專利名稱：用于控制多個自行車操作特性的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自行車控制裝置，更特別地，涉及一種用于控制多個自行車操作特性的設備的各種特征。
背景技術：
自行車具有若干個操作部件。例如，自行車傳動裝置可包括多個前鏈輪和多個后鏈輪，其中多個前鏈輪安裝用于隨著腳蹬而轉動，而多個后鏈輪安裝用于隨著后車輪而轉動。為了改變自行車傳動裝置的齒輪比，前變速器切換鏈，以接合各個前鏈輪，并且后變速器切換鏈以接合各個后鏈輪。因為接合前鏈輪和后鏈輪的特定組合所需的鏈的長度根據所選擇的鏈輪組合而改變，該鏈必須足夠長以接合最大的前鏈輪和最大的后鏈輪，并且一些機構必須設置用于在鏈接合較小的鏈輪組合時保持鏈的松弛。通常，后變速器設置有鏈引導件，該鏈引導件包括上引導鏈輪和下張緊鏈輪，并且該鏈引導件被彈簧偏壓而轉動，從而保持鏈的松弛。當自行車在崎嶇地形上騎行時，所導致的顛簸和振動可克服鏈引導件彈簧的偏壓力，并且該鏈引導件可在鏈松弛的方向上轉動。這種不期望的轉動增大了鏈從當前接合的鏈輪上脫離和/或被俘獲在相鄰鏈輪之間的風險。為了克服這些問題，已經開發(fā)了用于鏈引導件的各種運動阻尼機構。例如，標題為具有轉動阻力的自行車變速器的美國專利申請12/895，705公開了一種自行車變速器，該自行車變速器包括基部構件、可動構件和鏈引導件，該可動構件可動地連接到基部構件，該鏈引導件連接到可動構件以用于繞著轉動軸線轉動。一種阻力施加元件將阻力施加給鏈引導件的轉動運動，以及一種阻力控制元件操作地連接到阻力施加元件，以使得在阻力控制元件布置在相應的第一位置和第二位置時，阻力施加元件將不同的第一阻力和第二阻力施加給鏈引導件的轉動運動。—些自行車包括前懸架元件和/后懸架元件。該前懸架元件典型地包括一對減震器，該一對減震器形成前車輪叉架的腿部的相對部分，后懸架部件典型地包括減震器，該減震器的一個端部安裝到車架的前部部分而另一端部安裝到樞轉的后部擺動臂，該樞轉的后部擺動臂支承后車輪。在任何情況下，減震器通常包括外部管狀懸架構件和軸向嵌套的內部管狀懸架構件。活塞具有外部周邊表面，該外部周邊表面密封地且可滑動地接合內部管狀懸架構件的內部周邊表面，以形成壓縮室，可壓縮流體(諸如空氣)設置在該壓縮室中。活塞通過活塞桿連接到外部管狀懸架構件。一些減震器包括設置在活塞的相對側面上的獨立室(separate chamber)，以使得可控制其它操作參數(shù)(諸如騎行高度或行程)。一些減震器被構造為允許騎行人改變多個操作參數(shù)，以適應變化的騎行情形。一些參數(shù)包括彈簧預加載量(用于使用盤簧的減震器)、壓縮阻尼(用于控制減震器縮回速度)、彈回阻尼(用于控制減震器伸展速度)、平臺阻尼(用于抑制由腳蹬作用力所導致的減震器的擺動)、缸壓力、缸容積、以及閉鎖(打開和關閉正常減震功能的能力)。自行車通常還包括可調節(jié)的車座。典型的自行車車座包括安裝在車座柱上的鞍座。該車座柱的尺寸適于插入到自行車車架的車座管中，并且夾緊部用于圍繞車座柱夾緊車座管，從而將鞍座保持在期望的高度。一些自行車包括具有齒輪的電動機，該齒輪接合車座柱上的齒輪齒，以使得電動地調節(jié)鞍座高度并將鞍座保持在期望的高度。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種用于控制多個自行車操作特性的設備的各個特征。在一個實施例中，自行車操作特性控制設備包括第一自行車部件和第二自行車部件，其中，第二自行車部件可從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)。第一自行車部件包括基部構件，該基部構件用于連接到自行車車架；可動構件，該可動構件被連接成相對于基部構件運動；以及鏈引導件，該鏈引導件連接到可動構件，以用于響應于可動構件的運動而在多個鏈輪之間引導鏈。偏壓裝置將偏壓力提供給鏈引導件，以用于張緊該鏈，轉動阻力改變裝置改變鏈引導件相對于可動構件的轉動阻力。第一自行車部件和第二自行車部件操作地連接，以使得鏈引導件的轉動阻力隨著第二自行車部件的狀態(tài)改變而改變。附加的創(chuàng)造性特征將通過下列描述變得明顯，這些特征可與上述特征相結合以便提供附加的優(yōu)點。


圖1是一種自行車側視圖，該自行車包括可調節(jié)元件的特定實施例；圖2是圖1中所示的自行車的手把安裝部件的特定實施例的詳細圖；圖3是控制機構的特定實施例的框圖；圖4是操作地連接到兩個其他的自行車部件的人工操作的控制裝置的示意圖；圖5是操作地連接到兩個其他的自行車部件的人工操作的控制裝置的另一個實施例的示意圖；以及圖6是操作地連接到兩個或更多其他的自行車部件的人工操作的控制裝置的示意圖。
具體實施例方式圖1是自行車10的側視圖，該自行車包括可調節(jié)元件的特定實施例。在該實施例中，自行車10是呈山地自行車形式的運動自行車，該自行車包括前車架部分14 ;后車架部分18，該后車架部分通過樞轉軸22可樞轉地連接到前車架部分14 ;后懸架部件26，該后懸架部件具有通過樞轉軸30可樞轉地連接到前車架部分14的前端部和通過樞轉軸34可樞轉地連接到后車架部分18的后端部；前叉架38，該前叉架可轉動地安裝到前車架部分14 ；該自行車包括一對前懸架部件40、安裝在前叉架38的上部部分的手把組件41、可轉動地附設到前叉架38的下部部分的前車輪42、可轉動地附設到后車架部分18的后部的后車輪46、用于制動前車輪42的前車閘48、用于制動后車輪46的后車閘50以及驅動機構52。驅動機構52包括腳蹬曲柄54，該腳蹬曲柄包括一對帶有附設的腳蹬62的曲柄臂58 ;多個前鏈輪64，該多個前鏈輪附設到腳蹬曲柄54 ;多個后鏈輪68，該多個后鏈輪附設到后車輪46 ;鏈72 ;電控的前變速器傳動裝置76，該電控的前變速器傳動裝置用于將鏈72與多個前鏈輪64中的可選擇的一個接合；以及電控的后變速器傳動裝置80，該電控的后變速器傳動裝置用于將鏈72與多個后鏈輪68中的可選擇的一個接合。前變速器位置傳感器(78，圖3)操作地連接到前變速器傳動裝置76，以便檢測前變速器傳動裝置76的位置以及因而檢測由鏈72當前接合的前鏈輪64的位置。后變速器傳動裝置80具有傳統(tǒng)的結構，包括基部構件80a (圖3)，可動構件80b，該可動構件可動地連接到基部構件80a ;以及鏈引導件80c，該鏈引導件連接到可動構件80b以用于繞著轉動軸線轉動。后變速器位置傳感器82操作地連接到后變速器傳動裝置80，以便檢測后變速器傳動裝置80的位置以及因而檢測由鏈72當前接合的后鏈輪68的位置。轉動阻力改變裝置83操作地連接到后變速器傳動裝置80，以將阻力施加給鏈引導件80c相對于可動構件80b的轉動。基部構件80a、可動構件80b、鏈引導件80c、轉動阻力改變裝置83以及后變速器傳動裝置80的相關聯(lián)的聯(lián)接裝置優(yōu)選地根據上面提及的美國專利申請12/895，705的教導進行構造，其中阻力施加元件以及相應的阻力控制單元用于選擇性地將阻力施加給在此所公開的鏈引導件相對于可動構件的轉動。驅動控制單元84設置用于電操作(例如，按壓、滑動或轉動)機械部件(例如，桿、凸輪或按鈕)，所述機械部件用于控制施加給鏈弓I導件80c的阻力以及用于使鏈弓I導件80c從一個鏈輪運動到另一個鏈輪。呈鞍座86形式的自行車車座通過車座柱88安裝到前車架部分14，該車座柱可伸縮地裝配在前部車架部分14的車座管92內。車座位置傳感器96安裝到車座管92，并且與車座柱88協(xié)作，以檢測鞍座86相對于車座管92的位置。車座位置驅動器(98，圖3)安裝在車座管92內，并且連接到車座柱88，以調節(jié)鞍座86的高度。車座位置驅動器98可以是電動機(諸如螺桿傳動電動機)，或者車座位置驅動器可以是氣動馬達、液壓流體馬達等。車座位置傳感器96可包括可變的電阻(諸如安裝到車座管92的接觸片和安裝到車座柱88的電刷)；電位計，該電位計具有安裝到車座管92的齒輪軸和形成在車座柱88中或安裝到車座柱的齒條；光學傳感器，該光學傳感器包括安裝到車座管的光電晶體管和安裝到車座柱88的遮蔽條；內部安裝的壓力傳感器(在氣動馬達或液壓驅動馬達的情況下)或其他適當?shù)膫鞲衅?。如圖2中所示，相應的抓持件100a、IOOb以及制動桿104a、104b設置在手把組件41的兩端部上。制動桿104a連接到前車輪閘48以用于制動前車輪42，而制動桿104b連接到后車輪閘50以用于制動后車輪46。指令單元108a、108b分別設置在抓持件IOOaUOOb和制動桿104a、104b的內部，以及自行車特性控制單元112附設到手把組件41的中心部分。指令單元108a和108b用于切換前變速器傳動裝置76和后變速器傳動裝置80，以用于控制鞍座86的高度和用于控制后懸架26和前懸架40的操作特性。更具體地，前調高速按鈕116a、前調低速按鈕116b、車座升高按鈕116c和前懸架控制按鈕116d設置在指令單元108a中，而后調高速按鈕118a和后調低速按鈕118b、車座調低按鈕118c和后懸架控制按鈕118d設置在指令單元108b中。在該實施例中，調高速按鈕116a和118a將信號提供給自行車特性控制單元112，以用于通過一個齒輪比而分別調高速前變速器傳動裝置76和后變速器傳動裝置80，而調低速按鈕116b和118b將信號提供給自行車特性控制單元112，以用于通過一個齒輪比而分別調低速前變速器傳動裝置76和后變速器傳動裝置80。車座升高按鈕116c將信號提供給自行車特性控制單元112，以升高鞍座86，而車座調低按鈕118c將信號提供給自行車特性控制單元112，以降低鞍座86。前懸架控制按鈕116d和后懸架控制按鈕118d將信號提供給自行車特性控制單元112，以分別控制前懸架40和后懸架26的多個功能。下面將更詳細地描述這些功能。如圖3所示，自行車特性控制單元112通過適當?shù)牟季€而電連接至與指令單元108a、108b相關聯(lián)的電子部件、電連接到與后懸架26相關聯(lián)的電子部件、電連接到與前懸架40相關聯(lián)的電子部件、電連接到與前變速器傳動裝置76相關聯(lián)的電子部件、電連接到與后變速器傳動裝置80相關聯(lián)的電子部件以及電連接到與鞍座86相關聯(lián)的電子部件。當然，自行車特性控制單元112可通過適當?shù)臒o線通信裝置操作地連接到這些部件中任何一個。自行車特性控制單元112包括控制器單元122，該控制器單元包括CPU126、存儲器130、用于從車座位置傳感器96接收車座位置信號的車座位置信號接收器131、用于從前變速器位置傳感器76和后變速器位置傳感器82接收齒輪位置信號的齒輪位置信號接收器132、提供控制信號以控制后懸架元件26和前懸架元件40的操作參數(shù)的懸架控制單元133、提供控制信號以控制施加給鏈引導件80c阻力的阻力控制單元135 ;用于顯示當前齒輪比和其他信息的顯示單元134 ;動力開關136 ;模式開關138 ;以及后變速器阻力控制開關140。CPU126是一種根據存儲在存儲器130中的信息進行操作的可編程處理器。車座位置信號接收器131和齒輪位置信號接收器132可包括適當?shù)妮斎虢K端和緩沖存儲器，以通過控制程序而將輸入信號轉換成適當?shù)膽眯盘?，它們包括無線接收器、光接收器等。動力開關136將自行車特性控制單元112打開和關閉。模式開關138改變自行車特性控制單元112的操作模式，并且可與前懸架控制按鈕116d和后懸架控制按鈕118d聯(lián)合使用，以選擇和控制后懸架元件26和前懸架元件40的期望功能。阻力控制開關140用于控制轉動阻力改變裝置83的用戶可控制的操作參數(shù)。如圖2中所示，自行車特性控制單元112包括箱形殼體142。顯示單元134、動力開關136、模式開關138和阻力控制開關140布置在殼體142的上表面上。如圖1和3中所示，自行車特性控制單元112通過連接器單元146連接到與前變速器傳動裝置76相關聯(lián)的電子部件，連接到與后變速器傳動裝置80相關聯(lián)的電子部件，連接到與后懸架元件26相關聯(lián)的電子部件，以及連接到與前懸架元件40相關聯(lián)的電子部件。在該實施例中，前懸架元件40包括一對氣動的減震器。如圖3中示意性示出的，每個減震器包括第一構件(例如，活塞)148，該第一構件相對于第二構件(例如，缸腔)150運動。外部調節(jié)元件設置用于下述操作用于低速壓縮阻尼和高速壓縮阻尼(例如，驅動器控制單元154、162以及用于每個設置的獨立的桿操作的調節(jié)旋鈕158、166)，用于沖程(活塞沖程或壓縮室容積)(例如驅動器控制單元170和桿操作的調節(jié)旋鈕174)，用于空氣室壓力(例如，驅動器控制單元178和空氣閥182)，用于彈回阻尼(例如，驅動器控制單元186和桿操作的調節(jié)旋鈕190)，用于閉鎖致動(例如，驅動器控制單元194和桿操作的致動旋鈕198)，用于閉鎖力調節(jié)(例如，驅動器控制單元200和桿操作的調節(jié)旋鈕202)，以及用于高度調節(jié)(例如，驅動器控制單元204和桿操作的調節(jié)旋鈕或閥206)。在該實施例中，后懸架元件26包括空氣和油聯(lián)合操作的減震器，該減震器包括第一構件(例如活塞)207，該第一構件通過典型的外部彈簧(附圖中未示出)相對于第二構件(例如，缸腔)208運動。外部調節(jié)元件設置用于進行下述操作用于彈簧預加載(例如，驅動器控制單元210和桿操作的調節(jié)螺母214)，用于低速壓縮阻尼和高速壓縮阻尼(例如，驅動器控制單元218、222以及用于每個設置的獨立的桿操作的旋鈕226、230)，用于空氣室壓力調節(jié)(例如，驅動器控制單元234和空氣壓力調節(jié)閥238)，用于空氣室容積調節(jié)(例如，驅動器控制單元242和桿操作的調節(jié)螺旋246)，用于彈回阻尼(例如，驅動器控制單元250和桿操作的調節(jié)旋鈕254)，用于閉鎖致動(例如，驅動器控制單元258和桿操作的致動旋鈕262)，用于閉鎖力調節(jié)(例如，驅動器控制單元266和桿操作的調節(jié)旋鈕270)，用于平臺(防搖擺)調節(jié)(例如，驅動器控制單元274和桿操作的致動閥278)，以及用于高度調節(jié)(例如，驅動器控制單元280和桿操作的調節(jié)旋鈕或閥282)?？諝馐覊毫腿莘e調節(jié)可用于調節(jié)主要空氣室的壓力和容積，或者用于調節(jié)平臺(腳蹬)阻尼。例如，這些參數(shù)調節(jié)的實例可在由Fox和Manitou銷售的當前減震器中發(fā)現(xiàn)。用于以連續(xù)方式(例如，后懸架部件26和前懸架部件40的壓縮阻尼，后變速器傳動裝置80的轉動阻力)進行調節(jié)的調節(jié)元件的驅動器單元可包括連續(xù)運動的馬達或者一些其他適當?shù)鸟R達以及位置傳感器(電位計、阻力位置傳感器、光學位置傳感器、接觸開關等)，該位置傳感器指示相關聯(lián)的旋鈕、桿或其他調節(jié)元件的操作位置。如果期望的話，每個驅動器控制單元可包括其自己的微處理器，以用于響應于由懸架控制單元133和阻力控制單元135所提供的信號來控制其相關聯(lián)的馬達的操作，以及用于將狀態(tài)信號提供給控制單元122。類似地，用于以離散增量進行調節(jié)(例如，后懸架元件26和前懸架元件40的三級沖程調節(jié)、用于后變速器傳動裝置80的多級阻力調節(jié)(低、中、高等))的調節(jié)元件的驅動器控制單元可包括步進馬達或者一些其他適當馬達以及位置傳感器和任何期望的附加微處理器，該位置傳感器指示相關聯(lián)的旋鈕、桿或其他調節(jié)元件的操作位置。用于以打開/關閉方式(例如，后懸架元件26和前懸架元件40的閉鎖致動，以及用于后變速器傳動裝置80的開/關(0N/0FF)阻力)操作的調節(jié)元件的驅動器控制單元可包括螺線管或者一些其他適當?shù)尿寗悠饕约拔恢脗鞲衅骱腿魏纹谕郊拥奈⑻幚砥?，該位置傳感器指示相關聯(lián)的旋鈕、桿或其他調節(jié)元件的操作位置。在該實施例中，與后懸架26相關聯(lián)的電子部件、與前懸架40相關聯(lián)的電子部件、與后變速器傳動裝置80相關聯(lián)的電子部件以及與鞍座86相關聯(lián)的電子部件操作地聯(lián)接，以使得對于一個部件的改變導致對于至少一個其他部件的狀態(tài)或操作特性(例如，第一構件相對于第二構件的位置、運動、壓力或容積關系)的改變。下列表格提供了當用于后變速器傳動裝置80的轉動阻力改變裝置83具有基本的開/關操作時各個部件聯(lián)合操作的實例。
權利要求
1.一種自行車操作特性控制設備，包括 呈后變速器形式的第一自行車部件，所述第一自行車部件包括 基部構件，所述基部構件用于連接到自行車車架； 可動構件，所述可動構件被連接成相對于所述基部構件運動； 鏈引導件，所述鏈引導件連接到所述可動構件，以用于響應于所述可動構件的運動而在多個鏈輪之間引導鏈； 偏壓裝置，所述偏壓裝置將偏壓力提供給所述鏈引導件，以用于張緊所述鏈；以及 轉動阻力改變裝置，所述轉動阻力改變裝置改變所述鏈引導件相對于所述可動構件的轉動阻力；以及 第二自行車部件，所述第二自行車部件能從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)； 其中，所述第一自行車部件和所述第二自行車部件操作地連接，以使得所述鏈引導件的轉動阻力隨著所述第二自行車部件的狀態(tài)改變而改變。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述設備大致同時改變所述鏈引導件的轉動阻力和所述第二自行車部件的狀態(tài)。
3.根據權利要求1所述的設備，其中，在所述設備改變所述第二自行車部件的狀態(tài)之后，所述設備改變所述鏈弓I導件的轉動阻力。
4.根據權利要求1所述的設備，其中，在所述設備改變所述鏈引導件的轉動阻力之后，所述設備改變所述第二自行車部件的狀態(tài)。
5.根據權利要求1所述的設備，所述設備還包括控制裝置，所述控制裝置操作地連接到第一操作特性改變構件以及連接到所述第二自行車部件，以便選擇性地改變所述鏈引導件的轉動阻力和所述第二自行車部件的狀態(tài)。
6.根據權利要求1所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括自行車車座。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，所述第二自行車部件的狀態(tài)包括所述自行車車座的位置。
8.根據權利要求7所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括用于移動所述自行車車座的馬達。
9.根據權利要求1所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括自行車懸架部件。
10.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括前懸架。
11.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括后懸架。
12.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二自行車部件的狀態(tài)包括所述懸架的高度或行程。
13.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二自行車部件的狀態(tài)包括所述懸架的運動。
14.根據權利要求13所述的設備，其中，所述第二自行車部件的狀態(tài)包括所述懸架的閉鎖狀態(tài)。
15.根據權利要求1所述的設備，其中，所述設備電連接到第一操作特性改變構件或第二自行車部件中的至少一個。
16.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制裝置機械連接到第一操作特性改變構件或第二自行車部件中的至少一個。
17.根據權利要求1所述的設備，所述設備還包括第三自行車部件，所述第三自行車部件能從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)，其中，所述第一自行車部件、第二自行車部件和第三自行車部件操作地連接，以使得所述鏈引導件的轉動阻力隨著所述第二自行車部件和第三自行車部件的狀態(tài)改變而改變。
18.根據權利要求17所述的設備，其中，所述第二自行車部件包括自行車懸架部件，所述第三自行車部件包括自行車車座。
全文摘要
一種自行車操作特性控制設備包括第一自行車部件和第二自行車部件，其中第二自行車部件可從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)。第一自行車部件包括基部構件，該基部構件用于連接到自行車車架；可動構件，該可動構件被連接成相對于基部構件運動；以及鏈引導件，該鏈引導件連接到運動構件，以用于響應于可動構件的運動而在多個鏈輪之間引導鏈。偏壓裝置將偏壓力提供給鏈引導件以用于張緊該鏈，轉動阻力改變裝置改變鏈引導件相對于可動構件的轉動阻力。第一自行車部件和第二自行車部件操作地連接，以使得鏈引導件的轉動阻力隨著第二自行車部件的狀態(tài)改變而改變。
文檔編號B62M25/04GK103029790SQ20121012637
公開日2013年4月10日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2011年10月5日
發(fā)明者山口壯太, 謝花聰 申請人:株式會社島野