TW201321732A - 踩踏式作動裝置的扭力偵測機構 - Google Patents

Abstract

一種踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其包括一具有一擋止部的鏈輪、一可相對鏈輪轉動地設置於鏈輪的轉盤、一固設於轉盤且具有一連動部的曲柄，以及一設置於曲柄連動部的感測元件，連動部係抵靠於擋止部而可帶動鏈輪轉動。藉此，當曲柄受力使連動部變形而帶動鏈輪轉動時，感測元件可測得曲柄所受的扭力。

Description

踩踏式作動裝置的扭力偵測機構

本發明有關於一種扭力偵測機構，特別是指一種踩踏式作動裝置的扭力偵測機構。

目前市面上諸如電動自行車或者是室內自行車等踩踏式的運動器材，會為了特定目的而搭配扭力偵測機構。舉例來說，在電動自行車上安裝扭力偵測機構，可於踩踏扭力超過某一程度時，啟動馬達的動力輸出，以適時提供使用者所需助力；而在室內自行車上安裝扭力偵測機構，則可讓使用者隨時掌握其踩踏扭力，以適度調整其運動強度與時間，提高其運動效率。

然而，習知技術中的扭力偵測機構主要安裝於自行車的五通管處，或者是必須透過複雜的機構或齒輪組來獲得扭力信號，因此構件複雜且製造成本較高，此外，獲得扭力信號後還需透過滑環輸出信號，因此不利於使用者自行安裝，且滑環成本較高。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種結構較為簡化且方便使用者自行安裝之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構。

為達成上述目的，本發明所提供的一種扭力偵測機構，主要包括有一鏈輪、一曲柄以及一感測元件。該鏈輪具有一擋止部；該曲柄係可相對該鏈輪轉動地設置於該鏈輪，且具有一踩踏部以及一相對該踩踏部的連動部，該連動部抵靠於該鏈輪的擋止部而可帶動該鏈輪轉動；該感測元件則設置於該曲柄的連動部，用以感測該連動部的變形量。藉此，當該曲柄受力使該連動部變形而帶動該鏈輪轉動時，該感測元件就可測得該曲柄所受的扭力。

在本發明所提供的扭力偵測機構中扭力偵測機構，使該曲柄可相對該鏈輪轉動，係可透過下述構造而達成。該曲柄具有一桿體、一第一盤體以及一第二盤體，該第一盤體固設於該桿體，該第二盤體固設於該第一盤體，該鏈輪則夾設於該第一與第二盤體之間。或者是，該曲柄具有一桿體、一第一盤體以及一軸承，該軸承的一內環係固接於該第一盤體，而該軸承的一外環係固接於該鏈輪。

在本發明所提供的扭力偵測機構中，該鏈輪可具有一齒盤以及一固設於該齒盤的擋塊，該擋塊具有一形成該擋止部的內凹缺口，該曲柄則設置於該齒盤。如此，該曲柄的連動部係位於該缺口內並受該缺口限位。

在本發明所提供的扭力偵測機構中，該鏈輪可具有一齒盤以及二由該齒盤一側面朝外突出而形成該擋止部的擋板。如此，該曲柄的連動部係位於該二擋板之間並受該二擋板限位。

在本發明所提供的扭力偵測機構中，該曲柄可具有一桿體、一踏板、以及一連結臂，該踏板係設置於該桿體一端並具有該踩踏部，該連結臂係設置於該桿體另一端並具有該連動部。

本發明之另一目的在於提供一種能夠讓使用者得知其踩踏扭力以記錄其運動量的扭力偵測機構。

為達成上述目的，本發明所提供的扭力偵測機構更包括有一信號處理單元以及一顯示單元，該信號處理單元係與該感測元件電性連接，藉以處理該感測元件產生的信號並將信號輸出，而該顯示單元係與該信號處理單元電性連接，藉以接收並顯示該信號處理單元輸出的信號。

依據本發明一較佳實施例所為的扭力偵測機構中，該信號處理單元包括有一信號處理裝置以及一無線傳輸裝置，該顯示單元包括有一無線接收裝置以及一顯示裝置。該感測元件產生的信號會經該信號處理裝置運算出扭力值，運算出的扭力值再經該無線傳輸裝置傳送至該無線接收裝置，最後顯示於該顯示裝置。

有關本發明所提供之扭力偵測機構的詳細構造及其特徵，以下將列舉實施例並配合圖式，在可使本發明領域中具有通常知識者能夠簡單實施本發明實施例的範圍內進行說明。

申請人首先在此說明，在以下將要介紹的實施例中，相同的元件符號表示相同或類似的元件。

首先請參照第一圖，本發明第一實施例所提供的扭力偵測機構10，主要包括有一鏈輪20、一曲柄30、以及一感測元件40。

該鏈輪20，如第二圖所示，於本實施例中係由(但不限於)一齒盤21以及一固設於該齒盤21的擋塊23所構成。該齒盤21用以供一踩踏式作動裝置的鏈條(圖中未示)設置，且其中央開設有一穿孔211，該擋塊23具有一由其端面朝內凹陷的擋止部231。該擋塊23係可透過(但不限於)鎖固、鉚接或是焊接的方式固設於該齒盤21上。前述踩踏式作動裝置可為人力自行車、電動自行車、健身車、或是其他類似作動方式的載具與器具。

該曲柄30，於本實施例中係由(但不限於)一桿體31、一踏板33、一連結臂35、一第一盤體37以及一第二盤體39所構成。該踏板33樞設於該桿體31的一端並具有一踩踏部331；該連結臂35具有一身部351以及一自該身部351朝外一體突出的連動部353，該身部351係可透過諸如焊接的方式固設於該桿體31的另一端；該第一盤體37，如第三圖所示，概呈圓盤狀，其一側面具有一第一階部371以及一第二階部373；該第二盤體39則概呈環狀。

組裝時，如第二圖至第四圖所示，該第一盤體37與該第二盤體39係分別設置於該齒盤21的二相對側，該第一盤體37的第一階部371係穿過該齒盤21的穿孔211，該齒盤21內緣係位於該第二階部373，該第二盤體39則固設於該第一盤體37的第一階部371，而將該齒盤21夾設於該第一與第二盤體37，39之間，如此，該曲柄30可相對該鏈輪20轉動。其次，該連結臂身部351係可透過諸如鎖固、鉚接或是焊接的方式固設於該第一盤體37，該連動部353則位於該擋止部231內並抵靠該擋止部231。藉此，當該曲柄30受力時，該連動部353會因抵靠該擋止部231而稍微彎曲變形，最終帶動該鏈輪20轉動。

該感測元件40，於本實施例中概呈板片狀，其可為(但不限於)一應變規。組裝時，該感測元件40係設置於該曲柄30的連動部353，藉由感應該連動部353的變形量而產生電性變化，以測得曲柄30所受扭力。

實際使用時，當使用者踩踏該踏板33時，該曲柄30會受力使該連動部353抵靠該擋止部231，進而迫使該鏈輪20旋轉，每一次的踩踏都會使該連動部353些微變形，使設置於該連動部353的感測元件40會依據該連動部353的變形量而產生不同的電性變化，藉以測得曲柄30所受扭力。

值得一提的是，由於踩踏式作動裝置的鏈輪兩側皆會設置曲柄，當使用者左、右腳分別踩踏二曲柄時，都能讓本發明之扭力偵測機構10的連動部353帶動鏈輪20旋轉，進而使感測元件40測得踩踏扭力。

接著請參閱第五圖至第七圖，本發明第二實施例所提供的扭力偵測機構10’，主要包括有一鏈輪20’、一曲柄30’以及該感測元件40。由於本實施例中的感測元件40與前揭第一實施例相同，因此容申請人在此不再贅述，以下將針對本實施例與前揭第一實施例的差異處進行說明。

於本實施例中，該鏈輪20’具有該齒盤21以及二由該齒盤21一側面朝外突出的擋板213，該二擋板213係相互面對而界定出該擋止部231，舉例來說，該二擋板213係可透過諸如沖壓成型的方式而形成。

該曲柄30’，於本實施例中具有該桿體31、該踏板33、該連結臂35、一第一盤體37’以及一軸承50所構成。其中，該踏板33以及該連結臂35與該桿體31之間的相對關係，與前揭第一實施例相同。該第一盤體37’，於本例中係可(但不限於)與該桿體31一體成型；該軸承50則具有一內環51以及一外環53。組裝時，該第一盤體37’係固設於該軸承50的內環51，該軸承50的外環53則固設於該齒盤21之中央穿孔211的孔壁。藉此，該曲柄30’可相對該鏈輪20’轉動，且該連動部353係位於該二擋板213之間並可受該二擋板213限位。當該曲柄30’受力時，該連動部353會因抵靠於該二擋板213(擋止部231)而略微彎曲變形，最終帶動該鏈輪20轉動，而設置於該連動部353的感測元件40則會感應該連動部353的變形量以產生電性變化，從而測得曲柄30’所受扭力。

由以上陳述可知，本發明的扭力偵測機構具有簡化的結構，且使用者可方便地將本發明應用於各種踩踏式作動裝置。

接著請再參照第八圖，為了方便使用者快速得知其踩踏動作所產生的扭力，本發明的扭力偵測機構10還包括有一信號處理單元60以及一顯示單元70。該信號處理單元60係與該感測元件50電性連接，該信號處理單元60於本實施例中係由(但不限於)一信號處理裝置61以及一無線傳輸裝置61所構成，而該顯示單元70於本實施例中係由(但不限於)一無線接收裝置71以及一顯示裝置73所構成。如此，該感測元件50產生的電性變化信號，會經由該信號處理裝置61運算出扭力值，之後由該無線傳輸裝置63將扭力值傳送至該無線接收裝置71，最後顯示於該顯示裝置73。前述的無線傳輸裝置63與無線接收裝置71係可透過一般的紅外線、藍芽或射頻進行無線傳輸。實際應用時，該無線接收裝置71可為一般手機，而該顯示裝置73則可為手機螢幕。

藉此，本發明的扭力偵測機構還能夠讓使用者得知其踩踏時所產生的扭力，以記錄觀察自身運動量。

綜上所陳，本發明的扭力偵測機構不僅具有簡化的結構，且方便使用者自行裝設於各種踩踏式作動裝置。此外，透過信號處理單元以及顯示單元，還能夠讓使用者快速掌握踩踏動作所產生的扭力，進而得知其運動量。

10，10’．．．扭力偵測機構

20，20’．．．鏈輪

21．．．齒盤

211．．．穿孔

213．．．擋板

23．．．擋塊

231．．．擋止部

30，30’．．．曲柄

31．．．桿體

33．．．踏板

331．．．踩踏部

35．．．連結臂

351．．．身部

353．．．連動部

37，37’．．．第一盤體

371．．．第一階部

373．．．第二階部

39．．．第二盤體

40．．．感測元件

50．．．軸承

51．．．內環

53．．．外環

60．．．信號處理單元

61．．．信號處理裝置

63．．．無線傳輸裝置

70．．．顯示單元

71．．．無線接收裝置

73．．．顯示裝置

第一圖為一立體圖，顯示依據本發明第一實施例所為的扭力偵測機構；

第二圖為第一圖的立體分解圖；

第三圖為一立體分解圖，顯示該較佳實施例之轉盤的內、外盤體以及齒盤的態樣；

第四圖為一剖視圖，顯示該鏈輪夾設於該轉盤之內、外盤體之間的態樣；

第五圖為一立體圖，顯示依據本發明第二實施例所為的扭力偵測機構；

第六圖為第六圖的立體分解圖；

第七圖為一剖視圖，顯示該軸承內環固接於第一盤體以及該軸承外環固接於鏈輪的態樣；以及

第八圖為一方塊圖，顯示該感測元件、該信號處理單元以及該顯示單元的架構。

10．．．扭力偵測機構

20．．．鏈輪

21．．．齒盤

23．．．擋塊

231．．．擋止部

30．．．曲柄

33．．．踏板

35．．．連結臂

351．．．身部

353．．．連動部

37．．．第一盤體

40．．．感測元件

Claims (7)

1. 一種踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，包含有：一鏈輪，具有一擋止部；一曲柄，可相對該鏈輪轉動地設置於該鏈輪，該曲柄具有一踩踏部以及一相對該踩踏部的連動部，該連動部係抵靠於該擋止部而可帶動該鏈輪轉動；以及一感測元件，係設置於該曲柄的連動部，用以感測該連動部的變形量。
2. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其中該曲柄具有一桿體、一固設於該桿體的第一盤體、以及一固設於該第一盤體的第二盤體，該鏈輪係夾設於該第一與第二盤體之間，俾使該曲柄可相對該鏈輪轉動。
3. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其中該曲柄具有一桿體、一與該桿體一體成型的第一盤體、以及一具有一內環與一外環的軸承，該軸承的內環固接於該第一盤體，該軸承的外環固接於該鏈輪，俾使該曲柄可相對該鏈輪轉動。
4. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其中該鏈輪具有一齒盤，以及一固設於該齒盤且具有該擋止部的擋塊，該擋止部係自該擋塊一端面朝內凹陷，該曲柄係設置於該齒盤，該連動部係位於該擋止部內。
5. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其中該鏈輪具有一齒盤，以及二由該齒盤一側面朝外突出而形成該擋止部的擋板，該曲柄連動部係位於該二擋板之間。
6. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，其中該曲柄具有一桿體、一設置於該桿體一端並具有該踩踏部的踏板、以及一設置於該桿體另一端並具有該連動部的連結臂。
7. 如請求項1所述之踩踏式作動裝置的扭力偵測機構，更包含有一信號處理單元以及一顯示單元，該信號處理單元係與該感測元件電性連接，用以處理該感測元件產生的信號並將信號輸出，該顯示單元係與該信號處理單元電性連接，用以接收並顯示該信號處理單元輸出的信號。