TWI628108B - 自行車踏板 - Google Patents

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TWI628108B
TWI628108B TW104120013A TW104120013A TWI628108B TW I628108 B TWI628108 B TW I628108B TW 104120013 A TW104120013 A TW 104120013A TW 104120013 A TW104120013 A TW 104120013A TW I628108 B TWI628108 B TW I628108B
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佐佐木文吾
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島野股份有限公司
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Abstract

自行車踏板基本地設有踏板心軸、踏板本體、感測器配接器及至少一個力感測器。踏板心軸包括曲柄臂安裝部件。踏板本體繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在踏板心軸上。感測器配接器包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至踏板心軸，第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至踏板心軸，感測器安裝部件延伸於第一固定部件與第二固定部件之間，第一點對於中央心軸軸線與第二點軸向地被分隔，感測器安裝部件係非固定至踏板心軸。力感測器被設置在感測器安裝部件上，以偵測從踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力。

Description

自行車踏板
本發明一般地關於自行車踏板。更確切地，本發明關於偵測騎自行車者的踩踏力之自行車踏板。
自行車有時配備有用於提供關於自行車的各種方面的資訊給騎士之各種感測器。一個這樣的感測器是用於偵測騎士的踩踏力之扭力或力感測器。各種感測配置已被提出以供偵測騎士的踩踏力。例如，踩踏力測量裝置被揭示於美國專利第7,516,677號、美國專利第8,011,242號、以及美國專利第8,327,723號中。
一般地，本揭示係針對自行車踏板的各種特徵。在一特徵中，自行車踏板被提供成偵測騎自行車者的踩踏力。已被發現的是，當在被施加在踏板心軸上的剪切力藉由感測器被偵測時，感測器的輸出訊號基於騎士的踩踏力的中央位置對於踏板心軸的軸向方向被施加至踏板心 軸之處而改變。
鑒於已知技術的水準且根據本揭示的第一方面，自行車踏板被提供成基本地包含踏板心軸、踏板本體、感測器配接器(adaptor)及至少一個力感測器。踏板心軸包括曲柄臂安裝部件。踏板本體繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在踏板心軸上。感測器配接器包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至踏板心軸，第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至踏板心軸，感測器安裝部件延伸於第一固定部件與第二固定部件之間。第一點對於中央心軸軸線與第二點軸向地被分隔。感測器安裝部件係非固定至踏板心軸。力感測器被設置在感測器安裝部件上，以偵測從踏板本體被傳遞至踏板心軸之踩踏力。
根據本發明的第二方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使第一固定部件及第二固定部件被按壓裝配在踏板心軸上。
根據本發明的第三方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使第一固定部件及第二固定部件被接合至踏板心軸。
根據本發明的第四方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使感測器安裝部件藉由複數個第一連接件被連接至第一固定部件，第一連接件周緣地被分隔且藉由開口被分開。感測器安裝部件藉由複數個第二連接件被連接至第二固定部件，第二連接件周緣地被分隔且藉由開 口被分開。
根據本發明的第五方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使感測器安裝部件包括複數個安裝部分，安裝部分周緣地被分隔且藉由開口被分開。至少一個力感測器被設置在安裝部分的至少一者上。
根據本發明的第六方面，根據第五方面的自行車踏板被建構成使複數個安裝部分包括四個安裝部分，四個安裝部分被設置成對於中央心軸軸線分隔九十度。
根據本發明的第七方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使感測器安裝部件以感測器安裝部分與踏板心軸的外周圍表面之間的環狀間隙同心地被設置在踏板心軸周圍。
根據本發明的第八方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使第一固定部件包括第一凸緣，第一凸緣對於中央心軸軸線徑向地向外延伸至自由端，自由端較至少一個力感測器與中央心軸軸線分隔更遠。第二固定部件包括第二凸緣，第二凸緣對於中央心軸軸線徑向地向外延伸至自由端，自由端較至少一個力感測器與中央心軸軸線分隔更遠。
根據本發明的第九方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使至少一個力感測器包括第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器。第一剪切力感測器被安裝在感測器安裝部件上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線的第一剪切分量。 第二剪切力感測器被安裝在感測器安裝部件上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線的第二剪切分量。第一彎曲力感測器被安裝在感測器安裝部件上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線的第一彎曲分量。第二彎曲力感測器被安裝在感測器安裝部件上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線的第二彎曲分量。
根據本發明的第十方面，根據第九方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器對於中央心軸軸線在感測器安裝部件上與第二剪切力感測器周緣地被分隔。第一彎曲力感測器對於中央心軸軸線在感測器安裝部件上與第二彎曲力感測器周緣地被分隔。
根據本發明的第十一方面，根據第十方面的自行車踏板被建構成使踏板心軸另包括踏板本體支承部件及感測器支承部件。踏板本體支承部件可旋轉地支承踏板本體。感測器支承部件支承感測器配接器，感測器配接器包括第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器。感測器支承部件軸向地被設置在曲柄臂安裝部件與踏板本體支承部件之間。
根據本發明的第十二方面，根據第十一方面的自行車踏板被建構成使踏板心軸另包括第一孔及至少一個第二孔，第一孔軸向地延伸至少通過曲柄臂安裝部件，至少一個第二孔從踏板心軸的外周圍表面延伸至第一孔。第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器的每一者具有通訊線路，通訊線路 延伸通過至少一個第二孔及第一孔。
根據本發明的第十三方面，根據第十二方面的自行車踏板被建構成使至少一個第二孔包括複數個第二孔。
根據本發明的第十四方面，根據第十方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器及第二剪切力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組。第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組。
根據本發明的第十五方面，根據第十四方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器及第二剪切力感測器被設置成對於中央心軸軸線分隔九十度。第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器被設置成對於中央心軸軸線分隔九十度。
根據本發明的第十六方面，根據第十五方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器及第二剪切力感測器對於中央心軸軸線從第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器角度地偏位。
根據本發明的第十七方面，根據第十六方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器被設置成對於中央心軸軸線與第一彎曲力感測器相對。第二剪切力感測器被設置成對於中央心軸軸線與第二彎曲力感測器相對。
根據本發明的第十八方面，根據第十五方面的自行車踏板被建構成使第一剪切力感測器對於中央心軸 軸線與第一彎曲力感測器角度地被對準。第二剪切力感測器對於中央心軸軸線與第二彎曲力感測器角度地被對準。
根據本發明的第十九方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使自行車踏板另包含控制器，控制器被建構成可卸除地被固定至曲柄臂且與第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器通訊。
根據本發明的第二十方面，根據第十九方面的自行車踏板被建構成使控制器被程式化成基於從第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器所接收的資料在踩踏循環期間去計算踩踏功率。
根據本發明的第二十一方面，根據第十九方面的自行車踏板被建構成使自行車踏板另包含踏頻感測器，踏頻感測器與控制器通訊。
根據本發明的第二十二方面，根據第一方面的自行車踏板被建構成使自行車踏板另包含無線傳輸器，其被電連接至第一剪切力感測器、第二剪切力感測器、第一彎曲力感測器及第二彎曲力感測器。
根據本發明的第二十三方面，自行車踏板心軸被提供成基本地包含曲柄臂安裝部件、踏板本體支承部件、感應器配接器及至少一個力感測器。踏板本體支承部件被建構成繞著中央心軸軸線可旋轉地支承踏板本體。感應器配接器包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安 裝部件，第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至踏板心軸，第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至踏板心軸，感測器安裝部件延伸於第一固定部件與第二固定部件之間。第一點對於中央心軸軸線與第二點軸向地被分隔，感測器安裝部件係非固定至踏板心軸。力感測器被設置在感測器安裝部件上，以偵測從踏板本體被傳遞至踏板心軸之踩踏力。
又，所揭示的自行車踏板的其他目的、特徵及優點從揭示自行車踏板的許多實施例的結合隨附圖式的以下詳細說明而對於本技術領域的技術人士將變得明白。
1‧‧‧自行車
10‧‧‧踩踏狀態偵測設備
12A‧‧‧自行車踏板
12B‧‧‧自行車踏板
16‧‧‧曲柄臂
18‧‧‧曲柄臂
20‧‧‧曲柄軸
22‧‧‧踏板心軸
22a‧‧‧第一孔
22b‧‧‧第二孔
24‧‧‧踏板本體
26‧‧‧感測器配接器
28‧‧‧控制器
29‧‧‧通訊線
29a‧‧‧插入式連接器
30‧‧‧無線傳輸器
31‧‧‧前扣片接合部件
32‧‧‧後扣片接合部件
34‧‧‧樞銷
36‧‧‧扭力彈簧
38‧‧‧階狀孔
40‧‧‧曲柄臂安裝部件
40a‧‧‧螺紋
42‧‧‧踏板本體支承部件
44‧‧‧感測器支承部件
50‧‧‧第一固定部件
50a‧‧‧第一管狀部分
50b‧‧‧第一凸緣
52‧‧‧第二固定部件
52a‧‧‧第二管狀部分
52b‧‧‧第二凸緣
54‧‧‧感測器安裝部件
54a‧‧‧安裝部分
58‧‧‧第一連接件
60‧‧‧第一開口
62‧‧‧第二連接件
64‧‧‧第二開口
71‧‧‧第一剪切力感測器
72‧‧‧第一彎曲力感測器
73‧‧‧第二剪切力感測器
74‧‧‧第二彎曲力感測器
75‧‧‧第三剪切力感測器
76‧‧‧第三彎曲力感測器
77‧‧‧第四剪切力感測器
78‧‧‧第四彎曲力感測器
A1‧‧‧中央心軸軸線
B‧‧‧電池；電源
CC‧‧‧自行車電腦
FS‧‧‧力感測器
G1‧‧‧剪切應變計
G2‧‧‧剪切應變計
G3‧‧‧彎曲應變計
L1‧‧‧線
L2‧‧‧線
P1‧‧‧第一點
P2‧‧‧第二點
S1‧‧‧踏頻感測器
S2‧‧‧傾斜感測器
現在參照形成此原始揭示的一部分之隨附圖式：圖1係配備有踩踏狀態偵測設備的自行車之側視圖，踩踏狀態偵測設備具有根據一個繪示實施例的一對自行車踏板；圖2係顯示圖1中所繪示的踩踏狀態偵測設備的整體組態之示意方塊圖；圖3係具有圖1中所繪示的自行車踏板的自行車曲柄總成之放大立體圖；圖4係根據繪示的實施例的自行車踏板的一者(例如右自行車踏板)之分解立體圖；圖5係圖4中所繪示的自行車踏板的踏板心 軸之立體圖，踏板心軸具有固定地耦接至它的感測器配接器；圖6係圖4中所繪示的自行車踏板的踏板心軸之立體圖，其中感測器配接器從踏板心軸被分解；圖7係圖4中所繪示的自行車踏板的踏板心軸的一部分之放大立體圖，其中感測器配接器固定地被耦接至踏板心軸；圖8係踏板心軸及感測器配接器沿著圖7的中央剖面線8-8所視之剖面圖；圖9係踏板心軸沿著垂直於圖7的剖面線8-8的中央剖面線所視之剖面圖；圖10係踏板心軸沿著圖7的中央剖面線8-8所視之剖面圖，但其中感測器配接器被移除；圖11係圖4、5、7及8中所繪示的感測器配接器之放大立體圖；圖12係圖11中所繪示的感測器配接器之放大視圖；圖13係圖11及12中所繪示的感測器配接器之放大視圖，其中感測器配接器對於圖12中所示的視圖被旋轉45度；圖14係一組力感測器之放大上視圖，一組力感測器以第一圖案被安裝在圖11至13所繪示的感測器配接器的感測器安裝部件上；圖15係力感測器的第一組態之示意圖，力感 測器以圖14的第一圖案被安裝在感測器配接器上；圖16係一組力感測器之放大上視圖，一組力感測器以第二圖案被安裝在圖11至13中所繪示的感測器配接器的感測器安裝部件上；圖17係力感測器的第二組態之示意圖，力感測器以圖16的第二圖案被安裝在感測器配接器上；圖18係力感測器的第三組態之示意圖，力感測器以圖14的第一圖案被安裝在感測器配接器上；及圖19係力感測器的第四組態之示意圖，力感測器以第三圖案被安裝在感測器配接器上。
選擇的實施例現在將參照圖式來解釋。對自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是以下實施例的說明僅被提供作繪示說明且不作為將由隨附申請專利範圍及它們的均等物所界定的本發明限制之目的。
先參照圖1，自行車1被繪示成配備有踩踏狀態偵測設備10，踩踏狀態偵測設備10具有根據第一實施例的一對自行車踏板12A及12B。當所繪示的自行車1係公路自行車時，自行車踏板12A及12B能依所需及/或依所欲與其他類型的自行車被使用。特別地，自行車踏板12A及12B能被安裝在當騎士踩踏時前進的移動式自行車及像是練習自行車的靜止式自行車兩者。自行車1及它的各種部件係傳統的，除了在此所討論的踩踏狀態偵測設備 (亦即自行車踏板12A及12B)的組件。因此，自行車1及它的各種部件在此將不會詳盡地被討論及/或被繪示，除了依所需而要了解自行車踏板12A及12B。
自行車踏板12A及12B係卡式(clipless)踏板或踏入式(step-in)踏板。換言之，自行車踏板12A及12B係與自行車鞋(未示出，具有固定地被耦接至鞋底的扣片(cleat))一起被使用的卡式踏板或踏入式踏板。另外選擇是，自行車踏板12A及12B能被建構成沒有任何扣片接合結構。
現在參照圖2，踩踏狀態偵測設備10示意地被描繪。踩踏狀態偵測設備10使用自行車踏板12A及12B來告知騎士自行車1的踩踏狀態。基本地，除了自行車踏板12A及12B以外，踩踏狀態偵測設備10還包括與自行車踏板12A及12B無線地通訊的自行車電腦(cycle computer)CC，用以告知騎士自行車1的踩踏狀態。特別地，踩踏狀態偵測設備10的自行車電腦CC包含通訊單元(無線傳輸器)及控制器。雖然通訊單元及控制器被繪示自行車電腦CC的部件，通訊單元及控制器能被提供成與自行車電腦CC分開。又另外選擇是，通訊單元能藉由一個或更多的通訊線而被連接至自行車電腦。由於自行車電腦在自行車領域廣為知曉，自行車電腦CC在此將不會詳細地被討論。
如圖3中所示，自行車踏板12A及12B分別地固定地被耦接至自行車1的自行車曲柄臂16及18。曲 柄臂16及18被固定至曲柄軸20以致曲柄臂16及18成一體一起旋轉。基本地，(右側)自行車踏板12A係(左側)自行車踏板12B的鏡向影像，除了自行車踏板12B使用左手螺紋連接，而自行車踏板12A使用右手螺紋連接，以幫助防止踏板變鬆。為了簡單起見，僅有自行車踏板12A(其係右側自行車踏板)在此將被繪示及討論。當然，自行車踏板12A的說明適用於自行車踏板12B。
參照圖3，自行車踏板12A基本地包含踏板心軸22、踏板本體24、感測器配接器26及至少一個力感測器FS(如以下討論)。踏板本體24繞著中央心軸軸線A1可旋轉地被安裝在踏板心軸22。較佳地，自行車踏板12A另包含控制器28，控制器28被建構成可卸除地被固定至曲柄臂16。較佳地，控制器28被安裝在曲柄臂16的面向自行車側上。
控制器28被程式化成基於從以下所討論的少一個力感測器FS所接收的資料在踩踏循環期間計算踩踏功率。較佳地，控制器28與自行車電腦CC無線地通訊，用以告知騎士被施加在自行車踏板12A的踩踏功率。如圖8所見，控制器28藉由通訊線29被電連接至少一個力感測器FS。較佳地，通訊線29在一端具有插入式連接器29a，用以將至少一個力感測器FS可卸除地連接至控制器28。較佳地，通訊線29的另一端不可卸除地被連接至到少一個力感測器FS。當然，從此揭示將為明白的是，通訊線29的另一端依所需及/或所欲可為可卸除地被 連接至至少一個力感測器FS。通訊線29可為電線或撓性印刷板。
較佳地，如圖2中所示，自行車踏板12A另包含踏頻感測器S1，踏頻感測器S1與控制器28通訊。又較佳地，自行車踏板12A另包含傾斜感測器S2，傾斜感測器S2與控制器28通訊。踏頻感測器S1及傾斜感測器S2係傳統的感測器，且因此它們在此僅將簡略地被討論。
踏頻感測器S1係偵測自行車踏板12A的繞著曲柄軸20的中央曲柄軸線的每分鐘轉數(RPM)之裝置。踏頻感測器S1例如能包括磁場偵測裝置(例如磁簧開關)，磁場偵測裝置偵測被附接至自行車車架的磁鐵(未示出)之磁場。在所繪示的實施例中，踏頻感測器S1被固定地附接至踏板心軸22。踏頻感測器S1亦能被設置在控制器28的外殼上或在曲柄臂16及18中的一者的一部分上。
傾斜感測器S2例如能是既水平地且鉛直地測量自行車踏板12A的加速度之雙軸加速計。換言之，傾斜感測器S2沿著被配置成實質彼此垂直的兩個軸線(x及y)偵測加速度。加速計的軸線的一者實質水平地被定向於x軸線上，亦即平行於自行車1的行進的向前方向。加速計的另一軸線實質鉛直地被定向於y軸線上。加速計測量自行車踏板12A的踏板心軸22的對於基軸線(例如水平軸線或鉛直軸線)的傾斜。傾斜感測器S2的測量被合 併以產生代表它的輸入訊號。在所繪示的實施例中，傾斜感測器S2固定地被附接至踏板心軸22。
較佳地，自行車踏板12A另包含無線傳輸器30，無線傳輸器30經由控制器28被電連接至至少一個力感測器FS。在此，無線傳輸器30與控制器28被一體成形為從曲柄臂16可卸除的一單元。控制器28經由無線傳輸器30將訊號從至少一個力感測器FS通訊至自行車電腦CC。此外，除了來自至少一個力感測器FS的剪切力資料及彎曲力資料以外，無線傳輸器30如以下所討論還能被建構成將無線資料(包括來自踏頻感測器S1的RPM資料及來自傾斜感測器S2的加速度資料)傳輸至自行車電腦CC。
控制器28能被程式化(預存程式)來基於從無線傳輸器30所接收的自行車踏板資料(訊號)以廣為所知的方式計算被施加至自行車踏板12A的踩踏力或功率。然後，基於所接收的自行車踏板資料，自行車電腦CC告知騎士自行車踏板12A的踩踏狀態。
在第一實施例中，自行車電腦CC被建構成且被配置成從無線傳輸器30接收無線資料。無線連接可使用無線射頻(RF)、紅外線、藍芽、ANT中的任一者或其任何組合而被施行。自行車踏板12A的相對於旋轉軸線的實際位置藉由來自傾斜感測器S2連同踏頻感測器S1的訊號而被決定。控制器28運用來自踏頻感測器S1的訊號來決定自行車踏板12A的實際旋轉速率且能因此將被偵測 的平均應變關聯至自行車1上的自行車踏板12A。控制器28被程式化及/或被建構成使用補償常數來考量剪切及彎曲力感測器的每一者的剪切及彎曲力變異。
例如，控制器28設有軟體，軟體被程式化來使用以下具有預存的補償常數的公式(1)去計算總踩踏力或總功率：
項F ax是所計算的被作用在自行車踏板12A上在第一軸線上的剪切力。較佳地，第一軸線在踏板圓的切向方向上延伸，踏板圓為當自行車踏板12A及曲柄臂16繞著曲柄軸線旋轉時由中央心軸軸線A1所描繪。項F ay是所計算的被作用在自行車踏板12A上在第二軸線上的剪切力，第二軸線垂直於第一軸線。項M ax是所計算的自行車12A在第一軸線上的彎曲力矩。較佳地，第二軸線對於曲柄軸20在徑向方向上延伸。項M ay是所計算的自行車12A在第二軸線上的彎曲力矩。補償常數a11至a44係由騎自行車者的校正測試程序所預定。項ε指的是從力感測器所接收的資料。項ε1指的是從以下所討論的一個或更多的剪切力感測器所接收的資料。項ε2指的是從以下所討論的一個或更多的剪切力感測器所接收的資料。項ε3指的是從以下所討論的一個或更多的彎曲力感測器所接 收的資料。項ε4指的是從以下所討論的一個或更多的彎曲力感測器所接收的資料。以上公式包括用於從至少二個剪切力感測器來計算補償常數的資料ε1及ε2，以及用於從至少二個彎曲力感測器來計算補償常數的資料ε3及ε4。
項F ax及F ay的值被使用來決定被作用在自行車踏板12A上對於中央心軸軸線A1的踏板圓在切向方向上及對於曲柄軸20在徑向方向上的切向及徑向的踩踏力。如果第一軸線是沿著中央心軸軸線A1的的踏板圓的切向方向且第二軸線是沿著曲柄軸20的徑向方向，傾斜感測器S2不須去計算踩踏力。因為項F ax及F ay分別係切向的踩踏力及徑向的踩踏力。然而，如果第一軸線並非沿著中央心軸軸線A1的的踏板圓的切向方向且第二軸線並非沿著曲柄軸20的徑向方向，控制器基於項F ax及F ay的值以及來自傾斜感測器S2的結果去計算切向的踩踏力及徑向的踩踏力。第一軸線、第二軸線與傾斜感測器的基軸線之間的關係預定的。在設定期間，控制器28從至少徑向方向及切向方向得知第一軸線與第二軸線之間的傾斜角度。然後，控制器28基於項F ax及F ay的值以及傾斜角度來計算切向及徑向的踩踏力。被作用在自行車踏板12A上的總功率或總踩踏力基於從踏頻感測器S1所接收的資料、切向的踩踏力以及中央心軸軸線A1與曲柄軸之間的預定距離而被計算。當計算總踩踏力時，控制器28自動地考量自行車踏板12A在第一及第二軸線上的彎曲力矩。 藉由這樣做，控制器28補償被作用在自行車踏板12A上的彎曲力的任何變異，此變異是由在踩踏循環期間騎自行車者的鞋在自行車踏板的不同點上推動所造成的。結果，控制器28能計算更準確的總踩踏力或總功率。被作用在自行車踏板12A上的總功率的資料然後被顯示在自行車電腦CC的顯示器上給騎自行車者。較佳地，自行車電腦CC能顯示在預定角度處的踩踏方向及踩踏力。自行車電腦CC能較佳地基於項M ax及M ay的值來顯示在軸方向上由騎自行車者在自行車踏板12A及12B上所作用的踩踏力的中心。
如本技術領域所知曉，控制器28係微電腦，微電腦包括中央處理單元(CPU)或處理器及其他傳統組件(像是輸入介面電路、輸出介面電路)、以及儲存裝置(像是ROM(唯讀記憶體)裝置及RAM(隨機存取記憶體)裝置)。控制器28被程式化成基於從至少一個力感測器FS所接收的資料在踩踏循環期間計算踩踏功率。控制器28亦能依所需及/或依所欲設有施行各種自行車控制操作的各種其他控制程式。對自行車領域的技術入士從此揭示將明白的是，用於控制器28的精確結構及演算法能為將會實行如在此所討論的告知功能的硬體及軟體之任何組合。
自行車踏板12A的電子組件能由被安裝在曲柄臂16上的電池B(例如乾電池及/或充電式乾電池)來供電。在此，電池B與控制器28被一體成形。另外選擇 是，來自乾電池或電池的電力能藉由感應或集電滑環(slip ring)或其他適合裝置而被傳送至自行車踏板12A的電子組件。根據一些實施例，電力亦可藉由被固定至自行車踏板12A或曲柄臂16的太陽能電池而被提供。根據一些實施例，供自行車踏板12A用的電力能從壓電裝置(其可獨立於力測量感測器或是可為力測量感測器的一部分)而被產生。此外，電力可藉由電池、太陽能電池、壓電裝置及感應的任何組合而被提供。
如圖3中所見，踏板本體24係相當傳統的構件。踏板本體24繞著中央心軸軸線A1可旋轉地被安裝在踏板心軸22上。踏板本體24具有前扣片接合部件31，前扣片接合部件31與踏板本體24被一體形成。後扣片接合部件32藉由樞銷34可樞轉地被安裝至踏板本體24。後扣片接合部件32藉由一對扭力彈簧36被偏移至扣片接合位置。前及後扣片接合部件31及32以傳統方式可釋放地接合扣片(未示出)。當然，從此揭示將明白的是，其他踏板本體可能被使用，包括但不受限為非扣片式踏板本體。因此，踏板本體24的傳統方面在此將不被討論。
主要參照圖5至10，踏板心軸22較佳地係具有數個階狀部件的多階心軸。如圖8中所見，踏板心軸22被接收在踏板本體24的階狀孔38(僅有部分地顯示)中。典型地，踏板心軸22以傳統方式被牢固至踏板本體24。由於這些部件係相當傳統的部件且這些部件的確切構成對本實施例不重要，它們在此將不會詳細地被討論或繪 示。相反地，僅有對於了解本發明有必要的自行車踏板12A的那些部件將會被討論。
如圖5至7中所見，踏板心軸22包括曲柄臂安裝部件40，用以將自行車踏板12A安裝至曲柄臂16。確切地，如圖3所見，曲柄臂安裝部件40具有螺紋40a，螺紋40a旋入固定地被緊固至曲柄臂16的螺紋孔中。踏板心軸22包括踏板本體支承部件42。踏板本體支承部件42可旋轉地支承踏板本體24。確切地，傳統的軸承總成(未示出)被提供在踏板心軸22的踏板本體支承部件42與踏板本體24之間。因此，踏板本體24可自由地繞著中央心軸軸線A1旋轉。以此方式，踏板心軸22固定地被耦接至曲柄臂16，而踏板本體24在踏板本體支承部件42上可旋轉地被耦接至踏板心軸22。踏板心軸22另包括感測器支承部件44，感測器支承部件44支承感測器配接器26。感測器配接器26被固定至感測器支承部件44，以致從踏板本體24施加在踏板心軸22的踩踏力被傳遞至感測器配接器26。
踏板心軸22另包括第一孔22a，第一孔22a軸向地延伸至少通過曲柄臂安裝部件40。踏板心軸22亦包括至少一個第二孔22b，第二孔22b從踏板心軸22的外周圍表面延伸至第一孔22a。第一孔22a及至少一個第二孔22b被配置成使通訊線29穿過第一孔22a及至少一個第二孔22b，以致通訊線29的電導體被連接至至少一個力感測器FS。
在所繪示的實施例中，第一孔22a從踏板心軸22的端部延伸完全地通過曲柄臂安裝部件40及感測器支承部件44。亦在所繪示的實施例中，如圖6及7中所見，至少一個第二孔22b包括複數個第二孔22b。特別地，踏板心軸22的感測器支承部件44設有四個第二孔22b，四個第二孔22b在感測器支承部件44的外周圍表面周緣地被分隔。第二孔22b在踏板心軸22的軸向方向上是長形的。雖然具體的佈線通道是由第一孔22a及第二孔22b所提供，對自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是，踏板心軸22的供通訊線29用的佈線通道能依所需及/或依所欲具有其他組態。例如，踏板心軸22能被建構成使第一孔不延伸至踏板心軸22的感測器支承部件44中及/或使更少或更多的第二孔22b被提供。
主要參照圖8及11至13，感測器配接器26現在將更詳細地被討論。感測器配接器26是一個由像是金屬材料(例如鋁合金、鋼、鈦合金或具有剛性及強度的適合合金)的適合材料所製成的剛性構件。較佳地，感測器配接器26係一件式一體構件。
基本地，感測器配接器26係被固定至踏板心軸22的感測器支承部件44之管狀構件。感測器配接器26由一材料被構成或作成，使得被施加至踏板心軸22的應變在抵達被安裝在感測器配接器26上的至少一個力感測器FS之前藉由感測器配接器26而被減少。無論如何，感測器配接器26於固定的位置被支承在踏板心軸22的感 測器支承部件44上，以經由踏板本體24接收由騎士所施加至踏板心軸22的應變。
感測器配接器26包括第一固定部件50、第二固定部件52及感測器安裝部件54。第一固定部件50不可移動地於第一點P1處被附接至踏板心軸22。第二固定部件52不可移動地於第二點P2處被附接至踏板心軸22。感測器安裝部件54延伸於第一固定部件50與第二固定部件52之間。感測器安裝部件54係非固定至踏板心軸22。換言之，感測器安裝部件54並非直接地接觸踏板心軸22，而是能從踏板心軸22接受應變，藉由從踏板心軸22於第一點處及第二點P1及P2處所傳遞的應變的差異。第一點P1對於中央心軸軸線A1與第二點P2軸向地被分隔。因此，感測器安裝部件54對於中央心軸軸線A1位在第一及第二固定部件50及52之間。
在所繪示的實施例中，第一固定部件50包括第一管狀部分50a及第一凸緣50b。較佳地，管狀部分50a於第一點P1處直接地接觸感測器支承部件44，且藉由其間的按壓裝配連接(press-fit connection)而被固定至感測器支承部件44。另外選擇是，第一管狀部分50a能以像是接合劑、焊料等的適合黏合材料於第一點P1處直接地被黏合至感測器支承部件44。例如，如圖8所見，感測器配接器26的第一及第二固定部件50及52藉由接合劑(如圖8中顯示為“xx”)被黏合至踏板心軸22。
第一凸緣50b對於中央心軸軸線A1從第一管狀部分50a徑向地向外延伸。第一凸緣50b增加第一固定部件50的剛性。較佳地，第一凸緣50b延伸至自由端，自由端較被設置在感測器安裝部件54上的至少一個力感測器FS與中央心軸軸線A1分隔更遠。
在所繪示的實施例中，第二固定部件52包括第二管狀部分52a及第二凸緣52b。較佳地，第二管狀部分52a於第一點P1處直接地接觸感測器支承部件44，且藉由其間的按壓裝配連接而被固定至感測器支承部件44。因此，在第一實施例中，感測器配接器26的第一及第二固定部件50及52被按壓裝配至踏板心軸22。以此方式，感測器配接器26在第一及第二固定部件50及52處固定地被附接至踏板心軸22，而感測器安裝部件54被支承在踏板心軸22上方，以致是非固定至踏板心軸22。另外選擇是，第二管狀部分52a能以像是接合劑、焊料等的適合黏合材料於第二點P2處直接地被黏合至感測器支承部件44。第二凸緣52b對於中央心軸軸線A1從第二管狀部分52a徑向地向外延伸。第二凸緣52b增加第二固定部件52的剛性。較佳地，第二凸緣52b延伸至自由端，自由端較被設置在感測器安裝部件54上的至少一個力感測器FS與中央心軸軸線A1分隔更遠。
如圖8所見，在感測器配接器26的所繪示實施例中，感測器安裝部件54與踏板心軸22的感測器支承構件44徑向地向外地被分隔。換言之，感測器安裝部件 54以感測器安裝部件54與踏板心軸22的外周圍表面之間的環狀間隙同心地被設置在踏板心軸22周圍。以此方式，環狀間隙存在於感測器配接器26的感測器安裝部件54與踏板心軸22的感測器支承部件44之間，使得感測器安裝部件54不接觸踏板心軸22的感測器支承部件44。
如圖11至13所見，感測器安裝部件54包括複數個安裝部分54a。安裝部分54a周緣地被分隔且藉由複數個開口56被分開。至少一個力感測器FS被設置在感測器安裝部件54上，以偵測從踏板本體24傳遞至踏板心軸22的踩踏力。確切地，至少一個力感測器FS被設置在安裝部分54a的至少一個上。在所繪示的實施例中，感測器配接器26包括四個感測器安裝部分54a，其藉由開口56被分開。特別地，複數個感測器安裝部分54a包括四個安裝部分54a，四個安裝部分54a被設置成對於中央心軸軸線A1分隔九十度。感測器安裝部分54a的每一者能夠支承一個或更多的力感測器。雖然四個感測器安裝部分54a被繪示，對於自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是，感測器配接器26取決於力感測器的組態及/或配置能依所需及/或依所欲被建構成包括更少或更多的感測器安裝部分。
感測器安裝部件54藉由複數個第一連接件58被連接至第一固定部件50，第一連接件58周緣地被分隔且藉由第一開口60被分開。感測器安裝部件54亦藉由複 數個第二連接件62被連接至第二固定部件52，第二連接件52周緣地被分隔且藉由第二開口64被分開。第一及第二開口60及62分別地降低應變的從第一及第二固定部件50及52的傳遞。較佳地，第一開口60與第二孔22b徑向地被對準。因此，第一開口60作用為供通訊線29的通訊線路(訊號導體)用的通道，通訊線29被電連接至至少一個力感測器FS。另外選擇是，第二開口62能與第二孔22b徑向地被對準，以致作用為供通訊線29的通訊線路(訊號導體)用的通道。雖然四個第一連接件58及四個第二連接件62被使用來支承感測器安裝部件54，對於自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是，更少或更多的第一及第二連接件能依所需及/或依所欲被使用。
現在主要參照圖11至15，所繪示的第一實施例的至少一個力感測器FS現在將被討論。在此，在所繪示的第一實施例中，較佳地，至少一個力感測器FS包括第一剪切力感測器71、第一彎曲力感測器72、第二剪切力感測器73及第二彎曲力感測器74。更佳地，至少一個力感測器FS另包括第三剪切力感測器75、第三彎曲力感測器76、第四剪切力感測器77及第四彎曲力感測器78。因此，至少一個力感測器FS包括四個剪切力感測器及四個彎曲力感測器。然而，對於自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是，感測器配接器26能依所需及/或依所欲僅包括一個力感測器。
較佳地，力感測器71至78被建構成形成傳 統的惠斯登電橋(Wheatstone bridge)電路(未示出)。以此方式，自行車踏板12A的踏板心軸22上的剪切應變使用第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77而被測量。另一方面，自行車踏板12A的踏板心軸22上的彎曲應變使用第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78而被測量。
特別地，如概略地被繪示在圖15中，第一及第三剪切力感測器71及75被建構成形成具有二個配準元件(registration element)的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε1。第二及第四剪切力感測器73及77亦被建構成形成傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε2。第一及第三彎曲力感測器72及76被建構成形成具有電路板上的另外二個配準元件的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε3。第二及第四彎曲力感測器74及78被建構成形成具有電路板上的另外二個配準元件的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε4。惠斯登電橋電路的輸出的每一者的所得電壓被提供給控制器28作為自行車踏板12A上的剪切應變及彎曲應變的值之基礎。
力感測器71至78經由通訊線29被耦接至控制器28。因此，無線傳輸器30被電連接至第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77。控制器28被程式化成基於從剪切力感測器71、73、75及77、以及 彎曲力感測器72、74、76及78所接收的資料在踩踏循環期間計算踩踏功率。電池B被電連接至剪切力感測器71、73、75及77、以及彎曲力感測器72、74、76及78。無線傳輸器30亦被電連接至第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78。訊號放大電路(未示出)能依所需及/或依所欲被電連接至剪切力感測器71、73、75及77、以及彎曲力感測器72、74、76及78。由於訊號放大電路係已知的，訊號放大電路在此將不會詳細地被討論及/或被繪示。
在第一組態中，自行車踏板12A的踏板心軸22上的剪切應變由第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77所測量。自行車踏板12A的踏板心軸22上的彎曲應變由第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78所測量。第一剪切力感測器71被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第一剪切分量。第二剪切力感測器73被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第二剪切分量。第一及第二剪切力感測器71及73對於中央心軸軸線A1被設置成分隔九十度。第三剪切力感測器75被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第三剪切分量。特別地，第一及第三剪切力感測器71及75被安裝成在感測器安裝部件54上橫跨彼此。第四剪切力感測器77被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的 第四剪切分量。第三及第四剪切力感測器75及77對於中央心軸軸線A1被設置成分隔九十度。因此，第二及第四剪切力感測器73及77被安裝成在感測器安裝部件54上橫跨彼此。以此方式，第一剪切力感測器71對於中央心軸軸線A1在感測器安裝部件54上與第二剪切力感測器73周緣地被分隔。類似地，第三及第四剪切力感測器75及77對於中央心軸軸線A1在感測器安裝部件54上與第一及第二剪切力感測器71及73周緣地被分隔。第一及第三剪切力感測器71及75較佳地彼此相同，除了它們被安裝在感應器安裝部分54a的平行兩者上。類似地，第二及第四剪切力感測器73及77較佳地彼此相同，除了它們被安裝在感應器安裝部分54a的平行兩者上。
類似於剪切力感測器71、73、75及77，第一彎曲力感測器72被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第一彎曲分量。以同樣方式，第二彎曲力感測器74被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第二彎曲分量。類似地，第三彎曲力感測器76被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第三彎曲分量，且第四彎曲力感測器78被安裝在感測器安裝部件54上，以偵測踩踏力的對於中央心軸軸線A1的第四彎曲分量。
在第一實施例中，第一剪切力感測器71及第一彎曲力感測器72被安裝在同一個感測器安裝部分54a 上。第二剪切力感測器73及第二彎曲力感測器74被安裝在同一個感測器安裝部分54a上。第三剪切力感測器75及第三彎曲力感測器76被安裝在同一個感測器安裝部分54a上。第四剪切力感測器77及第四彎曲力感測器78被安裝在同一個感測器安裝部分54a上。較佳地，第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78被配置成使它們分別地被重疊在第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77的上面。
在所繪示的第一實施例中，感測器支承部件44支承感測器配接器26，感測器配接器26包括第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77、以及第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78。又較佳地，在第一實施例中，第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77的每一者係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。類似地，較佳地在第一實施例中，第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78的每一者係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。
較佳地，第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77的每一者包括一對剪切應變計G1及G2，剪切應變計G1及G2的每一者若非電阻應變計則是半導體應變計。第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77使用傳統的適合於應變計的接著劑而被固定至感測器安裝部件54。剪切應變計G1及G2被配置 成不平行於中央心軸軸線A1。剪切應變計G1及G2亦相對於彼此而角度地偏位。另一方面，第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78的每一者僅包括單一彎曲應變計G3，彎曲應變計G3若非電阻應變計則是半導體應變計。第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78使用傳統的適合於應變計的接著劑而被固定至感測器安裝部件54。彎曲應變計G3被配置成平行於中央心軸軸線A1。較佳地，第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78的彎曲應變計G3被配置成使它們分別地被重疊在第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77的剪切應變計G1及G2的對應者的上面。
如先前所提及，感測器配接器26的感測器安裝部件54包括四個感測器安裝部分54a，四個感測器安裝部分54a被設置成對於中央心軸軸線A1周緣地分隔九十度。第一剪切力感測器71的剪切應變計G1及G2以及第一彎曲力感測器72的彎曲應變計G3被安裝在感測器安裝部分54a的第一個上。第二剪切力感測器73的剪切應變計G1及G2以及第二彎曲力感測器74的彎曲應變計G3被安裝在感測器安裝部分54a的第二個上，感測器安裝部分54a的第二個與感測器安裝部分54a的第一個周緣地分隔九十度。第三剪切力感測器75的剪切應變計G1及G2以及第三彎曲力感測器76的彎曲應變計G3被安裝在感測器安裝部分54a的第三個上，感測器安裝部分54a的 第三個與感測器安裝部分54a的第二個周緣地分隔九十度。第四剪切力感測器77的剪切應變計G1及G2以及第四彎曲力感測器78的彎曲應變計G3被安裝在感測器安裝部分54a的第四個上，感測器安裝部分54a的第四個與感測器安裝部分54a的第三個周緣地分隔九十度。
如圖14中所見，第一、第二、第三及第四剪切力感測器71、73、75及77的應變計G1及G2具有通訊線路(亦即一對線L1)。第一、第二、第三及第四彎曲力感測器72、74、76及78的應變計G3亦具有通訊線路(亦即一對線L2)。如圖8中所見，通訊線路的線L1及L2延伸通過至少一個第二孔22b以及第一孔22a。通訊線路的這些線L1及L2係通訊線29的訊號導體，用以將電訊號從力感測器71至78攜帶至控制器28。一旦力感測器71至78已經被安裝在感測器配接器26的感測器安裝部件54上而通訊線29的通訊線路延伸通過孔22a及22b時，則第一孔22a及/或第二孔22b能以將通訊線路在第二孔22b內維持定位的樹脂材料或其他類似接著材料而被填充。
現在參照圖16及17，第二組態示意地被繪示來顯示以第二圖案被安裝在感測器配接器26的感測器安裝部件54上之八個力感測器。在此，如圖16中所示，剪切力感測器71、73、75及77各具有一對剪切應變計G1及G2，剪切應變計G1及G2的每一者亦相對於彼此而角度地偏位，而彎曲力感測器72、74、76及78各具有單一 彎曲應變計G3。然而，在此，彎曲應變計G3並不重疊於剪切應變計G1及G2。因此，在此，如圖17中所示，剪切力感測器71、73、75及77並不與剪切力感測器72、74、76及78重疊。除此之外，力感測器71至78以如以上關於圖15所討論的相同方式被配置。
如圖16中概略地被繪示，第一及第三剪切力感測器71及75被建構成形成具有二個配準元件的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε1。第二及第四剪切力感測器73及77亦被建構成形成傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε2。第一及第三彎曲力感測器72及76被建構成形成具有電路板上的另外二個配準元件的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε3。第二及第四彎曲力感測器74及78被建構成形成具有電路板上的另外二個配準元件的傳統惠斯登電橋電路(未示出)且提供資料給以上公式(1)中的項ε4。惠斯登電橋電路的輸出的每一者的所得電壓被提供給控制器28作為自行車踏板12A上的剪切應變及彎曲應變的值之基礎。
參照圖18，第三組態示意地被繪示來顯示以第一圖案被安裝在感測器配接器26的感測器安裝部件54上之四個力感測器。換言之，在此第三組態中，力感測器75、76、77及78已經被省略，但除此之外，力感測器71、72、73及74被配置成如第一實施例中所討論者。因此，在此，只有力感測器71、72、73及74被使用來藉由 在踩踏期間被施加至踏板本體24的踩踏力偵測被施加至踏板心軸22的應變。力感測器71、72、73及74將剪切及彎曲訊號傳輸至控制器28，控制器28然後計算在踩踏期間被施加至踏板本體24的踩踏力。
第一及第二剪切力感測器71及73各具有一對應變計G1及G2，應變計G1及G2亦相對於彼此而角度地偏位且以所提及的相同方式被配置成不平行於中央心軸軸線A1。彎曲應變計G3以所提及的相同方式被配置成平行於中央心軸軸線A1。特別地，第一及第二剪切力感測器71及73被設置成對於中央心軸軸線A1分隔九十度。又，第一及第二剪切力感測器71及73對於中央心軸軸線A1與第一及第二彎曲力感測器72及74角度地偏位。第一及第二彎曲力感測器72及74被設置成對於中央心軸軸線A1分隔九十度。
又較佳地，在第三組態中，第一及第二剪切力感測器71及73係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。類似地，較佳地，以此第三組態，第一及第二彎曲力感測器72及74係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。
參照圖19，第四組態示意地被繪示來顯示以第三圖案被安裝在感測器配接器26的感測器安裝部件54上之四個力感測器。在此，在此第四組態中，力感測器75、76、77及78已經被省略，且第一及第二剪切力感測器71及73被配置在不同於第一及第二彎曲力感測器72 及74的位置處。因此，只有力感測器71、72、73及74被使用來藉由在踩踏期間被施加至踏板本體24的踩踏力偵測被施加至踏板心軸22的應變。力感測器71、72、73及74將剪切及彎曲訊號傳輸至控制器28，控制器28然後計算在踩踏期間被施加至踏板本體24的踩踏力。
第一及第二剪切力感測器71及73各具有一對應變計G1及G2，應變計G1及G2亦相對於彼此而角度地偏位且以所提及的相同方式被配置成不平行於中央心軸軸線A1。彎曲應變計G3以所提及的相同方式被配置成平行於中央心軸軸線A1。特別地，第一剪切力感測器71被設置成對於中央心軸軸線A1相對於第一彎曲力感測器72。類似地，第二剪切力感測器73被設置成對於中央心軸軸線A1相對於第二彎曲力感測器74。第一及第二剪切力感測器71及73被設置成對於中央心軸軸線A1分隔九十度。又，第一及第二剪切力感測器71及73對於中央心軸軸線A1與第一及第二彎曲力感測器72及74角度地偏位。第一及第二彎曲力感測器72及74被設置成對於中央心軸軸線A1分隔九十度。
又較佳地，以此第四組態，第一及第二剪切力感測器71及73的每一者係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。類似地，較佳地，以此第四組態，第一及第二彎曲力感測器72及74係選自於由電阻應變計與半導體應變計所組成的群組。
在力感測器的所有組態中，從此揭示將為明 白的是，自行車踏板12A的其餘結構係相同於以上關於圖1至13所討論者。
在了解本發明的範疇時，用語「包含」及其衍生字如在此所使用旨在為開放式用語，此開放式用語界定所陳述的特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟的存在，但不排除其他未陳述的特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟的存在。前述者亦適用於具有類似意義的字，像是用語「包括」、「具有」及其衍生字。又，用語「部件」、「區段」、「部分」、「構件」或「元件」當被使用為單數時能具有單一部件或複數個部件的雙重意義，除非另外陳述。
如在此所使用，以下方向性用語「車架面向側」、「非車架面向側」、「向前」、「向後」、「前」、「後」、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「向上」、「向下」、「頂」、「底」、「側」、「鉛直」、「水平」、「垂直」或「橫向」以及任何其他類似的方向性用語係指在直立、騎乘位置且配備有自行車踏板的自行車的那些方向。因此，如所運用來描述自行車踏板的這些方向性用語應相對於在水平表面上處於直立騎乘位置且配備有自行車踏板之自行車來被解釋。用語「左」及「右」被使用來當從自行車的後方觀看而從右側來參照時指示「右」，且當從自行車的後方觀看而從左側來參照時指示「左」。
又，將了解的是，雖然用語「第一」及「第 二」在此可被使用來描述各種組件，這些組件不應由這些用語所限制。這些用語僅被使用來將一組件與另一者區分。因此，例如，以上所討論的第一元件可能被使用來稱為第二元件，且反之亦然，而沒有背離本發明的教示。如在此所使用的用語「被附接」及「附接」包含藉由直接地將元件固定至另一元件而使元件直接地被牢固至另一元件之組態；藉由將元件固定至中間構件然後中間構件被固定至另一元件而使元件間接地被牢固至另一元件之組態；以及一元件與另一元件一體成形(例如一元件本質上是另一元件的一部分)之組態。此定義亦應用在類似意義的字上，例如：「被連合」、「被連接」、「被耦接」、「被安裝」、「被黏合」、「被固定」及其衍生字。最後，像是在此所使用的「實質地」、「大約」、「大概地」的程度用語意指所修飾用語的變異量，使得最終結果不會顯著地改變。
雖然僅所選的實施例已被選擇來描繪本發明，對於自行車領域的技術人士從此揭示將明白的是，在沒有背離如隨附申請專利範圍所界定的本發明的範疇的情況下，在此能作成各種改變及修改。例如，除非確切地另外陳述，各種組件的尺寸、形狀、位置或定向能依所需及/或依所欲來改變，只要此改變不實質地影響它們的預期功能。除非另外確切地陳述，被顯示為直接連接或彼此接觸的組件能具有被設置在它們之間的中間組件，只要此改變不實質地影響它們的預期功能。一元件的功能能以兩個 來施行，反之亦然，除非另外確切地陳述。一實施例的結構及功能可在另一實施例中被採用。所有優點不必同時出現在一特定的實施例中。單獨或與其他特徵結合的特異於先前技術的每個特徵亦應被考量為申請人的進一步發明的分開敘述，包括由這樣特徵所實施的結構上及/或功能上概念。因此，根據本發明的實施例的前述描述僅被提供為圖解說明，且不作為限制如由隨附申請專利範圍及其均等物所界定的本發明之目的。

Claims (23)

  1. 一種自行車踏板，包含：踏板心軸，其包括曲柄臂安裝部件；踏板本體，其繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在該踏板心軸上；感測器配接器，其包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，該第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至該踏板心軸，該第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至該踏板心軸，使得該感測器配接器相對於該踏板心軸為不可旋轉，該感測器安裝部件相對於該中央心軸軸線軸向延伸於該第一固定部件與該第二固定部件之間，該第一點對於該中央心軸軸線與該第二點軸向地被分隔，該感測器安裝部件係非固定至該踏板心軸；以及至少一個力感測器，其被設置在該感測器安裝部件上，以偵測從該踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力。
  2. 一種自行車踏板，包含：踏板心軸，其包括曲柄臂安裝部件；踏板本體，其繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在該踏板心軸上；感測器配接器，其包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，該第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至該踏板心軸，該第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至該踏板心軸，該感測器安裝部件延伸於該第一固定部件與該第二固定部件之間，該第一點對於該中央心軸軸線與該第二點軸向地被分隔，該感測器安裝部件係非固定至該踏板心軸；以及至少一個力感測器，其被設置在該感測器安裝部件上，以偵測從該踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力，其中該第一固定部件及該第二固定部件被按壓裝配在該踏板心軸上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該第一固定部件及該第二固定部件被接合至該踏板心軸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該感測器安裝部件藉由複數個第一連接件被連接至該第一固定部件，該等第一連接件周緣地被分隔且藉由開口被分開，且該感測器安裝部件藉由複數個第二連接件被連接至該第二固定部件，該等第二連接件周緣地被分隔且藉由開口被分開。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該感測器安裝部件包括複數個安裝部分，該等安裝部分周緣地被分隔且藉由開口被分開，該至少一個力感測器被設置在該等安裝部分的至少一者上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之自行車踏板，其中該複數個安裝部分包括四個安裝部分，該四個安裝部分被設置成對於該中央心軸軸線分隔九十度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該感測器安裝部件以該感測器安裝部分與該踏板心軸的外周圍表面之間的環狀間隙同心地被設置在該踏板心軸周圍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該第一固定部件包括第一凸緣，該第一凸緣對於該中央心軸軸線徑向地向外延伸至自由端，該自由端較該至少一個力感測器與該中央心軸軸線分隔更遠；且該第二固定部件包括第二凸緣，該第二凸緣對於該中央心軸軸線徑向地向外延伸至自由端，該自由端較該至少一個力感測器與該中央心軸軸線分隔更遠。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，其中該至少一個力感測器包括：第一剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一剪切分量；第二剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二剪切分量；第一彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一彎曲分量；及第二彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二彎曲分量。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之自行車踏板，其中該第一剪切力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二剪切力感測器周緣地被分隔，且該第一彎曲力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二彎曲力感測器周緣地被分隔。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之自行車踏板，其中該踏板心軸另包括踏板本體支承部件及感測器支承部件，該踏板本體支承部件可旋轉地支承該踏板本體，該感測器支承部件支承該感測器配接器，該感測器配接器包括該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器，且該感測器支承部件軸向地被設置在該曲柄臂安裝部件與該踏板本體支承部件之間。
  12. 一種自行車踏板，包含：踏板心軸，其包括曲柄臂安裝部件；踏板本體，其繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在該踏板心軸上；感測器配接器，其包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，該第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至該踏板心軸，該第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至該踏板心軸，該感測器安裝部件延伸於該第一固定部件與該第二固定部件之間，該第一點對於該中央心軸軸線與該第二點軸向地被分隔，該感測器安裝部件係非固定至該踏板心軸；以及至少一個力感測器，其被設置在該感測器安裝部件上，以偵測從該踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力，其中該至少一個力感測器包括：第一剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一剪切分量；第二剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二剪切分量；第一彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一彎曲分量；及第二彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二彎曲分量，其中該第一剪切力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二剪切力感測器周緣地被分隔，且該第一彎曲力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二彎曲力感測器周緣地被分隔，其中該踏板心軸另包括踏板本體支承部件及感測器支承部件，該踏板本體支承部件可旋轉地支承該踏板本體，該感測器支承部件支承該感測器配接器，該感測器配接器包括該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器，且該感測器支承部件軸向地被設置在該曲柄臂安裝部件與該踏板本體支承部件之間，且其中該踏板心軸另包括第一孔及至少一個第二孔，該第一孔軸向地延伸至少通過該曲柄臂安裝部件，該至少一個第二孔從該踏板心軸的該外周圍表面延伸至該第一孔，且該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器的每一者具有通訊線路，該通訊線路延伸通過該至少一個第二孔及該第一孔。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之自行車踏板，其中該至少一個第二孔包括複數個第二孔。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之自行車踏板，其中該第一剪切力感測器及該第二剪切力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組，且該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之自行車踏板，其中該第一剪切力感測器及該第二剪切力感測器被設置成對於該中央心軸軸線分隔九十度，且該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器被設置成對於該中央心軸軸線分隔九十度。
  16. 一種自行車踏板，包含：踏板心軸，其包括曲柄臂安裝部件；踏板本體，其繞著中央心軸軸線可旋轉地被安裝在該踏板心軸上；感測器配接器，其包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，該第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至該踏板心軸，該第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至該踏板心軸，該感測器安裝部件延伸於該第一固定部件與該第二固定部件之間，該第一點對於該中央心軸軸線與該第二點軸向地被分隔，該感測器安裝部件係非固定至該踏板心軸；以及至少一個力感測器，其被設置在該感測器安裝部件上，以偵測從該踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力，其中該至少一個力感測器包括：第一剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一剪切分量；第二剪切力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二剪切分量；第一彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第一彎曲分量；及第二彎曲力感測器，其被安裝在該感測器安裝部件上，以偵測該踩踏力的對於該中央心軸軸線的第二彎曲分量，其中該第一剪切力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二剪切力感測器周緣地被分隔，且該第一彎曲力感測器對於該中央心軸軸線在該感測器安裝部件上與該第二彎曲力感測器周緣地被分隔，其中該第一剪切力感測器及該第二剪切力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組，且該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器係選自於由電阻應變計及半導體應變計所組成的群組，其中該第一剪切力感測器及該第二剪切力感測器被設置成對於該中央心軸軸線分隔九十度，且該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器被設置成對於該中央心軸軸線分隔九十度，且其中該第一剪切力感測器及該第二剪切力感測器對於該中央心軸軸線從該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器角度地偏位。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之自行車踏板，其中該第一剪切力感測器被設置成對於該中央心軸軸線與該第一彎曲力感測器相對，且該第二剪切力感測器被設置成對於該中央心軸軸線與該第二彎曲力感測器相對。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之自行車踏板，其中該第一剪切力感測器對於該中央心軸軸線與該第一彎曲力感測器角度地被對準，且該第二剪切力感測器對於該中央心軸軸線與該第二彎曲力感測器角度地被對準。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，另包含控制器，其被建構成可卸除地被固定至該曲柄臂且與該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器通訊。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之自行車踏板，其中該控制器被程式化成基於從該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器所接收的資料在踩踏循環期間去計算踩踏功率。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之自行車踏板，另包含踏頻感測器，其與該控制器通訊。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之自行車踏板，另包含無線傳輸器，其被電連接至該第一剪切力感測器、該第二剪切力感測器、該第一彎曲力感測器及該第二彎曲力感測器。
  23. 一種自行車踏板心軸，包含：曲柄臂安裝部件；踏板本體支承部件，其被建構成繞著中央心軸軸線可旋轉地支承踏板本體；及感應器配接器，其包括第一固定部件、第二固定部件及感測器安裝部件，該第一固定部件不可移動地於第一點處被附接至該踏板心軸，該第二固定部件不可移動地於第二點處被附接至該踏板心軸，使得該感測器配接器相對於該踏板心軸為不可旋轉，該感測器安裝部件相對於該中央心軸軸線軸向延伸於該第一固定部件與該第二固定部件之間，該第一點對於該中央心軸軸線與該第二點軸向地被分隔，該感測器安裝部件係非固定至該踏板心軸；及至少一個力感測器，其被設置在該感測器安裝部件上，以偵測從該踏板本體被傳遞至該踏板心軸之踩踏力。
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