FR2617970A1 - Method and device for measuring a drive torque and/or an associated magnitude, and cycle thus equipped - Google Patents

Method and device for measuring a drive torque and/or an associated magnitude, and cycle thus equipped Download PDF

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FR2617970A1 FR8709896A FR8709896A FR2617970A1 FR 2617970 A1 FR2617970 A1 FR 2617970A1 FR 8709896 A FR8709896 A FR 8709896A FR 8709896 A FR8709896 A FR 8709896A FR 2617970 A1 FR2617970 A1 FR 2617970A1
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Abstract

The hub M is composed of a torsion shaft 9 which is fitted at one end into the body 11 of the hub M, and joined at its other end to the free wheel. This shaft 9 deforms under the effect of the transmission torque C, the angular displacement theta being produced by a helical potentiometer whose pitch is very large. The information is transmitted to a processing and display unit via a rotary collector 24, 25, 26. The processing unit determines the speed V and calculates the power P and the energy expended W. Use for training sportsmen and rehabilitation of heart patients.

Description

La presente invention concerne -un procédé pour mesurer le couple transmis par une roue motrice et en particulier la roue motrice d'une bicyclette. The present invention relates to a method for measuring the torque transmitted by a drive wheel and in particular the drive wheel of a bicycle.

La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention also relates to a device for implementing this method.

La presente invention concerne aussi un cycle ainsi équipe.  The present invention also relates to a cycle thus equipped.

La bicyclette prend une importance croissante dans le domaine des sports et également en tant qu appareil d'entrainement special pour l'amelioration des capacites physiques. On 1 'utilise par ailleurs de plus en plus pour le traitement et la readaptation des patients affectes de maladies de circulation et des personnes victimes d accident, cardiaoues. Dans l'execution de tels proqrammes d'entrainement ou de traitement, il serait lnteressant de disposer d'information sur la puissance développée et l énergie depensee par le sujet, car ces ineormations permettent de tirer des resultats sur l'entrainement ou le traitement.De nombreux appareils d'appartement permettent déjà de fournir ces elements. The bicycle is becoming increasingly important in the field of sports and also as a special training device for improving physical capacities. It is also used more and more for the treatment and readaptation of patients with circulation diseases and of accident victims, cardiac patients. In the execution of such training or treatment programs, it would be interesting to have information on the developed power and the energy expended by the subject, because these ineormations allow to draw results on the training or the treatment. Many home appliances already provide these items.

m-ais, par leur principe ils transforment en la mesurant la oui sance mecanique du cycliste en puissance thermique ou electrique. but by their principle they transform by measuring the mechanical yes of the cyclist into thermal or electric power.

Le but de 1 invention est au contraire de réaliser un appareil de mesure pouvant etre adapte a des cycles autonomes et permettant de mesurer la puissance transmise, sans a transformer ni en affecter la valeur transmise. The object of the invention is, on the contrary, to produce a measuring device which can be adapted to autonomous cycles and which makes it possible to measure the transmitted power, without transforming or affecting its transmitted value.

on connait d'après le FR-A- 2 394 790 un dispositif du genre indique au début dans lequel un galet est appliqué sous la pression d un ressort contre le brin moteur de la chaîne de transmission de la bic--dette. Plus 1 effort transmis par la chaîne est important, plus le n moteur de celle-ci tend a se redresser en comprimant le ressort. Il existe donc une règle de correspondance entre la flèche du ressort et l'effort transmis par le brin moteur de la chaine. we know from FR-A-2 394 790 a device of the kind indicated at the start in which a roller is applied under the pressure of a spring against the motor strand of the transmission chain of the bi-debt. The greater the force transmitted by the chain, the more the n motor of the latter tends to straighten by compressing the spring. There is therefore a rule of correspondence between the deflection of the spring and the force transmitted by the motor strand of the chain.

Ce dispositif présente de multiples inconvenients. This device has multiple drawbacks.

Il est lourd. Ses indications sont imprecises compte tenu des parasites correspondant au vibrations de fonctionnement de la chaine. L'effort mesure est l'effort transmis par la chaine qui, à valeur égale, peut correspondre a des couples différents sur la roue motrice si la bicyclette est equipee d'un dispositif de changements de vitesse. De plus, le dispositif connu introduit un frottement sur la chaîne.He's heavy. Its indications are imprecise taking into account the parasites corresponding to the operating vibrations of the chain. The measured force is the force transmitted by the chain which, for equal value, can correspond to different torques on the driving wheel if the bicycle is equipped with a speed change device. In addition, the known device introduces friction on the chain.

On connait également d'apres le FR-A 2 546 297 un dispositif du genre indique au debut dans lequel l'effort transmis est déterminé indirectement par la mesure des grandeurs qui s opposent au deplacement telles que, la pente de la cote, la vitesse frontale du vent, I acceleration. les frottements de roulement. Ce dispositif presente aussi e multiples inconvenients. Ses indications sont imprecises car tes valeur sont calculees à partir de coefficients pris comme etant constants, et ne l'étant pas dans la realite. We also know from FR-A 2 546 297 a device of the kind indicated at the start in which the transmitted force is determined indirectly by the measurement of the magnitudes which oppose the displacement such as, the slope of the dimension, the speed frontal of the wind, I acceleration. rolling friction. This device also has multiple drawbacks. Its indications are imprecise because your values are calculated from coefficients taken as being constant, and not being in reality.

Le but de l'invention est ainsi de remedier a ces inconvenients en proposant un procede, un dispositif et un cycle gracie auxquels la mesure du couple, ou d une grandeur qui lui est liee, soit effectuée d'une maniere simple, largement insensible aux parasites, independantes du rapport de transmission determine par le mecanisme entrainant la roue, et n'entrainant pas de frottement supplimentaire. The object of the invention is thus to remedy these drawbacks by proposing a method, a device and a free cycle in which the measurement of the torque, or of a quantity which is linked to it, is carried out in a simple manner, largely insensitive to parasites, independent of the transmission ratio determined by the mechanism driving the wheel, and not causing additional friction.

Sui-iant l inventicn, le procede pour mesurer le couple transmis par une roue motrice, notamment la roue motrice d'un cycle, ou un grandeur mecanique qui est fonction dudit couple, est caracterise en ce que l'on mesure, par rapport a une position de référence correspondant a un couple nul, le deplacement angulaire, autour de l'axe de la roue, d un piece du moyeu soumise au couple de transmission. On déduit le couple a l'aide d'une règle de correspondance entre ce deplacement et le couple transmis, Far exemple, s'il s'agit d'une pièce en materiau à comportement linaire élastique, le couple sera proportionnel au emplacement angulaire. According to the invention, the method for measuring the torque transmitted by a driving wheel, in particular the driving wheel of a cycle, or a mechanical quantity which is a function of said torque, is characterized in that it is measured, with respect to a reference position corresponding to zero torque, the angular displacement, around the axis of the wheel, of a piece of the hub subjected to the transmission torque. The torque is deduced using a rule of correspondence between this displacement and the transmitted torque. For example, if it is a piece of material with elastic linear behavior, the torque will be proportional to the angular location.

Si un couple statique est tacile a mesurer, il est par contre beaucoup plus délicat de mesurer un couple sur un arbre tournant sans en affecter le couple transmis. En effet, les systemes à jauge d'elasticimetrie, très repandus, conviennent mal au: arbres tournants:: ils necessitent une liaison par collecteur tournant, ils sont spéciaux, trés chers, encombrants, peu stables et introduisent des rives. Pu contraire, on a cnerche ici un systeme fiable, stable introduisant peu d'hysteresis et ne necessitant pas d'appareillage complique de depouillement ide l'information. Rour mesurer ce couple, on va. comme nous I avons vu précédemment, sol t i citer une place qui se déformera, le problème sera alors de mesurer cette deformation ou Le deplacement (angulaire) de la pièce. If a static torque is easy to measure, it is much more difficult to measure a torque on a rotating shaft without affecting the transmitted torque. Indeed, the systems of gauge of elasticimetry, very widespread, are ill suited to: rotating shafts: they require a connection by rotating collector, they are special, very expensive, bulky, not very stable and introduce strands. On the contrary, we are looking here for a reliable, stable system which introduces little hysteresis and does not require complicated equipment for data processing. Rour measure this couple, let's go. as we have seen previously, sol t i to cite a place which will deform, the problem will then be to measure this deformation or the (angular) displacement of the part.

Pour introduire cette technique de mesure, on fera une remarque mathematique préliminaire illustree par la figure (1/5). Choisisons 2 courbes (#1) et (#2) inclusent dans une meme enveloppe de révolution (#) d axe Supposons (#1) f fixe par rapport sun repere orthonormé (0, x, y1, z1) O etant un point de l'axe de revolution et #1 materialisant un at:e passant par O et coupant (#1 en
Appelons ## le vecteur normé materialisant l'axe orthogonal a ## passant par O. Appelons # l'angle (0, #1, #2).
To introduce this measurement technique, we will make a preliminary mathematical remark illustrated by the figure (1/5). Let us choose 2 curves (# 1) and (# 2) included in the same envelope of revolution (#) of axis Suppose (# 1) f fixed with respect to sun orthonormal reference (0, x, y1, z1) O being a point of the axis of revolution and # 1 materializing an at: e passing through O and cutting (# 1 in
Call ## the normalized vector materializing the orthogonal axis a ## passing through O. Let us call # the angle (0, # 1, # 2).

Supposons que ces deux courbes aient été choisies telles que, quelque soit e appartenant å un intervalle continu, elles n'aient qu'un seul point commun B.Let us suppose that these two curves were chosen such that, whatever is e belonging to a continuous interval, they have only one common point B.

Par rotation d'angle e autour de l'axe O du repère (O,@, @@, @@) de (r=) par rapport au repère (O, Z, @@) de (Ta), l'abscisse curviligne @@ sera fonction de e et si ces deux courbes sdnt judicieusement choisies, la fonction A@ef(e) peut étre une bijection sur l'intervalle continu précédent. S'il en est ainsi, on pourra trouver une fonction réciproque sur l'intervalle et exprimer le déplacement angulaire relatif e en fonction de l'abscisse curviligne @@.  By rotation of angle e around the axis O of the coordinate system (O, @, @@, @@) of (r =) compared to the coordinate system (O, Z, @@) of (Ta), the abscissa curvilinear @@ will be a function of e and if these two curves are judiciously chosen, the function A @ ef (e) can be a bijection on the previous continuous interval. If this is the case, we can find a reciprocal function over the interval and express the relative angular displacement e as a function of the curvilinear abscissa @@.

Ainsi, en prenant une pièce soumise a un couple d'axe @ se déformant angulairement suivant l'axe @ et en fixant chacune de ses extrémités respectivement à (@@) et (T2), on pourra, si l'on sait mesurer l'abscisse curviligne, en déduire le déplacement angulaire des éxtrèmités de la pièce et en tirer le couple transmis grace à une règle de comportement entre le déplacement precédent des deux extrémites de la pièce et le couple la sollicitant. Thus, by taking a part subjected to a couple of axis @ angularly deforming along the axis @ and by fixing each of its ends respectively to (@@) and (T2), we will be able, if we know how to measure l 'curvilinear abscissa, deduce the angular displacement of the ends of the part and draw the transmitted torque thanks to a rule of behavior between the previous displacement of the two extremities of the part and the couple requesting it.

Selon un second aspect de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procede ci dessus est caractérisé en ce qu'il possède un moyeu permettant de mesurer l'abscisse curviligne et des moyens pour indiquer le couple transmis ou une grandeur qui lui est liée par l'exploitation de la règle de comportement entre l'abscisse curviligne et le couple transmis.  According to a second aspect of the invention, the device for implementing the above method is characterized in that it has a hub making it possible to measure the curvilinear abscissa and means for indicating the torque transmitted or a quantity which it is linked by the use of the rule of behavior between the curvilinear abscissa and the transmitted couple.

L'abscisse . curviligne pourra etre mesuree facilement, comme on le verra plus loin, avec. par exemple, une resistance electrique materialisant (Ir) et un curseur metallique materialisant (T2). Ainsi, la resistance entre une e::tremite de la resistance et le curseur métallique sera fonction du deplacement angulaire e.  The abscissa. curvilinear can be easily measured, as we will see later, with. for example, an electrical resistance materializing (Ir) and a metallic cursor materializing (T2). Thus, the resistance between an end of the resistance and the metallic cursor will be a function of the angular displacement e.

Selon un trdsième aspect de l'invention, le cycle équipé du dispositif ci dessus est caractérise- en ce que la pièce sollicitée par un couple est un arbre de torsion
D'autres particularités et avantages de
I'invention ressortiront encore de la description ci après:
-la figure 1 est une illustration du principe de
mesure du déplacement angulaire relatif à la
description précédente.
According to a third aspect of the invention, the cycle equipped with the above device is characterized in that the part requested by a torque is a torsion shaft
Other features and advantages of
The invention will further emerge from the description below:
FIG. 1 is an illustration of the principle of
measurement of the angular displacement relative to the
previous description.

-la figure 2 est une vue en élévation latérale
d'une bicyclette selon l'invention.
FIG. 2 is a side elevation view
of a bicycle according to the invention.

-la figure , est une vue en coupe avec vue en
section SS du moyeu de la roue motrice de la
bicyclette de la figure 1 (les liaisons
electriques ne sont pas representees, la piece
est ramenee dans le plan de coupe).
the figure is a sectional view with a view in
SS section of the drive wheel hub of the
Figure 1 bicycle (the connections
are not shown, the item
is brought back into the section plane).

-la figure 4 est une vue en perspective du
dispositif permettant la mesure du déplacement
angulaire de la figure (pour faciliter la
lecture, certaines pièces sont tronquees).
FIG. 4 is a perspective view of the
device for measuring displacement
angle of the figure (to facilitate
reading, some parts are truncated).

-la figure 5 est une coupe partielle du système de
la figure 4.
FIG. 5 is a partial section of the system of
Figure 4.

-la figure 6 est une vue du scnema bloc du circuit
d'évaluation prévu sur la bicy dette de la figure i.
FIG. 6 is a view of the block diagram of the circuit
of evaluation provided on the bicy debt of figure i.

-la figure 7 représente l'allure des signaux transmis
par le moyeu, par 1 'intermédiaire de se pistes, en
t onction du temps.
FIG. 7 represents the appearance of the transmitted signals
through the hub, through the tracks,
time function.

Comme le montre la figure 2, la bicyclette comporte un cadre 1 auquel est articule une fourche 2 supportant en rotation une roue avant . @ Le cadre 1 supporte lui même en rotation autour d'un axe horizontal 4 une roue arrière motrice 6 entrainee en rotation par l'intermédiaire d'une chaine de transmission 7 à partir d'un pédalier 8. As shown in Figure 2, the bicycle has a frame 1 which is articulated a fork 2 rotatably supporting a front wheel. @ The frame 1 itself supports in rotation about a horizontal axis 4 a driving rear wheel 6 driven in rotation by means of a transmission chain 7 from a crankset 8.

Comme le montre la figure 3, le moyeu de la roue arrière à est rayonne å la jante par l'intermediaire de ravons 10. As shown in Figure 3, the hub of the rear wheel is radiated to the rim by means of ravons 10.

Ce moyeu M est composé d'un arbre If fixe par rapport au cadre materialisant l'axe 4. Cet arbre comporte des écrous, une entret-oise et des coues de roulement a billes 13 et 14. Ce moyeu M comporte egalement un arbre de torsion 9 tournant autour de 1 'arbre 12 par 1 intermediaire du roulement à billes 1. A l'e > :tremite, du cote du roulement 13, l'arbre 9 possede une portée filetee fixant ainsi rigidement a l'arbre 9 la roue libre entrainee par la chaîne 7. La seconde extremite de l'arbre est cannellee. ajustez dans te corps 11 du moyeu M.Ce meme corps ll du moyeu M peut tourner autour de l'arbre 12 par l'intermediaire du roulement a billes 14. Le corps ll du moyeu M peut tourner également autour de 1 'arbre 9 par rapport à son extremite filetee fixant la roue libre, par l'intermediaire du roulement a billes 15'
Comme le montrent ta figure et la figure 4, deux demi-cylindres 17 et la en matière plastique sont assembles au moveu M de vis 27 autour de la partie centrale de l'arbre de torsion 9 (voir figure 5).Il existe un jeu entre l'arbre de torsion 9 et les deux demi-cylindres 17 et la, de telle sorte qu'ils puissent tourner librement autour de l'arbre de torsion 9 et d'axe 4. Ces deux demi-cylindres 17 et 18 possèdent un chambrage annulaire intérieur d'axe 4 dans lequel est loge un joint torique en caoutchouc 19, frottant sur l'arbre de torsion 9 à son extrémité comportant les roulements 13 et 15. Ce joint torique 19 entraine par frottement les deux demi-cylindres 17 et 15 en rotation autour de l'axe 4 avec l'extrémité cote roue libre de l'arbre de torsion 9.Les deux demi-cylindres 17 et 18 possèdent chacun une hélice a très grand pas d'axe 4 réalisée sur le diamètre extérieur des deux demi-cylindres 17 et 13 dans laquelle est loge un curseur metallique 29 lequel est relie a un fil conducteur Ca. Deux anneau 16 et 22 sont tiés dans le corps 11 du moyeu M. Ces deux anneaux 16 et 22 sont relies par à tiges filetees 20, parralèles à l'axe 4 et reparties sur les anneaux là et -2, comportant des écrous 21.
This hub M is composed of an If shaft fixed relative to the frame materializing the axis 4. This shaft comprises nuts, a spacer and ball bearing flanges 13 and 14. This hub M also comprises a shaft twist 9 rotating around the shaft 12 through 1 intermediate of the ball bearing 1. At the end: on the side of the bearing 13, the shaft 9 has a threaded seat thus rigidly fixing the wheel 9 to the shaft free driven by chain 7. The second end of the tree is cinnamon. fit in the body 11 of the hub M. This same body ll of the hub M can rotate around the shaft 12 by means of the ball bearing 14. The body ll of the hub M can also rotate around the shaft 9 by relative to its threaded end fixing the freewheel, via the 15 'ball bearing
As shown in your figure and Figure 4, two half-cylinders 17 and the plastic one are assembled to the moveu M of screw 27 around the central part of the torsion shaft 9 (see Figure 5). between the torsion shaft 9 and the two half-cylinders 17 and 1a, so that they can rotate freely around the torsion shaft 9 and of axis 4. These two half-cylinders 17 and 18 have a inner annular recess of axis 4 in which is housed a rubber O-ring 19, rubbing on the torsion shaft 9 at its end comprising the bearings 13 and 15. This O-ring 19 frictionally drives the two half-cylinders 17 and 15 rotating around the axis 4 with the freewheel end of the torsion shaft 9.The two half-cylinders 17 and 18 each have a very large pitch axis 4 propeller made on the outside diameter of the two half-cylinders 17 and 13 in which is housed a metal slider 29 which is connected to a conducting wire Ca. Two rings 16 and 22 are tied in the body 11 of the hub M. These two rings 16 and 22 are connected by threaded rods 20, parallel to the axis 4 and distributed on the rings there and -2, comprising nuts 21.

Deux résidances électriques rectilignes 23a et 23b sont fixees parraîlélement a l'axe 4 sur le diamètre interieur des anneaux lj et 22 et tendues selon l'axe 4 au moyen des écrous 21 et des tiges filetees 20. Un fil de nylon 28 est tendu conformement à la figure 4 et a la figure 5 entre deu:: tiges tiletees 20 et une resistance de de telle sorte que le brin tendu du til de nylon 28 se trouvant entre les deux tiges tiletees 20 et en contact avec la resistance 2, soit incurve par la réaction de la resistance 23. L'ensemble precedent (16, 20, 21, 22, 23, 28) est loge autour de l'axe 9 muni de ses deux demi-cylindres 17 et 18 et de ses résistances 23a et -Zb. Ces deux sous ensembles sont .ales angulairement l'un par rapport a l'autre de telle sorte que chaque curseur metallique 29 se trouve bien en contact avec une resistance rectiligne électrique 2Z. Ce contact se trouve bien assure par l'intermédiaire du fil de nylon 28 qui, par sa réaction, plaque la résistance électrique sur le curseur en hélice. Two rectilinear electrical residues 23a and 23b are fixed parallel to the axis 4 on the inside diameter of the rings lj and 22 and stretched along the axis 4 by means of the nuts 21 and the threaded rods 20. A nylon thread 28 is stretched in accordance in Figure 4 and in Figure 5 between two :: twisted rods 20 and a resistor so that the stretch of the nylon til 28 lying between the two twisted rods 20 and in contact with the resistor 2, is curved by the reaction of the resistance 23. The preceding assembly (16, 20, 21, 22, 23, 28) is housed around the axis 9 provided with its two half-cylinders 17 and 18 and with its resistors 23a and - Zb. These two subassemblies are angularly relative to each other so that each metal slider 29 is in good contact with a rectilinear electrical resistance 2Z. This contact is well ensured by means of the nylon thread 28 which, by its reaction, plates the electrical resistance on the helical cursor.

Ainsi esquivant la description de la technique de mesure de deplacement angulaire vue precedemment), la resistance électrique entre C1 et C2 sera fonction de ce deplacement angulaire des deux demi-cylindres 17 et 18 par rapport au corps Il du moyeu M. Le pas de l'hélice de ces deux demi-cylindres 17 et 18 étant constant, la relation liant la résistance électrique entre C, et C2 et le déplacement angulaire, sera linéaire, l'arbre de torsion 9 ayant un comportement linéaire réversible en torsion: la résistance électrique entre C etC = sera donc fonction linéaire du couple de torsion transmis par l'arbre de torsion 9.Il est ensuite facile, par exemple, grâce a un montage potentiométrique, de convertir l'information
sous forme de tension ou d'intensité Il a été disposé sur
le corps 11 du moyeu quatre pistes circulaires métalliques
4a et 24b, 25 et 26, reliées respectivement aux deux extremites des résistances rectilignes et au curseur métallique, 1 ensemble étant fixe au corps 11 du moyeu M par l'intermédiaire de résiné 30.Les deux pistes 24a et
24b ne torment qu'une seule pièce 24 mais l'une des deux pistes est cannelée (voir tigure 2 section SS), pour permettre, comme on té verra plus loin, de déterminer la
vitesse. Ces quatre pistes 24a, 24b, 25 et "s, tournent
donc autour de l'axe 4 avec le corps 11 dé moyeu M: quatre
curseurs (non representes), fixes par rapport à l'axe 12,
donc fixes par rapport au cadré 1, trottent sur chacune des pistes 24a, 24b, 25 et à et transmettent les
intormations électriques par l'intermédiaire d'un cable
électrique quadrifilaire 31 (represente de façon
schematique sur la figure 2) au système de traitement, (de
stockage) et d'affichage de l'information 2, fixe par
exemple au guidon J. Ce cysteme de traitement, (de
stockage) et d'affichage de l'information 32, reçoit des
informations par l'intermédiaire des pistes circulaires
24a et 24b et de liaison quadrifilaire 31.Ces
informations pourront être perçues par l'intermediaire d'un simple montage potentiometrique avec un systeme de mise a zéro (34) qui transmet ses intormations par l'intermédiaire d'un signaL 38 a un convertisseur analogique/numerique 35 qui est interface a un microprocesseur â muni de ses circuits annexes, lequel traitera les intormations pour en afficher les résultats.
Thus dodging the description of the angular displacement measurement technique seen previously), the electrical resistance between C1 and C2 will be a function of this angular displacement of the two half-cylinders 17 and 18 relative to the body Il of the hub M. The pitch of the 'helix of these two half-cylinders 17 and 18 being constant, the relation linking the electrical resistance between C, and C2 and the angular displacement, will be linear, the torsion shaft 9 having a linear behavior reversible in torsion: the electrical resistance between C and C = will therefore be a linear function of the torque transmitted by the torsion shaft 9. It is then easy, for example, thanks to a potentiometric assembly, to convert the information
in the form of voltage or intensity It was arranged on
the body 11 of the hub four metallic circular tracks
4a and 24b, 25 and 26, connected respectively to the two ends of the rectilinear resistances and to the metal cursor, 1 set being fixed to the body 11 of the hub M by means of resin 30. The two tracks 24a and
24b torment only one piece 24 but one of the two tracks is grooved (see Figure 2 section SS), to allow, as we will see later, to determine the
speed. These four tracks 24a, 24b, 25 and "s, rotate
so around the axis 4 with the body 11 of the hub M: four
sliders (not shown), fixed relative to axis 12,
therefore fixed with respect to box 1, trot on each of the tracks 24a, 24b, 25 and to and transmit the
electrical information via a cable
electric quadrifilar 31 (represents
schematic in Figure 2) to the treatment system, (of
storage) and display of information 2, fixed by
example on handlebar J. This treatment cysteme, (of
storage) and display of information 32, receives
information via circular tracks
24a and 24b and quadrifilar link 31. These
information can be perceived through a simple potentiometric assembly with a zero-setting system (34) which transmits its information via a signal 38 to an analog / digital converter 35 which is interfaced to a microprocessor â fitted with its auxiliary circuits, which will process the information to display the results.

Les résultats peuvent être les suivants:
Le couple auteur C transmis par la roue motrice à peut être directement donné après réglage de séro 44 réalisé a couple moteur nul et d'un coetficient de proportionnalité, fonction du pas de l'hélice des dew demi-cylindres 17 et 18, ainsi que des dimensions géométriques de l'arbre de torsion 9 et du module d'élasticité en torsion du matériau le composant.
The results can be as follows:
The author torque C transmitted by the drive wheel to can be directly given after adjustment of sero 44 achieved at zero engine torque and a proportional coefficient, depending on the pitch of the propeller of the dew half-cylinders 17 and 18, as well as of the geometric dimensions of the torsion shaft 9 and of the torsional elasticity modulus of the material composing it.

On rappelle que la déformation angulaire e d'un arbre de torsion en matériau linéaire réversible, verifie la relation suivante:

Figure img00090001

déformation angulaire
(radians)
L longeur de l'arbre (m)
C couple de torsion (N.m)
G module d'élasticité en
torsion (N.m-2.rad-1) lo moment quadratique de
l'arbre par rapport a' son
axe (m2)
D diamètre extérieur de la
section Cm >
diamètre intérieur creux. Recall that the angular deformation e of a torsion shaft made of reversible linear material, verifies the following relation:
Figure img00090001

angular deformation
(radians)
L length of tree (m)
C torque (Nm)
G modulus of elasticity in
torsion (Nm-2.rad-1) lo quadratic moment of
the tree in relation to its
axis (m2)
D outer diameter of the
Cm section>
hollow inside diameter.

de la section (m)
abscisse sur l'arbre 4 de
rotation (ml
La vitesse de deplacement V du cycle eut et""- obtenue en analysant la fréquence du signal transmis par la piste cannellée 24a, reliée a la masse par l'intermédiaire d'une résistance 7 donnant ainsi un signal analogue à la figure 7, courbe 24a. Il est nescessaire d'introduire par le clavier 40 une constante représentant la circonference de la roue pour obtenir une valeur juste de la vitesse.La vitesse moyenne et la vitesse maximale peuvent être relevees depuis un instant de référence, qui a été commandé sur le clavier 40 du boitier
La distance parcc > urue pourra être obtenue en intégrant la vitesse depuis l'instant de référence commandé sur le clavier 40 du boitier 32; il suffit donc au microprocesseur à, de compter le nombre de créneaux reorésentes -sur la figure 7 courbe 24a et d en déduire la distance parcourue, connaissant la circonference de la roue.
of section (m)
abscissa on the tree 4 of
rotation (ml
The displacement speed V of the cycle eu and "" - obtained by analyzing the frequency of the signal transmitted by the cannellated track 24a, connected to ground via a resistor 7 thus giving a signal analogous to FIG. 7, curve 24a. It is necessary to enter by the keyboard 40 a constant representing the circumference of the wheel to obtain a fair value of the speed. The average speed and the maximum speed can be read from a reference instant, which was ordered on the keyboard 40 of the case
The distance parcc> urue can be obtained by integrating the speed from the reference instant ordered on the keyboard 40 of the case 32; it therefore suffices for the microprocessor to count the number of slots re-represented in FIG. 7 curve 24a and to deduce therefrom the distance traveled, knowing the circumference of the wheel.

la puissance développée P peut être obtenue en multipliant la valeur du couple moteur transmis par la roue motrice 6, par la vitesse de rotation de cette meme roue z. La puissance immédiate peut ainsi être affichée. the developed power P can be obtained by multiplying the value of the engine torque transmitted by the drive wheel 6, by the speed of rotation of this same wheel z. Immediate power can thus be displayed.

La puissance moyenne et la puissance manimale depuis l'instant de référence, peuvent également être memorisées et affichées.The average power and the manimal power since the reference time can also be memorized and displayed.

L'energie dépencée W depuis le même instant de reference commandé sur le clavier 40 du boîtier -.-, est obtenue en intégrant la puissance développée, depuis l'instant de référence jusqu'au temps de lecture. The energy consumed W from the same reference instant commanded on the keyboard 40 of the housing -.-, is obtained by integrating the developed power, from the reference instant until the reading time.

Le rythme de pedalage N peut etre déterminée remarquant d la figure 7 que le couple C transmis par la roue arriéré motrice b, a une allure sinusoidale qui est rue au mouvement alternatif engendré par le pedalage transmis par le pedalier 8. La rythme de pedalage N est donc obtenu en analysant la fréquence d'irrégularité du couple C moteur. The pedaling rhythm N can be determined, noticing from FIG. 7 that the torque C transmitted by the driving rear wheel b, has a sinusoidal shape which is caused by the alternating movement generated by the pedaling transmitted by the pedal 8. The pedaling rhythm N is therefore obtained by analyzing the frequency of irregularity of the motor torque C.

Tous ces résultats peuvent être affiches sur l'écran 41 de façon parrallèle (tous ensemble) soit de façon multipléxée (l (l'un après l'autre) ou encore à la demande de l'utilisateur par l'intermédiaire du clavier 40 ou autre. L'alimentation 39 du boitier 2 pourra entre effectuée au moyen d'une pile, de capteurs solaires ou d'un générateur électrique entrains par le cycliste. All these results can be displayed on the screen 41 in a parallel manner (all together) or in a multiple manner (l (one after the other) or else at the request of the user via the keyboard 40 or The power supply 39 of the box 2 may in between be effected by means of a battery, solar collectors or an electric generator driven by the cyclist.

On- va maintenant décrire le fonctionnement de la bicyclette en y incluant la description du procede de l'invention. Au repos, en l'abscence de couple C transmis, l'arbre de torsion 9 n'est pas déforme; le réglage de la mise à zéro (.4) permet d'effectuer la mise à zéro du couple C.Lorsque la chaine 7 transmet un couple C de rotation á la roue S, l'arbre 9 se deforme, entraînant avec lui les deux demi-cylindres 17 et 18, en rotation d'axe 4 par rapport au corps il du moyeu M: les deux points de contact respectivement entre le curseur métallique 29a et la résistance Ta -t entre le curseur metallique -?b et la résistance -=b, se déplacent le long de l'hélice et de la résistance, provoquant ainsi, une variation e la tension du signal 26 et donc du signal 7.8
corrigé par la remise à zero), en fonction du couple C transmis. Comme on l'a vu précédemment, la vitesse V est déduite de la fréquence du signal provenant de la piste circulaire cannelée 24a. Les grandeurs telles que, la puissance P, l'énergie dépensée W, la distance parcourue ou le rythme de pédalage N, peuvent egalement ètre calculées.
We will now describe the operation of the bicycle, including the description of the process of the invention. At rest, in the absence of transmitted torque C, the torsion shaft 9 is not deformed; the setting of the zero setting (.4) makes it possible to zero the torque C. When the chain 7 transmits a torque C of rotation to the wheel S, the shaft 9 is deformed, carrying with it both half-cylinders 17 and 18, in rotation of axis 4 with respect to the body il of the hub M: the two points of contact respectively between the metal cursor 29a and the resistance Ta -t between the metal cursor -? b and the resistance - = b, move along the helix and the resistance, thus causing a variation e the voltage of the signal 26 and therefore of the signal 7.8
corrected by resetting), depending on the torque C transmitted. As we have seen above, the speed V is deduced from the frequency of the signal from the fluted circular track 24a. The quantities such as, the power P, the energy expended W, the distance traveled or the pedaling rhythm N, can also be calculated.

L'invention est applicable a d'autres roues et d'autres types de véhicules, notamment les cycle automoteurs.  The invention is applicable to other wheels and other types of vehicles, in particular self-propelled cycles.

Claims (3)

- REVENDICATTONS -- CLAIMS - 1. Procède pour mesurer le couole transmis (C) par une roue motrice (6L notamment la roue motrice d'un cycle, ou une grandeur mécanique associée (P. W. N) qui est fonction audit couple, caractérisé en ce que l'on détecte l'écart angulaire (#) autour de l'axe (4) de la roue (6) entre un région du moyeu (M) entraînée et contrainte en rotation par le système de transmission (7,8) considère comme amont a la roue motrice (à) et une autre région du moyeu (M), entraînée et contrainte par la région précédente et entraînant la partie aval de la roue motrice (6).Ces deux régions du moyeu (M) sont donc considerées par rapport au moyeu (M) comme 1. Proceeds to measure the neck transmitted (C) by a driving wheel (6L in particular the driving wheel of a cycle, or an associated mechanical quantity (PW N) which is a function of said torque, characterized in that one detects l angular deviation (#) around the axis (4) of the wheel (6) between a region of the hub (M) driven and constrained in rotation by the transmission system (7,8) considered as upstream to the driving wheel (to) and another region of the hub (M), driven and constrained by the previous region and driving the downstream part of the drive wheel (6). These two regions of the hub (M) are therefore considered relative to the hub (M ) as "menante" pour la première et "menée" pour la seconde. "leading" for the first and "led" for the second. Cet écart angulaire (#) est mesure par rapport a une position angulaire relative de référence, correspondant à un couple nul. et on detemine lé couple (C) ou la grandeur This angular deviation (#) is measured relative to a relative angular position of reference, corresponding to a zero torque. and we determine the couple (C) or the quantity P, W. N) qui lui est liee, en exploitant une règle de correspondance prédéterminée entre l'écart angulaire (#) détecté et le couple (C) qui l'engendre. P, W. N) which is linked to it, by exploiting a rule of predetermined correspondence between the angular difference (#) detected and the couple (C) which generates it. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce Method according to claim 1. characterized in que, pour détecter l'ecart angulaire (#), on détecte le (s) déplacement (s) (ee) par rapport à une position de référence du ou des, point (s) de contact (B) entre deux courbes (#)  that, to detect the angular deviation (#), the displacement (s) (s) (ee) is detected relative to a reference position of the contact point (s) (B) between two curves (# ) r=), appartenant a une même enveloppe de révolution (fi) d axe (4), l'une (#) appartenant à une région "ménée" (#) du moyeu (M) et l'autre, (#), appartenant à la région "menante" du moyeu (M) (selon les termes de la revendication 1).On détecte l'écart angulaire (#) par l'éploitation d'une règle de correspondance entre le (s) déplacement (s) (ee) du/des r =), belonging to the same envelope of revolution (fi) of axis (4), one (#) belonging to a "minus" region (#) of the hub (M) and the other, (#), belonging to the "leading" region of the hub (M) (according to the terms of claim 1). The angular deviation (#) is detected by the use of a correspondence rule between the displacement (s) (ee) point (s) de contact et l'écart angulaire(#).  contact point (s) and angular deviation (#). r. Dispositif ocar la mie -n oeuvre ou orocede Selon. ce revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le déplacement du point de contact (ee) soit réalisé électriquement en matérialisant (#) et/ou (#) par un matériau électriquement resistif et déduisant le déplacement (ee), relativement à la position de référence, du point de contact (B) par l'exploitation. d'une règle ce correspondance avec la résistance électrique entre åeu: points fixes, l'un appartenant à la premiére courbe (#) l'autre appartenant à la deuxième courbe (#).  r. Device ocar la mie -n oeuvre ou orocede According to. ce claims 1 and 2, characterized in that the displacement of the contact point (ee) is carried out electrically by materializing (#) and / or (#) by an electrically resistive material and deducing the displacement (ee), relative to the position of reference, from the point of contact (B) by the operation. of a rule this correspondence with the electrical resistance between åeu: fixed points, one belonging to the first curve (#) the other belonging to the second curve (#). 4. Dispositif selon les revendications I, 2 caractérise en ce que les courbes (rX et r= > énoncées dans la revendication 2, soient au moins une hélice cylindrique (#) 3 et une-droite (r=) parallèle à l'axe t4) de la roue (6). 4. Device according to claims I, 2 characterized in that the curves (rX and r => set out in claim 2, are at least one cylindrical helix (#) 3 and a straight line (r =) parallel to the axis t4) of the wheel (6). 5. Dispositif selon les revendications 1, 2, ~ et 4 caractérisé en ce que le moyeu (M) comporte un arbre de torsion. 5. Device according to claims 1, 2, ~ and 4 characterized in that the hub (M) comprises a torsion shaft. Disoositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (36) pour déduire, a partir des irrégularités du couple (C), le rythme de pédalage (N) ou cycliste. Device according to claims 1 and 2 characterized in that it comprises means (36) for deducing, from the irregularities of the torque (C), the pedaling rhythm (N) or cyclist. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il possède un moyen (36) pour détérminer à partir d'un signal sensiblement binaire, smis par un collecteur tournant (24, 25, 26) , la vitesse (v) d'avancement du cycle et/ou une grandeur qui lui est liée.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has means (36) for determining from a substantially binary signal, smis by a rotary collector (24, 25, 26), the speed (v) d advancement of the cycle and / or a quantity linked to it. 8. Dispositi+ selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce qu il comporte une alimentation électrique à pile.8. Dispositi + according to the preceding claims taken as a whole, characterized in that it comprises a battery-powered power supply. 9. Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en c- que l'unité d d'entre possede un clavier (40) destiné a selectionner et afficher les differents signaux de sortie du circuit d'analyse (36).  9. Device according to the preceding claims taken as a whole, characterized in that the unit d of has a keyboard (40) intended to select and display the various output signals of the analysis circuit (36).
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