技术领域
[0001] 本
发明涉及一种感测装置，特别是涉及一种中軸传动感应装置。
背景技术
[0002] 一般来说，在进行
脚踏车踩踏前进时，整体车架会受到作用
力而产生相对应的
变形，而借助此变形量的测量，即能计算出使用者作用力大小的确切数据，而用于分析、记录等用途。
[0003] 现有的用于测量作用力大小的测量器材大多设置于后轮轴，但后轮轴相对于中轴来说，是间接受到使用者踩踏影响，因此通过测量器材所接收的变形量很有可能会经过车架、链条甚至
踏板等脚踏车的元件传递后，使其有所递减或衰退，而让所得的数据产生误差。
[0004] 基于上述理由，如何构思一种设置于脚踏车的中轴，以避免前述可能产生的数据误差的传动感测装置，即为本发明所要努力的目标。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种用于测量脚踏车的中轴所受的作用力的中軸传动感应装置。本发明的中軸传动感应装置，适用于一辆脚踏车，该脚踏车包含一个车架，及一个穿设于该车架且用以带动该脚踏车前进的中轴，该中轴传动感应装置包含：一个接收件，设置于该脚踏车的车架；及一个测量单元，设置于该接收件内；当该脚踏车的中轴受力并带动该脚踏车前进时，该接收件产生一个对应该力且供该测量单元测量的变形量。
[0006] 较佳地，接收件包括一个与车架紧配合的第一管体，及一个设置于第一管体内且与第一管体具有一个间隙的第二管体，第二管体具有一个供测量单元设置的测量部。
[0007] 较佳地，接收件还包括一个分别连接第一管体与第二管体且远离测量单元的连接段，及多个形成于连接段且用于对应该力产生变形的穿槽，且各穿槽连通间隙。
[0008] 更佳地，接收件的第一管体具有一个主体部、一个由主体部凸伸的延伸部；测量单元包含一个设置于第二管体的偏移件，及一个设置于第一管体的延伸部且与偏移件相固接的感测件，感测件具有一个壳体、两个分别由壳体相间隔延伸且用于固接于偏移件的延伸臂、一个设置于壳体的运算模
块，及一个设置于壳体且与运算模块电连接的霍尔元件；偏移件包括一个承载部，及一个嵌设于承载部的
磁性元件，并且霍尔元件与磁性元件保持一个距离。
[0009] 较佳地，接收件的延伸部受车架限位固定。
[0010] 较佳地，第一管体具有一个主体部、一个由主体部凸伸的延伸部，及两个分别位于相反端的开口，各开口共同界定出一个供第二管体设置的穿孔，且穿孔具有一个邻近其中一个开口的大孔径部、一个邻近另一开口且其直径小于大孔径部的小孔径部；第二管体紧配合地设置于小孔径部，且与大孔径部具有一个间隙，并且第二管体对应该力而产生供测量单元测量的变形量。
[0011] 较佳地，测量单元包括一个可分离地固设于第一管体的延伸部的感测件，及一个可与感测件相对运动且分别抵顶于第二管体与感测件的偏移件，感测件具有一个用于固设于第一管体的延伸部的壳体，一个设置于壳体内的运算模块，及一个设置于壳体且与运算模块电连接的霍尔元件；偏移件具有一个可活动地穿设于壳体的活动部、一个由活动部凸伸弯折且抵顶于接收件的延伸部的抵顶臂、一个设置于活动部且用于抵顶第二管体的测量部的球体，及一个嵌设于活动部的磁性元件，并且磁性元件与霍尔元件保持一个距离。
[0012] 较佳地，接收件的延伸部受车架限位固定。
[0013] 较佳地，接收件还包括两个分别间隔穿设于第一管体，且共同抵顶夹设于第二管体的枢转钮，该第二管体对应该力而相对于该第一管体位移产生供该测量单元测量的变形量。
[0014] 较佳地，测量单元包括一个可分离地固设于第一管体的延伸部的感测件，及一个可与感测件相对运动且分别抵顶于第二管体与感测件的偏移件，感测件具有一个用于固设于第一管体的延伸部的壳体，一个设置于壳体内的运算模块，及一个设置于壳体且与运算模块电连接的霍尔元件；偏移件具有一个可活动地穿设于壳体的活动部、两个分别设置于活动部的相反两侧，且分别用于抵顶于第二管体与接收件的第二延伸部的弹性体，及一个嵌设于活动部的磁性元件，磁性元件与霍尔元件保持一距离。
[0015] 更佳地，接收件的延伸部受车架限位固定。
[0016] 较佳地，第一管体具有一个主体部、一个由主体部凸伸的延伸部，及多个彼此相间隔形成于主体部的切槽；第二管体还具有一个管身部、及一个围绕形成于管身部且用于紧配合于第一管体的围绕部，围绕部与该第二管体及第一管体共同界定出两个容置空间，且各切槽与这些容置空间其中之一相连通。
[0017] 更佳地，测量单元包括一个设置于第二管体的测量部的偏移件、一个固设于偏移件且受第一管体的延伸部固定限位的感测件，感测件具有一个与第一管体的延伸部相固接的壳体、两个分别由壳体间隔延伸且用于固接于偏移件的延伸臂、一个设置于壳体的运算模块，及一个设置于壳体且与运算模块电连接的霍尔元件，偏移件具有一个承载部，及一个嵌设于承载部的磁性元件，磁性元件与霍尔元件保持一距离。
[0018] 较佳地，接收件的延伸部受车架限位固定。
[0019] 更佳地，测量单元的偏移件为一个用于套设于第二管体的测量部的环体。
[0020] 本发明的有益效果在于：借助接收件与测量单元分别设置于脚踏车的中轴的设计，可让测量单元直接测量到接收件受该力所产生的变形量。
附图说明
[0021] 图1是一个示意图，显示本发明的中轴传动感应装置设置于脚踏车的
位置及相关受力状况；
[0022] 图2是一个局部放大图，显示本发明的中轴传动感应装置的第一较佳
实施例；
[0023] 图3是一个立体分解图，显示本发明的中轴传动感应装置的第一较佳实施例；
[0024] 图4是图3的另一视
角的立体分解图，显示本发明的中轴传动感应装置的第一较佳实施例；
[0025] 图5是一个部分剖视图，显示本发明的中轴传动感应装置的第一较佳实施例；
[0026] 图6是一个立体图，显示本发明的中轴传动感应装置的第二较佳实施例；
[0027] 图7是一个立体分解图，显示本发明的中轴传动感应装置的第二较佳实施例；
[0028] 图8是图6的部分剖视图，显示本发明的中轴传动感应装置的第二较佳实施例与其元件相对应设置位置；
[0029] 图9是一个立体分解图，显示本发明的中轴传动感应装置的第三较佳实施例；
[0030] 图10是图9其中一方向的立体分解图；
[0031] 图11是图9另一方向的剖切立体分解图；
[0032] 图12是一个立体图，显示本发明的中轴传动感应装置的第四较佳实施例；
[0033] 图13是图12其中一方向的剖切立体图；
[0034] 图14是图12另一方向的剖切立体图；
[0035] 图15是一个立体分解图，显示本发明的中轴传动感应装置的第五较佳实施例；
[0036] 图16是图15其中一方向的剖切立体分解图；
[0037] 图17是一个立体图，显示本发明的中轴传动感应装置的第六较佳实施例；
[0038] 图18是一个立体图，显示本发明的中轴传动感应装置的第七较佳实施例；
[0039] 图19是一个立体图，显示本发明的中轴传动感应装置的第八较佳实施例；
[0040] 图20是该第八较佳实施例的一个剖切立体分解图。
具体实施方式
[0041] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
[0042] 参阅图1至图5，为本发明第一较佳实施例的中轴传动感应装置100，主要是适用于一辆脚踏车4，该脚踏车4包括一个车架41、一个穿设于车架41的中轴42、一个与中轴42连接的前齿盘43，及一个设置于前齿盘43且用于带动脚踏车4的一个后轮轴48转动而行进的链条45，一般而言，车架是通过一个中管411、一个
下管412，及一左一右的平叉413、414相连接组成且于各管相连接处形成一个供中轴42穿设的五通管46，当中轴42受到一个力F1会一并连动前齿盘43以链条45带动该脚踏车4前进，而得到一个相反于该力F1的反作用力F2，此时，在力F1与反作用力F2的相互作用下会使中轴传动感应装置100产生变形，而得以进行测量，该中轴传动感应装置100包含一个接收件2，及一测量单元3。
[0043] 接收件2设置于车架41，且于本实施例中包括一个与五通管46紧配合的第一管体21，及一个设置于第一管体21内且与第一管体21具有一个间隙(图未示)的第二管体22，其中，第一管体21具有一个主体部211，及一个由主体部211凸伸的延伸部212，而第二管体22具有一个供测量单元3设置的测量部221。再者，接收件2还包括一个分别连接第一管体21与第二管体22的一端且远离测量单元3的连接段23，及两个形成于连接段23且用于对
应力F1而产生变形的穿槽24，借助连接段23的设置让第二管体22与第一管体21相互具有间隙，且前述穿槽24连通该间隙。
[0044] 测量单元3设置于接收件2，且主要用于测量接收件2对应该力F1所产生的一个变形量(图未示)，其包括一个设置于接收件2的第二管体22的偏移件32，及一个设置于第一管体21且与偏移件32相固接的感测件31，感测件31具有一个壳体311、两分别由壳体311相间隔延伸且用于固接于偏移件32的延伸臂312、一个设置于壳体311的运算模块313，及一个设置于壳体311且与运算模块313电连接的霍尔元件314，再者，偏移件32包括一个承载部321，及一个嵌设于承载部321且相向于霍尔元件314的磁性元件322。于本实施例中，偏移件32为一个用于套设于第二管体22的测量部221的环体，且当前述力F1与反作用力F2的相互作用下会先使接收件2的穿槽24产生变形，进而带动位于第二管体22的测量部221上的偏移件32以与感测件31的两延伸臂312交界处为
支点进行运动，此时，位于偏移件32上的磁性元件322亦会同步运动，让霍尔元件314感测出磁性元件322的
磁力线变化，便可通过运算模块
313计算出变形量的大小。
[0045] 参阅图6至图8，图中示出本发明中轴传动感应装置100的第二实施例，整体来说其大部构件与第一实施例相似，故不再加以赘述，仅于下文揭露不同之处。
[0046] 第一管体21具有一个主体部211、一个由主体部211凸伸且受五通管46限位固定的延伸部212，及六个彼此相间隔形成于主体部211的切槽217，再者，第二管体22还具有一个管身部222、及一个围绕形成于管身部222且用于紧配合于第一管体21的围绕部223，其中，围绕部223与第二管体22及第一管体21共同界定出两个容置空间224，且各切槽217与两个容置空间224其中之一相连通，换句话说，各切槽217是分别位于第一管体21与第二管体22未
接触之处。于本实施例中，是以三个切槽217连通一个容置空间224的方式设置。在此要特别说明的是，虽然本实施例揭露切槽217的数量为六个，但数量上不限于此，只要切槽217是位于第一管体21与第二管体22未接触之处即可，本发明并不加以限制。
[0047] 测量单元3包括一个设置于第二管体22的测量部221的偏移件32、一个固设于偏移件32且受第一管体21的延伸部212固定限位的感测件31，感测件31具有一个与第一管体21的延伸部212相固接的壳体311、两个分别由壳体311间隔延伸且用于固接于偏移件32的延伸臂312（如同图3至图5所示）、一个设置于壳体的运算模块313，及一个设置于壳体311且与运算模块313电连接的霍尔元件314，该偏移件32具有一个承载部321，及一个嵌设于承载部321的磁性元件322。
[0048] 参阅图9至图11，图中示出本发明的中轴传动感应装置100的第三较佳实施例，在此实施例中，接收件2除了包括第一管体21与第二管体22以外，还包括一个连接块25与一个
轴承单元26。第一管体21的主体部211即第一管体21的管壁，且第一管体21还包括一个贯穿主体部211一处的通孔218。第二管体22包括一个管壁225，管壁225围绕界定出一个管孔226，且第二管体22在各个径向方向的管壁225厚度不同，使得当第二管体22位在第一管体
21内时，管孔226相对于第一管体21偏心，将第二管体22设置为偏心的作用在于当第二管体
22受到链条45施加于中轴42的拉力时，借助第二管体22的偏心，可消除脚踏车4在被踩踏的过程中，除了链条45的拉力以外，会影响测量精确度的其他分力。连接块25是一体成型的连接在第一管体21的主体部211与第二管体22的管壁225之间，由于第二管体22是套设在车架的中轴42，连接块25用于作为第二管体22相对于第一管体21变形的支点。轴承单元26套设在第一管体21的主体部211与第二管体22的管壁225之间，本实施例中，轴承单元26包括两个轴承261，但其数目也可以一个或三个以上，不以两个为限。
[0049] 本实施例的测量单元3包括一个固定座33、一个嵌块34、一个运算模块313、一个霍尔元件314与一个磁性元件322。固定座33包括连接大致呈L形块状的一个第一部位331与一个第二部位332，第一部位331用于
锁固固定在第一管体21的主体部211，第二部位332伸入第一管体21的通孔218而朝向第二管体22，固定座33的作用类似前述的壳体311。运算模块313嵌设在固定座33的第二部位332。霍尔元件314结合在运算模块313并且与运算模块313连接。嵌块34成弧形条状嵌设固定在第二管体22的管壁225并且对应在第一管体21的通孔
218下方而邻近固定座33的第二部位332。磁性元件322为磁
铁嵌设固定在嵌块34而对应在霍尔元件314下方，通过嵌块34固定在第二管体22。霍尔元件314与磁性元件322配合的方式大致与前述相同，于此便不再重复赘述。
[0050] 参阅图12至图14，为本发明的中轴传动感应装置100的第四较佳实施例，在此实施例中，接收件2除了包括第一管体21与第二管体22以外，还包括多个一体成型的连接在第一管体21与第二管体22之间的连接筋219，以及一个
定位架6。连接筋219分别邻近第一管体21、第二管体22的两端，且连接筋219的长度不同，使得第二管体22相对于第一管体21呈偏心状态，当然，连接筋219的长度也可以相同，使第一管体21与第二管体22呈同轴的状态。本实施例的连接筋219为例如具有弹性变形特性的航空
铝材，可承受第二管体22相对于第一管体21的位移而变形，当外力消失时则恢复。定位架6呈倒U型跨接在通孔218两侧的连接在第一管体21的主体部211外表面，连接方式可以是例如螺锁。
[0051] 本实施例的测量单元3相较于第三较佳实施例，除了将嵌块34以一个活动座35取代以外，且测量单元3还包括一个球体36与一个
弹簧324’。固定座33是固定在第一管体21并位于通孔218内。运算模块313与霍尔元件314同样是设置在固定座33。活动座35是可活动的设置在固定座33，本实施例中，活动座35呈长条状可纵向位移的穿设在固定座35，其一端朝向定位架6，另一端则朝向第二管体22。磁性元件322是固定在活动座35。弹簧324’抵接在活动座35的一端与定位架6之间，用于使活动座35可弹性的复位。球体36嵌设在活动座35朝向第二管体22的一端并且用于抵接在第二管体22的管壁225外表面。
[0052] 该中轴传动感应装置100的动作方式是，当第二管体22受到中轴42的带动相对于第一管体21变形时，由于球体36抵接在第二管体22管壁225的关系，活动座35会相对于固定座33位移，进而使磁性元件322相对于霍尔元件314位移，使霍尔元件314能够检测到磁性元件322的磁力线变化，进而通过运算模块313计算出变形量的大小。
[0053] 补充说明的是，接收件2结合在车架41的方式可以是如第一较佳实施例所述，接收件2是穿设在车架41的五通管46，或者，接收件2的第一管体21也可以视为是五通管46（即五通管46是预先与第二管体22一起制造成型），并且通过其他的固定方式固定在车架41。
[0054] 参阅图15至图16，为本发明的中轴传动感应装置100的第五较佳实施例，在此实施例中，接收件2除了包括第一管体21、第二管体22与多个连接筋219以外，还包括一个位于第一管体21内的衬套27。连接筋219连接第二管体22与第一管体21的主体部211同向的一端，第一管体21还包括形成于主体部211相反于设有连接筋219的一端内壁面的多个导槽210（图16因角度关系只画出其中一导槽210），导槽210呈轴向延伸。衬套27包括一个呈环状的衬套本体271与多个凸设于衬套本体271并且用于朝第一管体21的凸柱272，衬套本体271的内径大于第二管体22的管壁225外径，且衬套本体271与第一管体21的主体部211之间为
过盈配合，使衬套本体271能与第一管体21结合为一体，衬套27通过凸柱272滑入形成于主体部211的导槽210内而靠近第二管体22的管壁225另一端并且介于第一管体21的主体部211与第二管体22的管壁225之间，由于第二管体22的管壁225另一端没有连接第一管体21，借助使衬套本体271位于第一管体21的主体部211与第二管体22的管壁225之间，以及凸柱272的设置，可在第二管体22的管壁225另一端起到
支撑与定位的作用。
[0055] 本实施例的测量单元3可以类似第四实施例，只是定位架6是一体成型在第一管体21的主体部211，并且位在连接筋219所在的一端。
[0056] 参阅图17，为本发明中轴传动感应装置100的第六较佳实施例，在此实施例中，接收件2包括一个座体28、一个管体29。座体28包括一个板部281与二个对连接筋282。板部281可供锁固在车架41。管体29包括一个管壁291与一个由管壁291一处向外凸出的延伸壁292。连接筋282连接板部281与管壁291两端，使得板部281与管壁291之间形成一个间隔空间
290，且每一个连接筋282包括一个连接板部281的第一段283、一个连接管壁291的第二段
284与一个连接第一段283与第二段284的第三段285，第三段285呈弧形而与管体29的管壁
291之间形成一个间隙293，且位在管体29的管壁291同一端的两个连接筋282通过其第三段
285连接而两者大致呈C型结构，C型的开口朝向板部281。管体29的延伸壁292是朝向板部
281。第六实施例是通过管体29与连接筋282的第三段285之间的间隙293，允许管体29相对于板部281变形。
[0057] 第六实施例的测量单元3可类似第五实施例，其位于座体28的板部281与管体29之间的间隔空间290内，且活动部323大致平行板部281，弹簧324’抵接于其中一个连接筋282，球体325抵接于延伸壁292。
[0058] 参阅图18，为本发明中轴传动感应装置100的第七较佳实施例，此实施例与第六实施例的差异在于，座体28包括相连接大致呈L形的一个第一板部286与一个第二板部287，第一板部286可供锁固在车架41。连接筋282连接第一板部286与管壁291，且连接筋282与第二板部287大致平行而位在管壁291的两相对侧。
[0059] 测量单元3是设置在第二板部287，活动部323大致平行第一板部286，球体325抵接于管壁291一处外壁面，弹簧324’抵接于座体28内。
[0060] 参阅图19、图20，为本发明中轴传动感应装置100的第八较佳实施例，相较于第六实施例，接收件2仅包括一对连接板部281与管壁291一端的连接筋282，且管壁291的轴向长度长于板部281，且管体29还包括两个凸设于管壁291外壁面的凸柱294（图20因角度关系只画出一个）。
[0061] 在本实施例中，接收件2还包括一个外管体20，外管体20包括一个用于套设于管壁225外的外管壁201、一个由管壁225的一端往外凸出的抵靠壁202，以及两个由外管壁201的内壁面凹陷形成并且轴向延伸的导槽203。外管体20与座体28、管体29的结合，是使凸柱294对应滑入导槽203内，使外管体20套设于管壁225外，并且抵靠壁202靠附于座体28，使抵靠壁202与座体28能通过例如螺丝的锁
固件相结合。凸柱294与导槽203配合的作用类似前述的第五较佳实施例，且类似第四较佳实施例，接收件2可通过外管体20穿设在车架41的五通管46，或者，外管体20也可以视为是五通管46。
[0062] 在此要特别说明的是，上述中各实施例所分别揭露的霍尔元件314与磁性元件322间皆保持有一个距离，主要是让两者不致于相接触，而发生影响霍尔元件314感测的问题。
[0063] 此外，本发明虽于实施例中揭露接收件2是设置于脚踏车4的五通管46内，但并不限于此，在此仅是通过读者较容易明白的实施方式做说明阐述，实际上接收件2可以设置于车架41的任一处，只要能够测量到中轴42的受力变化即可。再者，前述各实施例所分别揭露接收件2皆为可分离地设置于脚踏车4的车架41，亦即本发明是具备可拆卸的能力，端视使用者的需求而决定是否安装于脚踏车4的车架41上，以接收件2设置于五通管46为例来说，为了使其不易发生滑脱，因此，本发明的五通管46还包括多个分别可供一个螺锁件5穿设抵顶固定接收件2的锁孔461(见图3及图5)来避免此一情况发生，当然，在应用上也可以夹设的方式来达成，本发明并不在此加以限制。
[0064] 综上所述，借助接收件2与测量单元3分别设置于脚踏车4的车架41，且与中轴42相配合的设计，可让测量单元3直接测量到接收件2受力F1所产生的变形量，进一步降低于
现有技术中可能发生变形量通过传递后产生递减或衰退，使所得的数据产生误差的问题，故确实能达成本发明的目的。
[0065] 应理解，在阅读了本发明之上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
