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用于自行车车轮的压力感测组件

文献发布时间:2023-06-19 11:19:16


用于自行车车轮的压力感测组件

本申请是申请号为201810945087.8、申请日为2018年08月20日、发明名称为“用于自行车车轮的压力感测组件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开总体涉及自行车,尤其涉及快速且容易地检测以及指示自行车车轮中的压力的压力感测组件。

背景技术

自行车车轮公知为包括轮辋以及安装至轮辋的充气轮胎。当在使用中时,充气轮胎帮助生成需要用于自行车推进、制动、平衡以及转弯的力,并且用作用于自行车的悬架的重要来源。

因而,良好做法是核验在骑行自行车之前充气轮胎适当地被加压。通常,这是通过将泵附接至自行车车轮(例如,经由Presta或者Schrader阀)并且使用泵上的计量器检查压力而完成的。当有效的装置检查压力时,在该过程中泵使空气从充气轮胎排出,使得自行车的用户通常必须在每次骑行之前对轮胎充气。

发明内容

根据本发明的第一示例性方案,提供了一种压力感测组件。压力感测组件构造为附接至自行车车轮,自行车车轮具有轮胎和安装至轮胎的轮辋,并且包括壳体,联接至壳体的压力传递构件,感测室以及感测元件。壳体限定平面。压力传递构件具有从所述平面沿第一方向偏置的中央部分。感测室由壳体和压力传递壁限定。感测元件从所述平面沿与第一方向相反的第二方向偏置。压力传递构件构造为经由感测室将轮胎中的压力传递至感测元件。

根据本发明的第二示例性方案,提供了一种自行车车轮。自行车车轮包括轮辋,安装至轮辋的轮胎床的轮胎以及可附接至轮辋的压力感测组件。压力感测组件包括壳体和感测元件。壳体具有表面,其构造为接合轮胎床。轮胎床具有构造为接收壳体的轮胎接合表面。感测元件布置成测量轮胎中的压力。

在进一步根据任何一个或多个前述第一和第二示例性方案中,压力感测组件或者自行车车轮可以包括任何一个或多个以下进一步优选形式。

在一个优选形式中,其中,压力传递构件包括偏转构件,其可以具有凸形外表面。

在另一优选形式中,压力传递构件可响应于轮胎中的压力改变而移动。

在另一优选形式中,感测元件布置在感测室中。

在另一优选形式中,印刷电路板布置在感测室内,电源联接至印刷电路板,感测元件布置在印刷电路板上。

在另一优选形式中,印刷电路板布置在感测室内,第一无线通讯器联接至印刷电路板并且构造为传递指示所感测的轮胎压力的数据。

在另一优选形式中,印刷电路板布置在感测室内,电源联接至印刷电路板,感测元件布置在印刷电路板上。

在另一优选形式中,第二室布置成邻近感测室,第二室与感测室流体地隔离,感测元件布置在第二室中。

在另一优选形式中,印刷电路板布置在第二室内,第一无线通讯器联接至印刷电路板并且构造为传递指示所感测的轮胎压力的数据。

在另一优选形式中,提供了印刷电路板,光发射元件联接至印刷电路板,光发射元件构造为发射指示所感测的压力轮胎的光。

在另一优选形式中,不可压缩流体布置在感测室中。

在另一优选形式中,参考端口形成在壳体中并且流体连通大气,气体可渗透而流体不可渗透的隔板布置于感测元件和参考端口之间。

在另一优选形式中,压力传递构件(例如,壁)联接至壳体,感测室由壳体和压力传递构件限定,压力传递构件构造为经由感测室将轮胎中的压力传递至感测元件。

在另一优选形式中,感测室与轮胎的内部流体地隔离。

在另一优选形式中,轮胎是无内胎的。

在另一优选形式中,压力传递壁具有弯曲外表面,压力传递壁可响应于轮胎中的压力改变而移动。

在另一优选形式中,光管联接至光发射元件,透镜联接至光管,透镜延伸通过形成在轮辋的轮胎床中的开口,使得通过光发射元件发射的光是可见的。

在另一优选形式中,传感器组件能够响应于与轮胎相关的用户活动而在不同的模式下操作。

附图说明

尤其在随附权利要求中陈述认为是创新的本发明的特征。参考结合随附附图进行的以下描述,可以最好地理解本发明,其中,在若干附图中,类似附图标记识别类似元件在中若干图,其中:

图1是采用根据本公开的教导构建的压力传感器组件的自行车的侧视图;

图2是图1的自行车的自行车车轮的侧视图;

图3类似于图2,但是自行车车轮的轮胎被移除;

图4是图3的俯视图;

图5是图1的自行车采用的压力传感器组件的第一例子的立体图;

图6是图5的压力传感器组件的截面图;

图7是图5的压力传感器组件的分解图;

图8是图5的压力传感器组件的各种电子部件的方框图;

图9是图1的自行车采用的压力传感器组件的第二例子的截面图,示出经由紧固件附接至轮辋的压力传感器组件;

图10是当从轮辋移除时图9的压力传感器组件的第二例子的截面图;

图11是图10的压力传感器组件的第二例子的分解图;

图12是图1的自行车采用的压力传感器组件的第三例子的截面图,示出经由粘着剂附接至轮辋的压力传感器组件;

图13是压力传感器组件的第二例子的部件下侧的立体图;

图14是图1的自行车采用的压力传感器组件的第四例子的截面图;

图15是图1的自行车采用的压力传感器组件的第五例子的截面图;

图16是图15的压力传感器组件的分解图;

图17是连同具有内胎的充气轮胎使用的压力传感器组件的第二例子的截面图;

图18是连同具有内胎的充气轮胎使用的压力传感器组件的第二例子的另一截面图;

图19类似于图18,但是示出了响应于充气轮胎中的压力改变的压力传感器组件;

图20是连同不具有内胎的充气轮胎使用的压力传感器组件的第二例子的截面图;

图21是连同不具有内胎的充气轮胎使用的压力传感器组件的第二例子的另一截面图;以及

图22类似于图21,但是示出了响应于充气轮胎中的压力改变的压力传感器组件。

具体实施方式

本公开通常针对压力感测组件的例子,其利用用于检查自行车车轮的压力的先前公知设备解决或者改善一个或多个上述和/或其他问题以及劣势。此处公开的压力传感器组件允许自行车的用户快速且容易地确定自行车的车轮的压力而不是必须利用上文描述的常规泵以及计量器系统。因而,例如,自行车的用户能够确定车辆的压力而不影响车轮中的压力。

图1大致图示了自行车100,其采用根据本公开的教导构建的压力感测组件104。在该例子中采用山地自行车形式的自行车100具有:框架108;车把112,其靠近框架108的前端部;以及座椅或者鞍座116,其用于将自行车100的用户(例如,骑行者)支撑在框架108上。自行车100还包括第一或者前车轮120和第二或者后车轮124。前车轮120由框架108的前叉128承载并且支撑框架108的前端部,而后车轮124由框架108的后叉132承载并且支撑框架108的后端部。在实施例中,框架108的后端部可以由后悬架部件(未示出)支撑。自行车100还具有驱动链140,其具有曲柄组件144,曲柄组件144经由链条148可操作地联接至靠近后车轮124的旋转轴线的后飞轮。还将理解的是,自行车100可以包括额外部件,例如前拨链器152、后拨链器156、自行车计算机、头戴式耳机等。

尽管图示于图1的自行车100是山地自行车,但是包括此处公开的具体实施例以及可替换实施例的压力感测组件104可以实施在其他类型自行车上。作为例子,压力感测组件104可以连同道路自行车以及具有机械(例如,线缆、液压、气压等)以及非机械(例如,有线、无线)驱动系统的自行车使用。

正如将从图2至图4认识到的,自行车100的后车轮124在该例子中类似于前车轮120,包括轮辋200以及可移除地安装至轮辋200的充气轮胎204。尤其,充气轮胎204的一部分布置在轮辋200的轮胎床208内并且接合轮胎床208的轮胎接合表面210(见图4),使得充气轮胎204可靠地安装至轮辋200。正如下文将更详细讨论的,充气轮胎204可以是有内胎轮胎(即,包括内胎的轮胎)、无内胎轮胎(即,不包括内胎的轮胎)或者一些其他类型轮胎。压力感测组件104可以附接至轮辋200并且可操作地联接至充气轮胎204,使得压力感测组件104能够检测或者感测充气轮胎204中气压室的压力,例如,压力感测组件104由布置在充气轮胎204的内部的内胎限定,通过充气轮胎204的内部和充气轮胎204的密封和/或一个或多个其他部件限定。压力感测组件104又能够指示或者传递所检测或者感测的压力至自行车100的用户。因而,自行车100的用户能够容易且快速地检查前和后轮120、124中的压力,而不是必须凭借使用上文描述的常规泵以及计量器系统。

在实施例中,压力感测组件104径向布置在轮辋的对置侧,而阀杆105可操作以允许从充气轮胎204添加和/或移除空气,例如正如相对于图1的前车轮120示出的。在该构造中,压力感测组件104的质量可以用来平衡和/或偏置阀杆105的质量。在实施例中,轮辋可以包括至少第一孔和第二孔以利于分别安装阀杆105和压力感测组件104。第一孔和第二孔可以径向布置在车轮的对置侧上。

图5至图7图示了呈压力感测组件500形式的压力感测组件104的第一例子,压力感测组件500可以可移除地附接至轮辋200,尤其附接至轮辋200的轮胎床208,可操作地联接至充气轮胎204。压力感测组件500在该例子中包括壳体504和经由框架元件512联接至壳体504的压力传递构件508。壳体504优选由大致刚性材料制成,诸如尼龙、聚碳酸酯/ABS合金(PC/ABS)或者任何其他合适的材料。壳体504具有由基底516限定的大致环形形状,从基底516向上延伸的第一壁部520和从基底516向下延伸的第二壁部522。第一壁部520具有大致环形第一部分524和从第一部分524径向向内延伸之后相对于基底516进一步向上延伸的第二部分528。第二壁部522具有的外径小于每个基底516和第一壁部520的外径。正如最好图示于图6和图7的,开口530被形成或者限定在基底516中并且延伸通过第二壁部522。开口530的尺寸和形状被确定为接收光传递元件,例如,下文将更详细讨论的压力传感器组件500的光管。

图示于图5至图7的压力传递构件508优选采用壁的形式,壁由基本不抵抗施加至其的运动或者力的顺应材料制成,诸如硫化热塑性弹性体、硅树脂橡胶、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶等。此处压力传递构件508可以因而称为偏转构件或者顺应构件,或者,更具体来说压力传递壁。在该例子中,压力传递构件508响应于施加至其的力或者压力而移动或者偏转。但是,在其他例子中,压力传递构件508无法移动或者偏转,但是将刚好不抵抗力或者压力。但是在所有这些例子中,压力传递构件508构造为将充气轮胎204中的气压室中的压力传递至压力感测组件500的其他部件。

压力传递构件508具有周界边缘532,周界边缘532固定在周界壁520的第二部分528和框架元件512之间,使得压力传递构件508被固定在适当位置。压力传递构件508还具有中央部分536,中央部分536在周界边缘532的径向向内并且从周界边缘532向外突出,使得当压力传递构件508联接至壳体504时,压力传递构件508的中央部分536是由壳体504限定的平面540的外部或者与由壳体504限定的平面540间隔开。虽然在其他例子中,压力传递构件508可以具有凹形形状或者一些其他形状,但是在该例子中,压力传递构件508向外突出,即具有凸形形状。

参考图6,压力感测组件500还包括感测室550。感测室550是由壳体504和压力传递构件508限定的密封室。当压力感测组件500附接至轮辋的轮胎床208时,压力感测组件的感测室550布置或者定位成经由压力传递构件508检测或者感测充气轮胎204的压力。尤其,压力传递构件508与充气轮胎204中的气压室处于压力连通,使得充气轮胎204中的气压室基于充气轮胎204中气压室中的压力将力F施加在压力传递构件508上。因而压力传递构件508至少在该例子中响应于气压室的压力(例如,响应于压力改变)相对于壳体504是可移动的或者可偏转的。

因为感测室550部分地由压力传递构件508限定,所以感测室550又具有追随或者对应于充气轮胎204中的气压室的压力的压力。因而,例如,当充气轮胎204中气压室的压力低时,压力传递构件508将相对于壳体504的平面540比当充气轮胎204中气压室的压力高时(当施加至压力传递构件508的力更低时)进一步向外突出,使得当在充气轮胎204中气压室的压力低时感测室550的体积大于(并且其中压力低)当充气轮胎204中气压室的压力高(更高)时。

压力感测组件500进一步包括印刷电路板组件(PCBA)554和物理地以及通信地连接至PCB554的压力感测机构558。正如图示的,PCBA554抵靠壳体504的基底516安置,使得PCBA554布置在感测室550中。PCBA554在该例子中包括基板560以及印刷电路板(PCB)561,即联接(例如,附接、施加)至基板560的电路系统。基板560大致形成PCBA554的结构和/或形状。在该例子中,基板560具有环形形状并且包括尺寸被确定以及被布置成接收压力感测机构558的圆形孔口562。但是,在其他例子中,基板560的形状和/或尺寸可以改变。基板560可以是可操作以形成用于PCB561的下方附接件的任何物质。例如,可以使用硅、二氧化硅、氧化铝、蓝宝石、锗、砷化镓(“GaAs”)、硅和锗的合金或者磷化铟(“InP”)。基板560可以是刚性或者柔的性。基板560可以是基板材料的一个连续件或者多个件。在该例子中,PCB561包括多个电子部件或者由多个电子部件形成,诸如,微控制器600、第一无线通信设备604、第二无线通信设备608、光发射元件610以及联接至基板560的传感器612。在其他例子中,PCB561可以包括额外的更少或者不同的部件。作为例子,PCB561可以仅包括一个无线通信设备。

压力感测机构558在该例子中采用传感器壳体564的形式,压力感测元件(例如,传感器)565布置在传感器壳体564中。例如,压力感测元件558可以由泰科电子公司制造。传感器壳体564具有:柱形部分566,其延伸通过圆形孔口562;凸缘部分570,其抵靠基板560的底表面574安置以将压力感测机构558联接至PCBA554的基板560。

这样,压力感测机构558的一部分搁置在由壳体504限定的平面540中,而压力感测机构558的剩余部分(例如,凸缘部分570)与平面540沿与压力传递构件508的中央部分536相反的方向间隔开。换句话说,压力传递构件508的中央部分536和压力感测机构558的基本部分在平面540的相反两侧。因而,压力感测机构558定位在感测室550中,使得压力感测机构558能够检测或者感测感测室550中的压力,正如以上讨论的,压力感测机构558追随或者对应于充气轮胎204中气压室的压力。同时,因为感测室550被密封,所以压力感测机构558与可以在气压室中的任何密封物流体地隔离(例如,当气压室不包括内轮胎时),密封物可以用于封住压力感测机构558。

此外,压力感测组件500包括电源578。电源578大致构造为将功率供给至组件500的各种部件。在该例子中,电源578是电池,其抵靠PCB554的与底表面574相反的顶表面588安置。电池可以是特别地装配或者构造的电池,或者可以是标准电池,诸如CR2016、CR2012、CR2016或者CR2032电池。在其他例子中,电源578可以定位在任何位置和/或可以采用多个电池和/或其他功率提供设备的组合的形式。

现在参考图8,图8提供了压力感测元件558、微控制器600、第一和第二无线通信设备604、608、光发射元件610和传感器612的方框图。正如图示的,这些部件中的每个以一些方式联接至PCB554并且通信地连接至微控制器600。将理解的是,这些连接可以使用任何现在公知或者稍后开发的技术完成。

微控制器600大致包括处理器以及存储通过处理器要实施的指令的存储器。处理器可以包括一般处理器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路、它们的组合或者其他现在公知或者稍后开发的处理器。处理器可以是单个设备或者设备的组合,诸如通过共享或者平行处理。存储器可以是易失存储器或者非易失性存储器。存储器可以包括一个或多个只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、闪存、电子可擦除程序只读存储器(EEPROM)或者其他类型存储器。在特定非限制示范实施例中,计算机可读介质能够包括固态存储器诸如存储卡或者收纳一个或多个非易失性只读存储器的其他包装。此外,计算机可读介质能够随机访问存储器或者其他易失可重写存储器。此外,计算机可读介质能够包括磁光或者光学介质,诸如盘或者磁带或者其他存储设备。因此,本公开被认为包括任何一个或多个计算机可读介质以及数据或者指令可以存储在其中的其他等同物以及继任者介质。存储器是非瞬时性计算机可读介质并且被描述为是单个介质。但是,术语“计算机可读介质”包括单个介质或者多个介质,诸如集中式或者分布式存储器结构,和/或可操作以存储一组或多组指令以及其他数据的关联高速缓冲存储器。术语“计算机可读介质”应该还包括能够通过处理器存储、加密或者承载一组用于实施的指令或者引起计算机系统执行任何一个或多个方法或者此处公开的操作的任何介质。

在可替换实施例中,专用硬件实施方式,诸如专用集成电路、可编程逻辑阵列以及其他硬件设备能够构建为执行此处描述的一个或多个方法。可以包括各种实施例的装置和系统的应用能够在广义上包括各种电子以及计算机系统。此处描述的一个或多个实施例可以使用两个或多个具体相互连接的硬件模块或者设备利用相关控制以及数据信号执行功能,相关控制以及数据信号能够在模块之间通信以及通过模块通信,或者作为专用集成电路的一部分。因此,本系统包含软件、固件以及硬件实施方式。

第一和第二无线通信设备604、608均提供用于压力感测组件500(例如,处理器600)和自行车100的其他部件或者一个或多个外部设备(例如,移动电话、台式电脑、头戴式耳机)之间的数据和/或信号通信。因而,例如,自行车100的用户可以使用外部设备来设定用于压力感测组件500(指示用于充气轮胎204的期望压力)的预定压力设定点,获得充气轮胎204的当前压力,改变压力感测组件500的设定,和/或执行其他期望功能。

在该例子中,第一无线通信设备604包括一个或多个天线,其用于使用ANT+

光发射元件610大致构造为基于通过压力感测机构558感测或者检测的压力来发射光并且与微控制器600通信。虽然在其他例子中,光发射元件610能够是任何现在公知或者稍后开发的光源,但是光发射元件610在该例子中是光发射二极管(LED)。光发射元件610在该例子中构造为发射三种不同颜色光:绿色光(即,具有的波长为495nm–570nm的光)、黄色或者橙色光(即,具有的波长为570nm–590nm的光或者波长为590nm–620nm的光)或者其共混物,以及红色光(即,具有的波长为620nm–750nm的光),同时光的每种颜色关联于由压力感测组件500感测的充气轮胎204的不同压力。作为例子,当充气轮胎204的压力大于预定设定点(例如,工厂设定或者自行车100的用户设定)时可以发射绿色光,当充气轮胎204的压力大致等于或者刚刚低于预定设定点时可以发射黄色或者橙色光,当充气轮胎204的压力也低于预定设定点时可以发射红色光,指示充气轮胎204的压力非常低。当然,在其他例子中,光发射元件582能够发射更少的额外的,和/或不同颜色,和/或光可以基于不同的标准被发射。

传感器612大致构造为检测或者感测自行车100执行的一个或多个动作。在该例子中,传感器612采用加速计的形式,加速计构造为确定(例如,识别、测量或者检测、记录)指示后车轮124执行的一个或多个用户动作的平移和/或旋转运动。作为例子,加速计可以确定出车轮124当前正在旋转(指示自行车100正在被使用),已经被用户旋转(例如,向后),已经被用户摇动,已经被用户紧握(例如,双紧握),已经被用户前进(例如,两次或者三次),已经被用户放下,已经被用户平移(例如,从一侧向另一侧移动)等。可替换地或者此外,传感器612可以包括其他传感器,例如振动传感器、陀螺仪、触摸或者触觉传感器和/或任何其他公知或者稍后开发的传感器,为了确定自行车100执行的一个或多个这些或者其他行为的目的。

在操作中,微控制器600从压力感测机构558获得指示感测室550中压力的数据(指示充气轮胎204中气压室的压力)。微控制器600又可以将获得的数据传递至第一和第二无线通信设备604、608(例如,用于传递至自行车100的其他部件,例如,前拨链器152、后拨链器156、自行车计算机和/或外部设备)以及传递至光发射元件610(用于基于充气轮胎204中气压室的压力发射光)。

但是,因为压力感测机构558、第一和第二无线通信设备604、608和光发射元件610趋于相当快速耗尽电源578,所以压力感测组件500可以在不同功率模式下可操作,以便随时尽可能最小化使用这些部件。在该例子中,压力感测组件500在三个不同模式下可操作:苏醒模式、睡眠模式以及深度睡眠模式。在其他例子中,压力感测组件500可以在更多或更少和/或不同模式下可操作。作为例子,压力感测组件500可以仅在醒来模式以及睡眠模式下可操作。

当压力感测组件500在苏醒模式下,感测组件500完全可操作。但是,当压力感测组件500在睡眠模式下,组件500可操作,但是光发射元件610被关闭,第一和第二无线通信设备604、608中的一个或者这两者被关闭,压力感测机构558以降低的速率感测或者检测压力,使得组件500利用较少功率。最终,当压力感测组件500在深度睡眠模式下,组件500使用最小量功率,由于压力感测机构558、设备604、608和光发射元件610被关闭,同时微处理器600和传感器612以最低程度活跃,使得它们可以检测唤醒信号,唤醒信号指导压力感测组件500返回至睡眠模式或者苏醒模式。

压力感测组件500大致基于由压力感测机构558、传感器612获得的数据、预先的设定、自行车100的用户(例如,经由外部设备)输入的设定、出于其他原因或者它们的组合,来在这些模式之间切换。作为例子,当功率感测组件500首先被供能时,当自行车100的用户响应于通过外部设备发送的唤醒信号主动地配置组件500(例如,经由外部设备)时,以及当充气轮胎204中的压力改变时,压力感测组件500可以在苏醒模式下操作。例如,当充气轮胎204中气压室的压力在预定量时间内还未改变但是传感器612检测出自行车100正在被使用时,压力感测组件500可以切换至睡眠模式,并且例如当传感器612未检测出与车轮120、124关联的任何运动时可,切换至深度睡眠模式。

返回图6和图7,压力传感器组件500进一步包括呈光管620形式的光传递元件,其优选由透明材料制成,诸如聚碳酸酯或者丙烯酸树脂。光管620与光发射元件610通信以将光发射元件610发射的光分布或者传递至自行车100的用户。为此,光管620布置在开口530中,使得光管620的第一端部624紧邻PCB554,尤其,LED610和光管620的第二端部628定位于或者邻近第二壁部522的端部632。尽管在图5至图7中不可见,但是将理解的是,第二壁部522的端部632和光管620的第二端部628延伸通过形成在轮辋的轮胎床208中的开口,使得端部628、632在轮辋200的外侧。透镜636联接至第二壁部522以将光管620保持在开口530内并且聚焦以及显示由LED610发射并被光管620传递的光。优选由与光管620一样的透明材料制成的透镜636具有:第一部分640,其布置在开口530内并且环绕光管620的第二端部628;第二部分644,其抵靠第二壁部522的端部632安置,布置在开口530的外侧,尽管在图5至图7中不可见,但是还布置在形成在轮辋200中的开口的外侧。因而,透镜636的一部分可见于自行车100的用户,使得用户能够看见由LED610发射的光。而且因为当由压力感测组件500感测时光发射元件610基于充气轮胎204中气压室的压力发射光,所以自行车100的用户能够快速且容易地在视觉上获得充气轮胎204的压力。

图9至图12图示了呈压力感测组件1100形式的压力感测组件104的第二例子,压力感测组件1100可以经由紧固件1102(例如,螺母)可移除地附接至轮辋200,尤其附接至轮辋200的轮胎床208,并且可操作地联接至充气轮胎204中的气压室1103。压力感测组件1100包括一些与压力感测组件500相同的部件,共用附图标记用于这些部件,但是不同于下文描述的方式的压力感测组件500。

首先,压力感测组件1100具有壳体1104,其不同于压力感测组件500的壳体504。壳体1104在该例子中是由第一或者顶部壳体部分1108和联接至第一壳体部分1108(例如,经由搭扣配合或者其他连接)的第二或者底部壳体部分1112形成的两部分式壳体。第一壳体部分1108具有由第一部分1116和从第一部分1116向上及向内延伸的第二部分1120限定的大致环形形状,第二部分1120具有比第一部分1116更小的外径。因而,第二部分1120被成形为防止压力传递构件508关闭感测室,圆形孔口1124延伸通过第一和第二部分1116和1120。第一壳体部分1108还包括V形轨道1126,V形轨道1126形成在第二部分1120中以防止压力传递构件508夹断(pinch off)并且隔离压力感测机构558。同时,第二壳体部分1112具有大致类似于上述壳体504的结构,但是,不同于壳体504,第二壳体部分1112包括圆形孔口1128,圆形孔口1128的尺寸被确定为在其中接收电源578。

其次,压力感测组件1100包括两个室,而不是在压力感测组件500中具有的单个感测室。尤其,压力感测组件包括第一或者感测室1150和第二室1154。第一室1150是由第一壳体部分1108和压力传递壁508限定的密封室。通过比较图7和图13,将理解的是,第一室1150具有比上述感测室550更小的体积。第二室1154由第一和第二壳体部分1108、1112和可移除地联接至第二壳体部分1112的门1158限定。像第一室1150一样,第二室1154被密封元件1160密封,例如密封元件1160是由Buna-N或者任何其他合适的材料制成的O形圈,布置在PCBA554的基板560上并且围绕压力感测机构558以确保第二室1154相对于第一室1150密封。

正如最好地图示于图10的,第一壳体部分1108、尤其第二部分1120被成形为防止压力传递构件508关闭感测室1154。例如,当感测室1154填充有可压缩流体(诸如空气或者氮)时,这是尤其重要的,由此第二部分1120可以提供流动路径,用于使压力在感测室1154和在压力感测机构558中保持相等,从而确保室1154的精确读数在压缩状态下仍然可行。此外,如图12图示的,第一壳体部分1108可选地包括一对突起1161(例如,钉),其从第一部分1116向外延伸(在该情况下向下延伸)。突起1161布置成帮助将PCBA554从感测室1150分离以及流体地隔离。

正如最好地图示于图11的,基板560、电源578、微控制器600和光管620布置在第二室1154中,基板560布置于第一和第二壳体部分1108、1112之间,电源578布置在孔口1128中,光管620布置在与开口530相同的开口1162中。尽管压力感测机构558延伸通过孔口1124,使得其联接至基板560,但是压力感测机构558定位成与感测室1150流体连通。这允许压力感测机构558感测或者检测感测室1150中的压力。压力感测机构558又能够生成指示所感测或者检测压力的信号(在一些情况下,这将借助于微控制器的处理器完成)。信号能够通信至PCBA554,用于传递至自行车100的其他部件(例如,压力感测组件1100的光发射元件610和光管620)。同时,因为第一和第二室1150、1154是密封的,所以第二室1154从第一室1150流体地隔离。因而,当第一室1150填充有压力传递介质(例如,不可压缩流体,即,在作业压力下不压缩的流体)时,部件诸如PCBA554和电源578有利地隔离于该流体,从而保护这些部件。

第三,因为电源578在由可移除门1158局部地限定的第二室1154中,所以电源578能够通过简单地从壳体1104移除门1158而被移除以及修理或者替换。第四,由于电源578的定位,微处理器600、第一和第二无线通信设备604、608和传感器612在该例子中布置在基板560的顶表面588上,与基板560的底表面574对置(像图5至图7描述的例子的情形)。

尽管压力感测组件500和压力感测组件1100之间的前述差异,但是压力感测组件1100可操作以类似于压力感测组件500的方式检测或者感测充气轮胎204中气压室的压力。此外,压力感测组件1100能够以类似于压力感测组件500的方式将所检测或者感测的压力传送(例如,视觉上指示)至自行车100的用户。

图13图示了呈压力感测组件1200形式的压力感测组件104的第三例子,压力感测组件1200可以可移除地附接至轮辋200,尤其附接至轮辋200的轮胎床208,以及可操作地联接至充气轮胎204中的气压室1202。压力感测组件1200大致类似于压力感测组件1100,具有用于共同部件的共同附图标记。但是,压力感测组件1200d以下文描述的方式不同于压力感测组件1100。

首先,不同于压力感测组件1100,压力感测组件1200不包括光发射元件610、光管620或者透镜636。因而,压力感测组件1200具有壳体1204,其稍微不同于壳体1104,不同之处在于,壳体1204不包括像壁部522一样的第二壁部或者像开口1162一样的开口。结果,将理解的是,压力感测组件1200可以整个地布置在轮辋200的轮胎床208内(即,压力感测组件1200的任何一部分对于自行车100的用户都不可见)。粘着剂可以用来将压力感测组件1200固定在轮辋200的轮胎床208内。

第二,不同于压力感测组件1100,压力感测组件1200的感测室1150填充有压力传递介质。压力传递介质优选是不可压缩流体,诸如水、油、制动流体(例如,DOT)或者硅树脂凝胶。但是,在一些情况下,可以使用可压缩流体,诸如气体(例如,氮,空气)。在任何一种情形下,流体在感测室1150中的存在可以帮助保护压力感测组件1200的电子部件,例如PCBA554、压力感测机构558和电源578。

图14图示了呈压力感测组件1300形式的压力感测组件104的第四例子,压力感测组件1300可以可移除地附接至轮辋200,尤其附接至轮辋200的轮胎床208,以及可操作地联接至充气轮胎204。压力感测组件1300大致类似于压力感测组件1100,具有用于这些部件的共同附图标记。压力感测组件1100和压力感测组件1300之间的首要差异涉及联接至PCB554的一些部件的定位。尤其,在压力感测元件1300中,微控制器600、第一和第二无线通信设备604、608和传感器612布置在PCB554的底表面上。将理解的是,由于电源578在第二室1154中的位置,这些部件在图14中不可见。第二,不同于压力感测组件1100,压力感测组件1300包括第二压力传递构件1304(诸如柔性或者顺应膜),第二压力传递构件1304联接至传感器壳体564并且定位在压力感测元件565之上。这样定位,膜1304通过将压力感测元件565从感测室1150流体地隔离来保护压力感测元件565。

图15和图16图示了呈压力感测组件1400形式的压力感测组件104的第五例子,压力感测组件1400可以可移除地附接至轮辋200,尤其附接至轮辋200的轮胎床208,以及可操作地联接至充气轮胎204。压力感测组件1400大致类似于压力感测组件1100,具有用于这些部件的共同附图标记。但是,不同于压力感测组件1100,压力感测组件1400包括用于压力感测元件578的参考端口1404。参考端口1404通过第二壳体部分1112的部分形成并且将第二室1154与大气流体地联接。因而,定位在第二室1154中的压力感测元件565流体连通大气。结果,在该例子中压力传感器565像相对压力传感器一样操作,由此大气压力用作参考压力,压力感测元件565检测或者感测第一室1150中的压力,因而,检测或者感测相对于该参考压力的轮胎204中的气压室。这与上述例子相反,上述例子中没有一个例子包括参考端口。因而,在这些例子中,压力感测元件565像绝对压力传感器一样操作,由此压力感测元件565检测或者感测感测室中以及因此轮胎204中相对于绝对零的压力。

此外,不同于压力感测组件1100,压力感测组件1400可选地包括气体可渗透的但以其他方式不可渗透的隔板1408。隔板1408布置于感测机构558(其包括压力传感器567)和参考端口1404之间。这样定位,隔板1408允许压力传感器567与大气(经由参考端口1404)压力连通,但是防止流体(诸如不可压缩流体)在大气和压力传感器567之间流动。

正如上文简单讨论的,此处描述的任何压力感测组件可以随内胎轮胎(即,具有内胎的轮胎)一起使用,由此气压室由有内胎或者是无内胎的轮胎(即,不具有内胎的轮胎)限定,由此充气轮胎由轮胎本身限定,可选地,由轮胎的密封件限定。作为例子,图17至图19图示了压力感测组件1100连同呈具有内胎1700的有内胎轮胎形式的充气轮胎204使用。因而,在该例子中,由内胎1700限定的气压室1702将向外(在该情况下向下)力F施加在压力传递构件508上,对应于气压室1702的压力。作为另一例子,图20至图22图示了连同呈无内胎的轮胎的形式的充气轮胎204(即,不具有内胎诸如内胎1700的轮胎)使用的相同压力感测组件1100。因而,在该例子中,由充气轮胎204的内部1904限定的气压室1900基于气压室1900的压力将向外(在该情况下向下)力F施加在压力传递构件508上。

如图17和图18图示的,压力传递构件508,尤其压力传递构件508的中央部分536直接接合充气轮胎204的内胎1700的类似形状底壁1704。由内胎1700限定的气压室1702内部的压力生成向外力F,向外力F经由底壁1704被施加至压力传递构件508并且对应于充气轮胎204的压力。以该方式,压力传递构件508能够检测或者感测充气轮胎204中气压室1702的压力。因为感测室1150局部由压力传递构件508限定,所以感测室1150又具有这样的压力,该压力追随或者对应于充气轮胎204中的气压室1702的压力。压力感测机构558流体连通感测室1150,因此感测或者检测感测室1150中的压力,感测室1150又通信至PCBA554,尤其微控制器600,用于按照期望传递至其他部件。

现在转到图19,例如,当由内胎1700限定的气压室1702的压力增加(或者大于在图17和18气压室1702的压力)时,由底壁1704施加在压力传递构件508(具体地中央部分536)上的向下力F也增加。在一些情况下,尽管不是始终,增加压力将引起压力传递构件508、尤其中央部分536向内弯曲,如图19示出的,从而降低感测室1150的体积。在任何情形下,压力传递构件508检测或者感测增加的压力。进而,增加的压力由压力感测机构558感测,压力感测机构558将增加的压力传递至PCBA554。

相反,当气压室1702的压力减小(或者小于图17和18图中的气压室1702的压力)时,由底壁1704施加在压力传递构件508(具体地中央部分536)上的向下力也减小。在一些情况下,尽管不是始终,减小压力将引起压力传递构件508、尤其中央部分536向外弯曲(未示出)。在任何情形下,压力传递构件508检测或者感测减小的压力。减小的压力由压力感测机构558感测,压力感测机构558将减小的压力传递至PCBA554。

如图20和图21中图示的,压力传递构件508、尤其压力传递构件508的中央部分536间接与充气轮胎204的气压室1900处于压力连通。因此气压室1900的压力生成向外(在该情况下向下)力F,力F施加在压力传递构件508上,同时力F对应于充气轮胎204中气压室1900的压力。以该方式,压力传递构件508能够检测或者感测充气轮胎204中气压室1900的压力。因为感测室1150局部由压力传递构件508限定,所以感测室1150又具有如下压力:该压力可追随或者对应于充气轮胎204中气压室1900的压力。压力感测机构558与感测室1150流体连通,因此感测或者检测感测室1150中的压力,感测室1150又通信至PCBA554,尤其微控制器600,用于按照期望传递至其他部件。

现在转到图22,例如,当气压室1900的压力增加(或者大于图20和图21中的室1900的压力)时,施加在压力传递构件508(具体地中央部分536)上的向下力F也增加。在一些情况下,尽管不是始终,增加压力将引起压力传递构件508,尤其中央部分536向内弯曲,如图22示出的。在任何情形下,压力传递构件508检测或者感测增加的压力。进而,增加的压力由压力感测机构558感测,压力感测机构558将增加的压力传递至PCB554A。

相反,当气压室1900中的压力减小(或者小于图20和图21中室1900中的压力)时,通过内部2000的空气施加在压力传递构件508(具体地中央部分536)上的向下力F也减小。在一些情况下,尽管不是始终,减小的压力将引起压力传递构件508,尤其中央部分536向外弯曲(未示出)。在任何情形下,压力传递构件508检测或者感测减小的压力。减小的压力由压力感测机构558感测,压力感测机构558将减小的压力通信至PCB554A。

有益地,尽管压力感测机构558能够经由压力传递壁508检测或者感测充气轮胎204中气压室1900的压力,但是压力感测机构558与充气轮胎204的内部1904流体地隔离。因而,压力感测机构558与任何轮胎密封物(例如,Stan’s、Orange,软泥等)流体地隔离并且被保护,用以密封充气轮胎204的一部分。

此处描述的实施例的示例旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。示例不旨在用作利用此处描述的结构或者方法的装置和系统的所有元件以及特征的完整描述。通过阅读本公开,对本领域技术人员来说许多其他实施例显而易见。其他实施例可以利用并且得自于本公开,使得可以进行结构以及逻辑代替以及改变,这并不超出本公开的范围。此外,示例仅是代表性的,可按比例绘制。示例内的特定比例可以夸大,而其他比例可以最小化。因此,本公开和附图被视为示意性的而不是约束性的。

尽管该说明书包含许多具体细节,但是这些具体细节不应视为对本发明的范围或者宣称的内容的限制,而是对本发明的特定实施例的具体特征的描述。在该说明书中描述的特定特征在单独实施例的内容中也能够结合单个实施例被实施。相反,在单个实施例的内容中描述的各种特征还能够分离地或者在任何合适的子组合中实施为多个实施例。而且,虽然上述特征可以作用在特定组合中,甚至初始这样宣称,但是宣称的一个或多个特征组合能够在一些情况下从组合中切除,并且宣称的组合可以针对子组合或者子组合的变型。

类似地,尽管附图描绘了并且此处以特定顺序描述了操作和/或作用,但是这不应理解为按照需要以示出的特定顺序或者以相继顺序执行这种操作,或者执行所有图示的操作以实现期望的结果。在特定情形下,多重任务处理和平行处理可以是有利的。而且,在上述实施例中分离各种系统部件不应理解为,按照需要在所有实施例中的这种分离,应该理解的是,任何描述的程序部件以及系统能够在单个软件产品中大致集成在一起,或者包装为多个软件产品。

本公开的一个或多个实施例可以称为此处、各自和/或共同地,术语“本发明”仅是为了方便性而不是旨在自发地将本申请的范围限制为任何特定发明或者创造性构思。而且,虽然已经图示了以及此处描述了具体实施例,但是应该理解的是,设计成实现相同或者类似目的的任何后续布置可以被替代示出的具体实施例。该公开旨在覆盖任何以及所有后续修改或者各种实施例的变型。此处未具体描述的上述实施例以及其他实施例的组合,通过阅读说明书对本领域技术人员来说显而易见。

提供本公开的摘要以符合37C.F.R.§1.72(b),提交以这样的理解,其将不用以解释或者限制权利要求的范围或者意思。此外,在前述具体实施方式中,各种特征可以聚集于一起或者被描述在单个实施例中而为了合理化本公开的目的。该公开不被解释为反映意图,宣称的实施例需要比每个权利要求中专门引证的特征更多的特征。相反,如以下权利要求反映的,创造性主题可以针对比本公开的任何实施例的所有特征更少的特征。因而,以下权利要求并入具体实施方式,同时每个权利要求坚持自身,正如要求保护的主题单独限定的。

期望的是,前述具体实施方式被视为示意性的而不是限制性的,应理解的是,包括所有等同结构的以下权利要求旨在限定本发明的范围。权利要求不应被阅读为限制至描述的顺序或者元件,除非陈述该效果。因此,本发明要求保护落入以下权利要求及其等同结构的范围和精神的所有实施例。

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