[发明专利]可测量功率的自行车及爪盘

说明书

本发明提供一种可测量功率的自行车。所述自行车包含爪盘，具有力矩输入部与至少一力矩输出部；曲柄组件，通过所述力矩输入部与所述爪盘耦接，并向所述爪盘施予输入力矩；链轮，通过所述至少一力矩输出部安装至所述爪盘，并自所述爪盘接收输出力矩；量规，设置于大致朝着所述力矩输入部与所述至少一力矩输出部的切线方向或准切线方向；以及电路，与所述量规耦接，并接受由所述量规所产生的信号。

技术领域

本发明是关于一种可测量功率的自行车，特别是关于一种自行车的爪盘(spider)，其可测量传输于其中的功率。

背景技术

骑自行车是一种骑士通过在踏板上施予克服自行车轮胎摩擦力及空气阻力或其他力量(例如重力、惯性等)的反向力，并驱使自行车往前移动的活动。骑士所做的功会使曲柄组转动，且其中的能量会通过链条转换为自行车的动能。为了训练及竞赛，测量或监控骑车的踏力或功率以即时追踪并调整踩踏节奏或修改后续的训练计画是重要的。

市面上配有应变规(strain gauge)的自行车是以测量不同元件的形变应变的方式来测量骑士产生的功率。一般而言，应变规是置于任一踏板或两踏板、曲柄组的任一曲柄臂或两曲柄臂、底部托架(bottom bracket)的轴心或曲柄组的爪盘，因为传输在至少一上述元件中的力量可被测量。举例而言，发明名称为「基于曲柄组的自行车功率测量」的第8,505,393号美国专利使用置于爪盘上且在单一应变规基板上配置为相对45度角的一对应变规(参见图2及4)来测量发生在爪盘上的剪应变(shear strain)。此外，发明名称为「自行车底部托架力量感测器」的第8,117,923号美国专利于底部托架上使用两对应变规，其中每一对应变规配置为X型(参见图7、9及16)来测量发生在底部托架上的剪应变(shear strain)。然而，已知的测量技术并不直观，且会被其他不相关的力量影响，而导致测量无法很精确及准确。在某些情形下，贴有应变规的自行车元件需要重新设计或甚至要弱化部分结构以放大应变且因而得到更好的测量结果。重新设计元件的结构强度或整合度可能进一步地下降许多。因此，必须有其他自行车功率测量的改良。

发明内容

本发明发其中一目的是提供一种能简单、精确并准确测量由骑士所产生的功率的自行车或爪盘。

于本发明的一面向中，所述自行车包含爪盘，其具有力矩输入部与至少一力矩输出部；曲柄组件，其通过所述力矩输入部与所述爪盘耦接，并向所述爪盘施予输入力矩；链轮，其通过所述至少一力矩输出部安装至所述爪盘，并自所述爪盘接收输出力矩；至少一量规(gauge)，其被设置且大致朝着所述力矩输入部与所述至少一力矩输出部的切线方向或准切线方向；以及电路，其与所述量规耦接，并接受由所述至少一量规所产生的信号。

于本发明的另一面向中，所述切线方向定义为沿着所述力矩输入部与所述至少一力矩输出部的外切(external common tangent)或内切(internal common tangent)的方向，所述准切线方向定义为沿着一直线的方向，所述直线的斜率是介于所述外切的斜率及所述内切的斜率之间。

于本发明的另一面向中，所述切线方向定义为沿着以所述力矩输入部的中心为圆心，半径为10至100毫米，较佳为30至45毫米的圆，与以所述至少一力矩输出部的中心为圆心，半径为4至6毫米，较佳为5毫米的圆的外切或内切的方向，所述准切线方向定义为沿着一直线的方向，所述直线的斜率是介于所述外切及所述内切的斜率之间。

于本发明的另一面向中，所述爪盘具有至少一臂部及一中央部，且所述至少一力矩输入部位于所述中央部，而所述至少一力矩输出部位于所述至少一臂部，且其中每一臂部相对于从所述力矩输入部的中心至对应的力矩输出部的中心的连线是呈非对称状。

于本发明的另一面向中，所述爪盘具有至少一臂部及中央部，且所述至少一臂部并未径向地自所述中央部延伸。

于本发明的另一面向中，所述至少一臂部是顺时针或逆时针倾斜地自所述中央部延伸。