮，并且因此可不包括前拨链器，诸如前拨链器56。
如图1所示，后链轮组件44可包括多个(例如十一个)同轴安装的齿轮、嵌齿轮或链轮。每个链轮也具有围绕相应圆周布置的齿。后链轮上的齿数可以从最大直径的后链轮到最小直径链轮逐渐减少。后拨链器54可以是可操作的以在不同的操作位置之间移动，从而将链条42切换到后链轮中的选定的一个链轮。
在这些示例中，后拨链器54被描述为安装或可安装到自行车10的车架12或车架附件的无线、电动后拨链器。电动后拨链器54具有安装到自行车车架12的基座构件90(例如，b-转向节)。连杆机构92具有两个连杆L，这两个连杆在基座构件连杆机构连接部分处枢转地连接到基座构件90。可动构件94(例如，p-转向节)连接到连杆机构92。链条引导组件96(例如，保持架)被配置成接合链条并维持链条中的张力，且枢转地连接到可动构件94的一部分。保持架96可绕保持架旋转轴线在阻尼方向和链条张紧方向上旋转或枢转。
在替代示例中，后链轮组件44可以具有更多或更少的链轮。例如，在一个实施方式中，后链轮组件44可以具有十二或十三个链轮。后拨链器54的尺寸和构造可以进行修改以适应具体实施的多个链轮。例如，可以修改后拨链器54的连杆机构92的角度和长度和/或保持架96的构造以适应特定的链轮组合。
回到图1的后拨链器54的示例，马达模块97承载在后拨链器54上，并具有电源，例如电池98。电池98向马达模块97供电。在一个示例中，马达模块97位于可动构件94上。然而，马达模块97可以位于后拨链器54上的其它位置，马达模块97可以包括齿轮机构或传动装置。马达模块97和齿轮机构可以与连杆机构92联接以横向地移动保持架96，并且因此使链条42在后链轮组件44上的后链轮之间切换。
电池98可以替代地是替代的功率源或电源，并且可以操作自行车10的在链接系统内的其它电动部件。此外，可以提供多个功率源，这些功率源可以共同地或单独地为系统的电动部件(包括后拨链器54)供电，例如为用于涉及电动自行车的实施方式的驱动马达供电。附加的电池或其它功率源可以连接到拨链器或位于其它位置，例如位于车架12处。在该示例中，电池98构造成直接附接到后拨链器54，并仅向后拨链器54的部件供电。
如图1所示，电子控制装置100安装到车把32，以无线致动马达模块97和操作后拨链器54，以便执行换挡和挡位选择。自行车100可以使用多个电子控制装置100。电子控制装置100被构造成致动或以其它方式控制自行车10的部件。例如，电子控制装置100可被构造成控制前拨链器56和/或后拨链器54的换挡。电子控制装置100还可被构造成控制其它自行车部件(例如座柱16或悬架系统(未示出))的特性。另外，电子控制装置100可被构造成控制(电子控制装置100与自行车部件或其它装置的)配对或调节操作模式。
在其它实施方式中，电子控制装置100可以放置在自行车10的其它位置上。电子控制装置100也可以位于自行车10以外的位置上，例如，位于骑乘者的手腕上或运动衣口袋里。电子控制装置100可以包括处理器、通信装置(例如，无线通信装置)、存储器和一个或多个通信接口。
虽然所示的自行车10是公路自行车，但是本公开可应用于任何类型的自行车，包括完全或部分悬挂的山地自行车等以及具有机械(例如，线缆、液压、气动)和非机械(例如，有线、无线)驱动系统的自行车。例如，所示的车把组件30包括弯把构造，然而，控制装置100也可以与其它类型的车把组件(例如，气动把构造、牛角把、高升把或任何其它类型的自行车车把)一起使用。此外，虽然本文所述的实施方式描述了电子控制装置附接到车把，但是本领域有经验的人将认识到电子控制装置100可以定位在自行车的其它区域处，例如定位在整个车架12的各个位置处。
应当理解，车架12、前轮18、后轮20、传动系40、前制动器22和后制动器24的具体布置和所示部件不限于所公开的实施方式。例如，虽然前制动器22和后制动器24被图示为液压轮辋制动器，但可以想到液压盘式制动器，并且液压盘式制动器也包含在本公开的范围内。另外，在本公开的范围可以想到并包含包括机械轮辋制动器和机械盘式制动器的机械系统以及其它电子、液压、气动和机械系统或其组合，例如悬架系统。
图2是与后拨链器54通信的位于车把组件30上的电子控制装置100的视图。图2至图3B中的实施方式的描述中的所有方向参考都是相对于图1中的自行车10的箭头F所示的向前方向。所示的车把组件30是弯把组件，该弯把组件包括分别位于车把32的中心70的右侧和左侧的右直部分72和左直部分74。右直部分72的最右端连接到向下然后远离自行车10的向前方向F卷曲的右弯部分76。左直部分74的最左端连接到向下然后远离自行车10的向前方向卷曲F的左弯部分78。在该示例中，电子控制装置100位于右弯部分76的右内表面66和左弯部分78的左内表面68上。电子控制装置100包括由自行车10的骑乘者按压的按钮120。当骑乘者致动时，电子控制装置100无线地操作后拨链器54以执行换挡和挡位选择。例如，自行车10的骑乘者对车把32的左弯部分78上的电子控制装置100的致动使后拨链器54朝向自行车10向内移位。自行车10的骑乘者对车把32的右弯部分76上的电子控制装置100的致动使后拨链器54远离自行车10向外移位。在其它实施方式中，电子控制装置100可以执行不同的功能。例如，电子控制装置可以使前拨链器56移位或调节座柱16。
在该示例中，电子控制装置100定向成使按钮120向下或远离车把32的右直部分72和左直部分74。这对于用手抓握车把32的左弯部分78和右弯部分76的骑乘者来说是有益的，例如当骑乘者冲刺时，使得骑乘者的拇指可以容易地致动按钮120。在替代示例中，电子控制装置100可以翻转，使得按钮120可以向上定向或更靠近车把32的右直部分72和左直部分74定向。此外，电子控制装置100可以位于车把32的不同区域上或以任何各种定向位于自行车10上。例如，图3A至图3B示出了其中电子控制装置100以不同的位置和定向放置的车把组件30。在图3A中，电子控制装置100位于右弯部分76的右外表面82和左弯部分78的左外表面84上。在图3A所示的示例中，电子控制装置100定向为使按钮120向下或远离车把32的右直部分72和左直部分74。
在图3B中，电子控制装置100位于车把32的右直部分72的右顶表面86和左直部分74的左顶表面88上。在该示例中，电子控制装置100定向成使按钮120朝向车把32的中心70。
如前所述，电子控制装置100可以在任何方向上定向，并且可以定向在车把32或自行车10的任何部分上。在替代实施方式中，在自行车10上可以有多于或少于两个的电子控制装置100。此外，电子控制装置100可以完全或部分地由车把带覆盖。车把带可用于将电子控制装置100固定到车把32。另选地，控制装置100可包括固定特征(未示出)以将电子控制装置固定到车把32。例如，所述固定特征可包括安装托架或轮廓以与将电子控制装置100固定到自行车10的附件安装托架、带/条、紧固件、双面胶带等配合地接合。
图4至图6是根据一个实施方式的电子控制装置100的不同的立体图。图4示出了具有连接到圆形边缘106的顶表面104的壳体102。圆形边缘106连接到侧壁108。壳体102还包括底表面146(未示出)。壳体102包括第一端110和第二端112。侧壁108的平坦部分114连接到壳体102的位于第一端110处的前曲面116，并且连接到壳体102的位于第二端112处的后曲面118。壳体102的顶表面104包括开口130(或释放通道)，按钮120设置在该开口上方。按钮120通过铰链122连接到壳体102的顶面104。在一个实施方式中，壳体102、按钮120和铰链122一体地形成为单件整体结构。例如，壳体102、按钮120和铰链122由单一材料一体地形成。铰链122可以是连接按钮120和壳体102的柔性铰链。
按钮120包括连接到铰链122的倾斜或弯曲部分126和平坦顶部124。平坦顶部124是按钮120的最高点，或者换句话说，是按钮120距离壳体102的顶面104最远的点。按钮120还包括与连接到铰链122的端部相对的自由端128。自由端128可以用作悬臂，并且当在按钮120上施加力时可以稍微陷入开口130中。在该示例中，开口130略大于按钮120，以便允许按钮120自由地移入和移出开口130。
在替代示例中，开口130可以更大或更小，这取决于防止水、油、灰尘等通过开口进入或进入到壳体102内的部件上所采用的方法。
图5是电子控制装置100的后视立体图。图5示出了电子控制装置100的壳体102具有底表面146。壳体102可具有延伸侧面133，以提供与自行车10的安装表面轮廓相符的圆形表面135。底表面146可被附接到壳体102的与其形状匹配的圆形表面135，并且包括被构造成配合地接合自行车10的安装表面的配合表面132。例如，自行车10的安装表面(例如，车把32)可以是弯曲的，并且底表面146的配合表面132和/或圆形表面135的轮廓可以被设置成完全或部分地匹配自行车表面的曲线。在该示例中，圆形表面135和底表面146的曲线沿着圆形表面135和底表面146的全部延伸。在替代实施方式中，圆形表面135和底表面146的曲线延伸小于圆形表面135和底表面146的全部。
在另一替代示例中，底表面146和圆形表面135可以是同一表面。在另外的替代示例中，底表面146和圆形表面135可以包括位于两个表面之间的附加材料层。
图6是电子控制装置100的俯视图。如图4所示，按钮120朝向壳体102的第一端110定向。按钮120的弯曲部分126包括第一致动表面134。按钮120的平坦顶部124包括第二致动表面136。自行车的使用者或骑乘者在第一致动表面134或第二致动表面136上施加的力引起按钮120的向下运动。按钮120的向下移动导致按钮120向下移位到开口130中。按钮120的第一致动表面134和/或第二致动表面136上的力的方向可以是向下的力、朝向第一端110施加的力或其组合。按钮120被偏置，使得在用户停止在第一致动表面134、第二致动表面136或两者上施加力之后，按钮120将向上移动而返回到其休止位置。
当如在图6中从上方观察时，壳体102是椭圆形的，第一端110比第二端112更窄或具有更小的半径。在该示例中，壳体102的这种形状用于通过匹配壳体102内的部件(PCB和电源)的结构来最小化壳体102的尺寸并优化空间。在替代实施方式中，壳体可具有任何形状且可为圆形、矩形或多边形。另外，按钮120可以具有任何尺寸或形状，只要壳体102包括从壳体102向外延伸并且可以被自行车10的骑手/使用者按压的诸如按钮120之类的突起即可。
图7A、图7B和图8提供了电子控制装置100的截面图和详细视图。图7A是沿图6中看到的线A-A截取的剖视图。图7A描绘了壳体102和按钮120。按钮120包括内表面160。内表面160包括在突起164的第一侧上朝突起164向上弯曲的倾斜部分162以及位于突起164的第二侧上的平坦部分166。
在壳体102内部是具有基板142的PCB组件138。在下文中，PCB组件138将被称为PCB138。基板142的定向和位置限定了穿过基板142延伸的平面P。在基板142的第一侧(平面P上方的一侧；最靠近按钮120的一侧)上是位于基板142上的触头(未示出)和电开关156。开关156可以是圆顶开关，或者更具体地，是快动圆顶开关，从而在开关156和位于基板142上的触头(未示出)之间留下圆顶形间隙170。在该示例中，快动圆顶开关可以是8.5mm、10mm、12mm或14mm。另外，在该示例中，PCB 138是平面PCB 138，该平面PCB 138可以是片上系统(SoC)集成电路。SoC可以是芯片级封装类型，以实现更小的器件尺寸。
在开关156的顶部是垫片140。垫片140用于使PCB 138的第一侧防水。壳体102包括位于壳体102的内壁上并围绕按钮120的肋158。肋158将力集中在垫片140上。
在基板142的第二侧(平面P下方的一侧；离按钮120最远的一侧)上是电路168。电路168由灌封材料144密封，该灌封材料由壳体102的底表面146覆盖。
在壳体102内是电源150。如图13所示，电源150包括长度(直径)L、周长C和高度Hb。电源150的长度L基本上大于电源150的高度Hb。例如，电源150的长度L比电源150的高度Hb大至少3倍。在所示的实施方式中，电源150在壳体102内定向，使得电源150的整个长度L与平面P相交。在电源150上是顶部焊接片152和底部焊接片154，它们是焊接到电源150上的电端子的金属片。顶部焊接片152和底部焊接片154被钎焊到PCB 138的基板142，从而将PCB 138和电源150电连接。
按钮120的突起164包括在开关156的中心上方与垫片140交界的平坦表面。按钮120或第一刚性突起延伸第一距离，该第一距离在远离开关的方向上并且从壳体102的顶表面104延伸到按钮120的平坦顶部124。突起164或第二刚性突起延伸第二距离，该第二距离在朝向开关的方向上并且从按钮120的内表面160延伸到突起164的接触垫片140的平坦表面。第一距离大于第二距离。也可以使用其它突起构造。
在休止状态下，按钮120的突起164可以在开关156的中心上方与垫片140接触或不接触。当用户按压按钮120时(如图8所示)，按钮120上的力使按钮120移动，更具体地说是使按钮120的突起164向下移动到垫片140上，从而使圆顶形间隙170和开关156变形。当采取被配置成导致信号被生成的动作时，开关156被致动。例如，当开关156的表面接触位于基板142上的电接触图案(未示出)时，按钮120的移动可导致产生信号。图8进一步描述了包括长度LCD的控制装置100。
图7B是电子控制装置100的图7A中的细节B的放大图。图7B更清楚地示出了肋158与垫片140接触。在该示例中，肋158是在壳体102的内壁上围绕按钮120沿着开口130的周边的连续凸起。此外，图7B示出了具有厚度t的基板142以及沿着基板142的周边176位于基板142和壳体102之间的天线148。在该示例中，沿基板142的周边176形成天线148(参见图11)允许对电子控制装置100的尺寸进行附加优化。
如图14所示，天线148具有高度Ha。在该示例中，天线148的高度Ha大约等于或稍微大于基板142的厚度t。另选地，天线148的高度Ha可以小于基板142的厚度t。
此外，图14将天线148的示例形状描绘为其沿着基板142的周边延伸。天线148可以具有长度为Lant的笔直部分192以及围绕曲线Dant具有周长或距离的弯曲部分194。弯曲部分194可以具有半径R。半径R可以不是一致的，因此半径R可以沿着天线148的弯曲部分194变化。在该示例中，天线148可以是分立芯片型，或者优选地是被称为迹线(trace)天线的电镀诸如铜之类的导电材料的部分。迹线天线可以实现倒F天线(IFA)设计。
图9是电子控制装置100的分解图。壳体102和按钮120一体地形成在一起，从而产生铰接点/线122，其中当力施加到按钮120上时按钮120将在该铰接点/线122处弯曲。铰接点122可以是活动铰链，并且与它连接的两个刚性件形成为一体部分，和/或由与它连接的两个刚性件相同的材料形成。
垫片140覆盖包括位于基板142上的开关156的PCB 138。天线148围绕PCB 138的周边延伸。平面P将与天线148相交，因为平面P由基板142的定向和位置限定。顶部焊接片152和底部焊接片154将电源150固定到PCB 138。相连接的PCB 138和电源150被放置在壳体102中，然后被灌封材料144覆盖。灌封材料144又被底表面146覆盖，且底表面146与自行车10的安装表面交界。
垫片140可用作密封件，并可由橡胶、硅树脂、山都平(Santoprene)、山都平热塑性硫化橡胶(“SantopreneTPV”)或硅树脂制成，以保护PCB 138免受进入开口130的湿气和碎屑的影响。垫片140的厚度可以在0.005英寸和0.050英寸之间。优选地，垫片140的厚度可以是大约0.020英寸。
壳体102和按钮120可以由可操作成对内部部件提供保护并且能够作为铰链操作的任何材料构成。例如，可以使用尼龙或塑料，例如热塑性弹性体(TPE)或聚丙烯。在一个示例中，壳体102、按钮120和铰链122由薄壁塑料构成。另外，电路168可将信号从电子控制装置100无线地传送到自行车10上的外部装置或自行车10外部的装置。因此，壳体102和按钮120可由射频(“RF”)透明的材料制成，例如塑料或其它材料。
在所示的示例中，壳体102和按钮120由与底表面146不同的材料构成。例如，底表面146可以是诸如橡胶之类的材料，或者是双面胶带，例如泡棉胶带，其可以用于将电子控制装置100固定到自行车10。在替代实施方式中，表底面146可以由与壳体102相同的材料制成。
天线148可以被层压、粘合或边缘电镀到基板142上。天线148的馈线(见图15)通常与来自无线电模块的微带线一起布置。在该示例中，天线148可以形成和/或设置在基板142的周边176上或沿周边176形成或设置(见图11)。可以使用边缘电镀技术来完成天线148的形成。基板142可以包括将开关156连接到基板142的电路168(例如连接到无线电设备)的迹线或过孔(未示出)。无线电设备可以在处理器174内。无线电设备和处理器174包括软件代码或编程，其被配置为接收来自开关156的致动的输入，并且将那些输入转换为要被无线地传送的数据。
天线148和包括无线电设备的处理器174可被构造成产生信号以与自行车10上的一个或多个构件通信，该信号可被构造成可操作以改变自行车10的物理状态，换句话说，天线148和包括无线电设备的处理器174被构造成与自行车10内部的网络通信。例如，天线148和包括无线电设备的处理器174被构造成使用AXS网络无线通信协议进行通信。在一个示例中，天线148和无线电设备可以与后拨链器54通信以换挡。天线148和无线电设备还被构造成与自行车10外部的部件和/或网络通信。例如，天线148和无线电设备可使用任何技术、协议或标准来无线地传送控制信号，诸如可使用电气和电子工程师协会(“IEEE”)802.11标准、IEEE 802.15.4、IEEE802.15.1、
Figure BDA0002841214300000111
或
Figure BDA0002841214300000112
低能量标准和/或ANT+M标准(例如，与移动装置通信)。
在该实施方式中，电源150永久地附接到PCB 138。顶部焊接片152和底部焊接片154可以由用于将电源150连接到基板142的导电材料(例如镍、铜、钨等)制成。一定体积的导电粘结材料(例如可熔的金属合金，如锡、铅、黄铜或银基焊料)被设置在基板142的表面与顶部焊片152以及底部焊片154之间。因此，电源150通信地联接到PCB 138的电路168
在替代实施方式中，PCB 138和电源150可以不焊接在一起。相反，PCB 138和电源150可以使用任何已知的方法电连接，例如来自PCB 138的翼片在电源150上施加夹持力或弹簧力。
电源150可以是电池，例如具有两个或多个电化学电池的装置，所述电化学电池将存储的化学能转换成电能。电源150可以包括多个电池或其它供电装置的组合。可以使用特别装配或配置的电池类型或诸如形状因数为CR 2012、CR 2016、CR 1632和/或CR 2032之类的标准电池类型(例如，盘形/纽扣电池)。
灌封材料144可以是任何类型的灌封材料。例如，塑料、硅树脂或环氧树脂可以用于灌封。通过使用灌封材料144，电源150可以永久地附接到PCB组件138，并且因此电源150可以是不可替换的。这对于实现小的器件尺寸可能是有益的。包含在电源150内的能量可以足以满足或超过电子控制装置100的机械寿命。
图10至图12是PCB 138和/或电源150的各种视图。图10示出了电子控制装置100的PCB 138和电源150的立体图。如前所述，开关156设置在基板142的第一侧上，而电路168设置在基板142的第二侧上。在图10至图12中，PCB 138被定向成示出基板142的第二侧。
电路168包括处理器174和其它各种无源或有源电气部件(例如，电容器、晶体管等)。处理器174包括在3kHz到2.4GHz的频率范围内运行的无线电设备。例如，处理器174可以是包括2.4GHz无线电设备的微处理器。处理器174中的无线电设备连接到天线148以无线地发射信息。在该示例中，天线148部分地围绕PCB 138的圆形端183延伸。电源150(在图10中被示出为纽扣电池)通过顶部焊接片152和底部焊接片154固定到基板142。
基板142操作而将附接到PCB 138的部件和电路168连接和/或提供用于附接到PCB138的部件和电路168的结构。基板142可以是柔性的或刚性的。在一个实施方式中，基板142是为PCB 138提供耐用基础的刚性基板。基板142被形成为提供PCB138的平面形状，该平面形状优化了电子控制装置100的尺寸。另外，PCB 138可以是芯片级封装(CSP)以进一步优化尺寸。基板142可以是可操作以形成PCB部件的下层附接的任何物质。例如，可以使用硅、二氧化硅、氧化铝、蓝宝石、锗、砷化镓(“GaAs”)、硅锗合金、或磷化铟(“InP”)。
如图11所示，基板142包括形成基板142的边界的轮廓的周边176。周边176包括在基板142的接口端180处的弯曲边缘178。在相对端，基板142包括圆形端183。周边176可以包括一个或多个突出特征。这些突出特征可与周边176的弯曲边缘178形成凹部196。这些突出特征可以包括尖端182a和182b。尖端182a和182b限定边界186。边界186和最中心点184之间的区域形成空间或凹部196。电源150装配到形成在PCB 138的接口端180处的凹部196中。当电子控制装置100被组装时，电源150占据凹部196的大部分。
在图11的示例中，尖端182a和182b形状相同。在一个替代实施方式中，尖端182a和182b不相同，并且可以根据多种因素(例如壳体102的形状、电源150的形状、PCB 138的形状等)而采用多种形状或尺寸。此外，在本示例中，凹部196看起来像半圆形或部分圆形。在替代实施方式中，凹部196可以具有任何形状，只要凹部196填充PCB 138中的空隙即可。
当电源150的一部分被容纳在PCB 138内时，基板142的弯曲边缘178允许电子控制装置100的长度(例如，如图8所示的长度LCD)得到优化。这可以允许电子控制装置的长度小于基板142不包括弯曲边缘178时的长度。
图12示出了固定在电子控制装置100的壳体102内的电源150和PCB 138。壳体102包括斜面188以将PCB 138保持在适当位置。在组装期间，将电源150和PCB138插入壳体102中，并压在斜面188上，以将PCB 138固定在壳体102内。壳体102另外包括对准特征190，其可有助于将电源150牢固地保持在适当位置。
图15是根据一个实施方式的电子控制装置200的PCB 238的俯视图。图15所示的PCB 238的示例与图7A至图12所示的示例的不同之处在于，天线248具有与图7A至图12所示的天线148不同的形状。天线248可以根据需要部分地或全部地围绕PCB 238的周边176延伸，从而跟随PCB 238的圆形端183，以增加或减小天线248的表面积。在该实施方式中，尽管天线248和天线148被公开为沿着PCB 238和PCB 138的周边定位，但是天线248和天线148可以位于PCB 238和PCB 138上的任何位置。PCB 238上的天线迹线长度将确定天线248的谐振频率。迹线长度越短，频率将越高。较大的天线可具有较高的理论最大效率。与具有较低理论最大效率的天线相比，具有较高理论最大效率的天线可能需要较大的净空区(例如，到基板边缘的距离)。然而，芯片表面天线或迹线天线可以提供足够的天线性能，而不需要非常大的净空区域。
图15更详细地公开了天线248和处理器174(处理器174包括无线电设备)之间的连接。天线连接203和天线馈线205将天线248连接到处理器174。空间201保留为天线248的接地间隙，且因此空间201为PCB 238上的无接地区域。电源150和/或PCB 238的其余部分可以用作天线248的接地平面。在处理器174和天线248之间将是将处理器174的阻抗与天线248相匹配的滤波器。在一个示例中，期望的是使天线248尽可能靠近处理器174。接地平面可以是具有良好导电性的金属箔(例如，铜)区域。接地面可以是平坦的或接近平坦的水平导电表面，其用作天线的一部分，以反射来自其它天线元件的无线电波。接地平面形状和尺寸在确定包括增益的天线辐射特性中起主要作用。
图16是根据一个实施方式的电子控制装置300的剖视图。示例性电子控制装置300与图4至图12所示的示例不同，因为在电子控制装置300中不包括肋158和垫片140。相反，包括密封元件301。密封元件301可以由顺应材料形成。密封元件301具有必要的柔性，以允许按钮120自由地下降和上升，但防止碎屑和湿气通过开口130进入。密封元件301可以由粘附在按钮120与壳体102之间的橡胶、硅树脂(例如，通过液态硅树脂工艺形成)、TPE(例如，山都平(Santoprene)或山都平TPV)、塑料材料等形成为围绕按钮120的共同模制波纹管。在图16的示例中，开关156可以使用薄带或其它常见的粘合装置固定到基板142。在替代实施方式中，肋158和垫片140可与密封元件301组合使用。
回到图10至图12，电路168和处理器174可以单独使用或组合使用，以与自行车部件通信并控制自行车部件。处理器174或电路168可以包括存储器和发射器、接收器或收发器。
处理器174可包括通用处理器/微处理器、数字信号处理器、专用集成电路(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174可以是单个装置或装置的组合，诸如通过共享或并行处理。
存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、电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。存储器可以是安全数字(SD)存储卡。在特定非限制性示例性实施方式中，计算机可读介质可以包括固态存储器，诸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，例如磁盘或磁带或其它存储设备。因此，本公开被认为包括其中可以存储数据或指令的计算机可读介质和其它等同物和后继介质中的任何一种或多种。
存储器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/或用于存储一组或多组指令和其它数据的相关联的高速缓存。术语“计算机可读介质”还应当包括能够存储、编码或承载用于由处理器执行或使计算机系统执行本文公开的方法或操作中的任何一个或多个的指令集的任何介质。
在一个另选实施方式中，可以构造专用硬件实现，例如专用集成电路、可编程逻辑阵列和其它硬件设备，以实现这里描述的一个或多个方法。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更多个特定互连硬件模块或设备来实现功能，所述硬件模块或设备具有可以在模块之间和通过模块传送的相关控制和数据信号或者作为专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。
电子控制装置100被构造成向自行车部件发送诸如控制信号和/或命令之类的数据。电子控制装置100以任何现在已知或以后开发的形式提供无线通信。尽管本说明书描述了可以在特定实施方式中参考特定标准和协议实现的组件和功能，但是本发明不限于这些标准和协议。例如，用于因特网和其它分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)代表了现有技术的例子。这些标准周期性地被具有基本上相同功能的更快或更有效的等同物所取代。因此，具有与本文所公开的那些相同或类似功能的替代标准和协议被认为是其等同物。
根据本公开的各种实施方式，本文描述的方法可以用可由计算机系统执行的软件程序来实现。此外，在示例性的、非限制性的实施方式中，实现方式可以包括分布式处理、组件/对象分布式处理和并行处理。另选地，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个或多个。
计算机程序(也称为程序、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，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文挡中的一个或多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。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分布在多个地点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，该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。这些过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路来执行，并且设备还可以被实现为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
如在本申请中所使用的，术语“电路”或“电路系统”指的是以下全部：(a)仅硬件的电路实现(诸如仅在模拟和/或数字电路中的实现)；以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用的)：(i)涉及多个处理器的组合或(ii)处理器/软件的多个部分(包括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的数字信号处理器、软件和存储器；以及(c)需要软件或固件(即使软件或固件不是物理存在的)进行操作的电路，诸如微处理器或微处理器的一部分。
“电路”的这个定义适用于这个术语在本申请中的所有使用，包括在任何权利要求中的使用。作为进一步的示例，如在本申请中所使用的，术语“电路”还将覆盖仅处理器(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/或固件的实现。例如并且如果适用于特定权利要求要素，术语“电路”还将覆盖用于移动计算设备的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络设备或其它网络设备中的类似集成电路。
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设备。通常，计算机还包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘，或者可操作地联接到所述大容量存储设备以从其接收数据或向其传送数据，或者两者。然而，计算机不需要具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，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)接收机或接收机310等。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、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移除磁盘；磁光盘；以及CDROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
在此描述的实施方式的说明旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些说明不是要用作利用本文所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。在阅读本公开内容后，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从本公开中导出其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑替换和改变。另外，图示仅是代表性的，并且可以不按比例绘制。图示中的某些比例可能被夸大，而其它比例可能被最小化。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，但是这些不应被解释为对本发明的范围或者所要求保护的范围的限制，而是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在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合实现。此外，尽管特征可能在上面被描述为以某些组合起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所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，并且所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，虽然操作和/或动作在附图中描绘并且在本文以特定顺序描述，但是这不应当理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或以顺序执行，或者要求执行所有示出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组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，任何所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。
本公开的一个或多个实施方式在此可以单独地和/或共同地由术语“发明”来指代，这仅仅是为了方便，而不是旨在主动地将本申请的范围限制于任何特定发明或发明概念。此外，尽管本文已经示出和描述了具体实施方式，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替代所示的具体实施方式。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化。在阅读了本说明书之后，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是显而易见的。
本公开的摘要是为了符合37C.F.R.§1.72(b)而提供的，并且是在理解它将不被用于解释或限制权利要求的范围或含义的情况下提交的。另外，在前述具体实施方式中，为了使本公开流畅，可以将各种特征分组在一起或者在单个实施方式中描述。本公开不应被解释为反映了所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，以下权利要求被并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独地定义要求保护的主题。
前面的详细描述应被认为是说明性的而不是限制性的，并且应理解，包括所有等同物的以下权利要求旨在限定本发明的范围。权利要求不应被理解为限于所描述的顺序或元件，除非另有说明。因此，在所附权利要求及其等价物的范围和精神内的所有实施方式都被要求作为发明来保护。

Claims (20)

1.一种用于自行车的电子控制装置，所述电子控制装置包括：
壳体；
设置在所述壳体内的平面印刷电路板，所述平面印刷电路板具有基板和附接到所述基板的电路，所述基板具有厚度；以及
电源，所述电源设置在所述壳体内，其中，贯穿所述基板的所述厚度延伸的平面与所述电源相交。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其中，所述电源是盘形的。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其中，所述电源是纽扣电池。
4.根据权利要求3所述的电子控制装置，其中，所述纽扣电池具有CR 1632、CR 2012、CR2016和CR 2032中的至少一者的形状因数。
5.根据权利要求2所述的电子控制装置，其中，所述平面印刷电路板具有接口端，所述接口端包括凹部。
6.根据权利要求5所述的电子控制装置，其中，所述基板的位于所述凹部处的边缘形成为曲线。
7.根据权利要求6所述的电子控制装置，其中，所述基板的形成为曲线的所述边缘具有尖端和最中心点，在所述尖端和所述最中心点之间限定有空间。
8.根据权利要求7所述的电子控制装置，其中，所述电源设置在所述空间内。
9.根据权利要求1所述的电子控制装置，其中，所述电源具有长度和高度，所述电源的长度基本上大于所述电源的高度。
10.根据权利要求9所述的电子控制装置，其中，所述平面穿过所述电源的整个长度与所述电源相交。
11.根据权利要求1所述的电子控制装置，所述电子控制装置还包括：
天线，其中所述平面与所述天线相交。
12.根据权利要求11所述的电子控制装置，其中，所述天线沿着所述基板的周边的至少一部分设置。
13.根据权利要求12所述的电子控制装置，其中，所述天线沿着所述基板的周边的厚度延伸。
14.根据权利要求11所述的电子控制装置，其中，所述天线是迹线天线。
15.根据权利要求1所述的电子控制装置，其中，所述平面印刷电路板包括设置在所述基板的第一侧上的开关和设置在所述基板的第二侧上的电路。
16.根据权利要求15所述的电子控制装置，其中，所述开关是圆顶开关。
17.根据权利要求15所述的电子控制装置，其中，所述壳体包括与所述壳体一体形成并设置在所述开关上方的按钮，当在所述按钮上施加力时，所述开关由所述按钮致动。
18.根据权利要求17所述的电子控制装置，其中，所述按钮包括远离所述开关延伸第一距离的第一刚性突起和朝向所述开关延伸第二距离的第二刚性突起，所述第一距离大于所述第二距离。
19.根据权利要求18所述的电子控制装置，其中，所述第二刚性突起包括平坦表面，当所述力被施加在所述第一刚性突起上时，所述平坦表面接合所述开关。
20.根据权利要求17所述的电子控制装置，其中，所述按钮和所述壳体通过柔性铰链连接，并且所述按钮、所述壳体和所述柔性铰链由相同的材料构造并形成为单个整体结构。
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