CN1395081A - 自行车的模拟曲柄转数计算装置 - Google Patents

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Abstract

一种模拟曲柄转计算装置，在停止驱动曲柄转动时，也可以计算曲柄的转动速度并显示该数值。车速检测磁性传感器11检测设在前车轮上的磁铁12，计算前轮胎7转动1圈所需的时间，再计算出前轮胎每1分钟的转数；从后变速杆位置接点30读入接点的位置并读取后链轮的齿数；从前变速杆位置接点31读取接点的位置，计算齿轮比(前齿轮齿数/后链轮的齿数)；计算出模拟曲柄转动速度(车轮转动速度[rpm]/齿轮比)、并在显示器21上显示模拟曲柄转动速度的数值。

Description

自行车的模拟曲柄转数计算装置
本申请是发明专利申请CN97118221.3分案申请。
发明技术领域
本发明涉及自行车的模拟曲柄转数计算装置。更详细地说，是涉及这样一种模拟曲柄转数计算装置，即，即使在不驱动曲柄的时候，也能计算出假设驱动上述自行车的曲柄使其达到与上述自行车行驶速度相同的速度的曲柄转动速度的自行车的模拟曲柄转数计算装置。
背景技术
将自行车的各种数据，例如自行车的转速、行驶距离、一圈耗时、曲轴的转矩、变速齿轮装置的换挡位置、运行者的心跳速度、血压等用数字表示出来的显示装置已是公知的技术。而另一方面，在惰性或在坡道上行驶时自行车的曲柄没有被驱动。
而在蹬踏自行车由于惰性或在坡道上行驶而停止的脚蹬子，使曲柄再次开始转动的时候，如果实际驱动的曲柄的转动速度有比行驶速度少的转数，则成为空转驱动。在这样的情况下，总是希望能尽可能蹬踏脚蹬子使曲柄的转动速度超过自行车的行驶速度。
驱动曲柄的转动转矩的大小，是根据自行车骑手的脚部肌肉力量而定的。因此，骑手选择前齿轮、自由轮的小齿轮以确定齿轮比，并且，如果确定了自行车的希望行驶速度，则可针对每一个骑手专门设定最佳的曲柄转动速度。
但是，在蹬踏自行车由于惰性或在坡道上行驶而停止的脚蹬子，使曲柄转动的时候，不能检讨出以多大的转动速度蹬踏脚蹬子为好。在这种情况下，如果对曲柄转动速度的感觉有误，则可能浪费直到实际驱动曲柄时之前的一段时间。
发明概述
在车体速度快而脚蹬子的转动速度跟不上时，对骑手来说，虽然可设置齿轮变速装置以配合最佳的脚蹬子速度，但由于没有该齿轮变速装置的选择目标，所以，必须有经验才能选择到最佳的齿轮比。
本发明是基于上述的技术背景而进行的，并完成以下的目的。
本发明的一个目的是提供一种自行车的模拟曲柄转数计算装置，它即使在不旋转驱动曲柄的时候，也能计算出曲柄转动速度。
本发明的另一目的是提供一种自行车的模拟曲柄转数计算装置，它不在曲柄上设置传感器也能计算出曲柄的转动速度。
本发明的再一目的是提供一种自行车的模拟曲柄转数计算装置，它在蹬踏自行车由于惰性或在坡道上行驶而停止的脚蹬子，使曲柄再次开始转动的时候，不会损失时间。
本发明还有一个目的是提供一种自行车的模拟曲柄转数计算装置，即，能显示实际的曲柄转动速度和由车速计算出的模拟曲柄转动速度。
本发明采取以下的方式达到上述目的。
根据本发明，一种用于自行车的模拟曲柄转数计算装置，该自行车包括：轮壳型内装变速器，检测自行车行驶速度的行驶速度检测装置，模拟曲柄转速检测装置，确定该轮毂型内装变速器的齿轮齿数的齿轮齿数确定装置；所述模拟曲柄转数计算装置包括：检测曲柄实际转速的曲柄转速传感器；其中该模拟曲柄转速检测装置与该行驶速度检测装置和该齿轮齿数确定装置操作连接；以及其中该模拟曲柄转速检测装置，根据自行车的行驶速度和该确定的齿轮齿数确定出假设自行车的曲柄被旋转驱动而使自行车的行驶速度与由行驶速度检测装置检测的行驶速度相同时的模拟曲柄转速。
第一种自行车的模拟曲柄转数计算装置，是一种检测自行车的行驶速度，计算出假设旋转驱动上述自行车的曲柄使其达到与上述自行车行驶速度相同速度时的模拟曲柄转动速度的装置。
第二种自行车的模拟曲柄转数计算装置，是一种检测自行车的行驶速度，并检测由前拨链器选择的前齿轮和由后拨链器选择的后链轮、根据上述前齿轮的齿数和上述后链轮的齿数计算齿轮比，再根据上述齿轮比，计算出假设以与上述自行车行驶速度相同的速度驱动上述自行车曲柄转动时的模拟曲柄转动速度的装置。
在第一或第二发明中，最好设有至少显示上述模拟曲柄转动速度的显示装置。进一步，上述显示装置最好可并列显示上述模拟曲柄转动速度及实际的曲柄转动速度。
第三种自行车的模拟曲柄转数计算装置，包括：检测自行车行驶速度的行驶速度检测装置；检测由前拨链器选择的前齿轮的第1检测装置；检测由后拨链器选择的后链轮的第2检测装置；根据上述前齿轮的齿数和上述后链轮的齿数计算齿轮比、再根据上述齿轮比计算出假设以与上述自行车行驶速度相同的速度驱动上述自行车曲柄转动时的模拟曲柄转动速度的计算装置。
在第三发明中，带有显示上述模拟曲柄转动速度的显示装置更好。上述显示装置，在计算出模拟性的曲柄转动速度、并判断出在预先设定的曲柄转动速度以上或以下时、最好可以显示变速指令，该指令旨在预先设定的上述变速段上进行变速。
附图图面简单说明
图1是本发明的模拟曲柄转数计算装置装在自行车上时的示意图。
图2是模拟曲柄转数计算装置的外观示意图。
图3是模拟曲柄转数计算装置内部回路示意图。
图4是用模拟曲柄转数计算装置对模拟曲柄转动速度进行计算的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是本发明的模拟曲柄转数计算装置装在自行车上时的示意图。图3是模拟曲柄转数计算装置的功能方框图。在自行车1的后轮上装设作为齿轮变速装置的后拨链器3。
后拨链器3是这样的装置，即，通过操作设在车把2上的后变速杆5，使链条脱开并选择所需的链轮。后拨链器3及后变速杆5(参照例如特开平2-225191号公报)的详细构造是众所周知的，在此省去对其构造的说明。
同样，前拨链器4是通过操作设在车把2上的前变速杆6使链条脱开并选择所需的链轮的装置。在车把2上装有模拟曲柄转数计算装置10。用电线9将装在前叉上的车速检测磁性传感器11连接在模拟曲柄转数计算装置10上。
车速检测磁性传感器11在本实施例中是感应磁铁的舌簧接点开关。在前轮胎7的幅条上固定有磁铁12。车速检测磁性传感器11在前轮胎7每转一圈时检测出磁铁12的靠近。根据该检测的结果可计算出前轮胎7转一圈所需要的时间、从而可检测上述轮胎7的转动速度。
同样，在左曲柄(图中未画出)上固定有磁铁(图中未画出)。在对应该磁铁的车架位置上配置曲柄速度检测磁性传感器传32(参照图3)。曲柄速度检测磁性传感器32是检测曲柄实际转动速度的装置。
在模拟曲柄转数计算装置10上，连接有电线13及电线14以检测后变速杆5及前变速杆6的变速位置。在后变速杆5及前变速杆6上，分别设置电接点，以检测其变速位置。
模拟曲柄转数计算装置10通过电线13及电线14检测后变速杆5及前变速杆6的变速位置。该接点的构造为众所周知，在此省去对其构造的说明(参照例如特开昭63-90490号公报)。
图2是模拟曲柄转数计算装置10外观的正视图。图3是显示其内部回路的功能方框图。在模拟曲柄转数计算装置10的框体22的正面配置用于显示数字等的LCD(液晶显示器)21、各种开关等。模式切换开关23是用于选择LCD21上显示的数字的类型、显示形式的开关。
如果用模式切换开关23选择曲柄转动速度的显示模式，则本例中，在LCD21的上段位置显示实际的曲柄转动速度(用每分钟的转数[rpm]来表示)，而在LCD21的下段位置显示模拟曲柄转动速度，即，假设与车速同程度地驱动曲柄时、每分钟的模拟性曲柄转动速度(pseudo)。
开始/停止开关24，是用于控制检测行驶距离或一圈耗时的检测开始、检测停止的按钮开关。设定开关25，是用于设定前轮胎7的外径等数据的按钮开关，前轮胎7的外径等数据在显示及计算自行车速度、行驶距离等中是必需的。复位开关26，是在恢复各种记忆数据时进行操作的按钮开关。图3是显示模拟曲柄转数计算装置10的内部回路的功能方框图。
LCD21由CPU20控制。由速度传感器11检测的磁铁12在接近速度传感器11的位置时被测出，从而使CPU20测到脉冲信号。检测到该脉冲信号后，根据来自时钟回路27的时间信号、计算并求出前轮胎7转一圈直到磁铁12再次接近速度传感器11的位置时的时间。时钟回路27带有发出绝对时间的回路。
CPU20利用ROM28、RAM29中的程序及数据进行后面所述那样的必要的处理。后变速杆位置接点30是用于检测后变速杆5位置的电接点。前变速杆位置接点31是用于检测前变速杆6位置的电接点。
下面，对利用模拟曲柄转数计算装置10显示模拟曲柄转动速度和实际转数时的模式进行说明。图4是在模拟曲柄转动速度的显示模式下、模拟曲柄转数计算装置10的动作流程图。
操作模式切换开关23选择模拟曲柄转动速度的显示模式。CPU20读出存储在ROM28中的模拟曲柄转动速度的显示模式程序、使模拟曲柄转数计算装置10开始动作。
车速检测磁性传感器11确认是否检测到了设在前车轮上的磁铁12。即，当磁铁12到达车速检测磁性传感器11的附近时，内部舌簧接点开关的接点闭合、产生脉冲形式的电压。当检测到该脉冲信号时，将读取时钟回路内的时间存入RAM29内。
在下一周期中，由上次检测到的脉冲时间和新检测到的脉冲时间计算前轮胎7转1圈所需的时间(S1-S2)。一旦能计算出该时间，则可计算出前轮胎7每1分钟的转数(rpm)，从而可将该结果存入RAM29内(S4)。
然后，从后变速杆位置接点30读取接点的位置(S5)、对应上述测出的位置从RAM29内读取由后拨链器3选择的后链轮的齿数。同样，从前变速杆位置接点31读取接点的位置、读入由前拨链器4选择的前齿轮的齿数。根据后链轮及前齿轮的齿数计算齿轮比(齿轮比＝前齿轮齿数/后链轮的齿数)(S7)。
然后，计算模拟曲柄转动速度(模拟曲柄转动速度[rpm]＝车轮转动速度[rpm]/齿轮比)。一旦能计算出模拟曲柄转动速度，则可将模拟曲柄转动速度的数字显示在显示器21上(S9)。
曲柄速度检测磁性传感器32利用与上述车速检测磁性传感器11同样的原理确认是否检测到了设在车架上的磁铁(图中未示出)(S10)。如果曲柄速度检测磁性传感器32测到了脉冲信号，将读取时钟回路内的时间存入RAM29内(S11)。
在下一周期中，由上次检测到的脉冲时间和新测到的脉冲时间计算曲柄转1圈所需的时间(S12)。一旦能计算出该时间，则可计算出曲柄每1分钟的转数(rpm)(S13)，从而可将该结果在LCD21上显示出来(S14)。
当看见显示的该模拟曲柄转动速度，在坡道等下行、而脚部处于停止的状态下，骑手可以选择符合该车速和自己肌肉力量的齿轮比，即，脚蹬子的转动速度，从而，可以无时间延迟而再次蹬踏脚蹬子。
下面说明其他的实施形式。
在上述实施例中，曲柄速度检测磁性传感器32以及车速检测磁性传感器11是舌簧接点开关，但也可采用霍尔元件或光敏元件等其他检测手段；在上述实施例中，磁铁12是1个，但也可采用将多个磁铁等角度配置成环状的形式。在上述实施例中，配置有曲柄速度检测磁性传感器32，但在只要计算或显示模拟曲柄转动速度的情况下，则可以不必设置。
在上述实施形式中，只显示模拟曲柄转动速度。但也可采用下面的方法：在计算出模拟曲柄转动速度、并判断出在预先设定的曲柄转动速度以上或以下时，在LCD21上显示变速指令，从而在预先设定的上述变速段进行变速。该变速段的设定可根据骑手的运动能力及爱好预先存入预存储器内。
进而还可将根据模拟转动速度选择的前齿轮及后链轮的齿数等用在其他控制上。另外，在没有设置变速机构的自行车上，不必设置上述后变速杆位置接点30和前变速杆位置接点31。
发明的效果
如果采用本发明，则会产生这样的效果：即使在停止驱动曲柄转动的时候，也可以计算出曲柄的转动速度，所以，不会浪费再次开始蹬踏由于自行车的惰性或在坡道上行驶而停止的脚蹬子的时间。
另外，还具有这样的效果：由于可显示出实际的曲柄转动速度和根据车速计算出的模拟曲柄转动速度，所以，骑手可选择最佳的齿轮比。

Claims (4)

1、一种用于自行车的模拟曲柄转数计算装置，该自行车包括：
轮壳型内装变速器，
检测自行车行驶速度的行驶速度检测装置，
模拟曲柄转速检测装置，
确定该轮毂型内装变速器的齿轮齿数的齿轮齿数确定装置；
所述模拟曲柄转数计算装置包括：
检测曲柄实际转速的曲柄转速传感器；
其中该模拟曲柄转速检测装置与该行驶速度检测装置和该齿轮齿数确定装置操作连接；以及
其中该模拟曲柄转速检测装置，根据自行车的行驶速度和该确定的齿轮齿数确定出假设自行车的曲柄被旋转驱动而使自行车的行驶速度与由行驶速度检测装置检测的行驶速度相同时的模拟曲柄转速。
2、如权利要求1所述的自行车的模拟曲柄转数计算装置，其特征在于：还设有用于显示至少上述模拟曲柄转速的显示装置。
3、如权利要求2所述的自行车的模拟曲柄转数计算装置，其特征在于：上述显示装置可并列显示上述模拟曲柄转动速度及实际的曲柄转速。
4、如权利要求2所述的自行车的模拟曲柄转数计算装置，其特征在于：上述显示装置，如果在计算出上述模拟性的曲柄转动速度、并判断出是在预先设定的曲柄转动速度以上或以下时，可以显示出旨在预先设定的上述变速段变速的变速指令。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication