[发明专利]用于踏板驱动的车辆的性能表现感测系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于踏板驱动的车辆例如公路自行车的性能表现测量系统的技术领域。更具体地，本发明涉及用于自行车例如公路自行车或山地自行车等中的实时动力测量系统。

背景技术

骑行动力计量仪是脚踏车上测量骑手动力输出的装置。大多数骑行动力计量仪使用应变仪来测量所施加的扭矩，并结合角速度来计算动力。使用应变仪的动力计量仪安装在底部支架、后自由轮轴或曲柄组中。一些新型装置不使用应变仪而是通过把手安装单元来测量动力，该把手安装单元通过测量骑自行车的人的相对作用力(重力、风阻、惯性、滚动阻力)并将这些相对作用力与速度结合利用牛顿第三定律的原理来确定骑手的动力输出。

动力计量仪通常与安装在把手上的计算机一起使用，该计算机显示关于骑手产生的动力输出的信息例如瞬时、最大和平均功率。这些计算机中的绝大部分也用作综合自行车计算机，可以测量和显示心率以及骑行速度、距离和时间。

市场上目前有不同类型的动力计量仪。

曲柄组动力计量仪经由安放在曲柄星形轮中的应变仪测量施加在两个踏板上的扭矩。对动力的计算源于应变仪的偏转和踩踏节奏。这些系统需要曲柄允许一定量的挠曲，以使系统能工作。然而，曲柄的挠曲意味着材料的摩擦，这导致动力损失。此外，该系统固定地安装到自行车并且需要特定的工具和技术来安装。这使得几乎不可能将该系统转移到另一自行车。最后，接近1kg的重量使得该系统相当重和昂贵，并且不能区分左腿或右腿。

自由转轮动力计量仪使用与曲柄动力计量仪中相同的应变仪，但该应变仪位于后轮毂并在驱动链后面测量动力。这些系统基本患有与前述曲柄组动力计量仪相同的缺点。此外，这些系统由于动力经由链条转换而受到其他错误源/由于链条和链轮而受到损失，最后，由于曲柄和所用齿轮/链轮之间的比率差，这些系统只允许平均测量。

另一种类型的动力计量仪基于链条摆动的测量。在链条单元的核心主要是安装到自行车后下叉的吉他拾音器(guitarpick-up)。利用该系统，拾音器检测链条摆动和速度并通过数学的方式将其转变为动力输出。对于上述类型的动力计量仪，基于链条的计量仪系统固定地安装到自行车并需要特定的工具和技术来安装。这使得几乎不可能将该系统转移到另一自行车。此外，这些系统尤其在高输出量下相当不精确和不可靠，并且不能区分左腿或右腿。

这使得目前可用于自行车性能表现测量的系统要么昂贵要么不精确。这些系统还沉重(难以承受)并难以安装。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可减少至少一些上述缺点的用于踏板驱动的车辆的改进的性能表现感测系统。这个目的通过权利要求1中所述的发明来实现。

本发明总体上涉及一种自行车性能表现测量系统，包括至少一个膜式压力传感器，并构造用于设置在自行车鞋中。优选地，该系统包括与自行车计算机或其他硬件通信的通信界面。本发明的一方面涉及自行车鞋，包括基于一个或多个膜式压力传感器的自行车性能表现测量系统。

一种用于根据本发明的踏板驱动的车辆的性能表现感测系统包括至少一个传感器单元和可操作地连接到所述至少一个传感器单元的处理单元，所述至少一个传感器单元用于感测与所述踏板驱动的车辆的使用者的动力输出相关联的参数，所述处理单元用于处理从所述至少一个传感器单元接收到的数据并用于存储和/或显示与使用者产生的动力输出相关联的信息。根据本发明，至少一个传感器单元布置在所述使用者的鞋类物品内部，所述至少一个传感器单元包括用于检测由使用者施加在所述踏板驱动的车辆的踏板上的压力的至少一个压力传感器。

与现有技术的动力测量装置相比，根据本发明的系统包括安装或设置在踏板驱动的车辆的使用者的通常是自行车鞋的鞋类物品中的传感器单元。这意味着，该系统不是安装在自行车本身上，因此可容易地转移到另一自行车。此外，该系统不依赖自行车的曲柄或踏板的柔性。

在本发明的优选实施例中，所述至少一个传感器单元包括可操作地联接到所述压力传感器的电子控制模块，其中，所述电子控制模块构造用于记录传感器数据并将由所述传感器模块记录的数据传送到所述处理单元。在该实施例中，处理单元接收传感器单元的“原始”数据，并对与动力配置相关的让人感兴趣的值进行计算。