TW201829239A - 可調整座椅支柱 - Google Patents

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Abstract

一種用於自行車之座椅支柱總成，其具有有第一遠端的第一管件與有第二遠端的第二管件。該第一及第二管件彼此可互相移動以建立該第一及第二遠端之間的距離。第一壓力腔室有與沿著該管件軸線施加之一負載成比例的加載壓力。第二壓力腔室有與該負載不成比例的第二壓力。流動路徑連接該第一及第二壓力腔室。一閥沿著該流動路徑設置且經組配為在該第一及第二壓力腔室之間，於關閉該流動路徑的關閉位置與打開該流動路徑的開啟位置之間移動。該閥的隔離器經組配為可抵消由該第一壓力腔室之該加載壓力作用於該隔離器產生的任何合力。

Description

可調整座椅支柱
本申請案大體有關於自行車之座椅，且更特別的是，有關一種用於自行車座椅之可調整座椅支柱總成。
自行車習知有座椅或座墊以支承處於乘坐位置的騎乘者。座墊在大部份自行車上的位置也可用某種方式調整。座墊可調整藉此將給定自行車組配為可適應有各種大小的不同騎乘者。座墊也可調整以允許給定騎乘者以設定或重設在特定自行車上的座墊位置以適應不同的騎乘條件。
在一實施例中，自行車可具有高度可調整座椅支柱總成。因此，可選擇性地調整座墊相對於自行車之車架的高度。典型自行車有安裝至支柱的座墊，該支柱係機械式夾緊至自行車車架的管件。在夾鉗鬆開時，座墊及支柱可上下滑動以調整座墊的高度。不過，在最近更高端的自行車上，座椅支柱在騎著自行車時使用某種液壓輔助機構就可調整高度。例如，本揭示內容的專利權人已開發一系列手動液壓高度可調整或「釋放器(dropper)」座椅支柱。這些產品已知為SRAM LLC公司的RockShox® Reverb™與Reverb Stealth™。RockShox®座椅支柱利用支柱內的液壓差且需要手動操作以調整座椅支柱高度。
其他也已開發不同版本的釋放器型支柱。有些產品可能使用ANT+無線通訊技術讓騎乘者以無線的方式調整座墊高度。目前市售產品有很慢的反應時間，這至少部份由彼等之內部流體流動組件的設計引起。電池也不很強健且需要常常充電，部份因為開啟及關閉流動組件的閥需要相對大的力。
此外，有些自行車座椅支柱也已知包括在座椅支柱頂端的機構，其允許調整可調整座墊或座椅之前後位置(fore-aft position)及/或傾角。使用單一橫向螺栓以使自行車座墊夾緊至座椅支柱的自行車座墊夾鉗為本技藝所習知。不過，這類夾鉗通常也依賴磨擦使座墊固持在選定位置。因此，已知此類座墊設計能夠在沉重負載下滑動，這導致失去選定或所欲座墊位置。
在一實施例中，根據本揭示內容之教導，一種用於自行車之座椅支柱總成包括有第一遠端的第一管件與有第二遠端的第二管件。該第一管件與該第二管件彼此可互相移動以沿著一管件軸線建立該第一遠端與該第二遠端的距離。第一壓力腔室(first pressure chamber)有與沿著該管件軸線施加之負載成比例的加載壓力。第二壓力腔室有不與該負載成比例的第二壓力。一流動路徑連接該第一壓力腔室與該第二壓力腔室。有一隔離器的一閥，該閥沿著該流動路徑設置且經組配為可在該第一壓力腔室與該第二壓力腔室之間，於關閉該流動路徑的關閉位置與打開該流動路徑的開啟位置之間移動。該隔離器經組配為可抵消由該第一壓力腔室之該加載壓力作用於該隔離器產生的任何合力。
在一實施例中，該隔離器可沿著一隔離軸線在該關閉位置與該開啟位置之間移動。
在一實施例中，該第二壓力可為預設壓力。隔離力可由該第二壓力腔室之該預設壓力產生，藉此該隔離力可作用於該隔離器的遠端。
在一實施例中，該隔離器在處於該關閉位置時可被可由該第二壓力腔室之預設壓力作用於該隔離器產生的隔離力偏壓頂著一閥座。
在一實施例中，可由該第一壓力腔室之加載壓力產生的加載力可作用於該隔離器的中間部份。
在一實施例中，該隔離器的中間部份可包括在沿著該隔離器之一軸線的一方向的相反表面區域。
在一實施例中，可由該第一壓力腔室之加載壓力產生的加載力可作用於該隔離器，致使可沿著一隔離軸線來平衡該加載力。
在一實施例中，加載力可由該第一壓力腔室的加載壓力產生，藉此可沿著一隔離軸線，通過該隔離器的相反表面區域來平衡該加載力。
在一實施例中，該隔離器的致動軸線可與該管件軸線不平行。
在一實施例中，該致動軸線可與該管件軸線垂直。
在一實施例中，可能需要致動力以在施加至該第二管件之該第二遠端的較大負載下致動該閥。該致動力可小於在施加至該第二管件之該第二遠端的較小負載下致動該閥所需的致動力。
在一實施例中，在處於該關閉位置時，該隔離器可被作用於該隔離器且由該第二壓力產生的流體關閉力偏壓關閉。該流體關閉力可大於作用於該隔離器且由加載壓力產生的流體開啟力，藉此維持該第一及第二遠端之間的距離。在處於該開啟位置時，可用該流體開啟力與作用於該隔離器之致動力的組合反抗該流體關閉力而打開該隔離器，藉此流體可經由該流動路徑在該第一及第二壓力腔室之間交換，且藉此可調整該第一及第二遠端之間的距離。
在一實施例中，該第一管件可有一內徑以及該第二管件可有小於該內徑的一外徑，使得該第二管件可沿著該管件軸線伸縮滑動以使該第二管件相對於該第一管件伸出及縮回以調整該第二遠端與該第一遠端的距離。
在一實施例中，該座椅支柱總成可包括第一流體貯器，其包括該第一壓力腔室、該第二腔室及該流動路徑。
在一實施例中，該隔離器可經組配為具有相反表面，致使作用於該等相反表面之一表面的流體開啟力被作用於該等相反表面中與該一表面相反之另一表面的流體關閉力平衡。該流體開啟及關閉力可沿著該隔離器的一隔離軸線起作用。
在一實施例中，根據本揭示內容之教導，一種用於自行車之座椅支柱，其包括有一第一遠端的一第一管件與有一第二遠端的一第二管件。該第一管件與該第二管件彼此可沿著一管件軸線互相移動以建立座椅支柱用以附接自行車座椅之附接部份的高度。該附接部份裝載於該第二遠端上。電池組包括電池與電池殼體。該電池殼體經組配為可用於可移除地附接至該附接部份，且經組配為可提供電力以操作該座椅支柱的高度調整系統。
在一實施例中，該高度調整系統包括：可各自在一開啟位置與一關閉位置之間操作的一閥以選擇性地允許及阻止該座椅支柱之高度的調整。
在一實施例中，該高度調整系統可包括無線致動器，它可遠離該閥及該電池組。該無線致動器可操作以選擇性地操作該閥。
在一實施例中，該高度調整系統可包括對流體壓力腔室可選擇性地開放的洩氣孔(bleed orifice)。
在一實施例中，該高度調整系統可包括馬達，它可操作地與該電池組耦合且可設置在與該座椅支柱之一管件軸線有一第一徑向距離處。該第一徑向距離可大於從該管件軸線到該座椅支柱之該第二管件之外壁的第二徑向距離。
在一實施例中，該高度調整系統可包括一閥，它可包括一隔離器，其沿著一流動路徑設置且可經組配為可在在加載壓力腔室與預設壓力腔室之間，於關閉該流動路徑的關閉狀態與打開該流動路徑的開啟狀態之間移動。該系統也可包括一驅動器，它可具有經組配為可接觸該隔離器之遠端以致動該閥的偏心軸承面。
在一實施例中，該高度調整系統可包括一閥驅動器，它可具有附接至偏心軸承面的軸承。該軸承可具有與該偏心軸承面接觸的內圈(inner race)與接觸該隔離器的外圈(outer race)。
在一實施例中，該高度調整系統可包括一閥驅動器，它可具有附接至偏心軸承面的軸承。該軸承可為球軸承且可具有與該偏心軸承面接觸的內圈與接觸該隔離器的外圈。
在一實施例中，該高度調整系統可包括遠離閥、馬達及印刷電路板的無線致動器，它可經組配為響應於從該無線致動器收到的訊號操作該馬達。
在一實施例中，該高度調整系統可包括可位在該第二管件之該第二遠端的馬達。
在一實施例中，該高度調整系統可包括可裝載於該附接部份上或中的馬達。
揭露的座椅支柱總成解決或改善現有先前習知座椅支柱總成的上述及/或其他問題及缺點。揭露的座椅支柱總成提供高度可電動調整的座椅支柱。揭露的座椅支柱總成包括攜帶於座椅或座墊下面的電子模組。揭露的座椅支柱總成包括也在座墊下面輕易地可存取且可更換的電源供應器，例如電池或電池組。揭露的座椅支柱總成經組配為只需要最少的能量及/或力即可開啟及關閉該總成的閥，從而減少調整座墊高度所需的能量及/或力。操作總成所需的閥開啟及關閉力與電池負載兩者會大幅減少。
揭露的座椅支柱總成也解決或改善要能夠固持選定座墊傾角的問題。揭露的座椅支柱總成包括增加確實固持夾在定位之座椅或座墊以防它滑動的結構元件。揭露的座椅支柱總成也有以下附加效益：提供便利機構及程序供使用者在安裝期間微調座墊的前後及角度位置或傾角。本技藝一般技術人員在閱讀本揭示內容後會明白本揭示內容以上及其他的目標、特徵及優點。
此時翻到附圖，圖1圖示人力驅動載具的一實施例，揭露的座椅支柱總成可實作於其上。在此實施例中，該載具為自行車50的一個可能類型，例如登山自行車。自行車50有車架52、在車架前端附近的把手54，以及用於支承騎乘者於車架頂部上面的座椅或座墊56。自行車50也有由車架52之前叉60攜帶且支承車架之前端的第一或前輪58。自行車50也有支承車架52之後端的第二或後輪62。車架52的後端可由後懸吊組件67支承。自行車50也有傳動系統(drive train)64，其具有可操作地經由鏈條68耦接至在後輪62旋轉軸線附近之後飛輪(rear cassette)70的曲柄總成(crank assembly)66。在此實施例中，座墊56支承在根據本揭示內容之教導構成的座椅支柱總成80上。
儘管圖1的自行車50為登山自行車，然而包括揭露於本文的特定具體實施例及實施例以及替代具體實施例及實施例的座椅支柱總成80可實作於其他類型的自行車上。例如，揭露的座椅支柱總成80可用在公路自行車以及有機械(例如，纜線、液壓、氣動等等)及非機械(例如，有線、無線)驅動系統的自行車上。揭露的座椅支柱總成80也可實作於其他類型的兩輪、三輪或四輪人力驅動載具上。
考慮到這一點且參考圖2，座墊56附接且攜帶於座椅支柱總成80的頂部。請參考圖2、圖3A及圖3B，揭露的座椅支柱總成80有第一或下支柱段，亦即，下管件82，以及第二或上支柱段，亦即，上管件84。管件82、84彼此可互相移動以建立座墊56相對於車架52的高度。在此實施例中，下管件82有界定座椅支柱總成之下端的第一遠端86。上管件84有界定座椅支柱總成80之上端的第二或上遠端88。在一實施例中，下遠端86用習知方式可收容及夾緊或以其他方式固定於車架52的車架管89(參考圖1)中。因此，下管件82在使用時對於車架52可固定且上管件84可滑動及可伸縮地收容於下管件82中。上管件84相對於下管件82各自可沿著管件軸線T伸縮地滑動以建立第二遠端88與第一遠端86的距離。圖3A圖示上管件84。
再者，如圖2、圖3A及圖3B所示，頭部90固定於座椅支柱總成的頂部，亦即，固定於上管件84的第二遠端88。在揭露的實施例中，頭部90提供3個獨特功能。第一，頭部90經組配為可包括電子模組92，其提供重要的功能用於揭露座椅支柱總成80的座椅高度調整特徵，如下述。第二，座墊56安裝及攜載於頭部90上以使座墊附接至座椅支柱總成80。第三，頭部90經組配為可提供座墊夾緊機構94，其提供座墊的前後及傾斜調整特徵，也如下述。
請參考圖3A及圖4A，座椅支柱總成80可位於完全伸出位置，其中上管件84對於下管件82最大限度地向上延伸。同樣，參考圖3B及圖4B，座椅支柱總成80可位於完全縮回或收縮位置，其中上管件84最大限度地縮回進入下管件82。使上管件84對於下管件82升高或下降會使座椅或座墊56對於車架52升高或下降。根據騎乘者的期望，座椅支柱總成80也可位於在完全伸出位置、完全收縮位置之間的任意多個中間位置，如圖5A所示。
此時描述如何調整座椅支柱總成80的高度如下。為了描述座椅支柱總成80的構造及操作，用液壓部份與電子部份的兩個不同部份有助於描述座椅支柱總成。
液壓部份
一般而言，座椅支柱總成80的液壓部份有包括液壓系統及氣動系統的兩個壓力系統。請參考圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A及圖6B，例如礦物油的不可壓縮流體包含在包括兩個液壓容積或壓力腔室的液壓系統內。這些容積包括界定在頭部90及上管件84內的第一壓力腔室100與第二壓力腔室102。為了完整了解及明白這兩個壓力腔室100、102，此時描述頭部90及上管件84的具體細節。
頭部90包括下文會更詳細地界定的液壓流體空間，以及連通頭部外面與液壓流體空間的膛孔(bore)104。插件106以螺紋方式(threadably)就座於頭部90的膛孔104中。插件106在液壓流體空間與頭部90的外部之間界定穿過插件的洩氣孔107。密封件或O環108包含在形成於頭部90之壁部的凹槽110中。O環108建立插件106與頭部90膛孔104壁之間的密封。洩氣螺絲(bleed screw)112以螺紋方式收容於插件106的洩氣孔107中。另一O環114包含在形成於洩氣螺絲112與插件106之間的座位(seat)115中。O環114在收緊洩氣螺絲時密封洩氣孔107。可按需要藉由放鬆洩氣螺絲112來打開洩氣孔107。
由圖6A及圖6B可見，上管件84的第二遠端88螺紋連接在從頭部90之底部突出的凸柱(boss)116上。另一O環118包含在形成於凸柱116之周邊四周的凹槽120內。O環118建立凸柱116與上管件84之間的密封。下階式(stepped-down)直徑較小的第二凸柱122從凸柱116的自由端突出且在上管件84內。活塞汽缸124附接至第二凸柱122。另一O環126包含在形成於第二凸柱122之周邊四周的凹槽128內以形成第二凸柱與活塞汽缸124之間的密封。活塞汽缸124同心地設置在上管件84內且它的上端底部頂著凸柱116的表面。活塞汽缸124可螺紋連接於第二凸柱122上，或可簡單地壓入配合(press fit)於第二凸柱上且藉由磨擦和座椅支柱總成80的組合結構固定於其上。
請參考圖5A及圖5B，浮動活塞130駐留在上管件84內表面與活塞汽缸124外表面之間的周圍空間中。浮動活塞130呈環狀且建立在活塞汽缸124外表面與上管件84內表面之間的活動密封(movable seal)。活塞132也收容在活塞汽缸124的內部裡且在上端有活塞頭部134。O環136就座於在活塞頭部134之周邊四周的凹槽138中。O環136夾在也收容在凹槽138之中的一對備用O環140之間。O環136與備用O環140建立活塞頭部134與活塞汽缸124內表面之間的密封。活塞軸桿142以螺紋方式連接至從在活塞132下端上之活塞頭部134突出的莖部144。另一O環146包含在形成在活塞132莖部144與活塞軸桿142內表面之間的座位148內。
再者，請參考圖5A及圖5B，帽蓋環(cap ring)150旋上且附接至上管件84的下端。O環152位於在帽蓋環150之周邊四周的凹槽154中且在帽蓋環與上管件84之間形成密封。活塞汽缸124的下端收容於軸向穿過帽蓋環150的膛孔156內，它在頂著被捕捉在該膛孔中的中止環(stop ring)158時落底。O環160就座於膛孔156的內部凹槽162中且在帽蓋環150之膛孔156與延伸穿過帽蓋環之活塞軸桿142的外表面之間建立密封。導引軸襯164在O環152下面被捕捉在帽蓋環之周邊四周的座位166中，而且設置在帽蓋環150外表面與下管件82內表面之間。
請參考圖5A，末端帽蓋(end cap)170旋入活塞軸桿142的下端。O環172包含於在末端帽蓋170之周邊四周的凹槽174內以在末端帽蓋與活塞軸桿142內表面之間形成密封。末端帽蓋170收容於在下管件82下端的直徑較大膛孔176中。膛孔176在階部或肩部178結尾且末端帽蓋170抵靠該肩部。末端帽蓋170被捕捉在肩部178與在下管件82下端內使該末端帽蓋緊固於其中的固定環(retaining ring)180之間。例如施拉德(Schrader)或美國風格閥的閥179以螺紋方式附接至末端帽蓋170的底端。
請參考圖5B，軸環182以螺紋方式連接至下管件82的上端且緊密地包圍上管件84。O環192就座於軸環182之內表面的凹槽中且提供在軸環與下管件82上端之間的密封。例如彈性體刮油密封的刮油密封(wiper seal)或接觸密封(wipe seal)184在軸環182的上端壓入膛孔186。刮油密封184的刮擦面接觸上管件84的外表面。在下管件82的螺紋連接上方，上導引軸襯188包含於在軸環182之內表面四周的座位190內。上導引軸襯188也抵靠上管件84的外表面。
仍參考圖5A及圖5B，下管件82、軸環182、活塞132、活塞軸桿142及末端帽蓋170實質上互相固定從而限制彼等不能相對移動。由於下管件82夾在自行車車架52的車架管89中，這些組件對於自行車車架永遠會有相同的固定位置。另一方面，頭部90、電子模組92、上管件84、活塞汽缸124及帽蓋環150互相固定從而約束它們成為一個整體地永遠一起運動。這些部件相對於下管件82沿著管件軸線T在其內垂直地伸縮。在一實施例中，鍵及鍵槽的防旋轉系統(未圖示)可用來防止或阻止頭部90相對於下管件82的旋轉。在一實施例中，該防旋轉系統可包括在座椅支柱總成80四周以120度隔開的3個鍵。這3個鍵可設在上管件84之外表面的對應凹部中且自其突出，而且可接合沿著下管件82之內表面設置的對應鍵槽。可將下管件82的這些鍵槽組配為在管件軸線T的方向可縱向延伸且可延伸超過大部份甚至大多數的長度。
第一壓力腔室100為在活塞汽缸124內形式為實質圓柱形容積的液壓容積。第一壓力腔室100在一端以頭部90為界，亦即，以第二凸柱122的暴露端為界，以及在另一端以活塞132為界。第二壓力腔室102也是形式為在活塞汽缸124外表面與上管件84內表面之間之實質環形空間的液壓容積。第二壓力腔室在一端以浮動活塞130為界且在另一端以頭部90為界，亦即，以在凸柱116上的暴露階部為界。
請參考圖4A、圖4B及圖5A，例如空氣的可壓縮流體或氣體包含在包括多個氣動腔室的氣動系統內。再參考圖5A及圖5B，在此實施例中，氣動系統經由在下管件82下端之末端帽蓋170中的閥179加壓空氣。在一實施例中，氣動系統初始在座椅支柱總成80處於圖示於圖3A及圖4A之完全伸出位置下可加壓到預設或已確定的壓力，例如250英磅/平方英吋(psi)。例如空氣的加壓媒體包含在多個氣動容積內，在此實施例中，其包括容積200、202、204及206。加壓媒體可添加至氣動系統，致使第一至第四氣動容積200、202、204、206有預定或預設壓力。如下述，此預設壓力隨後通過液壓、氣動系統的互動可施加至液壓系統的一部份。
參考圖5B，第一氣動容積200包括在活塞軸桿142內與在互相連通且各自設在活塞132之莖部144及頭部134內之縱向膛孔208及橫向膛孔210內的容積。第二氣動容積202包括由環形凹部212建立的實質環狀容積，其形成於活塞頭部134的周邊四周且束縛在活塞頭部與活塞汽缸124內表面之間。容積202也設置在O環136與活塞軸桿142上端之間的活塞頭部134上。第三氣動容積204包括在活塞軸桿142外表面與活塞汽缸124內表面之間的實質環狀容積。第三容積204以活塞頭部134在活塞軸桿142之上端的底部與帽蓋環150上之中止環158在活塞汽缸124下端的頂部為界。第四氣動容積206包括在活塞汽缸124外表面與上管件84內表面之間的實質環狀容積。第四容積206以浮動活塞130(參考圖5A)和帽蓋環150的頂部為界。
穿過及靠近活塞汽缸124下端的十字形膛孔或孔214允許第三氣動容積204中的空氣與第四氣動容積206中的空氣自由連通。由於沒有使它們互相隔離的密封件，尤其是在凹槽138下面，氣動容積200、202、204及206全都隨時可互相自由連通。
請參考圖7A及圖7B，頭部90與電子模組92一起界定包括在頭部內之液壓流體空間的閥220。在此實施例中，該液壓流體空間部份由經形成橫過頭部90的膛孔104界定。膛孔104的一端選擇性地用上述插件106與洩氣螺絲112關閉。閥體或閥頭，亦即，隔離器222，收容於頭部90的膛孔104中，以及隔離器222的一部份延伸穿過膛孔的另一端。軸襯224就座於膛孔104的另一端中且用固定環226緊固。O環228包含在固定環226與形成於膛孔104中的階狀肩部230之間的膛孔104內。
請參考圖7A，在此實施例中，頭部90包括第一流體導管或第一通路232，其延伸穿過凸柱116以及一端通到膛孔104且另一端通到在第二凸柱122末端的第一壓力腔室100。第一通路232提供膛孔104與在連接至凸柱116之活塞汽缸124內之第一壓力腔室100之間的流體連通。頭部90也包括延伸穿過鄰近第一通路232之凸柱116的第二流體導管或第二通路234。第二通路234一端通到膛孔104且另一端通到凸柱116在第二凸柱122側之末端的第二壓力腔室102。在上管件84與活塞汽缸124之間的空間中，第二通路234提供膛孔104與第二壓力腔室102的流體連通。在膛孔104內直徑較小的中部區域界定流動路徑236。膛孔104在流動路徑236之一側(圖7A左邊)的部份為第一壓力腔室100的一部份。膛孔104在流動路徑236之另一側(圖7A右邊)為第二壓力腔室102的一部份。錐形或圓錐形表面，亦即，閥座238，形成於在膛孔104內且鄰近流動路徑236的頭部材料中。閥座238面向膛孔104的第二壓力腔室102側。該流動路徑允許第一及第二壓力腔室100、102流體連通。
圖7A、圖7B及圖8圖示用於閥220之隔離器222的細節。隔離器222經組配為可選擇性地隔離第一壓力腔室100的流體與第二壓力腔室102的流體。隔離器222經組配為可抵消由第一壓力腔室作用於隔離器之加載壓力產生的任何合力。隔離器222實質上為汽缸，其中第一部份240有第一直徑且界定隔離器的第一端242。隔離器222有耦接至第一部份240的第二部份244，第二部份有小於第一直徑的第二直徑。隔離器222也有在第二部份244與第一端242相反之一端的插塞246，藉此該插塞界定隔離器的第二端248。隔離器222沿著隔離器在第一端242、第二端248之間的長度有閥縱軸V，如圖8所示。插塞246有大於第二部份244之第二直徑的直徑，且可大於、等於或小於第一部份240的第一直徑。錐形或斜角環形第一表面250在直徑較大的第一部份240與直徑較小的第二部份244之間過渡。錐形或斜角第二表面或插塞表面252在直徑較小的第二部份244與直徑較大的插塞246之間過渡。
在此實施例中，第一端242有設置且面向頭部90外側的平坦面或表面。第二端248也有暴露於第二壓力腔室102的平坦面或表面。如圖7A所示，當隔離器222處於關閉位置時，插塞246的第二表面252抵住鄰近流動路徑236的閥座238。這關閉流動路徑236且使第一壓力腔室100與第二壓力腔室102相互隔離。閥座238的形狀及/或角度與第二表面252的形狀及/或角度應互補以確保在處於關閉位置時有充分的液密密封(fluid tight seal)。如圖7B所示，當隔離器222處於開啟位置時，插塞246從而第二表面252與閥座238隔開。這開放流動路徑236允許第一壓力腔室100與第二壓力腔室102流體連通。
上管件84、活塞汽缸124及帽蓋環150(參考圖5A及圖5B)彼此互相固定從而約束它們成為一個整體地一起運動。液壓系統壓力作用於這些部件，且對該等部件施加淨向上力。因此，頭部90、上管件84、活塞汽缸124及帽蓋環150全都被向上偏壓。不過，由於第一壓力腔室100中的液壓流體不可壓縮，頭部90上的向下力會加壓流體但是頭部無法朝向活塞132向下移動。此外，當騎乘者坐在座墊56上時，起因於騎乘者之重量的力通過座墊向下轉移到頭部90。不過，由於第一壓力腔室100中的流體不可壓縮，頭部90會加壓流體但是頭部無法朝向活塞132向下移動。因此，第一壓力腔室100中的不可壓縮流體支承騎乘者的重量且反抗由坐上座墊56之騎乘者的重量產生的力，使頭部90從而座墊保持在原位。換言之，第一壓力腔室100可以說在來自座墊56及流體壓力本身的負載下有加載壓力，亦即，其係與沿著管件軸線T施加的負載成比例。
第一壓力腔室100中的流體經由頭部90中的第一通路232與隔離器222連通。第一壓力腔室100中之流體的加壓係藉由在座墊56上之騎乘者的重量，如下述，藉由預設壓力，例如氣動預設壓力，也如下述，或是藉由兩者。請參考圖7A及圖8，在隔離器222處於圖7A之關閉位置時，來自第一壓力腔室100的流體壓力作用於第一表面250與第二部份244的外表面，以及作用於第一部份240之外表面的一部份與第二表面252的一部份。
隔離器222與膛孔104經組配為液壓流體可與在第一及第二部份240、244之整個周邊四周的外表面接觸。因此，由液壓流體壓力施加於第一部份240外表面上的淨力接近或等於零。同樣，第二部份244外表面上的淨力也接近或等於零。第一表面250中全部暴露於第一壓力腔室100中之流體之壓力的暴露表面積幾乎等於第二表面252之暴露部份(亦即，不與閥座238接觸)的表面積，且暴露於第一壓力腔室100中之流體的壓力。因此，由第一壓力腔室100中之流體壓力施加於對立第一及第二表面250、252上的力被抵消。施加至這兩個表面250、252的力互相對立從而在隔離器222上產生幾乎為零的淨中性力。結果是，儘管第一壓力腔室100中的流體壓力作用於隔離器222，然而第一壓力腔室100中的流體壓力在隔離器上有等於或幾乎為零的淨力。其重要的含意是，儘管第一壓力腔室100中的流體壓力會直接根據騎乘者施加至座墊56的重量與騎乘者身體在騎車時施加於座墊上的向下力而改變，然而作用於隔離器222的淨力實質上與這些因素無關。因此，開啟閥220所需的能量及/或力即便不是全部也在很大程度上會與騎乘者重量/負載無關。
請參考圖5A，流體，亦即，氣動系統在第四氣動容積206內的空氣壓力，通過浮動活塞130用向上力起作用以加壓第二壓力腔室102中的液壓流體。請參考圖7A，第二壓力腔室102中的液壓流體經由頭部90中的第二通路234與隔離器222連通。請參考圖7A及圖8，來自第一壓力腔室100的流體壓力作用於插塞246的周邊或外周緣且作用於第二端248。插塞246外周緣表面上的淨力等於零。隔離器222第二端248上的淨力將隔離器偏壓成與閥座238接觸，亦即，向圖7A的左邊，而形成液密密封。圖7A隔離器222的位置再度被稱為隔離或關閉位置，因為隔離器隔離第一及第二壓力腔室100、102。換言之，在處於關閉位置時，隔離器222阻塞流體流動通過在第一及第二通路232、234之間從而第一及第二壓力腔室100、102之間的流動路徑236。當隔離器222處於圖7A的隔離或關閉位置時，閥220關閉。
當騎乘者不坐在座墊56上時，系統的力平衡，致使第二壓力腔室102中的流體壓力大於第一壓力腔室100中的流體壓力。如果騎乘者致動閥220(如下述)，電子模組92(也描述於下)的一部份推動隔離器222離開圖7A的隔離或關閉位置到圖7B的開啟或致動位置。請參考圖7B，隔離器222經定位成流體可流動通過在第一及第二通路232、234之間從而在第一及第二壓力腔室100、102之間的流動路徑236。此外，由於第二壓力腔室102中的流體壓力大於第一壓力腔室100中的流體壓力，流體從第二壓力腔室經由第二通路234流出，通過流動路徑236，經由第一通路232到第一壓力腔室100。由於液壓流體被迫進入第一壓力腔室100，頭部90與上管件84，以及固定於這些部份的所有部份，都被向上推動以適應第一壓力腔室100中之流體容積的所得增量。隨著頭部90上升，座墊56也上升。騎乘者可選擇允許座墊56與上支柱84上升到圖3A及圖4A的完全伸出位置，或者若需要，可調整座墊到較矮的中間高度。
當隔離器222如圖7B所示地定位時，閥220被開啟。作用於隔離器222之力(亦即，流體壓力)的平衡會傾向朝向閥座238偏壓隔離器。不過，如果依然操作電子模組92以開啟閥220，如下述，則隔離器222會固定在開啟位置。不過，當相應地操作電子模組92時，模組的一部份會釋放隔離器222。流體力在頭部90內的平衡隨後會朝向閥座238推動隔離器222直到隔離器222再度如圖7A所示地位在抵頂閥座的關閉位置。在閥220關閉下，再度防止液壓流體經由流動路徑236在第一及第二壓力腔室100、102之間流動。因此，頭部90與座墊56會停留在閥220關閉瞬間的垂直高度位置。
當騎乘者坐上座墊56時，如前述，騎乘者的重量由第一壓力腔室100中的不可壓縮流體支承。因此，第一壓力腔室100中的流體變成可被騎乘者的重量高度地加壓，且超過第二壓力腔室102中的流體壓力。不過，如上述，閥220之隔離器222上為零或幾乎為零的淨力使隔離器保持在關閉位置。如果騎乘者操作電子模組92以致動隔離器222，如以下所詳述的，隔離器會移動離開圖7A的關閉位置到圖7B的開啟位置。如下述，藉由抵抗第二壓力腔室102中之流體壓力的閥220之電子部份的操作，隔離器222會以此方式運動。液壓流體隨後會從第一壓力腔室100經由第一通路232流出，通過流動路徑236，且經由第二通路234進入第二壓力腔室102。在第一壓力腔室100中的流體減少下，頭部90與上管件84從而座墊56可朝向活塞132向下移動，從而降低座墊的高度。騎乘者可選擇移動座墊及上支柱84到圖3B及圖4B的完全縮回位置，或可選擇較高的中間高度。當騎乘者相應地操作電子模組92時，可再度釋放隔離器222。力在隔離器222上的平衡會在插塞246抵靠閥座238下強迫隔離器位於關閉位置，如圖7A所示。在隔離器222再度處於隔離或關閉位置下，防止液壓流體在第一及第二壓力腔室100、102之間流動。頭部90與上管件84因而會停留在閥220關閉瞬間得到的垂直位置。
電子部份
座椅支柱總成80的電子部份包括如圖6A、圖6B、圖7A及圖7B所示加入作為頭部90與閥220之一部份的電子模組92。電子模組92經組配為可接收來自安裝至把手54(參考圖1)之無線致動器260的無線訊號。無線致動器260經組配為可操作電子模組92以開啟或關閉閥220。這樣做，傳輸訊號的初始化係由騎乘者利用在無線致動器上的某種致動器，例如槓桿或按鈕。
請參考圖6A、圖7A、圖9A、圖9B及圖10，特別是圖9A，電子模組92有安裝至頭部90的軸承殼262。軸承殼262包括向後突出的凸柱264，其收容於頭部的對應膛孔266內。以此方式，軸承殼262對於頭部90有準確的定位。軸承殼262可固定至頭部90，例如利用機器螺絲268或其類似者。如圖7A所示，下球軸承270與上球軸承272被壓入軸承殼262的對應膛孔。旋轉凸輪274在軸承殼262內由軸承270、272支承。
請參考圖11A至圖11C，旋轉凸輪274有第一及第二部份276、278，各自為互相同軸且有凸輪的汽缸，且界定凸輪旋轉軸線C。凸輪274也有也為汽缸的第三及第四部份280、282，但是呈偏心且沿著凸輪長度位在第一及第二部份276、278之間。偏心部份280、282互相同軸但是與同軸部份276、278不同軸。因此，在凸輪274繞著由第一及第二同軸部份276、278共享的凸輪軸線C旋轉時，第三及第四偏心部份280、282繞著且對於軸線C以偏心方式旋轉。請參考圖7A，凸輪274的下或第二同軸部份278收容在下軸承270的內圈(inner race)中。凸輪274的另一或第一同軸部份276收容在上軸承272的內圈中。第三球軸承284壓入配合於凸輪274的偏心第四部份282上。
請參考圖12A至圖12C，電子模組92也包括齒輪馬達290，其具有電動馬達292與減速機(gearhead)294。在一具體實施例中，電動馬達292為直流或DC馬達。齒輪馬達290也有從減速機294突出的輸出軸桿296。減速機294與輸出軸桿296經組配及配置為輸出軸桿可較慢地旋轉，但是有扭力大於馬達292的馬達輸出軸桿(未圖示)。在一實施例中，齒輪馬達290可為現成的單元，例如POLOLU ELECTRONICS微型金屬6伏特齒輪馬達(Pololu貨號998)。類似的齒輪馬達也售自PRECISION MICRODRIVES公司(美國倫敦)以及其他製造商。
請參考圖11A、圖11C及圖12A至圖12C，齒輪馬達290的輸出軸桿296可具D形或其他非圓形橫截面。同樣，凸輪274在凸輪的頂端可具有有對應形狀的孔298。輸出軸桿296收容於孔298中使得軸桿的旋轉使凸輪274與其共同旋轉。
請參考圖6A、圖10、圖13A及圖13B及圖14，如圖示，齒輪支撐架300螺絲連接或以其他方式附接至頭部90，例如用機器螺絲302。視需要，齒輪支撐架300相對於頭部90的準確定位可用導銷304，如圖16所示。請參考圖13B，齒輪支撐架300可具有「雙D形(double-D)」或其他非圓形的內部開口，其包括對立圓柱形表面區段306與對立平表面區段或平面308。馬達292可具有主體或殼體288(參考圖12A)，其具有互補雙D形或其他形狀以便在齒輪支撐架300的開口內緊密地配合，如圖14所示。馬達292殼體288的雙D形表面與齒輪支撐架300的雙D形表面306及平面308之間可能有很小但是很重要的餘隙量。馬達292在齒輪支撐架300之開口內的約束配置允許齒輪支撐架300在齒輪馬達經由輸出軸桿296施加扭力時反抗齒輪馬達290的反扭力。
請參考圖6A、圖10及圖14，電子模組92可具有印刷電路板或PCB 310。在一實施例中，PCB 310可用使齒輪支撐架附接至頭部90的相同螺絲302緊固至齒輪支撐架300。視需要，PCB 310相對於齒輪支撐架300的準確定位可用導銷312，如圖16所示。PCB 310也可用螺絲314(參考圖10)緊固至軸承殼262。導線或導電元件316可使馬達292電氣連接至PCB 310。
電子模組92也可包括光學位置指示器。例如，請參考圖7A，可為電子領域中之習知類型的光開關320，例如OMRON開關(件號EE-SX1131)。光開關320可為PCB 310的零件。請參考圖7A及圖11A-11C，光中斷器322可裝設成為凸輪274的一部份。在此實施例中，光中斷器322為在凸輪274頂端上的圓盤，其中，該圓盤經穿孔成有在圓盤四周隔開且穿過圓盤的一系列光學開口或窗口324。光中斷器322可一體形成為凸輪274的一部份或可為與其附接的獨立物品。在一實施例中，光中斷器322一體形成為帶有凸輪274之部份276、278、280、282的單件單體結構。光中斷器322經定位成可取決於凸輪274以凸輪軸線C為中心的旋轉或角度位置來選擇性地中斷從光開關320射出的光束。
請參考圖10及圖16，例如彈簧針的電接觸326可為從PCB 310及馬達292向外偏壓的彈簧負載電接觸。彈簧針326可電氣連接至PCB 310。在彈簧針326基底四周可裝設密封件328，例如彈性體密封件。
請參考圖10、圖15及圖17，PCB 310可包括按鍵開關(push button switch)330。按鍵開關330可為現有的電氣組件，例如有按鈕型致動的瞬間型電開關。按鈕332從電子模組92之蓋子334的膛孔333突出且用固定環336固定。O環338包含在由按鈕332外表面、蓋子334和包圍按鈕332之墊片342形成的油封340內。墊片342捕捉在膛孔333內頂著階狀表面344的O環338。例如壓縮彈簧346的偏壓元件向外偏壓按鈕332離開蓋子334(向圖15左邊)。按鈕332及其相關部件經組配且配置成，在騎乘者按下按鈕時，按鈕的遠端或內端348可接觸且致動按鍵開關330。此外，在騎乘者釋放按鈕332時，彈簧346偏壓按鈕而不與按鍵開關330接觸，造成按鍵開關關掉。
請參考圖15及圖17，PCB 310可包括發光二極體或LED 350。透光或半透明透鏡352可固定至上覆LED 350之蓋子334的對應孔354。透鏡352經組配且配置成，在LED 350發光時，放射光線穿過透鏡且讓騎乘者可看到。以下進一步描述LED 350的目的。
請參考圖6A、圖10，防水密封件356可包含在頭部90中的凹槽內且包圍電子模組92的圖形使用者介面(gut)。請參考圖6A及圖17，如圖示，相對於頭部90，蓋子334位在齒輪馬達290、PCB 310及凸輪274上方。蓋子334可用適當的方式緊固至頭部90，例如用4個螺紋形成用螺絲(thread-forming screw)358，這在圖19可見。密封件356的大小經製作成，在用螺絲358使蓋子334緊固至頭部90時，它可變形或被壓縮而在頭部與蓋子之間形成液密防水密封件。密封的蓋子334在使用時保護電子模組92的內部組件。請參考圖16，鄰近電接觸或彈簧針326的密封件328的大小可經製作成在蓋子334用螺絲358緊固至頭部90時也可變形或被壓縮。密封件328形成頂著蓋子334且頂著PCB 310的液密防水密封件。密封件328及356防止水及其他污染物進入電子模組92的內部容積。
請參考圖17及圖18A至C，電子模組92也包括電源供應器，例如電池360或電池組，它可附接至蓋子334以提供電力給模組。另一密封件，例如彈性體密封件362，可就座於在蓋子334外面366的凹槽364中。閂鎖心軸或插銷370可具有滾花末端(未圖示)，且可壓入蓋子334中的孔，例如在蓋子的頂端。閂鎖插銷370也穿過橫過閂鎖槓桿372的膛孔，致使閂鎖槓桿可繞著閂鎖插銷旋轉。可提供且足以按需要提供電力給PCB 310之組件、電動馬達292及電子模組92之其他部件的至少一電池360。電池360可為充電電池，例如鋰聚合物型電池，它可產生約有7.5伏特的完全放電電壓。電池360可具有有在外殼底邊附近突出之腳部或突出物376的外殼或容器374。突出物376可接合蓋子334的對應狹縫378。
電池360也可具有在外殼或容器374頂端的棘爪380。閂鎖槓桿372可具有經組配為可與棘爪380接合的對應掛鉤382。在蓋子334表面的密封件362的大小可經製作及組配為，在電池360如圖18A所示地定位時，該密封件受壓縮。這在電池外殼374與蓋子334的配合表面(mating surface)之間形成防水密封。密封件362中的壓縮力偏壓電池360離開蓋子334的表面366(向圖18A左邊)。這推動腳部或突出物376緊緊地頂著狹縫378的表面以確保在閂鎖槓桿372的掛鉤382與電池360外殼374上的棘爪之間有緊密或安全的連接。當電池360附接至蓋子334時，如圖18A所示，PCB 310的電接觸或彈簧針326接觸電池(參考圖16)上的電接觸309。因此，當電池360附接至蓋子334時，可做成且維持電池與PCB 310之間的電接觸。
在揭露的實施例中，電池360或電池組位在座墊56下面。在圖1中，箭頭A圖示自行車50的正常騎乘或向前移動方向。在一具體實施例中，在頭部90相對於自行車50之前進方向A在上管件84後面的背面上，也設置電池360或電池組在座椅支柱總成80的背側上。藉由以此方式及位置來安置電池360或電池組，電池在垂直方向由座墊56保護以及在水平方向由上支柱84及頭部90保護。電池360或電池組也設置在空氣動力學有利的位置中，亦即當自行車在前進方向R移動時最小化曳力。不過，電池360或電池組的其他安裝位置也有可能。在一實施例中，如圖30所示，電池或電池組可位在座椅支柱總成80或頭部90的正面或前面及/或在座椅支柱總成上可放在不同的垂直位置。如此安置有附加或替代優點，例如，前方安置可保護電池360免受害於例如刷子之外部物品的接觸，或免受害於與後懸吊式自行車的後輪接觸。此外，由圖30可見，至少部份的電池360可垂直地設置在導軌454的軸線R上方。替換地，如圖2所示，電池可部份或全部設置在導軌454的軸線R下面。
圖18B及圖18C圖示從座椅支柱總成80卸下電池360反過來附接電池的程序。請參考圖18B，騎乘者可使用手指使閂鎖槓桿372的自由端向上提高，使閂鎖槓桿以閂鎖插銷370為中心向上旋轉。這使閂鎖槓桿372的掛鉤382與電池外殼374的鎖扣部或棘爪380脫離。騎乘者隨後可使電池360以突出物或腳部376為中心向前旋轉，然後使電池向上提高離開蓋子334。圖17及圖18C圖示電池360被移除的座椅支柱總成80。為了安裝電池360，騎乘者簡單地顛倒電池移除程序。閂鎖槓桿372可被彈簧偏壓到圖示於圖18A及圖18C的向下位置。閂鎖插銷可包括扭簧(未圖示)以實現此特徵。閂鎖槓桿372隨後可自動地扣入定位，使電池360在電池裝上時緊固於蓋子。
在安裝電池360後，可將電子模組92組配為可初始化歸位程序(homing procedure)。PCB 310上的微處理器(未圖示)可送出訊號給PCB上的馬達控制器(未圖示)，接著允許馬達292從電池360吸進電流。馬達292在被致動或指示時可將電池360的電能轉換成旋轉機械能。在被致動時，馬達292隨後可運行且通過減速機294傳輸功率給輸出軸桿296。如前述，齒輪馬達290的D形輸出軸桿296在凸輪273的對應D形孔298中配合。因此，在用馬達292驅動時，輸出軸桿296驅動凸輪274繞著凸輪軸線C旋轉。請參考圖7A及圖11A至圖11C，在凸輪274繞著旋轉軸線C旋轉時，在光中斷器322的窗口之間的窗口324及欄杆325交替地中斷來自光開關320的光束(s)。這允許微處理器偵測及判定在凸輪274旋轉時由光中斷器322產生的所得電脈衝。
光中斷器322中之一欄杆390可比隔開窗口324的其他欄杆325更寬。較寬欄杆390相對於偏心部份中之一者可位在已知角度或旋轉位置，例如凸輪274上的最低偏心或第四部份282。較寬欄杆390可被電子模組92用來偵測或判定凸輪274的精確位置以正確地控制閥220的操作。在凸輪274旋轉時，與較寬欄杆390關聯的電脈衝會有比與其他欄杆325關聯的電脈衝還長的持續時間。以此方式，微處理器可認出較寬欄杆390何時打斷光開關320的光束(s)，從而在那一刻也「認出」偏心凸輪部份282的精確旋轉或角度位置。之後，在一實施例中，在停止齒輪馬達290且凸輪274處於圖7A及圖8A的位置之前，微處理器只需計數一直到預定的額外脈衝數。在處於此位置時，駐留在凸輪274之偏心部份282上的球軸承(24)與隔離器222的第一端242之間有餘隙。閥220及其相關部件，如上述，因此都在圖7A的關閉或隔離位置。凸輪274的此一位置可稱為起始位置(home position)或未致動位置。
在此實施例中，安裝至把手54的無線致動器260經組配為可送出無線訊號給座椅支柱總成80，且更特別的是，給電子模組92。為了使無線致動器260與座椅支柱總成80能夠唯一地互相識別，亦即，互相配對，可執行以下順序。請參考圖17，騎乘者首先按下不放(press and hold)按鈕332。通過透鏡352可看見的LED 350隨後會開始緩慢地閃爍，向騎乘者表示系統處於配對模式。接下來，騎乘者釋放按鈕332且按下不放無線致動器260上的配對按鈕(未圖示)。一旦座椅支柱總成80與無線致動器260已成功完全配對，LED 350可再度快速閃爍，向騎乘者表示配對成功。騎乘者隨後可釋放無線致動器260上的按鈕，這時電子模組92與無線致動器260會退出配對模式。其他替代騎乘者介面方案及/或配對順序也有可能。一旦配對，騎乘者就可用無線致動器260來操縱及調整座椅支柱總成80。
在用位於任何給定垂直位置或高度的座墊56騎乘時，凸輪274位在起始位置，且閥220關閉，如圖7A及圖9A所示。當騎乘者想要調整座墊56的垂直位置時，騎乘者可按下不放裝上自行車把手54之無線致動器260上的致動器或按鈕。只要致動器或按鈕被騎乘者按下不放，無線致動器260可重覆地傳輸開啟閥220的無線訊號，且可由接收器重覆地接收，例如無線電晶片的天線及/或PCB 310上的無線天線(未圖示)。訊號從無線電晶片傳輸到PCB 310的微處理器，以及微處理器送出訊號給PCB 310的馬達控制器。然後，馬達控制器允許馬達292從電池360吸出電流。馬達292將來自電池360的電力轉換成旋轉機械功率，其係從馬達292通過減速機294傳輸以被輸出成為輸出軸桿296的旋轉。如前述，齒輪馬達290的D形輸出軸桿296與凸輪274的對應D形孔298配合。因此，輸出軸桿296的旋轉驅動凸輪274繞著軸線C旋轉。
在凸輪274旋轉時，凸輪274上的光中斷器322也與其一起旋轉，交替地打斷由光開關320射出的光束(s)。PCB 310的微處理器可計數由光開關320產生的所得電脈衝。以此方式，PCB 310與微處理器可判定及/或保持表示凸輪274之旋轉位置的資料。由於偏心表面(亦即，凸輪274的第四部份282)與因此和球軸承284一起被攜載的第三軸承284相對於凸輪274的旋轉軸線C是以偏心方式來定位，因此凸輪274的旋轉造成球軸承284繞著旋轉軸線C旋轉且平移。在凸輪274旋轉時，軸承284會與隔離器222的第一端242接觸。在凸輪274繼續旋轉時，球軸承284會強迫隔離器222離開圖示於圖7A及圖9A的關閉或隔離位置到圖示於圖7B及圖9B的開啟位置。在此實施例中，在球軸承284推動隔離器222時，球軸承的外圈(outer race)與隔離器的第一端242之間的滑動被限制。在此實施例中，球軸承284的內圈與凸輪274之間也有最小的滑動。缺少由攜載於凸輪274上且位在與隔離器222之接觸點的軸承產生的滑動排除全部或實質大部份會產生的滑動磨擦。此組件配置大幅減少電池360及齒輪馬達290開啟閥220所需的能量數量。
此外，由於PCB 310的微處理器可計數來自光開關320的脈衝，微處理器可認出閥220何時幾乎完全開啟(藉由注意凸輪274的旋轉位置)。微處理器因此可被程式化為可管理對馬達292的電訊流動或輸送，例如利用比例積分微分或PID控制演算法。這樣做可導致馬達292在閥220完全打開時停止。一旦閥220打開，騎乘者可用前述方式垂直地安置座墊56，要麼藉由增加座墊56上的重量使它降低，要麼藉由除去座墊的重量讓它上升。一旦座墊56處於所欲位置，騎乘者可釋放在把手54之無線致動器260上的致動器或按鈕。這會送出無線訊號給PCB 310以關閉閥220且使隔離器222移到關閉位置。無線訊號被PCB 310上的無線電晶片接收，由微處理器處理，接著馬達292被控制成可旋轉凸輪274以使球軸承284移動離開且不與隔離器222的第一端242接觸。這會允許前述系統流體壓力強迫隔離器222從圖7B及圖9B的開啟位置回到圖7A及圖9A的關閉位置。在凸輪274旋轉且靠近上述起始位置時，微處理器可計數來自光開關320的電脈衝。微處理器隨後可使用PID控制演算法來管理對馬達292的電訊流動或輸送，致使馬達在凸輪274處於起始位置以及閥220關閉時停止。座墊56則停留在閥220關閉時所保持的位置。
圖32的方塊圖圖示電子部份或電子設備710的組件。PCB 310包括處理器20、記憶體10及通訊介面730。PCB 310也可包括或通訊耦合至喚醒感測器87、使用者介面720、位置指示器介面及/或齒輪馬達介面790。處理器20也指如本文所述的微處理器，且可包括通用處理器、數位訊號處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、類比電路、數位電路、彼等之組合、或其他當前已知或未來會開發的處理器。處理器20可為單一裝置或例如通過共享或平行處理的裝置組合。
記憶體10可為揮發性記憶體或非揮發性記憶體。記憶體10可包括下列各物中之一或多個：唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體、電子抹除式可程式唯讀記憶體(EEPROM)、或其他類型的記憶體。記憶體10可從設備710卸下，例如安全數位(SD)記憶卡。在特殊非限定性的示範具體實施例中，電腦可讀媒體可包括固態記憶體，例如記憶卡或容納一或多個非揮發性唯讀記憶體的其他封裝。此外，電腦可讀媒體可為隨機存取記憶體或其他揮發性可重寫記憶體。另外，電腦可讀媒體可包括磁光或光學媒體，例如磁碟或磁帶或其他儲存裝置。因此，本揭示內容被視為包括電腦可讀媒體及其他等效物及可存入資料或指令的後繼媒體(successor media)中之任一或多個。記憶體用來儲存處理器20的指令。
記憶體10為非暫時性電腦可讀媒體且描述成單一媒體。不過，用語「電腦可讀媒體」包括單一媒體或多個媒體，例如集中或分散式記憶體結構，及/或可操作以儲存一或多個指令集及其他資料的相較快取。用語「電腦可讀媒體」也應包括任何媒體，其能夠儲存、編碼或攜載指令集供處理器執行且造成電腦系統執行揭露於本文的方法及操作中之任一或多個。
在一替代具體實施例中，例如特殊應用積體電路、可程式化邏輯陣列及其他硬體裝置的專屬硬體實作可構造成可實作揭露於本文的方法中之一或多個。可包括各種具體實施例之設備及系統的應用可廣泛地包括各種電子及電腦系統。描述於本文的一或多個具體實施例可實作功能，其使用兩個或多個特定互連硬體模組或裝置以及可通過模組可通訊且在其間通訊的相關控制及資料訊號，或作為特殊應用積體電路的部份。因此，本系統涵蓋軟體、韌體及硬體實作。
電源供應器360為可攜式電源供應器，例如描述為描述於本文之具體實施例之一部份的電池。電源供應器可能涉及產生電力，例如使用機械功率產生器、燃料電池裝置、光伏打電池、或其他電力產生裝置。電源供應器可包括電池，例如由將儲存化學能轉換成電能的兩個或多個電化學電池組成的裝置。電源供應器360可包括一電池或多個電池的組合或其他電力提供裝置。可使用特別適配或組配的電池類型，或標準電池類型，例如CR 2012、CR 2016及/或CR 2032。
通訊介面730提供用於由自行車之設備710至另一組件的資料及/或訊號通訊，例如一或多個無線致動器，或例如行動電話的外部裝置，或其他運算裝置。通訊介面730使用任何可運算連線來通訊資料。可運算連線可為可送出及/或接收訊號、實體通訊及/或邏輯通訊者。可運算連線可包括實體介面、電氣介面及/或資料介面。通訊介面730經組配為可無線通訊，且照此包括一或多個天線或無線電裝置。通訊介面730考慮到有任何當前已知或未來會開發之格式的無線通訊。儘管本專利說明書描述參考特別標準及協定可實作於特定具體實施例中的組件及功能，然而不限於此類標準及協定。例如，網際網路及其他分封交換網路傳輸(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)的標準為現有技術的實施例。此類標準定期被有實質相同功能的更快或更有效等效物取代。也可或替換地使用Bluetooth®、ANT+™、ZigBee、WiFi及/或AIREA™標準。因此，有與揭露於本文之功能相同或類似的取代標準及協定被視為等效物。在一具體實施例中，可將通訊介面730組配為可傳輸表示自行車傳動系統(bicycle drivetrain)之判定及/或偵得踩踏狀態的訊號。此外，可無線傳輸判定踩踏狀態。
齒輪馬達介面790提供齒輪馬達290給PCB 310之電路的資料及/或訊號通訊。介面790使用有線技術通訊。例如，介面790使用系統匯流排或其他通訊技術與齒輪馬達290通訊。介面790可包括附加電氣及/或電子組件，例如用於偵測、通訊及/或以其他方式處理齒輪馬達290之訊號的附加處理器及/或記憶體。在一具體實施例中，可不使用專屬且獨特的齒輪馬達介面790，但是可將處理器20組配為可控制、讀取及/或處理齒輪馬達訊號，從而使齒輪馬達介面790與處理器20整體或部份地集成。
設備710也可包括齒輪馬達290或與其耦接之齒輪裝置的位置指示器752，例如描述於本文的光開關320。位置指示器介面752提供從位置指示器752到PCB 310之電路的資料及/或訊號通訊。介面750使用有線技術通訊。例如，介面750使用系統匯流排或其他通訊技術與位置指示器752通訊。介面750可包括附加電氣及/或電子組件，例如用於偵測、通訊及/或以其他方式處理位置指示器752之訊號的附加處理器及/或記憶體。在一具體實施例中，可不使用專屬且獨特的位置指示器介面750，但是可將處理器20組配為可控制、讀取及/或處理齒輪馬達訊號，從而使位置指示器介面750與處理器20整體或部份地集成。
使用者介面720可為一或多個按鈕、燈或其他裝置或組件用於在使用者與設備710之間通訊資料。使用者介面720可包括液晶顯示器(「LCD」)面板、發光二極體(「LED」)、LED螢幕、薄膜電晶體螢幕、或另一類型的顯示器或發光裝置。使用者介面720也可包括音響性能或揚聲器。
在一具體實施例中，使用者介面720包括LED指示器，例如描述於本文的LED 350。LED指示器發光以表示輸入命令或設備710的其他動作。
在一具體實施例中，設備710及/或PCB 310可包括喚醒感測器87，它也可用來節省電源供應器360。可將喚醒感測器87組配為可偵測運動且在偵測到此類運動時立即可提供電力給處理器20及/或其他組件。喚醒感測器的一實施例可包括球在籠中型(ball-in-cage-type)開關，在此球在導電籠內的運動造成該球接觸該籠且完成一電路。在另一實施例中，喚醒感測器可為傾斜感測器。也想到，也可使用其他類型的喚醒感測器，例如可使用單軸或多軸加速度計。在使用加速度計作為喚醒感測器的一具體實施例中，可使用來自表示自行車用途之加速度計的閾值以判定是否提供電力給設備710組件。
以此方式，處理器20可很少地消耗電力或不費電力，除非設備710偵測到運動，以及天線不消耗電力，除非設備710判定該運動對應至踩踏，而不是某些其他原因。
根據本揭示內容的各種具體實施例，描述於本文的方法可用由電腦系統執行的軟體程式實作，例如包括在PCB 310上的電路。此外，在一示範非限定性具體實施例中，實作可包括分散處理、組件/物件分散處理、以及平行處理。替換地，可構造虛擬電腦系統處理以實作描述於本文的方法或機能中之一或多個。
電腦程式(也習稱程式、軟體、軟體應用、腳本或代碼)可用任何形式的編程語言寫成，包括編譯或解譯語言，且可用任何形式部署，包括獨立程式或模組，組件、副程式、或適合使用於計算環境的其他單元。電腦程式不一定對應至檔案系統中的檔案。程式可存入保存其他程式或資料之檔案的一部份(例如，存入標示語言文件(markup language document)的一或多個腳本)，存入專屬於論及程式的單一檔案，或存入多個協同檔案(例如，儲存一或多個模組、副程式或部份代碼的檔案)。電腦程式可經部署成可在位於一場地或分散於多個場地且用通訊網路互連的一電腦或多個電腦上執行。
執行描述於本專利說明書中的處理及邏輯流程可用一或多個可程式化處理器，其係執行一或多個電腦程式以藉由運算輸入資料及產生輸出來履行功能。該等處理及邏輯流程也可由專用邏輯電路履行，而且設備也可實作為專用邏輯電路，例如，FPGA(現場可程式化閘陣列)或ASIC(特殊應用積體電路)。
如使用於本申請案中的，用語‘電路’或‘電路’係指所有下列各物：(a)唯硬體電路實作(例如，唯類比及/或數位電路的實作)，以及(b)電路與軟體(及/或韌體)的組合，例如(適用時)：(i)處理器(s)的組合或(ii)處理器(s)/軟體(包括數位訊號處理器(s))、軟體及記憶體(s)中一起工作以造成設備(例如行動電話或伺服器)履行各種功能的部份)，以及(c)需要用以運算之軟體或韌體的電路，例如微處理器(s)或微處理器(s)的一部份，即使該軟體或韌體實際上不存在。
‘電路’的此一定義適用於此用語在本申請案中的所有用法，包括在任何請求項中的。作為另一實施例，如使用於本申請案的，用語「電路」也會涵蓋只有一處理器(或多個處理器)或部份處理器及其(或彼等)隨附軟體及/或韌體的實作，以及其他電子組件。例如且適用時，用語「電路」也會涵蓋特別的專利元件（claim element），用於行動運算裝置的基頻積體電路或應用處理器積體電路或伺服器的類似積體電路、蜂巢網路裝置、或其他網路裝置。
適合用於執行電腦程式的處理器包括，例如，通用及專用微處理器兩者，以及任何一種數位電腦中之任一或多個處理器。一般而言，處理器從唯讀記憶體或隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。電腦的主要元件為用於履行指令的處理器與用於儲存指令及資料的一或多個記憶體裝置。一般而言，電腦也包括或可操作地經耦合成可接收用於儲存資料之一或多個大容量儲存裝置(例如，磁碟、磁光碟或光碟)的資料或轉移資料給它，或兩者。不過，電腦不需要有此類裝置。此外，電腦可嵌在另一裝置中，例如行動電話、個人數位助理(PDA)、行動音訊播放機、全球定位系統(GPS)接收器、或設備710等等不勝枚舉。適合用於儲存電腦程式指令及資料的電腦可讀媒體包括所有形式的非揮發性記憶體、媒體和記憶體裝置，例如包括半導體記憶體裝置，例如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，例如內部硬碟或隨身碟(removable disk)；磁光碟；與CD ROM與DVD-ROM光碟。處理器及記憶體可輔以或加入專用邏輯電路。
騎乘者介面、配對程序、無線訊號傳輸及接收等等的其他實施例在本揭示內容的精神及範疇內有可能。在上述實施例中，騎乘者按下不放無線致動器上的致動器或按鈕以調整座墊位置，且釋放致動器或按鈕以取得及維持選定位置。在一替代實施例中，騎乘者可按下並釋放致動器或按鈕以調整座墊的垂直位置且可再度按下並釋放同一個致動器或按鈕以隨後固定並維持選定座墊位置。在另一實施例中，騎乘者可按下並釋放第一致動器以調整座墊位置且可隨後可按下並釋放第二不同致動器以固定並維持選定座墊位置。
在本揭示內容的精神及範疇內也可修改揭露座椅支柱總成80的其他方面、特徵及組件。在一實施例中，電子模組可包括在該等部件中之一或多個上的硬止擋(hard stop)以限制凸輪及/或馬達的旋轉行程。在一實施例中，齒輪支撐架與凸輪可各自包括硬止擋元件。
圖20圖示與上述凸輪274實質類似的凸輪400。在此實施例中，在比較這兩個凸輪時，類似的元件用相同的元件符號表示。凸輪400可包括有相反止擋面404、406的止擋突出物402。可組配在周向相反的止擋面404、406。在此實施例中，止擋突出物402對於第一同軸部份276徑向突出且從圓盤狀光中斷器322的底部軸向突出。
圖21圖示與上述軸承殼262實質類似的軸承殼410。在此實施例中，在比較這兩個齒輪支撐架時，類似的元件用相同的元件符號表示。軸承殼410可包括上半部412，其經修改為可包括包圍穿過殼體之中央開口416且將要收容凸輪400及上述相關軸承270、272及284的圍緣(ledge)414。圍緣414可經組配為凸輪400上的止擋突出物402在凸輪旋轉時可沿著圍緣414騎行。軸承殼410也有向上突出鄰近圍緣414且彼此在殼體對面地設置的兩個導引壁418。一對止擋420在圍緣414及導引壁418之一側上緊密地互相隔開。兩個止擋420從圍緣414向上突出且經定位成在止擋突出物在繞著圍緣旋轉且取決於凸輪400之旋轉位置時各自可接觸止擋面404、406中之一者。
圖22A至圖22C圖示頭部430的橫截面圖，其已經修改為含有凸輪400及軸承殼410。圖22A圖示處於起始位置的凸輪，其係經旋轉成隔離器(未圖示)被關閉且不與凸輪的一部份接觸。在處於此位置時，凸輪400上之止擋突出物402的止擋面404接觸在圍緣414上的止擋420中之一者。圖22B圖示處於旋轉離開起始位置之中間位置的凸輪400及止擋突出物402。圖22C所示的凸輪400係完全旋轉到閥開啟位置，藉此止擋突出物402的止擋面406抵靠從圍緣414向上突出的另一止擋420。可加入例如揭露於圖20、圖21及圖22A至圖22C的硬止擋作為電子模組92之操作程序之上述實施例的備用設備或故障保險模式(fail-safe mode)。替換地，可加入此類硬止擋以允許簡化模組的操作要件(componentry)以及微處理器在PCB 310上的編程。硬止擋可用來中止馬達292在任一方向的旋轉，以取代或除光開關320外。
電子模組92添加硬止擋只是對於座椅支柱總成80之組配、構造及操作可做出的許多可能修改中之一個。在本揭示內容的精神及範疇內也可做成操作程序及組件的其他變更。
請參考圖2及圖23，座墊56固定地附接至頭部90。在一實施例中，頭部90可構造成允許騎乘者進一步調整座墊位置，而不是僅僅相對於自行車車架52的座墊高度，如上述。在此實施例中且參考圖23至圖25，頭部90經組配為可包括前述座墊夾緊機構94。在此實施例中，頭部90有相對大的貫穿膛孔440，其橫向延伸穿過頭部和電子模組92的前方。通向在頭部90之每一側之貫穿膛孔440的軸承面442呈錐形或圓錐形。從頭部90外側到頭部內部，貫穿膛孔440的各軸承面442的直徑逐漸變小。第一或右側帽蓋444與第二或左側帽蓋446各自經組配為可座入且覆蓋或脫離頭部90上之貫穿膛孔440的對應側。各帽蓋444、446有陽圓錐或錐形表面448，其形狀或輪廓經製作成可對應地接合在貫穿膛孔440對應側上的各個軸承面442。
仍參考圖2及圖23，第一或右側夾鉗450與第二或左側夾鉗452各自直接位在第一及第二夾鉗450、452的外側。座墊56有在座墊下沿著它縱向延伸的一對導軌454。導軌454彼此在橫向互相隔開，如圖23及圖24所示，且各有實質線性區段456，如圖2所示。導軌454中之一者被捕捉在第一夾鉗450與在頭部90右側上的第一帽蓋444之間，以及另一導軌被捕捉在第二夾鉗452與在頭部左側上的第二帽蓋446之間。如圖23及圖24所示，夾鉗450、452各具有有半圓形橫截面形狀的線性凹槽458。帽蓋444、446各具有有半圓形橫截面的對應線性凹槽460。在夾鉗裝上時，如下述，每個導軌454的各線性區段456駐留在數對凹槽458、460中之一者內且因此被夾緊。
請參考圖23至圖25，座位夾緊螺帽462穿過各自在第二帽蓋446與第二夾鉗452中的對齊孔464、466而被收容。座位夾緊螺栓468同樣穿過各自在第一帽蓋444與第一夾鉗450中的對齊孔464、466而被收容。座位夾緊螺栓468有接合在座位夾緊螺帽462內之似陰螺紋的陽螺紋。可鬆鬆地緊固螺栓468與螺帽462以使該等組件(亦即，夾鉗450、452與帽蓋444、446)固定於頭部90且使導軌454固定在夾鉗、帽蓋之間。儘管鬆鬆地連接，騎乘者可調整座墊56的前後及/或傾斜位置。
可在沿著導軌454之軸線R的線性前後方向來調整座墊56。騎乘者在導軌軸線的方向可簡單地推動或拉扯座墊且使座墊沿著圖26A的箭頭S方向滑到所欲前後位置。另外，座墊56與導軌454，以及第一及第二夾鉗450、452與第一及第二帽蓋444、446，可成為一個整體地繞著由橫過頭部90之貫穿膛孔440界定的橫向軸線B旋轉。帽蓋444、446上的錐形表面448相對於頭部90上在貫穿膛孔內的軸承面442可旋轉。這樣，騎乘者可調整座墊的向前或向後角度或傾角，例如，到水平位置(圖26A及圖27A)、向後傾斜位置(圖26B及圖27B)、向前傾斜位置(圖26C及圖27C)、或任意多個中間位置。以下進一步詳述騎乘者可用來使帽蓋旋轉以調整座墊56之傾角的方式。一旦騎乘者已調整座墊56的軸向或前後位置與旋轉或傾斜位置兩者到所欲位置(s)，騎乘者可上緊座位夾緊螺栓468。螺栓468與座位夾緊螺帽462的組合可施加橫過頭部90的大壓縮力。該力可使帽蓋44、446完全就座於軸承面442中，夾鉗450、452於帽蓋上面，以及導軌454於凹槽458、460內，從而使座墊56對於頭部90呈固定。
座位夾緊螺帽462可具有例如緊鄰螺帽頭部472的方形區段470，如圖23所示。方形區段470可就座於在夾鉗452之孔中的似方形插孔部份474中。區段470與部份474各自的方形可組合以防螺帽在上緊座位夾緊螺栓468時旋轉。
頭部90也包括有助於調整座墊56之傾角的機構。如圖23、圖24及圖27A至圖27C所示，頭部90也可包括十字形暗銷(cross-dowel)480。十字形暗銷480的主體482類似汽缸但是有非圓形橫截面。在一實施例中，主體482在中間附近可為汽缸但是在兩端484各自可具有有平面的雙D形狀，或另一非圓形形狀。中間部份有與主體482之長度垂直的帶螺紋調整孔486。十字形暗銷480的兩端484中之第一者接合第一帽蓋444的孔488。十字形暗銷580的兩端484中之第二者接合第二帽蓋446的孔488。
調整螺栓(adjuster bolt)490穿過在頭部90前面的安裝孔492而被收容，如圖23及圖27A所示。調整螺栓490旋入十字形暗銷480的調整孔486。安裝孔492也帶有螺紋但是其直徑大到足以鬆鬆地通過調整螺栓490，包括它進入頭部90的螺栓頭494。反之，固定件496旋入安裝孔492，如圖27A所示。為了使調整機構正確地起作用，組裝固定件496，亦即，安裝到一深度使得它有點不與調整螺栓490的螺栓頭494接觸或「落底」。例如，在組裝期間，固定件496可旋入安裝孔492而接觸螺栓頭494，但是隨後可稍微倒退底「後退」，致使該固定件不再接觸螺栓頭。在一實施例中，可安裝固定件496且用市售防鬆螺紋油(thread-locking compound)固定，例如LOCTITE公司的「Threadblocker Blue 242」黏著劑。十字形暗銷480、調整螺栓490及固定件496最好在工廠預先安裝於頭部90中。不像頭部90總成中的其他部件，可能不希望使用者在正常使用期間從頭部90卸下十字形暗銷480、調整螺栓490及固定件496。
以下為傾斜度調整器機構的操作。騎乘者可再度鬆鬆地安裝帽蓋444、446及夾鉗450、452於頭部90上，如上述。這樣做時，各夾鉗450、452的孔488會接合十字形暗銷480上的對應暴露端484。應被夾鉗450、452的孔488與十字形暗銷480的末端484協同地組配為允許該等末端與該等孔之間在側向及旋轉兩方面有一些游隙或餘隙。不過，游隙或餘隙的程度仍應大體維持有調整螺栓490及調整孔486在頭部90內鬆鬆地定中心且大體前後地定向的十字形暗銷之側向位置及旋轉方位。如此增加十字形暗銷末端484與孔488之間的餘隙有助於防止十字形暗銷480的過度約束或束縛。
在座位夾緊螺栓468仍稍微放鬆下，使用者隨後用適當工具轉動調整螺栓490。在頭部90內，螺栓頭494在軸向被鬆鬆地被限制或捕捉在安裝孔492內的階部或肩部498與固定件496之間。因此，調整螺栓490實質上可以只旋轉。因此，在調整螺栓490被轉動時，取決於旋轉方向，螺栓要麼朝向螺栓頭494牽引十字形暗銷480，要麼推動十字形暗銷遠離螺栓頭。由於十字形暗銷480的末端484在第一及第二帽蓋444、446的孔488中接合，且由於該等帽蓋被限制成只能繞著貫穿膛孔軸線B旋轉，因此在十字形暗銷經由調整螺栓的旋轉而移動時，該等帽蓋會繞著軸線B旋轉。更特別的是，如果騎乘者順時鐘旋轉調整螺栓490(從附圖右手邊直接注視螺栓頭494)，第一及第二帽蓋444、446從而座墊56在圖26A至圖27C中可順時鐘旋轉。如果騎乘者反時鐘旋轉調整螺栓490(從附圖右手邊直接注視螺栓頭494)，帽蓋444、446及座墊56可反時鐘旋轉。由於十字形暗銷480被限制成可沿著弧形路徑與第一及第二帽蓋444、446一起移動，調整螺栓490會在它的頭部稍微樞轉。螺栓頭494應可自由這樣做，因為，如前述，固定件496不被緊緊地旋上頂著螺栓頭。此外，因為座墊56，第一及第二夾鉗450、452，座位夾緊螺帽462及座位夾緊螺栓468全都用帽蓋444、446鬆鬆地鬆鬆地固定在一起，這些部件在帽蓋旋轉時也會旋轉。簡單地藉由轉動調整螺栓490，騎乘者可調整座墊56的角度到所欲方位。一旦達到所欲角度，且騎乘者已使座墊56軸向沿著導軌454定位，如上述，騎乘者可使座位夾緊螺栓468例如變緊到規定或所欲扭力。然後，設定座墊56到騎乘者的偏好且備妥使用。
座椅支柱總成500的替代實施例圖示於圖28及圖29。在此實施例中，座椅支柱總成500不包括以上在說明圖1至圖22C時提及的任何高度可調整組件。然而，座椅支柱總成80包括無線、電氣、高度可調整座椅支柱，座椅支柱總成500有簡單固定長度的座椅支柱或管件502，它可直接在自行車車架52之車架管89內上下滑動以調整座墊高度。頭部504在此實施例中用於調整座墊傾角的部件與在說明圖23至圖27C時提及之先前實施例中所用的部件相同，除了頭部504可與座椅支柱或管件502的主體一體成形以及不包括用於容納電子模組92、閥220或其類似者的任何特徵以外。替換地，頭部504可為固定地附接至座椅支柱或管件502之頂部的獨立部件。座墊夾緊機構的構造、組裝及安裝與圖23至圖27C之實施例中的相同。因此，為了工作，可調整座椅支柱總成的此一方面不依賴或需要存在電子或高度可調整座椅支柱配置。
座椅支柱總成680的另一替代實施例圖示於圖31。此具體實施例集成自動座位角度調整系統602。在圖示具體實施例中，該自動座位角度調整系統包括連桿組604。連桿組604至少包括上連桿606與下連桿608。下連桿608在第一節點609附接至下管件82的軸環182。上連桿606在第二節點607附接至座墊夾緊機構94。上連桿606在第三節點610附接至下連桿608。第一及第三節點609、610包括磨擦減低裝置611、612，其有助於附接組件之的相對旋轉運動，例如軸承或軸襯。第二節點607包括對於座墊夾緊機構94的旋轉固定附接，但是座墊夾緊機構對於頭部或殼體90可旋轉。同樣地，在通過該座位角度調整系統602關聯到座位沿著管件軸線T的高度時，座墊56可從第一角度位置P1旋轉一角度Ө到第二角度位置P2。例如，當高度可調整座椅支柱總成680處於完全縮回位置或最低高度時，連桿組604造成座位被組配在第二角度位置P2。當高度可調整座椅支柱總成680處於完全伸出位置或最高高度時，連桿組604造成座位被組配在第一角度位置P1。在座位角度通過自動座位角度調整系統602耦合至座椅支柱高度時，自動座位角度調整系統602致能座墊56自動位在用於伸出方位與縮回方位的較佳角度位置P1、P2，以及在其間取決於延伸量的任何角度位置。
儘管為了圖解說明已描述數個具體實施例，然而熟諳此藝者會明白仍可能有各種修改、添加及取代，而不脫離如揭露於隨附申請專利範圍的本發明範疇及精神。因此，旨在前述說明被視為圖解說明而不是限制，且應瞭解具體實施例及實施例的所有等效物及/或組合旨在包括在此說明中。
應瞭解，在隨附申請專利範圍中提及的元件及特徵可用不同方式組合以產生同樣落在本發明範疇內的新請求項。因此，儘管以下所隨附的附屬項只依賴單一獨立或附屬項，然而應瞭解，可替換地使這些附屬項依賴前面或後面任何請求項的替代物，不論是獨立項或附屬項，且此類新組合應被理解為可形成本專利說明書的一部份。
儘管在此已根據本揭示內容之教導描述一些可調整座椅支柱總成部件、組件、特徵及操作方法和用途，然而本專利的涵蓋範圍不受限於此。反之，本專利涵蓋本揭示內容之教導的所有具體實施例，其係完全落在容許等效物的範疇內。
10‧‧‧記憶體
20‧‧‧處理器
44‧‧‧帽蓋
50‧‧‧自行車
52‧‧‧車架
54‧‧‧把手
56‧‧‧座椅或座墊
58‧‧‧第一或前輪
60‧‧‧前叉
62‧‧‧第二或後輪
64‧‧‧傳動系統
66‧‧‧曲柄總成
67‧‧‧後懸吊組件
68‧‧‧鏈條
70‧‧‧後飛輪
80‧‧‧座椅支柱總成
82‧‧‧第一或下支柱段、下管件
84‧‧‧第二或上支柱段、上管件
86‧‧‧第一遠端
87‧‧‧喚醒感測器
88‧‧‧第二或上遠端
89‧‧‧車架管
90‧‧‧頭部
92‧‧‧電子模組
94‧‧‧座墊夾緊機構
100‧‧‧第一壓力腔室
102‧‧‧第二壓力腔室
104、156、176、186、266、333‧‧‧膛孔
106‧‧‧插件
107‧‧‧洩氣孔
108‧‧‧密封件或O環
110、120、128、138、154、174、364‧‧‧凹槽
112‧‧‧洩氣螺絲
114、118、126、136、146、152、160、172、192、228、338‧‧‧O環
115、148、166、190‧‧‧座位
116、264‧‧‧凸柱
122‧‧‧第二凸柱
124‧‧‧活塞汽缸
130‧‧‧浮動活塞
132‧‧‧活塞
134‧‧‧活塞頭部
140‧‧‧備用O環
142‧‧‧活塞軸桿
144‧‧‧莖部
150‧‧‧帽蓋環
158‧‧‧中止環
162‧‧‧內部凹槽
164‧‧‧導引軸襯
170‧‧‧末端帽蓋
178‧‧‧階部或肩部
179、220‧‧‧閥
180、226、336‧‧‧固定環
182‧‧‧軸環
184‧‧‧刮油密封或接觸密封
188‧‧‧上導引軸襯
200、202、204、206‧‧‧容積
208‧‧‧縱向膛孔
210‧‧‧橫向膛孔
212‧‧‧環形凹部
214‧‧‧十字形膛孔或孔
222‧‧‧隔離器
224‧‧‧軸襯
230‧‧‧階狀肩部
232‧‧‧第一流體導管或第一通路
234‧‧‧第二流體導管或第二通路
236‧‧‧流動路徑
238‧‧‧閥座
240‧‧‧第一部份
242‧‧‧第一端
244‧‧‧第二部份
246‧‧‧插塞
248‧‧‧第二端
250‧‧‧錐形或斜角環形第一表面
252‧‧‧錐形或斜角第二表面或插塞表面
260‧‧‧無線致動器
262‧‧‧軸承殼
268‧‧‧機器螺絲
270‧‧‧下球軸承/下軸承
272‧‧‧上球軸承
273、400‧‧‧凸輪
274‧‧‧旋轉凸輪
276、278‧‧‧第一及第二部份/同軸部份
280、282‧‧‧第三及第四部份/偏心部份
284‧‧‧第三球軸承
288‧‧‧主體或殼體
290‧‧‧齒輪馬達
292‧‧‧電動馬達
294‧‧‧減速機
296‧‧‧輸出軸桿
298‧‧‧D形孔
300‧‧‧齒輪支撐架
302‧‧‧機器螺絲
304‧‧‧導銷
306‧‧‧圓柱形表面區段
308‧‧‧平表面區段或平面
309‧‧‧電接觸
310‧‧‧印刷電路板或PCB
312‧‧‧導銷
314、358‧‧‧螺絲
316‧‧‧導線或導電元件
320‧‧‧光開關
322‧‧‧光中斷器
324‧‧‧光學開口或窗口
325‧‧‧欄杆
326‧‧‧電接觸/彈簧針
328‧‧‧密封件
330‧‧‧按鍵開關
332‧‧‧按鈕
334‧‧‧蓋子
340‧‧‧油封
342‧‧‧墊片
344‧‧‧階狀表面
346‧‧‧壓縮彈簧
348‧‧‧遠端或內端
350‧‧‧發光二極體或LED
352‧‧‧透光或半透明透鏡
354‧‧‧孔
356‧‧‧防水密封件
360‧‧‧電池/電源供應器
362‧‧‧彈性體密封件
366‧‧‧外面
370‧‧‧閂鎖心軸或插銷
372‧‧‧閂鎖槓桿
374‧‧‧外殼或容器
376‧‧‧腳部或突出物
378‧‧‧狹縫
380‧‧‧棘爪
382‧‧‧掛鉤
390‧‧‧欄杆
402‧‧‧止擋突出物
404、406‧‧‧止擋面
410‧‧‧軸承殼
412‧‧‧上半部
414‧‧‧圍緣
416‧‧‧中央開口
418‧‧‧導引壁
420‧‧‧止擋
430、504‧‧‧頭部
440‧‧‧貫穿膛孔
442‧‧‧軸承面
444‧‧‧第一或右側帽蓋
446‧‧‧第二或左側帽蓋
448‧‧‧陽圓錐或錐形表面
450‧‧‧第一或右側夾鉗
452‧‧‧第二或左側夾鉗
454‧‧‧導軌
456‧‧‧實質線性區段
458、460‧‧‧線性凹槽
462‧‧‧座位夾緊螺帽
464、466‧‧‧對齊孔
468‧‧‧座位夾緊螺栓
470‧‧‧方形區段
472‧‧‧螺帽頭部
474‧‧‧似方形插孔部份
480‧‧‧十字形暗銷
482‧‧‧主體
484‧‧‧兩端
486‧‧‧帶螺紋調整孔
488‧‧‧孔
490‧‧‧調整螺栓
492‧‧‧安裝孔
494‧‧‧螺栓頭
496‧‧‧固定件
498‧‧‧階部或肩部
500‧‧‧座椅支柱總成
502‧‧‧座椅支柱或管件
580‧‧‧十字形暗銷
602‧‧‧自動座位角度調整系統
604‧‧‧連桿組
606‧‧‧上連桿
607‧‧‧第二節點
608‧‧‧下連桿
609‧‧‧第一節點
610‧‧‧第三節點
611、612‧‧‧磨擦減低裝置
680‧‧‧座椅支柱總成
710‧‧‧電子部份或電子設備
720‧‧‧使用者介面
730‧‧‧通訊介面
750‧‧‧(位置指示器)介面
752‧‧‧位置指示器
790‧‧‧齒輪馬達介面
A‧‧‧自行車的前進方向
B‧‧‧橫向軸線
C‧‧‧凸輪軸線
P1‧‧‧第一角度位置
P2‧‧‧第二角度位置
R‧‧‧軸線/自行車的前進方向/導軌454的軸線
S‧‧‧箭頭
T‧‧‧管件軸線
V‧‧‧閥縱軸
Ө‧‧‧角度
在閱讀以下結合附圖的說明後會明白本發明的目標、特徵及優點，其中：
圖1為自行車之一實施例的側視圖，它可裝配根據本揭示內容之教導構成的座椅支柱總成。
圖2的側視圖圖示有座墊裝在其上且根據本揭示內容之教導構成的座椅支柱總成。
圖3A圖示處於完全上升或伸出位置的圖2座椅支柱總成。
圖3B圖示處於完全下降或放下位置的圖2座椅支柱總成。
圖4A為圖3A之座椅支柱總成的垂直橫截面圖。
圖4B為圖3B之座椅支柱總成的垂直橫截面圖。
圖5A為類似圖4A及圖4B的垂直橫截面圖，但是座椅支柱總成處於中間或部份伸出位置。
圖5B的放大近視圖圖示如描繪於圖5A中間的座椅支柱之中央部份。
圖6A的放大近視圖以橫截面圖示設置在圖4A及圖5A座椅支柱總成之上端的電子模組。
圖6B圖示圖6A的電子模組且描繪使用於附加視圖的多條橫截面線。
圖7A圖示圖4A之電子模組的放大近視圖且描繪處於關閉位置的凸輪及閥總成。
圖7B圖示圖7A之電子模組但是描繪處於開啟位置的凸輪及閥總成。
圖8圖示圖7A及圖7B之閥總成的閥體(valve body)或閥頭(valve poppet)。
圖9A為沿著圖6B之電子模組之直線9-9繪出的橫截面圖，且圖示處於圖7A之關閉位置的凸輪及閥總成。
圖9B圖示圖9A之電子模組，但是其中凸輪及閥總成處於圖7B之開啟位置。
圖10的後透視圖圖示卸下蓋子及電池的圖6A電子模組。
圖11A至圖11C為圖示圖7A及圖9A電子模組之凸輪及光中斷器(photo-interrupter)的不同視圖。
圖12A至圖12C為圖示圖7A及圖7B電子模組之齒輪馬達(gearmotor)的不同視圖。
圖13A及圖13B的透視圖及上視圖圖示如圖6A所示之電子模組的齒輪支撐架(motor support bracket)。
圖14為沿著圖6B電子模組之直線14-14繪出的橫截面圖，且圖示圖13A及圖13B的齒輪支撐架。
圖15為沿著圖6B電子模組之直線15-15繪出的橫截面圖，且圖示ON/OFF按鈕與LED。
圖16為沿著圖6B電子模組之直線16-16繪出的橫截面圖，且圖示彼之彈簧針(pogo pin)。
圖17圖示圖6A之電子模組且卸下電池的後透視圖。
圖18A為圖4A之電子模組的放大近視橫截面圖且描繪裝上的電池與處於閂鎖位置的電池鎖扣。
圖18B圖示圖18A之電子模組但是描繪處於釋放位置的電池鎖扣與部份被卸下的電池。
圖18C圖示圖18B之電子模組但是描繪它的電池被完全卸下，如同圖17。
圖19為座椅支柱總成之頂部的正視圖，其圖示用於圖6A電子模組之電池蓋的安裝螺絲。
圖20的透視圖圖示凸輪之一替代實施例，其用於座椅支柱總成且根據本揭示內容之教導構成。
圖21的透視圖圖示凸輪軸承殼之一替代實施例，其用於座椅支柱總成且根據本揭示內容之教導構成。
圖22A至圖22C為穿過座椅支柱頭部的橫截面圖，其類似描繪於圖9A及圖9B者但是經修改成含有圖20的凸輪與圖21的軸承殼。
圖23的部份展開圖圖示圖2之座椅支柱總成且根據本揭示內容之教導構成的頭部。
圖24為沿著圖2座椅支柱頭部之直線24-24繪出的橫截面圖。
圖25為沿著圖6B座椅支柱頭部之直線25-25繪出的橫截面圖，且描繪座墊安裝與傾斜調整硬體。
圖26A至圖26C為沿著圖25座椅支柱頭部之直線26-26繪出的部份橫截面圖，但是圖中也包括圖2之座椅支柱總成及座墊的上半部，且描繪處於各種傾斜調整狀態的座墊。
圖27A至圖27C的放大近視圖各自圖示圖26A至圖26C的座椅支柱頭部。
圖28的側視圖圖示有座墊裝在其上且根據本揭示內容之教導構成的座椅支柱總成之一部份的另一實施例。
圖29圖示圖28之座椅支柱總成的垂直橫截面圖。
圖30圖示座椅支柱總成之另一具體實施例。
圖31圖示座椅支柱總成之另一具體實施例。
圖32的方塊圖圖示座椅支柱總成的電子部份。

Claims (27)

  1. 一種用於自行車之座椅支柱總成，該座椅支柱總成包含： 有一第一遠端的一第一管件； 有一第二遠端的一第二管件，該第一管件與該第二管件彼此可互相移動，以沿著一管件軸線在該第一遠端與該第二遠端之間建立一距離； 一第一壓力腔室，其具有與沿著該管件軸線施加之一負載成比例的一加載壓力； 一第二壓力腔室，其具有與該負載不成比例的一第二壓力； 連接該第一壓力腔室與該第二壓力腔室的一流動路徑；與 有一隔離器的一閥，該閥沿著該流動路徑設置且經組配為可在該第一壓力腔室與該第二壓力腔室之間，於關閉該流動路徑的一關閉位置與打開該流動路徑的一開啟位置之間移動， 其中，該隔離器經組配為可抵消由該第一壓力腔室之該加載壓力作用於該隔離器產生的任何合力。
  2. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該隔離器沿著一隔離軸線在該關閉位置與該開啟位置之間移動。
  3. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該第二壓力為一預設壓力，且其中，由該第二壓力腔室之該預設壓力產生的一隔離力作用於該隔離器的一遠端。
  4. 如請求項3之座椅支柱總成，其中，該隔離器在處於該關閉位置時，被由該第二壓力腔室之該預設壓力作用於該隔離器產生的該隔離力偏壓頂著一閥座。
  5. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該隔離器在處於該關閉位置時，被由該第二壓力腔室之一預設壓力作用於該隔離器之一部份產生的一隔離力偏壓頂著一閥座。
  6. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，由該第一壓力腔室之該加載壓力產生的一加載力作用於該隔離器的一中間部份。
  7. 如請求項6之座椅支柱總成，其中，該隔離器之該中間部份包括在沿著該隔離器之一軸線的一方向的相反表面區域。
  8. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，由該第一壓力腔室之該加載壓力產生且作用於該隔離器的一加載力，係沿著一隔離軸線平衡。
  9. 如請求項8之座椅支柱總成，其中，該加載力係透過該隔離器的相反表面區域沿著該隔離軸線平衡。
  10. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該隔離器的一致動軸線與該管件軸線不平行。
  11. 如請求項10之座椅支柱總成，其中，該致動軸線與該管件軸線垂直。
  12. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，在施加至該第二管件之該第二遠端之較大負載下致動該閥所需的一致動力小於在施加至該第二管件之該第二遠端之較小負載下致動該閥所需的該致動力。
  13. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，在處於該關閉位置時，該隔離器被作用於該隔離器且由該第二壓力產生的一流體關閉力偏壓關閉，該流體關閉力大於作用於該隔離器且由該加載壓力產生的一流體開啟力，藉此維持該第一及第二遠端之間的距離，且 其中，在處於該開啟位置時，以該流體開啟力與作用於該隔離器之一致動力的一組合，反抗該流體關閉力而打開該隔離器，藉此流體可經由該流動路徑在該第一及第二壓力腔室之間交換，且藉此可調整該第一及第二遠端之間的距離。
  14. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該第一管件有一內徑以及該第二管件有小於該內徑的一外徑，使得該第二管件可沿著該管件軸線伸縮滑動以使該第二管件相對於該第一管件伸出及縮回以調整該第二遠端與該第一遠端的距離。
  15. 如請求項1之座椅支柱總成，其更包含： 包括該第一壓力腔室、該第二腔室及該流動路徑的一第一流體貯器。
  16. 如請求項1之座椅支柱總成，其中，該隔離器經組配為具有相反表面，致使作用於該等相反表面之一表面的一流體開啟力被作用於該等相反表面中與該一表面相反之另一表面的一流體關閉力平衡，該流體開啟及關閉力沿著該隔離器的一軸線起作用。
  17. 一種用於自行車之座椅支柱，該座椅支柱包含： 有一第一遠端的一第一管件； 有一第二遠端的一第二管件，該第一管件與該第二管件彼此可沿著管件軸線互相移動，以建立一座椅支柱頭部用以附接一自行車座位之一附接部份的一高度，該附接部份裝載於該第二遠端上；與 包括一電池與一電池殼體的一電池組，該電池殼體經組配為可用於使該電池組可移除地附接至該附接部份，且經組配為可提供電力以操作該座椅支柱的一高度調整系統。
  18. 如請求項17之座椅支柱，該高度調整系統包含： 可各自在一開啟位置與一關閉位置之間操作的一閥以選擇性地允許及阻止該附接部份之該高度的調整。
  19. 如請求項18之座椅支柱，其更包含： 遠離該閥及該電池組的一無線致動器，該無線致動器可致動以選擇性地操作該閥。
  20. 如請求項17之座椅支柱，其中，該高度調整系統包括對一流體壓力腔室選擇性地開放的一洩氣孔。
  21. 如請求項17之座椅支柱，其中，該高度調整系統包含： 一馬達，其可操作地與該電池組耦合且設置在與該座椅支柱之一管件軸線有一第一徑向距離處，該第一徑向距離大於從該管件軸線到該座椅支柱之該第二管件之一外壁的一第二徑向距離。
  22. 如請求項17之座椅支柱，其中，該高度調整系統進一步包含： 一隔離器，其沿著一流動路徑設置且經組配為可在一加載壓力腔室與一預設壓力腔室之間，於關閉該流動路徑的一關閉狀態與打開該流動路徑的一開啟狀態之間移動；與 有一偏心軸承面的一驅動器，該偏心軸承面經組配為可接觸該隔離器的一遠端以致動包括該隔離器的一閥。
  23. 如請求項22之座椅支柱，在此該驅動器包括附接至該偏心軸承面的一軸承，該軸承有與該偏心軸承面接觸的一內圈以及接觸該隔離器的一外圈。
  24. 如請求項23之座椅支柱，其中，該軸承為一球軸承。
  25. 如請求項17之座椅支柱，其中，該高度調整系統包含： 遠離該電池組的一無線致動器； 一馬達；與 一印刷電路板，其經組配為響應於從該無線致動器收到的訊號操作該馬達。
  26. 如請求項25之座椅支柱，其中，該馬達位在該第二管件的該第二遠端。
  27. 如請求項26之座椅支柱，其中，該馬達裝載於該附接部份上或中。
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