[发明专利]力矩测量衬套、功率测量系统以及相关的自行车轮

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量自行车车轮力矩的衬套，以及装有同样的测量力矩的衬套的自行车轮。本发明还涉及用于测量自行车车轮功率的衬套，以及装有该衬套的自行车车轮。

背景技术

自行车车轮驱动功率的测量在多种情况下均引起注目，例如用于估量自行车运动员在训练中的表现。自行车运动员产生的功率可以由自行车速度乘以驱动力得到，该驱动力由自行车运动员传递到动力车轮。然而，这种力的测量比较复杂，而且在本发明的情景中，功率是将由自行车运动员传递到动力车轮的驱动力矩乘以该轮的角速度而得到。

美国专利US-B-6,418,797公开了一种用于测量自行车车轮的功率的分成两部分的衬套。衬套的主动部分可以围绕固定在车轮上的轴旋转，并由自行车运动员通过蹬踏一个飞轮装置带动旋转。衬套的从动部分中，其中心设置有所述主动部分，于径向方向被滚珠轴承与主动部分分隔开。有一个连接部件支撑变形量具，它同时固定在衬套的主动部分和从动部分。因此，在实际运转中，该连接部件将由自行车运动员提供的驱动力矩传递给从动部分，导致该连接部件发生变形。该连接部件的变形由变形量具测量，并且使得可以获得由自行车运动员提供的驱动力矩的检测结果。另外，有一个检测器测量动力轮的角速度，由此获得由自行车运动员提供的功率的检测结果，即由驱动力矩乘以角速度得到。由于需要较大的连接部件用以支撑变形量具，所以这样的装置较重而且体积大。另一方面，不同的量具适合连接部件的不同位置，它们可以通过同样结合于连接部件上的导线彼此连接。在连接部件上固定不同的部件存在制造质量和电子器件可靠性的问题。

本发明正是为了解决这些缺点，提供一种小巧且轻便的衬套用来测量自行车车轮的功率。本发明的另一个目的是提供一种质量优异并且具有改进的安全性、价格适中的衬套。

发明内容

为此，本发明提供一种测量自行车车轮驱动力矩的衬套(moyeu)，包括：

--一个中心轴，限定车轮的一个转动轴线，

--一个衬套主体，安装成可围绕轴自由转动，

--一个圈状物(flasque)，安装成可围绕衬套主体自由转动，并与衬套主体轴向对准，

--至少一个力矩检测器，包括一个检测体(corps d’épreuve)，该检测体支持至少一个变形量具，

其中，所述力矩检测器设置于一个分成两部分的凹槽(logement)内，所述分成两部分的凹槽包括一个设置于衬套主体的一个外侧径向表面的切口(d écoupe)和一个设置于圈状物的一个外侧径向表面的凹口(échancrure)。

根据本发明有利的但非必要的方面，这样的测量功率的衬套可以包括以下一个或多个特征，包括在所有可能的技术组合中：

--检测器的纵轴线与一个穿过检测器中心的、与衬套旋转轴成直辐射方向(direction orthoradiale)的方向形成一个小于45°的角，优选小于20°。

--检测器的纵轴线与一个与衬套旋转轴成直辐射方向的方向形成一个几乎为零的角，优选等于0°。

--当自行车运动员蹬踏时，检测器被压缩于衬套主体切口的支撑面和圈状物凹口的支撑面之间，相对于衬套主体的支撑面。

--所述支撑面是凹陷的，而检测体包括两个相对的凸起支撑面，与所述支撑面接触。

--所述变形量具镶嵌于检测体同一个顶面。

--检测体支撑四个设置成惠斯登电桥的变形量具，并且检测体的厚度按照垂直于顶面测量，在最小厚度和最大厚度之间变化。其中两个变形量具位于检测体的一个区域处，该区域处的厚度比另外两个变形量具所处的检测体区域的厚度小。

--检测体包括两个凹口，分别位于检测体纵向中心平面的两侧。每个凹口均为半圆柱体的形状，其底部整体为椭圆形形状。

--每个凹口均包括一个低部以及一个高部，低部设置在与顶面相对的面上，而高部位于顶面侧部。高部的尺寸大于低部的尺寸。

--检测体包括一个位于检测体纵向中心平面中心的肋(nervure)。

有两个力矩检测器，各自置于分成两部分的凹槽，被插入衬套主体和圈状物之间。优选地，这两个检测器被置于彼此沿直径相对的凹槽中。

本发明还涉及一种检测自行车车轮驱动功率的系统，该系统包括一个这样的力矩检测衬套，装备有检测衬套相对于中心轴的角速度的检测装置。

优选地，测量功率的衬套包括一个与力矩检测器和检测装置相连的电子装置，以根据力矩检测器和检测装置传递的信息计算车轮功率。