CN115397725A - 用于自行车的踏板 - Google Patents

Abstract

一种用于自行车(4)的踏板(1)，包括：踏板销(2)，该踏板销沿着参考轴线(A)延伸并且具有被构造为耦合至自行车(4)的踏板曲柄(3)的轴向的第一端部(2a)和与所述第一端部(2a)相对的轴向的第二端部(2b)；踏板主体(5)，该踏板主体包括以能自由旋转的方式耦合至所述踏板销(2)以便能够围绕所述参考轴线(A)旋转的毂(6)。在所述踏板销(2)上，有至少两个内部腔室(11)(12)，该内部腔室具有圆形截面并且沿着与其同轴的所述参考轴线延伸；耦合至所述踏板销(2)的传感器电路(8)；被配置为确定所述踏板销(2)的机械变形的电子电路(9)；设置在内部腔室中的电储存装置(10)。

Description

用于自行车的踏板

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2020年5月21日提交的意大利专利申请第102020000011956号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于自行车的踏板。具体地，本发明涉及一种用于自行车的踏板，该踏板被设计为测量骑行者在踩踏时施加的动力。

背景技术

确定和显示一系列参数/量的测量系统在自行车(尤其是比赛自行车/公路自行车)中的使用是众所周知的，所述参数/量可用于监测骑行者在踩踏时执行的物理活动，通常监测在踏板上施加的力/动力和踩踏节奏。

电子测量系统通常包括电子测量装置，该电子测量装置设置在踏板上并且具有电子电路和板，所述电子电路和板测量前述参数并将测量的参数以数据的形式传输到通常设置在自行车的前部的显示装置，该显示装置接收数据并将其显示给骑行者。

一些类型的电子测量装置在踏板主体侧向的位置装配到踏板的踏板销上，以便完全或至少部分地保持在踏板销自身外部。

这种类型的电子测量装置例如是在本申请人提交的意大利专利申请TV2015A000010中描述的电子测量装置。

上述类型的电子测量装置的技术问题是，它们在踏板销外部，尤其是在踏板的存在可能遭受在意外冲击的情况下损坏的风险的区域中。

专利申请FR3078158A1描述了一种电子装置，其具有设置于在踏板销外部获得的相应的平坦表面上的两个电池。

专利申请EP2973891A1描述了一种电子装置，其具有被设计为将传感器连接至设置在踏板销外部的电池的电连接器。

专利申请WO2008/109914描述了一种电子装置，其安装在中心毂中，连接踏板的两个相对的踏板曲柄耦合至该中心毂。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于测量骑行者在踩踏时施加的动力的方案，其能够克服上述技术问题。

上述目的通过本发明实现，因为它涉及如在所附权利要求中限定的用于自行车的踏板。

附图说明

现在将参照示出本发明的非限制性实施方式的附图来描述本发明，在附图中：

图1示意性示出了装备有根据本发明的教导提供的踏板的自行车，

图2是图1所示的踏板的放大比例的立体图，

图3是图2所示的踏板的纵向截面I-I，

图4是图3所示的踏板的截面II-II，

图5是图3所示的踏板的截面III-III，

图6是图3所示的踏板的截面IV-IV，

图7是图3所示的踏板的踏板销的竖直纵向截面，其中为清楚起见，部分被移除，

图8和图9示出了图7所示的踏板销的许多变型实施方式的竖直纵向截面，

图10是根据变型实施方式的踏板的竖直纵向截面，

图11是图10所示的踏板的踏板销的竖直纵向截面。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明，以便允许技术人员实施它并使用它。

对于本领域技术人员来说，对所描述的实施方式的各种修改将是显而易见的，并且所描述的一般原理可以应用于其他实施方式和应用，但是不脱离如所附权利要求中限定的本发明的保护范围。因此，本发明不应被视为限于本文描述和示出的实施方式，而是它们必须被赋予与本文所描述和要求保护的原理和特征一致的最宽保护范围。

本发明实质上基于在踏板销中形成内部腔室的思想，所述内部腔室被特别地构造和尺寸设置为能够在内部容易地容纳用于测量动力的所有或大部分电气和电子部件，以便便利地使用踏板销作为包含该踏板销的外部保护容器。

参照图1、图2和图3，附图标记1指示用于自行车的踏板整体，该踏板被设计为测量指示骑行者在踏板上的推力的电量。踏板1包括优选由金属材料制成的踏板销2，该踏板销2沿着纵向轴线A延伸并且被构造为用于耦合至自行车4的踏板曲柄3(图1)。

参照图3，踏板销2可以具有第一端部2a，第一端部2a优选是带螺纹的并且耦合至自行车4的对应的踏板曲柄3。踏板销2可以优选具有细长的圆柱形形状并且沿着纵向轴线A从踏板曲柄3悬臂式延伸，优选大致与踏板曲柄3正交地延伸，并且具有与端部2a轴向相对的第二端部2b。根据优选实施方式，踏板销2可以具有沿着轴线A的长度，其在大约70mm和大约95mm之间，优选为大约90mm。

根据图3所示的例子，踏板销2可以包括与轴线A同轴的环形冠部或凸缘2c，该环形冠部或凸缘2c大致定位在端部2a的螺纹部分的内侧并且被设计为当踏板1连接至所述踏板曲柄3时设置成抵靠在踏板曲柄3上。

踏板1还包括踏板主体5，该踏板主体5以能自由旋转的方式耦合至踏板销2，以便能够相对于踏板销2围绕纵向轴线A旋转。踏板主体5包括管状主体，即内部具有开口或孔的毂6，所述开口或孔优选是具有沿着轴线A延伸的圆形横截面的通孔。毂6优选通过衬套21或轴承以能自由旋转的方式耦合至踏板销2，以便能够围绕纵向轴线A旋转。根据图3所示的例子，衬套21或轴承大致在邻近第二端部2b的中间位置装配到踏板销2上。

在图3所示的例子中，踏板主体5还包括搁脚部分7，该搁脚部分牢固地/刚性地连接至毂6以便优选与其形成一件式或整体式主体，并且被构造为形成用于骑行者的脚的支撑主体。例如，搁脚部分7可包括在大致平行于纵向轴线A的平台上延伸的大致板状结构，在使用中，骑行者的脚搁置在该平台上。应当理解，搁脚部分7的形状/结构可以不同于上面提到的和/或在附图中示出的板状的形状/结构。还应当理解，搁脚部分7可以优选被成形/构造为借助于通常在比赛自行车或山地自行车的踏板上使用的已知类型的凹口/螺柱(或夹板)连接/钩挂到骑行者的鞋上。

踏板1还包括：传感器电路8，其具有耦合至踏板销2的一系列传感器，优选应变仪；电子处理电路9，其电连接至传感器电路8并且被配置为通过后者确定骑行者在踩踏时施加在踏板1上并因此在踏板销2上的力引起的踏板销2的变形；以及电储存装置10，其被设计为提供处理电路9和传感器电路8的操作所需的电能。

根据图3和图7所示的优选实施方式，电储存装置10被容纳在内部支座或腔室11中，该内部支座或腔室11在踏板销2的邻近第二端部2b的部分2I中获得。优选地，电储存装置10包括至少一个大致圆柱形的优选可再充电的电池，该电池优选轴向接合在内部腔室11中。

内部腔室11在踏板销2的部分2I中获得并且沿着轴线A从第二端部2b开始朝向第一端部2a轴向地延伸。便利地，内部腔室11在踏板销2的部分2I中获得并且沿着轴线A在衬套21(或轴承)下方轴向地延伸。换言之，衬套21在踏板销2上装配成与腔室11大致径向对准，从而围绕它。

申请人已经发现，通过使用具有在大约12mm和大约15mm之间的内径和在大约1mm和大约3mm之间的厚度的衬套21或轴承，能够在踏板销2的主体中获得径向空间，该径向空间允许在不损害踏板1的功能的情况下增加内部腔室11的直径。

特别地，如上所述尺寸的衬套21的存在允许在踏板销2上获得内部腔室11，内部腔室11的尺寸被设置为便利地具有在大约7mm和大约13mm之间的内径。优选地，内部腔室11的尺寸被设置为具有在大约8mm和大约13mm之间的内径。

内部腔室11的尺寸还被设置为具有沿着轴线A的在大约15mm和大约40mm之间的长度L1。

便利地，因此，电池可具有取决于腔室11的内径的外径。电池的直径可在大约5.5mm和大约13.0mm之间。由上面提到的内部腔室11的尺寸设置获得的技术效果是能够容纳可再充电电池，该可再充电电池能够提供与在电池位于踏板销外部的其他模型中获得的电能相当的量的电能。申请人还发现，这样的电池能够提供足够的电能以在大于40小时的时间段内操作处理电路9，以便限制再充电的次数。

根据图3和图7所示的优选实施方式，电子处理电路9设置在内部腔室12中，该内部腔室12在踏板销2的邻近第一端部2a的部分2II中获得。电子处理电路9可以包括电子板(PCB)，该电子板的尺寸被设置为容纳在内部腔室12中。

根据图3和图7所示的优选示例性实施方式，内部腔室12沿着轴线A从第一端部2a开始朝向内部腔室11轴向地延伸。内部腔室12沿着轴线A的长度L2便利地在大约25mm和大约65mm之间。内部腔室12的尺寸还设置为便利地具有在大约8mm和大约13mm之间的内径。

内部腔室12的上述尺寸设置所获得的技术效果是能够容易地容纳处理电路的电子板。

根据图3和图7所示的优选实施方式，两个内部腔室11和12具有横向(即，正交)于圆形轴线A的截面，并且是连续的，即，它们具有连接在一起并且彼此内部连通以便在踏板销2中形成通孔的相邻的内端部。

在本文所示的例子中，内部腔室11具有与腔室12相对的轴向端部，该轴向端部设置在端部2b处，即，与该端部2b相距零距离。

然而，应当理解，本发明不限于内部腔室11的端部与端部2b之间的零距离，而是提供内部腔室11的与第一腔室12相对的轴向端部能够设置在距所述踏板销2的端部2b小于大约25mm的距离处。

优选地，内部腔室11的与第一腔室12相对的轴向端部可便利地位于距所述踏板销2的端部2b小于大约15mm的距离处。

换言之，内部腔室11可从端部2b开始(零距离)或在从端部2b朝向相对端部2a测量的大约25mm、优选15mm的距离范围内延伸到踏板销2中。

然而，应当理解，本发明不限于限定在端部2a和2b处具有开口的通孔的两个内部腔室11和12，但是可以提供其他方案。例如，根据图8所示的变型实施方式，腔室11和腔室12居中地连接以便形成盲孔，该盲孔具有在踏板销2的端部2a处朝向踏板曲柄3形成的单个开口。

根据图9所示的另一个实施方式，腔室11和腔室12居中地连接以便形成盲孔，该盲孔具有在相对于踏板曲柄3的相对侧在踏板销2的端部2b处形成的单个开口。

根据图3所示的优选示例性实施方式，两个内部腔室11和12具有相同的内径。然而，应当理解，本发明不限于具有相同内径的两个腔室11和12，但可以提供两个腔室11和12具有彼此不同但在上述范围内的直径。

还应当理解，本发明不限于具有恒定直径的两个腔室11和12，但是每个腔室可以具有沿着轴线A的可变直径。

根据图3所示的优选实施方式，传感器电路8设置在踏板销2的外表面上，并且包括根据惠斯通电桥电气配置连接在一起的变形传感器，优选应变计。传感器电路8被设计为测量指示骑行者在踩踏时在踏板销2上引起的机械变形的电量的变化。

应理解的是，本发明不限于传感器电路8在踏板销2上的定位(在其外部)，而是可提供其他方案，其中一个方案可提供传感器电路8在内部腔室12中和/或内部腔室11中的定位。

根据图3中的例子所示的优选实施方式，传感器电路8定位在踏板销2的外表面部分上，该外表面部分邻近衬套21并且设置在踏板主体5的一部分下方，该部分的与端部2b相对的端部由装配到踏板销2上的环形垫圈20封闭。传感器电路8可以通过一系列导线电连接至处理电路9，所述导线穿过在踏板销2上在内部腔室11和/或内部腔室12处径向地获得的一个或多个通孔。

根据图3所示的优选实施方式，踏板1还包括机械夹紧构件13，该机械夹紧构件13被构造为将踏板主体5的毂6轴向夹紧到踏板销2上，以便防止踏板主体5沿着轴线A从踏板销2滑落。

根据附图3和图7至图11所示的示例性实施方式，在踏板销2上获得与轴线A同轴的环形支座14。内侧的环形支座14具有圆柱形底壁和两个侧壁，这两个侧壁在踏板销2上限定两个环形肩部。

根据附图3和图7至图11所示的实施方式，环形支座14和对应的环形肩部形成在邻近端部2b的踏板销2的边缘上。

在图3所示的例子中，机械夹紧构件13还包括两个不同且独立的半环形主体13a和13b，半环形主体13a和13b具有半圆形段形式的横截面，所述半圆形段优选彼此大致互补并与环形支座14大致互补。

两个半环形主体13a和13b设置在环形支座14中，以便能够在其中相对于踏板销2围绕轴线A旋转。两个半环形主体13a和13b被构造为优选抵靠在环形支座14的环形肩部上，以便保持轴向夹紧并且不能够相对于踏板销2沿着轴线A移动。两个半环形主体13a和13b从支座14径向地突出，并且设置为抵靠在毂6的内部环形肩部上，该内部环形肩部又插入在支座14与衬套21的轴向端部之间。

根据图3所示的优选实施方式，踏板1还包括连接至毂6的与踏板曲柄3相对的端部的封闭盖15。封闭盖15可以是螺纹杯形主体的形式，其被拧到毂6的螺纹边缘上以抵靠在半环形主体13a和13b的突出部分上。封闭盖15轴向地保持毂6以便将毂6朝向踏板曲柄3的轴向移动锁定。

根据图3所示的优选实施方式，在端部2a处获得的内部腔室12的开口由封闭盖16封闭。封闭盖16可以是杯形主体的形式，并且例如通过卡扣锁定或胶合系统接合到内部腔室11的开口中的端部2a上，从而将其封闭。

根据图3所示的优选实施方式，处理电路9可以包括被设计为发送/接收用于数据传输的射频信号的无线电通信模块18。申请人已经发现，无线电通信模块18在踏板销的端部2a处的定位减小了由踏板销2本身的金属主体引起的无线电信号的衰减。

根据图3所示的优选实施方式，踏板1还包括设置在踏板销2上的充电连接器19。充电连接器19优选设置在从所述踏板主体5暴露的踏板销2的自由外表面部分上，并且被构造为执行电储存装置10的充电。

充电连接器19可以便利地设置有用于实现电连接器19与外部电源(未被示出)的充电连接器的耦合的磁耦合系统。例如，充电连接器19可以设置有磁性元件，或者替代地可以至少部分地由铁磁材料制成。

上述踏板具有使用踏板销作为用于容纳电气/电子部件的壳体的优点，因此消除了他们在销外部的妨碍和对其损坏的风险。

事实上，申请人已经发现，根据上面描述的尺寸的组合的踏板销及其内部腔室的尺寸设置具有一方面不引起踏板销的结构弱化并且另一方面产生具有足够的空间来在内部容纳电池和电子电路的内部腔室的技术效果。

应该强调的是，该技术效果不是通过技术现状的踏板来实现的。

例如，FR3078158A1提出了测量元件在踏板外部的可见性的技术问题。特别地，FR3078158A1描述了由于其结构弱化，踏板的踏板销通常难以用于力传感器的集成，并且因此教导了与本发明的方案相反的方案，即提供了用于将电池支撑在踏板销的外表面上的平坦表面，因此所述平坦表面保持在踏板销的外部和踏板主体的内部以便在外部不可见。

EP2978911A1中描述的方案提供了与本发明完全相反的方案，因为它教导了将电池在踏板销的端部处定位在完全在踏板销外部的位置。

最后，WO2008/41109A2既不涉及踏板也不涉及踏板销，而是涉及与踏板曲柄连接的中心运动毂。此外，WO2008/41109A2没有提出或解决使用于构造内部腔室的踏板销的结构弱化的技术问题。在该连接中，应当指出的是，由于毂具有与踏板销的结构和尺寸完全不同的结构和尺寸，因此毂没有踏板销的结构问题。

最后，清楚的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述踏板进行修改和变化。

图10和图11所示的实施方式涉及踏板销30，踏板销30类似于图3所示的踏板1，并且踏板销30的部分在可能的情况下用识别踏板1的对应部分的相同附图标记标识。

图10和图11所示的踏板30与踏板1的不同之处在于，踏板销2居中地包括附加的内部腔室25，该附加的内部腔室25将内部腔室12连接至内部腔室11并容纳将处理电路9连接至电储存装置10的连接导线。

根据图3和图10所示的实施方式的替代方案(未被示出)，踏板与踏板1和30的不同之处在于，其具有定位在内部腔室11中的处理电路9和设置在内部腔室12中的电储存装置10。

Claims (18)

1.一种用于自行车(4)的踏板(1)，其包括：

踏板销(2)，其沿着参考轴线(A)延伸并且具有被构造为耦合至自行车(4)的踏板曲柄(3)的轴向的第一端部(2a)和与所述第一端部(2a)相对的轴向的第二端部(2b)，

踏板主体(5)，其包括毂(6)，所述毂(6)以能自由旋转的方式耦合至所述踏板销(2)以便能够围绕所述参考轴线(A)旋转，

至少两个内部腔室(11)(12)，该内部腔室具有圆形截面并且形成在所述踏板销(2)中并且沿着与其同轴的所述参考轴线延伸，

传感器装置(8)，其耦合至所述踏板销(2)并且被设计为检测指示其机械变形的电参数，

电子装置(9)，其被配置为通过所述传感器装置(8)确定骑行者在踩踏期间在所述踏板销(2)上施加的力引起的所述踏板销(2)的机械变形。

电储存装置(10)，其设置在所述内部腔室(11)(12)中的至少一个内，并且被设计为对所述电子装置(9)供电，

并且其中

第一腔室(12)在所述踏板销(2)中形成为沿着所述参考轴线(A)大约从所述第一端部(2a)开始朝向所述第二端部(2b)延伸，

第二内部腔室(11)在所述踏板销(2)中形成为沿着所述参考轴线(A)在所述第一内部腔室(12)与所述第二端部(2b)之间延伸，

所述第二内部腔室(11)的尺寸被设置为具有：

包含在大约15mm和大约40mm之间的长度；

包含在大约7mm和大约13mm之间的内径；以及

与所述第一腔室(12)相对的轴向端部，该轴向端部设置在距所述踏板销(2)的所述第二端部(2b)小于大约25mm的距离处。

2.根据权利要求1所述的踏板，其中，所述第一内部腔室(12)在所述踏板销(2)中延伸以具有包含在大约25mm和大约65mm之间的长度，并且具有包含在大约8mm和大约13,0mm之间的内径。

3.根据权利要求1所述的用于自行车的踏板，其中，所述第一腔室(12)在所述第一端部(2a)上具有开口。

4.根据权利要求1所述的用于自行车的踏板，其中，所述第二腔室(11)在所述第二端部(2b)上具有开口。

5.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述第一腔室(12)和所述第二腔室(11)具有彼此连接以便彼此连通的相邻的轴向端部。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于自行车的踏板，其包括第三腔室(25)，所述第三腔室(25)在所述踏板销(2)的中心处获得以便从所述第一腔室(12)延伸到所述第二腔室(11)，从而连接它们并将它们保持彼此连通。

7.根据权利要求1所述的用于自行车的踏板，其中，所述第一腔室(12)和所述第二腔室(11)被形成在所述踏板销(2)中，以形成通孔。

8.根据权利要求1所述的用于自行车的踏板，其中，所述第一腔室(12)和所述第二腔室(11)被形成在所述踏板销(2)中，以形成盲孔。

9.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述电子装置(9)设置在所述第一腔室(12)中和/或所述第二腔室(11)中。

10.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述传感器装置(8)设置在所述第一腔室(12)中和/或所述第二腔室(11)中。

11.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述电储存装置(10)包括圆柱形电池，所述圆柱形电池具有包含在大约5.5mm和大约13,0mm之间的外径。

12.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其包括插在所述毂(6)与所述踏板销(2)之间的衬套(21)或轴承；所述衬套(21)或轴承在所述踏板销(2)上装配成与所述第二腔室(11)大致径向对准，从而围绕所述踏板销(2)。

13.根据权利要求12所述的用于自行车的踏板，其中，所述衬套(21)或轴承具有包含在大约12mm和大约15mm之间的内径，以及包含在大约1mm和大约3mm之间的厚度。

14.根据权利要求13所述的用于自行车的踏板，其中，所述衬套(21)或轴承具有包含在大约25mm和大约40mm之间的长度。

15.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述踏板销(2)具有从所述踏板主体(5)暴露的自由外表面，并且包括外部充电连接器(19)，所述外部充电连接器被构造为允许所述电储存装置(10)的充电并且设置在所述暴露的外表面上。

16.根据权利要求15所述的用于自行车的踏板，其中，所述充电连接器(19)包括用于实现所述充电连接器(19)与外部电源的充电连接器的耦合的磁耦合系统。

17.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述第二内部腔室(11)具有包含在大约8mm和大约13mm之间的内径。

18.根据前述任一项权利要求所述的用于自行车的踏板，其中，所述第二内部腔室(11)具有与所述第一腔室(12)相对的轴向端部，该轴向端部设置在距所述踏板销(2)的所述第二端部(2b)小于大约15mm的距离处。

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