CN1155865C - 齿轮位置传感装置 - Google Patents

Abstract

一种用于安装到一个变速控制装置上的外齿轮位置传感装置包括一个传感器壳，一个支撑在传感器壳上的第一电接触部件，一个可以转动地支撑传感器壳的支撑部件，一个联接到支撑部件上与之一起移动并与第一电接触部件接触的第二电接触部件，和一个联接到支撑部件上用来在此移动和暴露到传感器壳外部的联接部件。传感器壳，支撑部件和联接部件联接在一起，可以安装到变速控制装置的外表面。

Description

齿轮位置传感装置

技术领域

本发明涉及用于自行车变速器的自行车计算机和变速控制装置，特别是涉及一种模块化和分布式计算机组件，可以将该计算机组件添加到已有的变速控制装置上并且允许骑车人观看计算机显示器，操作计算机控制机构并且方便地操作变速控制装置。

背景技术

有时候在自行车上装备计算机来测量和显示不同的骑车参数例如速度，步调，已行驶过的距离等。计算机的操作和显示的信息通常由计算机上的按钮控制。因为骑车人在骑车时必须小心地观看自行车前方的路面，所以通常人们希望将计算机布置在自行车车把的中间以便在观看计算机显示器时分心最少。但是，如果骑车人需要改变计算机的操作或计算机显示器上的信息，那么骑车人必须从自行车闸和/或变速操作装置上移开他或她的手以便操作计算机上的控制按钮。由于手离开会显著地减慢骑车人的速度，在比赛时人们一般不太愿意那样做。

通过将计算机布置在车闸和/或变速操作装置的旁边，可以最大程度的减少从车闸和/或变速操作控制上移开骑车人的手所带来的缺点。但是，这样计算机显示器的位置就远离了自行车的中心，因此为了查看计算机显示器就要求骑车人向左或向右看。高速骑车人发现这会导致分心，因而不能接受。

有些自行车计算机能够控制自行车变速装置比如发动机控制拨链器或轮毂变速器或至少显示变速控制装置当前所选择的链轮或齿轮速比。这样的计算机通常具有安装到变速控制装置上的传感器用以检测变速控制装置的位置，并且用变速控制装置的位置计算当前所选的链轮或齿轮速比。结果，计算机和变速控制装置通常作为一个单元装配和出售。当然，有些骑车人可能不想或不需要自行车计算机，所以即使变速控制装置的剩余部分与这种和计算机构成一个单元出售的变速控制装置相同，必须装配不设置计算机的不同的变速控制装置。这增加了制造和存货成本。而且，如果买了不带计算机的变速控制装置的骑车人后来决定给自行车增加计算机，那么骑车人就必须购买与计算机构成一个单元的变速控制装置，这是因为没有办法将传感器安装到原先购买的变速控制装置上。这样，就没有升级的余地了。

发明内容

本发明涉及可以添加到已有的变速控制装置上的一种模块化和分布式计算机部件。根据本发明的一种装置允许骑车人观看计算机显示器，操作计算机控制机构并且非常方便地操作变速控制装置。这个变速控制装置可以事先购买，该计算机也可以在后来添加到变速控制装置上。

根据本发明的一个方面，提供了安装到一个具有外表面的变速控制装置上的一个齿轮位置传感装置，它包括一个传感器壳，一个支撑在传感器壳上的第一电接触部件，一个可以转动地支撑传感器壳的支撑部件，一个联接到支撑部件上用来与之一起移动并与第一电接触部件相接触的第二电接触部件，和一个联接到支撑部件上用来与之一起移动并暴露到传感器壳外部的联接部件。传感器壳，支撑部件和联接部件联接在一起，这样传感器壳，支撑部件和联接部件就可以安装到变速控制装置的外表面。如果需要，可以将一个独立接合器联接到联接部件上，并且暴露在传感器壳外部以便使传感器配装到不同的变速控制装置上。

根据本发明的另一方面，当与一变速操作装置组合时，组合装置包括一变速控制装置和安装到变速控制装置上的一齿轮位置传感装置。在这种情况下，变速控制装置包括一变速控制装置安装部件，该变速控制装置安装部件用来将变速控制装置安装到自行车车把上，和一钢索操作部件，该钢索操作部件被支撑在变速控制装置安装部件上以便用来牵引和放松控制钢索。齿轮位置传感装置包括一传感器壳，一个支撑在传感器壳上的第一电接触部件，一个可以转动地支撑传感器壳的支撑部件，一个固定到支撑部件上以便用来与之一起移动并与第一电接触部件接触的第二电接触部件，一个联接到支撑部件和钢索操作部件上的联接部件，用来随钢索操作部件移动而转动支撑部件，以及一紧固件，该紧固件用来将齿轮位置传感装置安装到变速控制装置上和从变速控制装置将齿轮位置传感装置拆离。传感器壳，支撑部件和联接部件联接在一起，这样当齿轮位置传感装置从变速控制装置上拆卸下来时，传感器壳，支撑部件和联接部件仍然联接在一起。

根据本发明的一个实施方案，变速控制装置可包括一钢丝放松手柄和一钢丝牵引手柄，该钢丝放松手柄和钢丝牵引手柄构成一个钢索操作部件。

附图说明

图1是具有本发明的一集成的自行车计算机和变速装置的一特定实施例的一自行车车把的顶视图；

图2是根据本发明的一变速控制装置的一特定实施例的一顶视图；

图3是沿图2中的III-III线看去的视图；

图4是如图1所示的从变速控制装置和车把分离出来的左齿轮位置传感装置，右齿轮位置传感装置和开关机构的顶视图；

图5是如图4所示的开关机构的前视图；

图6是沿图4的VI-VI线看去的视图；

图7是如图6所示的一接合器的透视图，该接合器用来将齿轮位置传感装置配装到不同的变速控制装置上；

图8是如图6所示的移动的电接触部件的顶视图；

图9是如图6所示的固定的电接触部件的底视图；

图10是如图6所示的固定的电接触部件的顶视图；

图11是如图6所示的由齿轮位置传感装置形成的电路的示意图；

图12是固定的电接触部件的底视图，该电接触部件可使用在如图4所示的后齿轮位置传感装置中；

图13是固定的电接触部件的顶视图，该电接触部件可使用在如图4所示的后齿轮位置传感装置中；

图14是由如图4所示的后齿轮位置传感装置形成的电路的示意图。

具体实施方式

图1是具有本发明的一集成的自行车计算机和变速装置的一特定实施例的一自行车车把10的顶视图。该集成的自行车计算机和变速装置包括一左侧或前闸/变速控制装置12，一右侧或后闸/变速控制装置18，一计算机显示模块26，一左侧或前齿轮位置传感装置30，该前齿轮位置传感装置30通过螺钉34可拆卸地安装在前闸/变速控制装置12上，并且通过一根电线35可操作地联接显示模块26，一右侧或后齿轮位置传感装置38，该后齿轮位置传感装置38通过螺钉39可拆卸地安装在后闸/变速控制装置18上并且通过一根电线40可操作地联接显示模块26，一开关机构41，该开关机构通过一支撑板45安装到车把10上并且通过一根电线42(通常通过与电线40并联)可操作地联接显示模块26，和一电磁轮速传感器43，该电磁轮速传感器通过电线44有效地联接显示模块26。

前闸/变速控制装置12包括一安装支架46，该安装支架46用来将前闸/变速控制装置12可拆卸地安装到车把10上，一刹车手柄48，该刹车手柄48可转动地安装到安装支架46上以便用来牵引和放松闸控制索56的内钢丝52，和一个与安装支架46形成整体的变速控制装置60。变速控制装置60包括一钢丝放松手柄64，该放松手柄在方向A转动以便用来放松控制钢索66的内钢丝65，和一钢丝牵引手柄68，该牵引手柄在方向B转动以便用来牵引内钢丝65。当使用一向着最小链轮偏压的前拨链器时，钢丝放松手柄64导致前拨链器从一较大链轮移向一较小的链轮，而钢丝牵引手柄68导致前拨链器从一较小链轮移向一较大的链轮。以公知方式使用一调节圆筒67来调节内钢丝52的张力，而以公知方式使用一调节圆筒69来调节内钢丝65的张力。

后闸/变速控制装置18包括一安装支架70，该安装支架70用来将后闸/变速控制装置18可拆卸地安装到车把10上，一刹车手柄74，该刹车手柄74可转动地安装到安装支架70上用来牵引和放松闸控制索81的内钢丝78，和一与安装支架70形成整体的变速控制装置82。变速控制装置82包括一钢丝放松手柄86，该放松手柄86在方向C转动以便用来放松控制钢索94的内钢丝90，和一钢丝牵引手柄98，该牵引手柄在方向C转动以便用来牵引内钢丝90。当使用一向着最小链轮偏压的后拨链器时，钢丝放松手柄86导致后拨链器从一较大链轮移向一较小的链轮，而钢丝牵引手柄98导致后拨链器从一较小链轮移向一较大的链轮。以公知方式使用一调节圆筒102来调节内钢丝78的张力，而以公知方式使用一调节圆筒106来调节内钢丝90的张力。

前齿轮位置传感装置30检测前变速控制装置60的操作位置，并且通过电线35将给出检测到的操作位置的信号传送到显示模块26。同样，后齿轮位置传感装置38检测后变速控制装置82的操作位置，并且通过电线40将给出检测到的操作位置的信号传送到显示模块26。电磁轮速传感器43作为一个单件焊接到支撑板110上或与支撑板110整体成形。轮速传感器46以传统方式操作，即检测安装到自行车车轮(未表示)上的磁通道(未表示)并且通过电线44将电脉冲送到显示模块26。显示模块26包括一数据处理电路，该数据处理电路从前齿轮位置传感装置30，后齿轮位置传感装置38，开关机构41和轮速传感器46输入信号，并且按照开关机构41发出的命令显示各种骑车参数比如速度，已骑过的距离等。在本实施例中，显示模块26可以包括一个由本受让人销售的计算机。

图2是移去前齿轮位置传感装置30的前闸/变速控制装置12的顶视图。除了所调节的速度数不同外，后闸/变速控制装置18以同种方式构造。如图2所示，前闸/变速控制装置12包括一变速控制装置安装部件例如一变速控制壳120，该变速控制壳有一上表面124，而上表面124具有用来容纳螺钉34的螺纹开口128和一个用来将一变速杆轴136暴露出来的位置传送开口132。变速杆轴136将变速控制装置60的操作位置传送到前齿轮位置传感装置30。

图3是沿着图2的III-III线看去的视图。前变速控制装置60构造基本与申请号为08/909,772的专利中所公开的变速控制装置相同，该专利名称为车闸和变速装置，1997年8月12日由本发明人申请并且在此用作参考。更具体讲，变速控制壳120’包括通过螺钉148固定在一起的一个上变速控制壳部件140和一个下变速控制壳部件144。前变速控制装置60还包括一基板150，一用来放松内钢丝65的钢丝放松手柄64，和一用来牵引内钢丝65的钢丝牵引手柄68。具有定位齿160的棘轮154经由转动体163安装在变速杆轴136上，并且通过一定位棘爪158和一棘爪轴159联接到钢丝放松手柄64上。棘轮154也包括定位齿164，并且通过一进给棘爪162和一棘爪轴163a与钢丝牵引手柄68联接。为了一起转动可将变速杆轴136与棘轮154连接，这样变速杆轴136随钢丝放松手柄64和钢丝牵引手柄68的移动而转动。

如上所述，变速杆轴136暴露在壳120之外，并且通过转动体163将一与钢丝65连接的钢索钩162安装到变速杆轴136上，这样钢丝65就可以随钢丝放松手柄64和钢丝牵引手柄68的操作而交替地放松和牵引。变速杆轴136的上端通过一轴承166夹持在壳120上，变速杆轴136的中部通过一轴承167夹持在基板150上，变速杆轴136的下端通过一轴螺母170与钢丝牵引手柄68联接。在上述处于审查状态的申请中已经知道和描述过前变速控制装置60的操作。既然前变速控制装置60的具体结构和操作对本发明的恰当理解没有必要，那么就删去更进一步的细节描述。

图4是在图1中从变速控制装置60，82和车把10中分离出来的前齿轮位置传感装置30，后齿轮位置传感装置38和开关机构41的视图，图5是开关机构41的前视图。在本实施例中，开关机构41包括一开始/停止按钮180和一模式按钮184，例如为了以公知的方式将命令传送到显示模块26，而用在由本受让人所销售的计算机中的模式按钮。具有一胶粘带或表面190的一支撑垫188可以用来代替或附加支撑板45，以便将开关机构41安装到车把10上。

图6是在图4中沿VI-VI线的视图，它表示前齿轮位置传感装置30的横截面结构。后齿轮位置传感装置3 8除了后述细节不同外构造与之相同。如图6所示，前齿轮位置传感装置30包括一个传感器壳200，一个支承传感器壳200的第一电接触部件204，一个采用支撑板208形式的支撑部件，该支撑板可移动地(可转动地)支撑传感器壳200，一个采用电刷形式的第二电接触部件212，该电刷联接支撑板208以便用来在此移动和接触第一电接触部件204。以装配在一接合器219的开口218中的联接轴217形式出现的一联接部件216联接支撑板208，以便与之一起移动。在本实施例中，联接部件216与支撑板208整体成形，并且经过传感器壳200的下部的开口220伸出而露在传感器壳200外边，尽管在其他实施例中，联接部件216甚至可能与开口220的下边界平齐或者凹进。联接部件216有一凸起的上端224，该上端224与形成于传感器壳200的下内表面上的一个凹进轴承228相配合，并且支撑板208的一个下表面232由一环行密封圈240支撑在传感器壳200的上内表面236上。联接轴217具有一键250，该键可装入位于接合器219内的一个槽254(图7)中以便使联接轴217不可转动地联接接合器219。如图7所示，接合器219包括侧面突出部分260，该突出部分可装入位于变速杆手柄136的顶部的一个槽264内以便不可转动地联接接合器219，进而与联接轴217、支撑板208和变速杆手柄136联结，这样变速杆手柄136的转动导致支撑板208的相应转动。

图8是安装到如图6所示的支撑板208上的第二电接触部件212的顶视图。第二电接触部件212可以由一磷铜导体或一些其他具有足够弹力特性的良导体形成，并且通过辅助孔300固定到支撑板208上。触头304A和304B在第二电接触部件212的两端上向上延伸，并有选择地接触形成于第一电接触部件204上的导电轨迹。

图9是描述第一电接触部件204的下侧面的一示意图，它表示前齿轮位置传感装置30的导电轨迹或电接触的型板。下侧面，即接触第二电接触部件212的侧面，提供有许多电触点361，362，362b，363，363b和364。电触点361，362和363形成电线35的接触接点。这样，在本实施例中电线35至少要求四根信号线。由虚线表示的第二电接触部件212将在电触点362b，363b和364中出现的信号有选择地连通到电触点361，并且利用该信息确定前变速控制装置60的变速位置。

图10是描述第一电接触部件204的上侧面的一示意图。上侧设有一个与下侧上的电触点362b和362电连接的连接型板362a，并设有一个与下侧上的电触点363b和363电连接的连接型板363a。下侧上的电触点和上侧上的连接型板可通过通孔电连接。

图11是描述前齿轮位置传感装置30的等效电路的示意图。电触点361与电触点362直到364的互连状态根据第二电接触部件212的转动位置转换。这样，前变速控制装置的变速位置可根据电触点362至364中哪一个与电触点361连通来识别。由这种电路可检测变速位置，因为前变速控制装置具有较少的变速挡位。在这种情况下，具有三级挡位。

除了第一电接触部件204的结构和电线40需要的信号线的数量不同外，后齿轮位置传感装置38具有与前齿轮位置传感装置30相同的结构。图12是描述在后齿轮位置传感装置38的第一电接触部件204’的下侧面上的接触型板的示意图。下侧面，即接触第二电接触部件212的侧面，设有许多371，372，372b，和373至380的电触点。电触点371，372和373形成电线40的接触接点，这如图12的右侧所示。这样，电线40至少要求三根信号线。由虚线表示的第二电接触部件212根据第二电接触部件212的转动位置，有选择地使在电触点372B-380中的其中之一出现的信号连通到接触接点371。

图13是描述在后齿轮位置传感装置38的第一电接触部件204’的上侧面上的接触图形的示意图。第一电接触部件204’的上侧面设有一连接型板372a用来与在下侧面上的电触点372b和372，一个电阻膜381，和电阻接头373a直至380a电连接。电阻膜381的两端分别连接电阻接头373a和连接型板372a，并且电阻接头374a直至380a在电阻膜381中部呈等距布置连接。在上侧面上电阻接头373a直至380a分别与在下侧面上的电触点373直至380电连接。在本实施例中，在下侧面上的电触点和电阻接头和在上侧面上的连接型板经过通孔电连接。

图14是描述后齿轮位置传感装置38的等效电路的示意图。电触点371和电触点372直至380的互联状态依赖第二电接触部件212的转动位置来转换。因为电触点371和372之间或者电触点371和373之间的电阻根据电触点372直至380中哪一个连接到电触点371而逐步变化，这样就可以识别出后变速控制装置的变速位置。即后齿轮位置传感装置38的功能相当于一允许电阻逐步变化的电势计。例如，在电触点372和373间可以施加一给定电压，这样使它可能以该检测到的电压为基础识别出的变速位置。应用一A/D转换器将检测到的电压转换成表示变速位置的数字值。使用这种电路检测变速位置更好，因为后变速控制装置具有较多的变速挡位。在这种情况下，有九级变速挡位。

尽管上面描述了本发明的各种实施例，在不违背本发明的实质和范围的情况下可做进一步的修改。例如，可根据需要改变不同部件的大小，形状，位置和方向。一个部件的功能可以由两个来完成，反之亦然。虽然所示的导线是用来在不同的部件之间传送信号，但是还可以使用无线电发射器，也可使用光纤。这样，本发明的范围不应被所公开的具体结构所限制。而是，本发明的真正范围应由下面的权利要求书所决定。

Claims (14)

1.一用来安装到一个具有外侧表面的变速控制装置上的齿轮位置传感装置，它包括：

一个传感器壳；

一个支撑在该传感器壳上的第一电接触部件；

一个可以转动地支撑该传感器壳的支撑部件；

一个联接到该支撑部件上与之一起移动并与所述第一电接触部件相接触的第二电接触部件；

一个连接到该支撑部件上且与之一起移动的联接部件，

其特征在于，所述传感器壳，支撑部件和联接部件被设置成可拆卸地安装到变速控制装置的外侧表面；并且

所述联接部件暴露于所述传感器壳的外部。

2.如权利要求1所述的齿轮位置传感装置，其特征在于还包括一个紧固件，该紧固件用来将齿轮位置传感装置安装到变速控制装置上和将齿轮位置传感装置从变速控制装置上拆卸下来。

3.如权利要求1所述的齿轮位置传感装置，其特征在于联接部件伸展到传感器壳的外侧。

4.如权利要求3所述的齿轮位置传感装置，其特征在于联接部件包括一个轴。

5.如权利要求4所述的齿轮位置传感装置，其特征在于该轴与支撑部件整体成形。

6.如权利要求1所述的齿轮位置传感装置，其特征在于还包括一个通过电线与一显示模块连接的开关机构。

7.如权利要求6所述的齿轮位置传感装置，其特征在于传感器壳与显示模块通过一根电线连接。

8.如权利要求1所述的齿轮位置传感装置，其特征在于还包括一个接合器，该接合器与联接部件连接并暴露在传感器壳之外。

9.一种变速控制和齿轮位置传感设备，包括：

一个变速控制装置，它包括：

一个用于将变速控制装置安装到一个自行车车把上的变速控制装置安装部件；和

一个用于牵引和放松一个控制钢索的并支撑在变速控制装置安装部件上的钢索操作部件，

一个齿轮位置传感装置，它包括：

一传感器壳；

一个支撑在传感器壳上的第一电接触部件；

一个可以转动地支撑传感器壳的支撑部件；

一个固定到支撑部件上与之一起移动并与第一电接触部件接触的第二电接触部件，

其特征在于，该齿轮位置传感装置还包括：

一个联接到支撑部件和钢索操作部件上的联接部件，该联接部件用来随钢索操作部件移动而使支撑部件转动；

一紧固件，该紧固件用来将齿轮位置传感装置安装到变速控制装置上和从变速控制装置将齿轮位置传感装置拆离；和

所述传感器壳，支撑部件和联接部件联接在一起，这样当齿轮位置传感装置从变速控制装置上拆卸下来时，传感器壳，支撑部件和联接部件仍然联接在一起。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于联接部件包括一个轴。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于该轴与支撑部件整体成形。

12.如权利要求9所述的设备，其特征在于还包括一个通过电线与一显示模块连接的开关机构。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于传感器壳与显示模块通过一根电线连接。

14.如权利要求9所述的设备，其特征在于还包括一个接合器，该接合器布置在联接部件和钢索操作部件之间。

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