用于踏板心轴的电连接器 |
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申请号 | CN201380007044.0 | 申请日 | 2013-12-04 | 公开(公告)号 | CN104170184A | 公开(公告)日 | 2014-11-26 |
申请人 | 佳明瑞士有限责任公司; | 发明人 | C·J·汉舍; | ||||
摘要 | 本 发明 提供一种用于 踏板 心轴 中的 电子 装置的 电连接器 。电连接器可以具有多个同心间隔的电触头 垫片 和心轴连接器。电触头垫片可以配合在踏板心轴内并且电连接到踏板心轴中的电子装置。心轴连接器可以具有 外壳 和从外壳延伸的多个导电元件,例如探针。外壳可以尺寸确定成并且成形为与邻近电触头垫片的踏板心轴的端部配合。当外壳与踏板心轴的端部配合时导电元件或探针均可以 接触 电触头垫片中的一个。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于与踏板心轴相联的电子装置的电连接器,所述电连接器包括: |
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说明书全文 | 用于踏板心轴的电连接器背景技术[0002] 本技术的实施例提供一种用于踏板心轴(例如附连到曲柄臂的自行车踏板心轴)中的电子装置的电连接器。电连接器可以将踏板心轴内的传感器与踏板心轴外部的电池和发射器电连接。传感器与电源和无线发射器之间的电连接可以在心轴的螺纹部分内形成,所述螺纹部分与曲柄臂的螺纹孔配合,由此将踏板心轴和曲柄臂固定。 [0003] 本技术的实施例提供一种电连接器,所述电连接器可以将踏板心轴内的传感器与踏板心轴外部的电池和/或发射器连接,而不管当拧接到曲柄臂中或以另外方式安装在曲柄臂上时踏板心轴的最后安装角。电连接器的实施例可以包括多个同心间隔的电触头和心轴连接器。电触头可以配合在踏板心轴内并且电连接到心轴中的电子装置。心轴连接器可以具有外壳和从外壳延伸或布置在外壳内的多个导电元件,例如探针、垫片或其它元件。外壳可以尺寸确定成并且成形为与邻近电触头垫片的踏板心轴的端部配合。外壳也可以容纳与导电元件或探针电气地和/或通信地联接的电源、无线发射器或其它电子装置。当外壳与踏板心轴的端部配合时,导电元件均可以接触电触头中的一个。 [0004] 提供该总结是为了以简化形式介绍在以下详细描述中进一步描述的概念选择。该总结既不旨在确定权利要求的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制权利要求的主题的范围。从实施例的以下详细描述和附图将显而易见本技术的其它方面和优点。 附图说明[0005] 下面参考附图详细地描述本技术的实施例,其中: [0006] 图1是具有踏板的自行车的局部透视图,根据本技术的各实施例构造的电连接器可以附连到所述踏板上; [0007] 图2是附连到图1的自行车的曲柄臂和踏板心轴的电连接器的透视图; [0008] 图3是图2的踏板心轴、曲柄臂和电连接器的分解局部透视图; [0009] 图4是图2的踏板心轴、曲柄臂和电连接器的横截面透视图; [0010] 图5是图2的电连接器的局部横截面透视图,示出接触电连接器的电触头垫片的电连接器的探针; [0011] 图6是图2的电连接器和踏板心轴的局部分解透视图,示出图5的电触头垫片;以及 [0012] 图7是电连接器和踏板心轴的另一局部分解透视图,示出图5的探针。 [0013] 附图不将本发明限制到本文中公开和描述的具体实施例。附图不必按比例绘制,而是侧重于清楚地示出本技术的原理。 具体实施方式[0014] 本技术的以下详细描述参考附图,所述附图示出可以在其中实施本技术的具体实施例。实施例旨在足够详细地描述本技术的方面以使本领域的技术人员能够实施本技术。可以使用其它实施例并且可以进行变化而不脱离本技术的范围。因此不在限制意义上进行以下详细描述。本技术的范围仅仅由附带的权利要求以及这样的权利要求有权享有的等效物的完整范围限定。 [0015] 在该描述中,提及“一个实施例”、“实施例”或“多个实施例”表示所提及的一个或多个特征包括在本技术的至少一个实施例中。在该描述中独立地提及“一个实施例”、“实施例”或“多个实施例”不一定指的是相同实施例并且也不是相互排斥的,除非这样说明和/或除非本领域的技术人员从描述将显而易见。例如,在一个实施例中描述的特征、结构、操作等也可以包括在其它实施例中,但是不是必须被包括的。因此,本技术可以包括本文中所述的实施例的各种组合和/或集成。 [0016] 本技术的实施例涉及用于附连到踏板心轴的电连接器。通过具体引用包含在本文中的美国专利第8,011,242号(2009年7月29日提交)公开了一种可以集成到自行车的踏板心轴中的传感器装置。这样的踏板心轴电子装置和布置在踏板心轴外部的其它踏板安装电子装置可以由自行车手使用以测量在骑车期间生成的踏板力、运动和其它度量。然而,由于踏板经由曲柄臂围绕自行车框架旋转,因此使用单电缆电联接踏板和自行车框架可能是不受欢迎的或不可能的。此外,心轴内的空间限制可使得不可能安装传感器、电源和用于将传感器读数发送到用于用户的显示器或另一装置的无线发射器。在多数情况下,制造心轴的耐用材料可能不允许无线信号容易地传输通过其中。本技术的实施例提供一种电连接器,所述电连接器可以将踏板心轴内的传感器与踏板心轴外部的电池和/或发射器连接,而不管当拧接到曲柄臂中或以另外方式安装在曲柄臂上时踏板心轴的最后安装角。 [0017] 现在将参考附图更详细地描述本技术的实施例。首先参考图1-7,示出电连接器10,所述电连接器将与踏板心轴12关联的电子装置与心轴12外部的其它电子装置连接。心轴12可以是本领域中已知的任何踏板心轴,例如自行车踏板心轴、静止自行车心轴、明轮船心轴等。例如,如图1中所示,心轴12可以固定到自行车16上的曲柄臂14,踏板18可旋转地附连到心轴12。如图3中所示,心轴12可以具有在其外表面上形成有螺纹的螺纹部分 34,并且曲柄臂14可以具有通过其中形成的孔36,所述孔具有在其内表面上形成的螺纹,使得心轴12的螺纹部分34可以旋拧到曲柄臂14的孔36中。在一些配置中,心轴12具有标准化尺寸以允许与出现在常用自行车上的常规曲柄臂联接。 [0018] 电连接器10可以将如图4中所示的心轴12内的传感器20与如图3中所示的心轴12外部的电源22和/或通信装置24电联接。在本技术的一些实施例中,如图3中所示,心轴12可以具有形成于心轴12的内表面中的腔或通道38以与如本文中随后所述的电连接器10的保持元件配合。 [0019] 图4中所示的传感器20可以是位于心轴12的中空部分内的应变计并且可以配置成确定由骑行者施加到自行车踏板的力。例如,传感器20可以包括上面通过引用合并于本文中的美国专利第8,011,242号中所述的传感器装置,所述传感器装置包括联接到基片的多个传感器,以及联接到传感器和基片的配线,它们全部容纳在心轴12内。然而,可以使用配置成用于放置在心轴12内、上和/或周围的其它传感器而不脱离本技术的范围。因此,例如,连接器10可以与位于心轴12的内部、心轴12的外部、踏板18的外部、踏板18的内部、它们的组合等的电子装置联接。 [0020] 图3中所示的电源22将电力提供给传感器20和/或通信装置24并且可以直接地或间接地与其联接。电源22可以包括常规电源元件,例如电池、电池组等。电源22也可以包括电力管道、连接器和可操作地接收电池、电池连接器或电缆的容座。例如,电源22可以同时包括允许便携操作的电池和用于接收来自外部源功率的功率输入件。电源22的这样定位允许用户容易地更换与电源22关联的电池而不用去除踏板18或心轴12。 [0021] 图3中所示的通信装置24允许传感器20使用无线数据传送方法、例如ANT、WiFi(802.11)、Wi-Max、蓝牙、超宽带、红外、蜂窝电话、射频等与通信网络无线地通信。例如,通信装置24可以是无线发射器。然而,通信装置24可以使用有线连接、例如以太网电缆与通信网络联接,并且不限于无线方法。 [0022] 作为电源22和通信装置24的附加或替代,连接器10可以将传感器20与其它电子装置联接,例如显示器、灯、处理和存储元件、其它传感器、它们的组合等。 [0023] 电连接器10广泛地包括布置在心轴12内的电触头垫片26和布置在心轴12外部的心轴连接器28,如图3-7中所示。电触头垫片26可以是安装在圆形电路板或其它非导电表面上并且与同心轴12关联的传感器20中的至少一个电联接的基本连续的同心圆形电触头垫片,如图3和6中所示。例如,电触头垫片26可以是形成同心环的两个或更多个薄板,其彼此间隔开并且均由导电材料制造。如图6中所示,电触头垫片26中的最外部的第一个(P1)可以具有比电触头垫片26中的下一个相邻的第二个(P1)更大的直径。类似地,电触头垫片26中的第三个(P3)可以具有比电触头垫片26中的第二个(P2)更小的直径。电触头垫片26中的最内部的第四个(P4)可以为圆形,有或没有通过其中心的孔。然而,电触头垫片26可以具有其它间隔开的、基本同心的尺寸逐渐减小的几何形状而不脱离本技术的范围。在一些配置中,电触头垫片26中的至少一个可以配置成连接到传感器20以将操作功率提供给它们,并且电触头垫片26中的另一个可以配置成将通信信号发送给传感器20。例如,导线或导电带40可以将电触头垫片26与传感器20物理地连接。 [0024] 心轴连接器28可以包括外壳30和多个探针32或其它导电元件,所述导电元件当外壳30安装到心轴12和/或曲柄臂14上时配置成电触头电触头垫片26。外壳30可以配置成用于安装到心轴12和/或曲柄臂14上并且可以大体上包括常规和耐用材料,例如ABS、塑料、金属等,以保护封闭的和关联的元件。外壳30可以具有任何尺寸、形状和配置以容纳探针32、电源22和/或通信装置24,如图3中所示。此外,外壳30可以容纳导线42,如图5中所示,或配置成在探针32和电源22或通信装置24之间传输功率和通信信号的其它元件。在一些配置中,使用多个分离外壳以独立地保持探针32和其它电子装置,例如电源22和/或通信装置24。 [0025] 在本技术的一些实施例中,如图3中所示,外壳30可以包括配置成在其中容纳探针32的探针容纳部分44、配置成在其中容纳导线42的导线容纳部分46、配置成在其中容纳电源22和/或通信装置24的电子装置容纳部分48、和/或耐用附连部分50,所述耐用附连部分具有通过其中形成的孔52并且配置成在心轴12的一部分上滑动以便与其附连。探针容纳、导线容纳和电子装置容纳部分44-48可以由塑料、橡胶等制造。耐用附连部分50可以由刚性金属、例如用于形成心轴12的金属制造。此外,外壳30可以尺寸确定成并且配置成将间隙提供给自行车链条。 [0026] 探针容纳部分44可以具有内面54、侧面56和外面58。探针32可以从内面突出。当心轴连接器28安装到心轴12时,内面54可以面对电触头垫片26。侧面56可以在内面 54和外面58之间连续地延伸。例如,侧面56可以大体上为圆柱形并且配置成当心轴连接器28安装到心轴12时配合在心轴12的螺纹部分34内。当心轴连接器28安装到心轴12时,外面58可以位于心轴12的外部。外面58可以占据足够大面积以防止外面58被推动到心轴12中。外面58也可以配置成用于连接到和/或接收导线容纳部分46的一部分。 [0027] 侧面56可以具有从内面54向外延伸的第一成角肩部60、从外面58向内延伸的第二成角肩部62、以及形成于内面54和外面58之间的两个连续的、间隔开的通道64、66。第一和第二成角肩部60、62可以是具有相对于它们的相邻表面成任何角的倒角面,并且可以帮助插入心轴12内和从心轴12断开。在本技术的一些实施例中,第一成角肩部60和第二成角肩部62均可以具有相对于它的相邻内面54或外面58的、在10度到70度的范围内的角。例如,第一和/或第二成角肩部可以具有相对于它的相邻内面54或外面58的30度的角。 [0028] 连续的、间隔开的通道64、66可以包括第一通道64和第二通道66。第一通道64可以最靠近外面58定位并且可以具有放置在其中的垫圈68,并且可以从其延伸以提供探针容纳部分44和心轴12的内面之间的环境密封。第二通道66可以最靠近探针容纳部分44的内面54定位并且可以具有放置在其中的C形圈70。C形圈70可以是在第二通道66内在围绕探针容纳部分44的侧面56的路径的大部分上延伸的金属或塑料的薄、挠性环。C形圈70可以尺寸确定成并且自然地偏压成从第二通道66突出。然而,当探针容纳部分44的侧面56被推入心轴12中时,C形圈70的端部可以一起被推动,并且C形圈70可以被向内压入第二通道66中使得允许侧面56滑动到心轴12中。一旦C形圈70与形成于心轴12的内表面中的腔或通道38对准,C形圈70可以弹回到它的自然偏压配置,由此将探针容纳部分44的内面54和侧面56保持在心轴12内。 [0029] 导线容纳部分46可以从探针容纳部分44的外面58延伸到电子装置容纳部分48并且可以配置成在其中容纳导线、光纤或其它电力和/或数据电缆,例如图5中所示的导线42。导线容纳部分46可以是薄的和挠性的,使得探针容纳部分44可以相对于导线容纳部分46和电子装置容纳部分48之间的附连点、朝着和远离外壳30的耐用附连部分50的孔 52移动、枢转或旋转。例如,导线容纳部分46可以是具有在其上的导电路径并且用橡胶二次成型的挠性板。导线容纳部分46可以是基本上弹性的并且成角使得在其正常偏压位置,导线容纳部分46将探针容纳部分44与耐用附连部分50的孔52对准。具体地,当导线容纳部分46处于其正常偏压位置时,探针容纳部分44的内面54的中心轴线可以基本上延伸通过耐用附连部分50的孔52的中心。 [0030] 电子装置容纳部分48可以配置成在其中容纳电源22和/或通信装置24和/或其它电子部件,并且可以固定到外壳的导线容纳部分46和耐用附连部分50。电子装置容纳部分48可以具有形成于其中的螺孔以便将耐用附连部分50机械地附连到电子装置容纳部分48。此外,电子装置容纳部分48可以具有形成于其中并且配置成用于容纳电源22和/或通信装置24的其它各种腔和隔室,如图3中所示。在本技术的一些实施例中,电子装置容纳部分48可以包括可去除盖72,所述可去除盖配置成被去除以更换电源并且可锁定以将电源22保持在电子装置容纳部分48的腔内。 [0031] 外壳30的耐用附连部分50可以具有板,所述板具有靠近板的第一端部通过其中形成的孔52和靠近与板的第一端部相对的第二端部形成于其中的腔或从其延伸以形成腔的壁,所述腔用于容纳电子装置容纳部分48和/或电源22和通信装置24。耐用附连部分50的孔52可以配置成接收通过其中的心轴12的螺纹部分34。形成耐用附连部分50的腔的壁可以具有通过其中形成的螺孔。当电子装置容纳部分48位于腔中时,耐用附连部分50的螺孔和电子装置容纳部分48的螺孔可以对准,使得螺钉可以延伸通过其中并且将电子装置容纳部分48机械地固定在耐用附连部分50的腔内。然而,用于附连电子装置容纳部分48和外壳30的耐用附连部分50的其它方法和机械装置可以被使用而不脱离本技术的范围。例如,在本技术的一些实施例中,耐用附连部分50可以由具有电子装置容纳部分48的至少一部分的单件结构地一体形成。 [0032] 探针32可以是伸缩探针或其它独立弹性和/或弹簧加载探针,当心轴12拧接到曲柄臂14中时所述探针配置成抵接电触头垫片26。如下所述,探针32的弹簧加载(经由伸缩探针或其它这样的功能)提供连接器10的安装公差。也就是说,当与垫片26接触时探针32弯曲、缩回、折叠或以另外方式变形的能力允许在探针32和垫片26之间提供足够的电触头,即使用户未将探针容纳部分44完全插入心轴12中。 [0033] 在本技术的一些实施例中,探针32可以具有球形或圆化尖端。探针32可以从通过外壳30的探针容纳部分44的内面54形成的孔突出。探针32均可以从探针容纳部分44的内面54的外边界间隔开不同距离,并且均可以配置成接触电触头垫片26中的不同的一个。例如,探针32中的最中心的一个可以位于探针容纳部分44的内面54的中心处,使得探针32的最中心一个可以接触电触头垫片26中的最中心一个(例如,图6中的标记为P4的第四个)。其它探针32均可以从探针中的最中心一个径向地向外定位,并且可以、但不需要彼此径向地对准。例如,探针32可以具有不沿着探针容纳部分44的内面54的单半径对准的交错配置,如图7中所示。在本技术的一些替代实施例中,多个探针可以配置成接触电触头垫片26中的相同的一个,提供用于将功率或数据从单接触垫片传输到电源22和/或通信装置24的多个接触点。 [0034] 可以如下安装电连接器10。电触头垫片26可以与传感器20电联接并且放置在心轴12内。因此,例如,传感器20和垫片26组合成可以安装在心轴12内的集成单元。在一些实施例中,集成单元例如经由灌封、胶粘或水泥化合物永久地附着到心轴12中以使传感器20基本上防水。在其它配置中,垫片26可以从传感器20分离或独立地安装。例如,传感器20可以在踏板18上或围绕踏板定位,而垫片26可以定位在心轴12的内部,如上所述。 [0035] 因此,电触头垫片26可以定位在心轴12的螺纹部分34内。心轴连接器28然后可以附连到心轴12。例如,心轴12的螺纹部分34可以通过外壳30的耐用附连部分50的孔52插入。心轴12然后可以拧接到曲柄臂14中。由于连接器10的设计,安装用户不必使用力或转数的精确量来扭转或拧接心轴12。 [0036] 接着,可以将外壳30的探针容纳部分44插入心轴12内,压缩C形圈70直到C形圈70与形成于心轴12的内面中的腔或通道38对准。在该位置,探针32接触心轴12的螺纹部分34内的电触头垫片26,并且曲柄臂14夹在外壳30的探针容纳部分44、导线容纳部分46和耐用附连部分50之间。因此C形圈70保证探针容纳部分44已充分地插入心轴12中使得探针32可以合适地接触垫片26。 [0037] 在一些配置中,踏板心轴和心轴连接器的电气配置可以颠倒。例如,代替探针32与外壳30相联并且垫片26与心轴12相联,探针32和垫片26的定位和/或位置可以颠倒,使得探针32布置在心轴12内并且垫片26定位在外壳30内或上、例如探针容纳部分44(即,该例子中的垫片容纳部分)内或上。此外,在一些配置中,心轴12和外壳30都可以配备有相同的电气部件以允许其间的电联接,使得不必使用“阳”和“阴”电气配置。 [0038] 尽管已参考附图中所示的实施例描述了本技术,但是应当注意在本文中可以使用等效物并且可以进行替代而不脱离如权利要求中所述的本技术的范围。 |