JP2021504238A - 位置記憶を用いるステム自動昇降方法 - Google Patents

Abstract

自転車が自転車を収納するガレージへ返却される際、自転車制御器はガレージ制御器を介して現在ユーザにより今回使用したステムの高さをインターネット上のバックエンドサーバに送信し、モータの駆動により自転車のステムが最も低い位置まで下降され、自転車がガレージから取り出される際、バックエンドサーバはガレージ制御器を介して現在使用しようとするユーザの前回使用した際のステムの高さを自転車制御器に送信し、モータの駆動によりステムが当該ユーザによる前回使用した際の高さまで上昇されるステップを含む位置記憶を用いるステム自動昇降方法。【選択図】図１

Description

本発明は、メカトロニクス技術分野に関し、自転車（自転車に限らず、本発明は、自転車に似っているその他の車両にも適用でき、特にブレードのような形状に自動変形可能な自転車に適用される）のステム（すなわち、自転車ハンドルバーの高さを決める部品）が自動昇降可能な位置記憶を用いるステム自動昇降方法に関する。当該方法を用いる自転車によれば、収納する際にはステムが自動的に下降され、使用（搭乗）する際にはステムが同じユーザによる前回使用した際の高さまで自動的に上昇され、非常に便利に自転車の自転車専用ガレージへの自動出入りが実現され、収納効率が大幅に向上される。

シェアサイクルの普及にともない、シェアサイクルは人々に利便性をもたらしている一方、無秩序に駐輪されたり、多くのパブリックスペースが取られたり、街並みに深刻な影響を与えたり、それによる問題も顕著である。本発明者による中国特許出願「ブレード型自動変形自転車のセルフサービス共有方法」（第２０１６１１１１３９３７．５号）には、自転車を自動的に変形させる方法が開示され、当該方法によれば、自転車はガレージ内に整然に収縮されて収納され、使用に供される自転車が便利に提供できるだけでなく、上述した通常のシェアサイクルにおける問題も解決できる。自転車の収縮変形において、各自転車はいずれも高さ約６０ｃｍのブレードのような形状に収縮される。自転車のステムの高さは通常９０ｃｍ以上であるため、その自動昇降が必要となる（同じ高さでより多段の自転車が収納可能である）。また、ユーザの身長によって、ハンドルの高さに対する要求は異なる。このため、自動昇降可能なステムは、自動昇降できないステムに比べて、収納効率が高く、搭乗の快適さもさらによくなる。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、自転車（本考案に係る自転車は、電動アシスト自転車および電動自転車などの車両も含む）による出かけをさらにインテリジェントで便利にできるステムの高さが自動昇降可能な位置記憶を用いる自動昇降ステム方法を提供することを目的とする。当該方法を用いる自転車によれば、収納する際にはステムが自動的に高さが低くなって、非常に便利に自転車の自転車専用ガレージへの自動出入りが実現され、収納効率が向上され、使用する際にはステムが同じユーザによる前回使用した際の高さまで自動的に上昇され、搭乗の快適さが向上される。

上記目的を達成するための本発明に係る位置記憶を用いるステム自動昇降方法は、次のような技術的手段により実現される。自転車ステムは、電動で昇降可能な部品に設計され、収納する際にはステムが自動的に最も低い位置まで下降され、使用する際にはステムが同じユーザによる前回使用した際の高さ（使用する際のステムの高さ）まで自動的に上昇される。ステムの昇降を駆動する動力は、電動機構（通常はモータなど）に由来する。自転車制御器は、ガレージ内の制御器（ガレージ制御器）と通信することにより、現在使用しようとするユーザの前回搭乗した際のステムの高さを取得し、自転車を返却する際には現在ユーザにより使用したステムの高さをインターネット上のバックエンドサーバに送信する。ユーザは、自転車上のボタンを押すことによりステムの高さを電気的に調整してもよいが、ユーザが調整しない場合は、前回の高さを使用する。

本発明が実現される原理は次のとおりである。自転車には充電式電池が設けられ、電動機構の電力は、充電式電池により提供される。自転車には制御器が設けられ、自転車がガレージから取り出される際には、自転車制御器はガレージ制御器と通信することにより、現在使用しようとするユーザの前回搭乗した際のステムの高さを取得し、自転車がガレージへ入庫される際には、自転車制御器はガレージ制御器を介して現在ユーザにより使用した今回のステムの高さをインターネット上のバックエンドサーバに送信して、当該ユーザが次回使用する際に当該ステムの高さのデータを自動的に取得できるようにする。ユーザがガレージから自転車を取り出す（通常はユーザがガレージの二次元コードをスキャンする）際に、ユーザの使用ＩＤは携帯電話のＡＰＰ（アプリケーションプログラム）における通信機能によりインターネット上のバックエンドサーバに送信され、さらにガレージ制御器に転送される。ガレージ制御器は、有線または無線の方式により現在ユーザによる前回のブレードのような形状の自転車に搭乗した際に設定したステムの高さ（設定しなかった場合、システムのデフォルト値、たとえば、９０ｃｍの高さ）を、現在ユーザがガレージから取り出している自転車の自転車制御器に送信する。このようにして、自転車は現在使用しようとするユーザの前回搭乗した際のステムの高さを取得する。ユーザは、自転車上のボタンを押すことによりステムの高さを電気的に調整してもよいが、ユーザが調整しない場合、前回の高さを使用する。ユーザが手動でステムの高さを調整した場合、自転車がガレージへ入庫される際に、自転車制御器は、ガレージ制御器と通信することにより、ガレージ制御器を介して現在ユーザにより使用した今回のステムの高さ（手動調整後の高さ）をインターネット上のバックエンドサーバに送信して、当該ユーザが次回使用する際に当該ステムの高さのデータを自動的に取得できるようにする。電動機構（通常はモータなど）は、調整すべき高さに応じてステムを当該高さに昇降させる。モータによりステムの昇降を駆動する方式（たとえば、油圧など）は様々あり、本実施例においては、ボールねじがモータにより駆動されてステムに固定されたナッツを移動させることにより昇降を達成する。ステムの高さの位置を記録し保存するため、モータは、エンコーダ付きの直流ギヤードモータを採用する。モータ（通常、モータは減速歯車を有する）が複数回回転するたびに、ボールねじは所定のピッチを昇降し、エンコーダは複数のパルスを生じ、自転車制御器はパルスの数をカウントして保存する。

本発明によれば、ステムの高さが自動昇降可能であり、位置記憶機能を有する自動昇降ステムが達成される。本発明に係る方法を用いる自転車によれば、収納する際にはステムが自動的に高さが低くなって、非常に便利に自転車の自転車専用ガレージへの自動出入りが実現され、使用する際にはステムが同じユーザによる前回使用した際の高さまで自動的に上昇され、収納効率が向上され、搭乗の快適さが向上される。ステム下降後の自転車は、さらに効率的に収納できるため、高い経済的利益および使用の便利性をもたらす。さらに、本発明者によるその他の発明と併用することにより、シェアサイクルの取るスペースが大きく、街並みが乱雑であるなどの問題も解決できる。

本発明の全体構造を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施例により本発明について詳細に説明する。
図１に示されるように、本実施例において、収縮可能なブレード型自転車のフレーム上には充電式電池および制御器が設けられている。ブレード型自転車を多段（上下複数の段）で収納するため、自転車の高さを低減し、収納する際にステムが短縮可能であることが必要である。また、使用（搭乗）する際のハンドルの握り心地を良くするため、使用する際にはステムが上昇可能であることも必要である。また、ユーザの身長によって、ハンドルの高さに対する要求は異なる。このため、自転車制御器にはボタンが設けられ、ユーザにより上昇ボタンが押されるとステムが上昇し、ユーザにより下降ボタンが押されるとステムの高さが低下する。自転車がみんなにシェアされて利用されるため、ユーザによって調整後のステムの高さは異なる。同じユーザが再度使用する際にステムを繰り返し調整することがないように、ユーザが手動でステムの高さを調整した場合、自転車がガレージへ入庫される際に、自転車制御器は、ガレージ制御器と通信することにより、ガレージ制御器を介して現在ユーザにより使用した今回のステムの高さ（手動調整後の高さ）をインターネット上のバックエンドサーバに送信して、当該ユーザが次回使用する際に当該ステムの高さのデータを自動的に取得できるようにする。ユーザがガレージから自転車を取り出す際に、ユーザの使用ＩＤはその携帯電話のＡＰＰ（アプリケーションプログラム）における通信機能によりインターネット上のバックエンドサーバに送信され、さらにガレージ制御器に転送される。ガレージ制御器は、有線または無線の方式により現在ユーザによる前回のブレードのような形状の自転車に搭乗した際に設定したステムの高さ（設定しなかった場合、システムのデフォルト値、たとえば、９０ｃｍの高さ）を、現在ユーザがガレージから取り出している自転車の自転車制御器に送信する（位置記憶する）。このようにして、自転車は現在使用しようとするユーザの前回搭乗した際のステムの高さを取得する。ステムの昇降を駆動する動力は、モータによりボールねじを回転させることによって提供され、すなわち、エンコーダ６付きの直流ギヤードモータ５は、減速歯車４によりトルクを増加させた後、ボールねじ３を回転させ、ボールねじ３はステムの昇降部品におけるナッツを駆動してステム昇降部品１とともに昇降を完成させる。ステム固定部品２は、ステム昇降部品１の外殻である。自転車ハンドル８が回転する際にモータ５を逆転させることを防止するため、ステム昇降部品１には回転防止棒７が接続されることにより、ステム昇降部品１は回転できず、昇降しかできないことが保証される。なお、ワームモータを用いて歯車減速を有する場合、ワームモータが逆転できないため、ハンドルはモータを逆反転させることがないが、ハンドルが強く捻られることでモータが損害することを防止するために、別途に回転防止棒を設けることが好ましい。

上記実施例によれば、ステムの高さが自動昇降可能であり、位置記憶機能を有する（当該位置記憶機能が本発明のポイントである）自動昇降ステムが達成される。本発明は、高さ調整により自転車の収納高さを圧縮し、ユーザ搭乗の快適さを改善し、ユーザによってシートクッションの高さを調整する必要がある自転車用シートクッションにも適用される。

〈実施形態〉
上記実施例において、ステムが回転できず、昇降しかできないことを保証するために、回転防止棒を使用できるだけでなく、ステム昇降部品１とステム固定部品２との間に凹溝リングを外嵌し、ステム昇降部品１の外壁に突起を設けることもできる（当該突起は、凹溝リングの凹溝内においてのみ摺動できる）。自転車は、各伸展部材が収縮されてブレードのような形状の自転車に変形された後（これにより、収納スペースが節約されるとともに、前後輪が折り畳まれないので主耐荷重構造が変化することがなく、自転車ガレージへ転がって出入りできる）、自転車ガレージへ自動出入りし、収納される。ガレージの詳細に関しては、本発明者による中国特許出願「多段式自動自転車ガレージ」（第２０１８２０１２５８７７．７号）を参照されたい。上記実施例に記載のガレージの制御器は、当該発明における制御器である。本発明をさらに理解しやすくするため、続いて一部原理の詳細について補充説明する。自転車制御器が今回使用したステムの高さを検出する原理は、次のとおりである。ステムの高さ位置を記録し保存するために、モータは、エンコーダ付きの直流ギヤードモータを採用する。モータ（通常、モータは減速歯車を有する）が複数回回転するたびに、ボールねじは所定のピッチを昇降し、エンコーダは複数のパルスを生じ、自転車制御器はパルスの数をカウントして保存する。エンコーダは、回転回数（角度）を記録するものである。本発明において、モータの回転によりステムの昇降が駆動される（１回転するたびに、小さな高さが昇降する）ため、エンコーダにより発生する正、負パルスの数は、今回使用したステムの高さの検出と記録に用いられ得る。また、次回においてユーザが使用する際に（ステム）データがタイムリーに取得される原理は、次のとおりである。ユーザによって、搭乗時のステムの高さは異なることもあり、それぞれのユーザのステム高さを記録するために（次回搭乗する際には同じユーザによる前回使用した際の高さに自動的に調整され得る）、各ユーザがそれぞれ１つのステムの高さに対応するように各ユーザの標識（ＩＤ）を異らせる必要がある。たとえば、身長１．９ｍの男性が搭乗する場合、ステムが非常に高く調節されるのに対し、身長１．６ｍの女性が搭乗する場合、ステムが低く調整される。この二人が自転車を返却する際、それぞれのステムの高さはバックエンドサーバに送信されて記憶される。そして、この１．９ｍの男性が次回使用する際には、この１．６ｍの女性が使用したばかりの自転車を手に入れる可能性がある。この場合、バックエンドサーバにはこの１．９ｍのユーザが前回使用した際のステムの高さが記録されているため、自転車がガレージから出庫する際に、ステムの高さがバックエンドサーバから自転車制御器に送信され、自転車制御器は１．６ｍの女性が搭乗した際のステムの高さを自動的に１．９ｍの男性が前回搭乗した際のステムの高さに調整する。この女性が次回使用する場合も同様に調整される。このようにすれば、誰でもステムの高さが自己の身長にピッタリする自転車に搭乗できる。取得したステムの高さに基づいてモータを制御する原理は、次のとおりである。モータの回転によりエンコーダは正負パルスを生じ、正負パルスの数はステムの高さを反映する。したがって、モータに対する制御は、非常に簡単で、モータを回転させることにより行う。具体的には、エンコーダのパルス数がステム高さに整合するまで回転（正転と逆転）すればよい（パルス数とステムの高さとの間に対応関係がある）。シェアサイクルが多くあるので、同じユーザが同じ自転車に乗る可能性は極めて低い。しかしながら、ユーザに対応するステムの高さは、自転車に保存されるのではなく、インターネットを介してバックエンドサーバに伝送されるため、次回に使用する自転車が以前に搭乗したことのある自転車であるか否かに関わらず、システムは、バックエンドサーバから当該ユーザに対応するステムの高さのデータ取得して現在使用しようとする自転車のステムの高さを自動的に前回搭乗した際のステムの高さに変えることができる。したがって、本発明によれば、収縮されて収納されることによりスペースが節約されるだけでなく、各ユーザの搭乗の快適さが向上されるため、非常に価値がある。

昇降の実現および制御器（たとえば、シングルチップマイコン）の制御により所定位置まで昇降する方法は様々あり、公知技術として、たとえば、ワーム、ベルト、油圧、空気圧などにより昇降を実現できる。特許を保護するためには、必要に応じて上位概念を用いることがある。また、実用新案は請求の範囲に対する制限が多いため、方法の発明として特許出願した。自転車制御器およびガレージ制御器は、いずれもシングルチップマイコン、たとえば、ＳＴＣ社のＳＴＣ１５Ｗシリーズを使用すればよい。

本発明に係る各部品は、工業的な大量生産に適しており、全体の組み立ても非常に簡単で、工業的な実用性を有する。

１ ステム昇降部品、
２ ステム固定部品、
３ ボールねじ、
４ 減速歯車、
５ モータ、
６ エンコーダ、
７ 回転防止棒、
８ ハンドル。

Claims (4)

1. ブレードのような形状の自転車および自転車を収納するガレージを含み、自転車のステムが、収納する際には自動的に最も低い位置まで下降され、使用する際には同じユーザによる前回使用した際の高さまで自動的に上昇され、電動で昇降可能な部品である、ことを特徴とする位置記憶を用いるステム自動昇降方法。
2. 自転車制御器とバックエンドサーバとの間におけるステムの高さの情報伝送は、ガレージ制御器により伝送され、具体的には、
   自転車がガレージへ返却される際、自転車制御器はガレージ制御器を介して現在ユーザにより今回使用したステムの高さをインターネット上のバックエンドサーバに送信し、自転車がガレージから引き出される際、バックエンドサーバはガレージ制御器を介して現在使用しようとするユーザの前回使用した際のステムの高さを自転車制御器に送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の位置記憶を用いるステム自動昇降方法。
3. ステムの昇降を駆動する動力は電動機構に由来し、モータはエンコーダ付きの直流ギヤードモータであり、エンコーダによりステムの位置を記録する、ことを特徴とする請求項１に記載の位置記憶を用いるステム自動昇降方法。
4. 自転車にはステムの高さを調整するボタンが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の位置記憶を用いるステム自動昇降方法。