TWI772782B - 車首功率計 - Google Patents

Abstract

一種車首功率計，包含至少一應變規、一訊號處理單元、一處理器及一訊號發送器，該至少一應變規設置於一自行車之手把管之外管壁或內管壁之至少一者；該訊號處理單元與該至少一應變規訊號連接，該訊號處理單元依據該至少一應變規感測該手把管的形變而輸出對應的一電訊號；該處理器與該訊號處理單元訊號連接，該處理器接收該訊號處理單元的該電訊號並根據該電訊號計算出一測量值並以一輸出訊號輸出；以及該訊號發送器訊號連接該處理器，該訊號發送器接收該處理器輸出之該輸出訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至一終端裝置。

Description

車首功率計

本發明係與功率計有關；特別是指一種能提供使用者於手把輸出之功率的功率計。

已知自行車騎士為了監控騎乘表現，一般會在自行車上裝設功率計，用以量化其騎乘表現以作為訓練的依據。現有的功率計一般設置於例如踏板或曲柄處，感測自行車騎士的腿部施加於踏板或曲柄處的力所產生之形變，藉此，以計算出騎士於騎乘時所輸出之功率並輸出供騎士參考，使得自行車騎士能夠有效的監控輸出功率，進而提升騎乘表現。

然而，騎乘自行車是一種全身性的運動，自行車騎士於騎乘時所輸出之功率並不止於腿部，而習用之功率計安裝在自行車的踏板或曲柄處，雖然可有效地提供騎士所輸出之功率，但由於習用功率計所設置位置的限制，使得習用之功率計所提供之功率主要是騎士腿部所輸出的功率，並無法提供自行車騎士身體其他部位所輸出之功率，以致自行車騎士無法更精準地監控輸出力量，進而影響到騎乘表現，因此，習用之功率計設計上仍未臻完善，且尚有待改進之處。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種車首功率計，能提供使用者於手把輸出之功率的功率計。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種車首功率計用於一自行車，該自行車包含一車首及一車架，該車首包含一手把管及一豎管，該豎管連接該手把管及該車架，該車首功率計包含至少一應變規、一訊號處理單元、一處理器及一訊號發送器，該至少一應變規設置於該手把管之外管壁或內管壁之至少一者；該訊號處理單元與該至少一應變規訊號連接，該訊號處理單元依據該至少一應變規感測該手把管的形變而輸出對應的一電訊號；該處理器與該訊號處理單元訊號連接，該處理器接收該訊號處理單元的該電訊號並根據該電訊號計算出一測量值並以一輸出訊號輸出；該訊號發送器訊號連接該處理器，該訊號發送器接收該處理器輸出之該輸出訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至一終端裝置。

本發明之效果在於，該車首功率計之該至少一應變規設置於該手把管之外管壁或內管壁之至少一者，藉此，該車首功率計之該至少一應變規能感測騎士於騎乘該自行車或是進行如抽車等動作時所造成該手把管之形變，並透過該處理器根據該電訊號計算出該測量值並以該輸出訊號輸出供使用者參考。如此一來，使用者能更全面的了解騎乘該自行車或是進行如抽車等動作時所輸出的功率，進而能提升自行車騎士之騎乘表現，除此之外，還能同時監測該手把管所承受的應力及應變，進而推估出手把管的疲勞壽命及使用期限。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1所示，為本發明一較佳實施例之車首功率計1，車首功率計1包含一應變規10、一訊號處理單元20、一處理器30及一訊號發送器40。本發明之車首功率計1是用於一自行車，自行車包含一車首及一車架2，車首包含一手把管3及一豎管4，豎管4分別連接手把管3及車架2之前叉上管，應變規10能如圖2所示貼附於手把管3或如圖3所示貼附於豎管4以感測手把管3或豎管4的形變。

請配合圖1，應變規10訊號連接訊號處理單元20，處理器30分別與訊號處理單元20及訊號發送器40訊號連接，藉此，訊號處理單元20依據應變規10感測手把管3或豎管4的形變而輸出對應的一電訊號，處理器30接收訊號處理單元20的電訊號並根據電訊號計算出一測量值並以一輸出訊號輸出，訊號發送器40接收處理器30輸出之該輸出訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至一終端裝置50供使用者讀取。

進一步說明的是，訊號處理單元20包含一橋式電路、一放大器電路與一類比數位轉換電路，橋式電路連接放大器電路，放大器電路連接類比數位轉換電路，當應變規10感測手把管3或豎管4的形變而產生一電阻變化值，放大器電路放大橋式電路基於電阻變化值所產生之一輸出電壓，類比數位轉換電路將輸出電壓轉換為數位電訊號並輸出至處理器30，藉此處理器30能依據應變規10感測手把管3或豎管4的形變而輸出對應的輸出訊號。

所述測量值包含一功率值、一扭力值、一應力值、一應變值中之至少一者或是至少二者之組合，其中終端裝置50包含一顯示器52，與訊號發送器40訊號連接以顯示對應應變規10的一感測結果供使用者參考，所述終端裝置可以是例如電腦、智慧型手機或自行車碼錶等裝置。如此一來，當應變規10隨手把管3或豎管4產生形變時，可透過應變規10的電阻變化值反應出例如使用者輸出之功率值、使用者施予手把管3或豎管4之扭力值、手把管3或豎管4所承受之應力值、手把管3或豎管4之應變值中之至少一者或是至少二者之組合之感測結果至終端裝置50供使用者參考，其不僅能提供使用者在不同情境例如路面顛簸、抽車或是固定騎姿於手把管3或豎管4上輸出之功率值，另一方面，還可監控手把管3或豎管4所承受的應力值及手把管或豎管4之應變值，進而推估出手把管或豎管4的疲勞壽命及使用期限；此外，前述之數據亦可以應用於具有輔助動力的自行車，藉由前述之數據判斷現在使用者是否需要輔助動力的介入或是需要以多大的力量進行輔助。

其中車首功率計1包含一儲存單元60與處理器30訊號連接，其中儲存單元60儲存有一比對值，當處理器30接收訊號處理單元20依據應變規10感測手把管3或豎管4的形變而輸出對應的電訊號並根據電訊號計算出測量值，處理器30將根據儲存單元60中儲存的比對值(比對值可為一特定數值或一段數值區間)進行測量值與比對值之間的比對並產生一比對結果，當測量值與比對值之間產生特定的意義時，例如測量值大於比對值或測量值落於比對值區間之外時，處理器30根據該比對結果發出一提示訊號至訊號發送器40，訊號發送器40接收提示訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至終端裝置50以提示使用者。藉此，當應變規10感測到手把管3或豎管4產生異常的形變時，能透過處理器發出提示訊號至終端裝置50以文字、燈光、圖式或是影像等方式提示使用者注意並提醒使用者更換手把管3或豎管4，其具有避免手把管3或豎管4因長時間承受應力而形成無預警的破損或是斷裂之功效。

於本實施例中，手把管3如圖2所示包含二握持段31及一連接段32，二握持段31中之一者係連接於連接段32之一端，而二握持段31中之另一者係連接於連接段32之另一端，所述二握持段31是供使用者抓握使用，其中應變規10貼附於於手把管3之連接段32的外管壁或是內管壁以感測手把管3之連接段32的形變，其中應變規10設置於手把管3之外管壁，具有方便安裝、拆換及維修之功效，於其他實施例中，應變規10也能如圖4所示設置於手把管3之內管壁以減少外力碰撞並同時兼具美觀之效果，同理，應變規10也能如圖3所示貼附於豎管4的外管壁以達到方便安裝、拆換及維修之功效或是如圖5設置於內管壁以減少外力碰撞並同時兼具美觀之效果，實務上，應變規10也能設置於豎管4的其他位置，並不以圖3及圖5所公開之設置位置為限。 除此之外，手把管3之連接段32具有相連接的一左側段321及一右側段322，應變規10得設置於左側段321、右側段322或是如圖6所示之連接段32中央的位置，藉此，以感測手把管3不同位置所產生的形變。

當應變規10的數量為兩個時，兩個應變規10能分別設置於左側段321及右側段322上，且同上述，應變規10一樣能如圖7設置於手把管3之外管壁或如圖8設置於手把管3之內管壁，且處理器30能依據設置於左側段321及右側段322上之應變規10感測左側段321及右側段322的形變分別計算出一左側測量值及一右側測量值並以輸出訊號輸出，故，使用者能更進一步了解使用者左右手分別輸出之功率值、使用者左右手分別施予手把管之扭力值、手把管3左側段321及右側段322所承受之應力值、手把管3左側段321及右側段322之應變值等數據。

於一實施例中，處理器30還能依據左側測量值及右側測量值，計算出左側測量值佔左側測量值與右側測量值之和的百分比以及右側測量值佔左側測量值與右側測量值之和的百分比之並以輸出訊號輸出，以提供使用者左右手分別輸出之功率值之百分比、使用者左右手分別施予手把管之扭力值之百分比、手把管左側段及右側段所承受支應力值之百分比、手把管左側段及右側段之應變值之百分比等數據。

請配合圖9A、圖9B，值得一提的是，本發明之車首功率計1也能用於手把管與豎管為一體成形之一體式把手，所述一體式把手具有二握持段31、一連接段32及一結合段42，二握持段31中之一者係連接於連接段32之一端，而二握持段31中之另一者係連接於連接段32之另一端，所述二握持段31是供使用者抓握使用，連接段32具有相連接的一左側段321及一右側段322，結合段42一端連接連接段32並向遠離連接段32的方向延伸，另一端則連接車架2之前叉上管。應變規10能如圖9A所示貼附於連接段32或如圖9B所示貼附於結合段42以感測一體式把手於連接段32或結合段42的形變，並且，如前所述，應變規10一樣能設置於連接段32、結合段42的外部或是內部，當應變規10之數量為兩個或兩個以上時，應變規10得選擇性地如圖10A、圖10B所示設置於左側段321、右側段322或結合段42。進一步說明的是，本發明之車首功率計1除使用於如圖9及圖10所示之彎把把手外，本發明之車首功率計1亦適用於登山車常用的平把、競賽用的飛機把或休息把等把手。

綜上所述，本發明之車首功率計1不僅能提供使用者於手把管3或豎管4上輸出之功率值，進而更全面的監控使用者的騎乘表現，還能同時監測該手把管3或豎管4所承受的扭力、應力及應變，進而推估出手把管3或豎管4的疲勞壽命及使用期限。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］ 1:車首功率計 10:應變規 20:訊號處理單元 30:處理器 40:訊號發送器 50:終端裝置 52:顯示器 60:儲存單元 2:車架 3:手把管 31:握持段 32:連接段 321:左側段 322:右側段 4:豎管 42:結合段

圖1為本發明第一較佳實施例之車首功率計的方塊圖。 圖2為本發明之車首功率計設置於手把管的示意圖。 圖3為本發明之車首功率計設置於豎管的示意圖。 圖4為本發明之車首功率計設置於手把管內部的示意圖。 圖5為本發明之車首功率計設置於豎管內部的示意圖。 圖6為本發明之車首功率計設置於手把管內部的示意圖。 圖7為本發明之車首功率計設置於手把管左側段及右側段的示意圖。 圖8為本發明之車首功率計設置於手把管左側段及右側段的示意圖。 圖9A為本發明之車首功率計設置於一體式把手的示意圖。 圖9B為本發明之車首功率計設置於一體式把手的示意圖。 圖10A為本發明之車首功率計設置於一體式把手的示意圖。 圖10B為本發明之車首功率計設置於一體式把手的示意圖。

1:車首功率計

10:應變規

20:訊號處理單元

30:處理器

40:訊號發送器

50:終端裝置

52:顯示器

60:儲存單元

Claims (10)

1. 一種車首功率計，用於一自行車，該自行車包含一車首及一車架，該車首包含一手把管及一豎管，該豎管連接該手把管及該車架，該車首功率計包含：至少一應變規，設置於該手把管之外管壁或內管壁之至少一者；一訊號處理單元，與該至少一應變規訊號連接，該訊號處理單元依據該至少一應變規感測該手把管的形變而輸出對應的一電訊號；一處理器，與該訊號處理單元訊號連接，該處理器接收該訊號處理單元的該電訊號並根據該電訊號計算出一測量值並以一輸出訊號輸出；一訊號發送器，訊號連接該處理器，該訊號發送器接收該處理器輸出之該輸出訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至一終端裝置；一儲存單元與該處理器訊號連接，該儲存單元儲存有至少一比對值，該處理器比對該測量值與該至少一比對值以產生一比對結果，並根據該比對結果選擇性發出一提示訊號至該訊號發送器，該訊號發送器接收該提示訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至該終端裝置以提示使用者；其中，該手把管包含二握持段及一連接段，該二握持段中之一者係連接於該連接段之一端，而該二握持段中之另一者係連接於該連接段之另一端，該連接段具有相連接的一左側段及一右側段，該至少一應變規之數量為兩個，並分別設置於該左側段及該右側段上，該處理器依據設置於該左側段及該右側段上之應變規感測該左側段及該右側段的形變分別計算出一左側測量值及一右側測量值並以該輸出訊號輸出。
2. 如請求項1所述之車首功率計，其中該測量值包含一功率值、一扭力值、一應力值、一應變值中之至少一者或是至少二者之組合。
3. 如請求項1所述之車首功率計，其中該至少一比對值為一數值區間，當該比對結果為該測量值落於該數值區間外時，該處理器回傳該提示訊號至該訊號發送器。
4. 如請求項1所述之車首功率計，其中該至少一比對值為一特定數值，當該比對結果為該測量值大於該特定數值時，該處理器回傳該提示訊號至該訊號發送器。
5. 如請求項1所述之車首功率計，其中該終端裝置包含一顯示器，與該訊號發送器訊號連接，以顯示對應該至少一應變規的一感測結果。
6. 如請求項1所述之車首功率計，其中該手把管與該豎管為一體成形。
7. 一種車首功率計，用於一自行車，該自行車包含一車首及一車架，該車首包含一手把管及一豎管，該豎管連接該手把管及該車架，該車首功率計包含：至少一應變規，設置於該手把管之外管壁或內管壁之至少一者；一訊號處理單元，與該至少一應變規訊號連接，該訊號處理單元依據該至少一應變規感測該手把管的形變而輸出對應的一電訊號；一處理器，與該訊號處理單元訊號連接，該處理器接收該訊號處理單元的該電訊號並根據該電訊號計算出一測量值並以一輸出訊號輸出；一訊號發送器，訊號連接該處理器，該訊號發送器接收該處理器輸出之該輸出訊號並轉換為一有線或無線訊號後發送至一終端裝置； 其中，該手把管包含二握持段及一連接段，該二握持段中之一者係連接於該連接段之一端，而該二握持段中之另一者係連接於該連接段之另一端，該連接段具有相連接的一左側段及一右側段，該至少一應變規之數量為兩個，並分別設置於該左側段及該右側段上，該處理器依據設置於該左側段及該右側段上之應變規感測該左側段及該右側段的形變分別計算出一左側測量值及一右側測量值並以該輸出訊號輸出；該處理器依據該左側測量值及該右側測量值，計算出該左側測量值佔該左側測量值與該右側測量值之和的百分比以及該右側測量值佔該左側測量值與該右側測量值之和的百分比之並以該輸出訊號輸出。
8. 如請求項7所述之車首功率計，其中該終端裝置包含一顯示器，與該訊號發送器訊號連接，以顯示對應該至少一應變規的一感測結果。
9. 如請求項7所述之車首功率計，其中該手把管與該豎管為一體成形。
10. 如請求項7所述之車首功率計，其中該測量值包含一功率值、一扭力值、一應力值、一應變值中之至少一者或是至少二者之組合。

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