用于自行车的后悬挂装置、系统和方法与流程

1.本发明涉及自行车技术领域，特别是用于自行车后悬挂或与自行车后悬挂一起使用的技术。


背景技术：

2.包括后和/或前悬挂装置(分别为后轮和/或前轮的悬挂)的自行车需要调节悬挂以优化下垂度。车轮需要下垂，以符合自行车行进的地形中的凸起或凹陷的轮廓和形状，同时为使用者提供减震。如果自行车悬挂具有过大的下垂度，减震将会不足，反之，如果自行车悬挂具有不足的下垂度，则会发生牵引力损失。
3.为了优化悬挂垂度的调节，已经开发了用于测量后和/或前悬挂垂度的电子装置。
4.然而，垂度的测量是不可靠的，因为当向其施加负载(力)时，后轮轴行进非线性路径。当力单独施加到后悬挂系统上时，所述路径至少是简单的弧线，但是在另外包括前悬挂的自行车中，或者在包括传统单枢轴悬挂之外的后悬挂系统的自行车中，自行车后轮的后轮轴行进的路径(联接器曲线)是复杂的曲线，使得精确测量自行车后轮的后轮轴行进的路径距离非常困难。这意味着悬挂的精确调整以及下垂度同样充满误差。
5.因此，需要一种装置来精确测量自行车后轮的后轮轴行进的路径，从而为使用者准确地将后减震器分类为调整正确或不正确，以便能够根据需要正确地调整悬挂。


技术实现要素：

6.本发明涉及一种用于自行车的后悬挂装置，其中所述装置包括：
7.(a)具有第一旋转轴的第一枢轴(1)，具有第二旋转轴的第二枢轴(2)，以及具有第三旋转轴的第三枢轴(3)；
8.(b)第一轴向压缩减震器(7)；
9.(c)连杆单元(6)；
10.(d)第一传感器单元(5)；和
11.(e)第一磁体(10)
12.其中
[0013]-所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴平行；
[0014]-所述第一轴向压缩减振器包括第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述第一枢轴，所述第二端连接到所述第二枢轴；和
[0015]-所述连杆单元连接到所述第二枢轴和所述第三枢轴，并绕所述第二旋转轴和所述第三旋转轴旋转；
[0016]
其特征在于
[0017]-所述第一传感器单元位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第三旋转轴的平面中的至少一个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第三旋转轴距离d1处；
[0018]-所述第一磁体是：
[0019]
·
圆柱形或圆柱形壳磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0020]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0021]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体连接到所述第三枢轴；
[0022]
其中所述第三旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0023]-d1在0.1mm和50mm之间；和
[0024]-d2在0.01mm和50mm之间。
[0025]
此外，本发明涉及一种自行车悬挂系统，其包括如本文所述的本发明的后悬挂装置，与用于自行车的前悬挂装置和电子电路相结合，其中所述电子电路监测由所述后悬挂装置和所述前悬挂装置测量的位移。
[0026]
此外，本发明涉及一种包括如本文所述的本发明的后悬挂装置或如本文所述的本发明的自行车悬挂系统的自行车。
[0027]
此外，本发明涉及一种用于将自行车中本发明的后悬挂装置的第一减震器分类为针对使用者正确或不正确调节的方法，其中所述方法包括以下步骤：
[0028]
(a)当包含在后悬挂装置中的第一轴向压缩减震器完全压缩时，通过测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移来确定偏移角a
off
；
[0029]
(b)当第一减震器完全伸展时，通过测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移来确定最大角位移a
max
；
[0030]
(c)通过从步骤(b)中测量的最大角位移a
max
中减去步骤(a)中确定的偏移角a
off
来确定相对最大角位移a
maxrel
；
[0031]
(d)将相对最大角位移a
maxrel
转换成总行程距离t；和
[0032]
(e)当使用者骑在所述自行车上时，测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移a；
[0033]
(f)通过从步骤(e)中测量的角位移a中减去步骤(a)中确定的偏移角a
off
来确定相对角位移a
rel
；
[0034]
(g)将相对角位移a
rel
转换成线性位移值l；
[0035]
(h)将所述第一减震器分类为：
[0036]-当l小于或等于值l1或大于或等于值l2时，对所述用户进行不正确的调整；或者
[0037]-当l在l1和l2之间时，为所述用户正确调整，
[0038]
其中：
[0039]-l是自行车后轮轴的线性位移l
axle
；
[0040]-t是自行车后轮轴的总行进距离t
axle
；
[0041]-l1是从t
axl
e的10％和50％之间选择的值；和
[0042]-l2是从t
axle
的20％和50％之间选择的值，
[0043]
或其中
[0044]-l是第一个减震器的线性位移l
shock
；
[0045]-t是第一个减震器的总行程距离t
shock
；
[0046]-l1是从t
shock
的10％和50％之间选择的值；和
[0047]-l2是从t
shoc
k的20％和50％之间选择的值，
[0048]
并且其中l1比l2少至少0.1％。
[0049]
本发明还涉及一种用于自行车的后悬挂装置，其中所述装置包括：
[0050]
(a)具有第一旋转轴的第一枢轴(1)，具有第二旋转轴的第二枢轴(2)，以及具有第三旋转轴的第三枢轴(3)；
[0051]
(b)第一轴向压缩减震器(7)；
[0052]
(c)连杆单元(6)；
[0053]
(d)第一传感器单元(5)；和
[0054]
(e)第一磁体(10)
[0055]
其中
[0056]-所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴平行；
[0057]-所述第一轴向压缩减震器包括第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述第一枢轴并绕所述第一旋转轴旋转，所述第二端连接到所述第二枢轴并绕所述第二旋转轴旋转；和
[0058]-所述连杆单元连接到所述第二枢轴和所述第三枢轴，并绕所述第二旋转轴和所述第三旋转轴旋转；
[0059]
其特征在于
[0060]-所述第一传感器单元位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第三旋转轴的平面中的四个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第三旋转轴距离d1处；
[0061]-所述第一磁体是圆柱形或圆柱形壳磁体，具有垂直于其平行面的旋转对称轴；
[0062]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体附接并嵌入所述第三枢轴，并且最靠近所述第一传感器单元的所述磁体的面与所述第三枢轴的端面齐平；
[0063]
其中所述第三旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0064]-d1在0.1mm和10mm之间；和
[0065]-d2在0.01mm和10mm之间，
[0066]
其中第一枢轴用于直接或间接连接到所述自行车车架的下连杆单元，第三枢轴用于直接或间接连接到所述自行车车架。
附图说明
[0067]
图1。本发明的后悬挂装置的实施例的透视图，位于mdfyc(福克西碳纤维)自行车车架中，示出了：第一枢轴(1)、第二枢轴(2)、第三枢轴(3)、第四枢轴(4)、第一传感器单元(5)、连杆单元(6)和第一轴向压缩减震器(7)。
[0068]
图2。本发明的后悬挂装置的一个实施例的透视图，连同分解细节a，位于mdfyc(福克西碳纤维)自行车车架中的原位，示出了第一枢轴(1)、第二枢轴(2)、第三枢轴(3)、第四枢轴(4)、第一传感器单元(5)、连杆单元(6)、第一轴向压缩减震器(7)、主板(8)、用于第二
磁体(9)和第一磁体(10)的壳体。
[0069]
图3。本发明的后悬挂装置的一个实施例连同分解细节b的透视图，该后悬挂装置位于精巧的碳纤维自行车车架中，示出了：第二枢轴(2)、第三枢轴(3)、第四枢轴(4)、第一传感器单元(5)、连杆单元(6)、第一轴向压缩减震器(7)、主板(8)、用于第二磁体(9)和第一磁体(10)的壳体。
[0070]
图4。位于mdfyc(福克西碳纤维)自行车车架中的本发明的后悬挂装置的实施例的局部分解透视图，示出了：第二枢轴(2)、第三枢轴(3)、第一传感器单元(5)、连杆单元(6)和第一磁体(10)。
[0071]
图5。本发明的后悬挂装置的实施例的分解透视局部视图，示出了：第一传感器单元(5)和第一磁体(10)，以及传感器(50)、第一传感器封壳帽(51)、第一传感器封壳基座(52)、第一传感器usb盖(53)、第一传感器usb橡胶(54)、第一传感器led透镜(55)、第一传感器螺钉(56)和第一磁体外壳(101)。
[0072]
图6。本发明的后悬挂装置的实施例的连杆单元(6)的侧视图，示出了第二枢轴(2)、第三枢轴(3)和第四枢轴(4)。
[0073]
图7。本发明的自行车悬挂系统的一个实施例的主板(8)的局部分解透视图，示出了：主板基座封壳(81)、主板盖封壳(82)、主板楔(83)、主板usb盖(84)、主板led透镜(85)、主板连接装置和o形环(861至865)以及电路(80，一部分)，包括主板(801)、天线(802)、叉板(803)、电缆(804)、led板(805)和电池。
[0074]
图8。本发明的自行车悬挂系统的一个实施例的第二磁体(9)和相关壳体的局部分解透视图，示出了：第二磁体封壳帽(91)、第二磁体封壳基座(92)、第二磁体补充物(93)、第二磁体粘合剂(94)和第二磁体螺钉(95)。
[0075]
图9。根据本发明的用于将后悬挂装置的第一减震器分类为针对用户正确或不正确调节的方法的流程图。
[0076]
图10。根据本发明的用于为用户将前悬挂装置的第二减震器分类为正确或不正确调节的方法的流程图。
[0077]
图11。通知用户以下情况的方法流程图：a.后悬挂装置的第一减震器是否为用户正确或不正确地调节，如果不是，是否增加或减少所述第一减震器的可压缩性以实现正确的调节，以及b.前悬挂装置的第二减震器是否为用户正确或不正确地调节，如果不是，是否增加或减少所述第二减震器的可压缩性以实现正确的调节。
具体实施方式
[0078]
本发明涉及一种用于自行车的后悬挂装置。因此，当安装在自行车中时，后悬挂装置为所述自行车的后轮提供悬挂(减震/阻尼)。所述后悬挂装置减少了骑车人由于后轮与自行车骑行路径上的突起/凹陷接触而感受到的冲击。
[0079]
所述自行车(bike)优选为任何类型的两轮车辆，无论是人力驱动的和/或马达驱动的(例如电动的)。更优选地，所述自行车是山地自行车(山地车、山地自行车、全地形自行车、越野自行车(off-road bicycle))、宽胎自行车(fatbike)、卧式自行车或巡航自行车(cruiser bicycle)。更优选地，所述自行车是从由下坡自行车、自由骑行自行车、越野自行车(trail bicycle)、越野自行车(cross-country bicycle)耐力自行车、全山地自行车或
斜坡式自行车组成的组中选择的山地自行车。甚至更优选地，所述自行车是山地自行车，其具有根据iso5775-1:1997或iso5775-2:1996的622mm(700c)或584mm(650b)的内轮辋直径的车轮。
[0080]
本发明的所述后悬挂装置包括：
[0081]
(a)具有第一旋转轴的第一枢轴(1)，具有第二旋转轴的第二枢轴(2)，以及具有第三旋转轴的第三枢轴(3)；
[0082]
(b)第一轴向压缩减震器(7)；
[0083]
(c)连杆单元(6)；
[0084]
(d)第一传感器单元(5)；和
[0085]
(e)第一磁体(10)，
[0086]
其中：
[0087]-所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴平行；
[0088]-所述第一轴向压缩减振器包括第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述第一枢轴，所述第二端连接到所述第二枢轴；和
[0089]-所述连杆单元连接到所述第二枢轴和所述第三枢轴，并绕所述第二旋转轴和所述第三旋转轴旋转。
[0090]
所述第一轴向压缩减震器(7)是用于吸收或阻尼施加到其上的负载(冲击力)的机械和/或液压装置。优选地，所述第一轴向压缩减震器包括第一端和第二端、阻尼器和弹簧。所述弹簧在负载下压缩，阻尼器消耗储存在弹簧中的能量，从而调节弹簧压缩和回弹的速度。
[0091]
所述连杆单元(6)是将第二枢轴连接到第三枢轴的杆。优选地，所述连杆单元是绕所述第二旋转轴和所述第三旋转轴枢转的杠杆，其中所述轴是支点。因此，围绕所述第三旋转轴施加到所述连杆的旋转力在第二旋转轴处被转换成施加到第一轴向压缩减震器(7)的弧形力(近似线性力)。图6示出了连杆单元(6)的一个实施例。
[0092]
因此，本发明的所述后悬挂装置优选地配置用于单枢轴悬挂、多枢轴悬挂或短连杆四杆悬挂。优选地，单枢轴悬挂选自传统的单枢轴悬挂、连杆驱动的单枢轴悬挂和分裂枢轴悬挂，其中只有一个枢轴通过摇臂将后轮连接到自行车的主车架上。优选地，所述多枢轴悬挂选自四杆多枢轴悬挂或等连杆多枢轴悬挂，其中有一个以上的枢轴将后轮连接到自行车的主框架。更优选地，所述多枢轴悬挂是从由horst link悬挂(根据specialized的horst link悬挂)和fsr悬挂(根据specialized、cube和scott的fsr悬挂或norco的高级骑行技术(advanced ride technology)悬挂)组成的组中选择的四杆多枢轴悬挂。优选地，所述短连杆四杆悬挂选自零悬挂(根据mondraker的零(zero)悬挂系统)、虚拟枢轴点(vpp)悬挂(根据santa cruz自行车的vpp悬挂)、活连杆悬挂(根据spot自行车的活连杆(living link)悬挂)、dw连杆(dw-link)悬挂(根据ibis的dw连杆悬挂、独立制造(independent fabrication)、turner悬挂自行车和枢轴自行车)、maestro悬挂(根据巨型自行车的maestro悬挂)，开关连杆悬挂(根据yeti cycles的开关连杆悬挂)和全浮子悬挂(根据trek的全浮子悬挂)，其中包括链撑和座撑的后三角形是刚性单元，连接到短连杆四杆悬挂的连接连杆上。甚至更优选地，本发明的所述后悬挂装置配置用于零悬挂，其中第一枢轴附接到下连杆单元，第二枢轴附接到连杆单元(6)，使得第一轴向压缩减震器(7)在其两个连杆单
元之间浮动，并且从两端被压缩。
[0093]
每个枢轴是用于将所述后悬挂装置的一部分连接到其另一部分或所述自行车的一部分的附件。连接可以是直接的，在所述部件和所述枢轴之间没有任何部件，或者是间接的，在所述部件和所述枢轴之间有至少一个部件(例如衬套或轴承)。通过具有旋转轴，每个枢轴优选地也是所述后悬挂装置或所述自行车的一部分可以围绕其旋转的枢轴，这取决于所述部分是否能够独立于所述枢轴旋转。当所述部件能够独立于所述枢轴旋转时，发生围绕所述枢轴及其相应旋转轴的旋转，而当所述部件不能独立于所述枢轴旋转时(例如，由于不可移动地连接到其上)，发生围绕其相应旋转轴的旋转。因此，在本发明的后悬挂装置的优选实施例中，第一轴向压缩减振器的所述第一端附接到所述第一枢轴并绕所述第一旋转轴旋转，并且第一轴向压缩减振器的所述第二端附接到所述第二枢轴并绕所述第二旋转轴旋转。甚至更优选地，第一轴向压缩减震器的所述第一端附接到所述第一枢轴并围绕所述第一旋转轴旋转，第一轴向压缩减震器的所述第二端和所述连杆单元独立地附接到所述第二枢轴并独立地围绕所述第二旋转轴旋转，并且所述连杆单元附接到所述第三枢轴并围绕所述第三旋转轴旋转。更优选地，第一轴向压缩减震器的所述第一端附接到所述第一枢轴并绕所述第一旋转轴旋转，第一轴向压缩减震器的所述第二端和所述连杆单元独立地附接到所述第二枢轴并绕所述第二旋转轴旋转，并且所述连杆单元附接到所述第三枢轴和所述第四枢轴并绕所述第三和第四旋转轴旋转。此外，所述自行车车架还可连接到所述第一枢轴和第三枢轴上，并分别相对于第一轴向压缩减震器和连杆单元绕所述第一旋转轴和第三旋转轴旋转。然而，根据后悬挂装置的配置方式，在所述装置的使用过程中，围绕任何给定旋转轴的旋转可以忽略不计(如果存在的话)。
[0094]
在本发明的后悬挂装置的一个优选实施方案中，所述连杆单元(6)另外包括第四枢轴(4)，该第四枢轴具有与所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴平行的旋转轴，并且所述连杆单元另外连接到所述第四枢轴并围绕所述第四枢轴旋转。在本发明的后悬挂装置的更优选的实施方案中。
[0095]-所述第一枢轴和第三枢轴用于直接或间接地连接到所述自行车的车架；以及
[0096]-所述第四枢轴用于直接或间接连接到所述自行车的后轮上。因此，这些优选和更优选的实施例包括后悬挂装置，该后悬挂装置配置用于除传统单枢轴悬挂之外的任何前述类型的悬挂。
[0097]
本发明的所述后悬挂装置的特征在于
[0098]-所述第一传感器单元(5)位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第三旋转轴的平面中的至少一个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第三旋转轴距离d1处；
[0099]-所述第一磁体是：
[0100]
·
圆柱形或圆柱形壳磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0101]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0102]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体连接到所述第三枢轴；
[0103]
其中所述第三旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0104]-d1在0.1mm和50mm之间；和
[0105]-d2在0.01mm和50mm之间。根据这种结构的后悬挂装置的实施例在图1、2和3中示出。
[0106]
在可选实施例中：
[0107]-所述第一传感器单元(5)位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第二旋转轴的平面中的至少一个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第二旋转轴距离d1处；
[0108]-所述第一磁体是：
[0109]
·
圆柱形或圆柱形壳磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0110]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0111]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体连接到所述第二枢轴；
[0112]
其中所述第二旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0113]-d1在0.1mm和50mm之间；和
[0114]-d2在0.01mm和50mm之间。
[0115]
在另一个可选实施例中：
[0116]-所述第一传感器单元(5)位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第四旋转轴的平面中的至少一个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第四旋转轴距离d1处；
[0117]-所述第一磁体是：
[0118]
·
圆柱形或圆柱形壳磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0119]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0120]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体连接到所述第四枢轴；
[0121]
其中所述第四旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0122]-d1在0.1mm和50mm之间；和
[0123]-d2在0.01mm和50mm之间。
[0124]
在本发明的优选实施例中，所述第一传感器单元(5)包括至少两个霍尔效应传感器，更优选为四个霍尔效应传感器。因此，第一传感器单元是磁性旋转位置传感器单元，其在每个传感器测量磁场变化的范围内是无接触的。通过相对于第一磁体旋转传感器单元，每个传感器测量磁通量密度的变化，该变化转换成线性输出。特别地，磁通量密度的变化被测量为电压、电流或电阻的变化，优选地为电压的变化，其可用于计算相对旋转角度。在本发明的示例性优选实施例中，第一传感器单元是由amsag提供的as560012位可编程非接触电位计，其包括四个霍尔效应传感器。第一传感器单元(5)的所述示例性优选实施例在图5中示出。
[0125]
在本发明中，所述第一磁体是：
[0126]
·
圆柱形或圆柱形壳(即环形)磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0127]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；或者
[0128]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴。因此，所述第一磁体的北极和南极被穿过所述旋转对称轴的平面分开。当所述磁体是圆柱形或圆柱形壳磁体时，所述磁体可以称为径向磁化的。优选地，所述第一磁体是圆柱形或圆柱形壳磁体，更优选地是圆柱形磁体。
[0129]
所述第一磁体连接到所述第三枢轴，其中第三旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐(图4)。可选地，所述第一磁体连接到所述第二枢轴，其中所述第二旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐。可选地，所述第一磁体连接到所述第四枢轴，其中所述第四旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐。因此，所述第一磁体的相应旋转轴和旋转对称轴重合。优选地，所述第一磁体附接到所述相应枢轴，使得暴露于第一传感器单元(5)的所述第一磁体的平行面从所述枢轴的端面突出或者与其齐平。在本发明的后悬挂装置的优选实施例中，所述第一磁体嵌入在所述第三枢轴中，并且最靠近(即暴露于)所述第一传感器单元(5)的所述磁体的面与所述第三枢轴的端面齐平。在本发明的示例性的甚至更优选的实施例中，所述第一磁体是圆柱形径向磁化的磁体，其嵌入在所述第三枢轴的端面中的六棱柱形空腔中，并且暴露于第一传感器单元(5)的所述第一磁体的平行面与所述第三枢轴的所述端面齐平。
[0130]
每个霍尔效应传感器位于垂直于其所连接的枢轴的旋转轴的平面内(即，垂直于所述第一磁体的旋转对称轴的平面)，并且距离所述旋转轴距离d1。此外，所述第一传感器单元位于距所述第一磁体距离d2处。本领域技术人员将会理解，第一传感器单元(5)的位置以及因此其中包含的每个霍尔效应传感器相对于所述磁体的位置，以及因此参数d1和d2的值，取决于所述磁体的磁场强度、所述磁体的形状和尺寸、位于所述磁体附近的物体的磁性、霍尔效应传感器的数量和灵敏度以及其他参数。例如，更大更强的第一磁体装置d1可以更大。在一个特别优选的实施例中，第一磁体所连接的枢轴由非铁磁材料制成。
[0131]
在本发明中，d1对于每个传感器是相同的，并且在0.1mm和50mm之间，而d2在0.01mm和50mm之间。优选地，d1在0.1mm和20mm之间，d2在0.05mm和20mm之间，更优选地，d1在0.15mm和10mm之间，d2在0.1mm和10mm之间。在本发明的后悬挂装置的优选实施例中，d1小于或等于所述第一磁体的平行面的最长尺寸，而d2小于5mm。
[0132]
在本发明的一个特别优选的实施例中，后悬挂装置用于自行车，其中所述装置包括：
[0133]
(a)具有第一旋转轴的第一枢轴(1)，具有第二旋转轴的第二枢轴(2)，以及具有第三旋转轴的第三枢轴(3)；
[0134]
(b)第一轴向压缩减震器(7)；
[0135]
(c)连杆单元(6)；
[0136]
(d)第一传感器单元(5)；和
[0137]
(e)第一磁体(10)
[0138]
其中
[0139]-所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴平行；
[0140]-所述第一轴向压缩减震器包括第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述第一枢轴并绕所述第一旋转轴旋转，所述第二端连接到所述第二枢轴并绕所述第二旋转轴旋
转；和
[0141]-所述连杆单元连接到所述第二枢轴和所述第三枢轴，并绕所述第二旋转轴和所述第三旋转轴旋转；
[0142]
其特征在于
[0143]-所述第一传感器单元位于所述连杆单元的表面上，并且包括位于垂直于第三旋转轴的平面中的四个霍尔效应传感器，其中每个霍尔效应传感器位于距所述第三旋转轴距离d1处；
[0144]-所述第一磁体是圆柱形或圆柱形壳磁体，具有垂直于其平行面的旋转对称轴；
[0145]
其中所述第一磁体的磁矩方向垂直于所述旋转对称轴，其中所述第一磁体连接到所述第三枢轴；
[0146]
其中所述第三旋转轴和所述第一磁体的旋转对称轴对齐，并且其中在所述第一传感器单元和所述第一磁体之间存在距离d2，并且其中：
[0147]-d1在0.1mm和10mm之间；和
[0148]-d2在0.01mm和10mm之间，
[0149]
其中第一枢轴用于连接到所述自行车车架的下连杆单元，第三枢轴用于连接到所述自行车车架。
[0150]
本发明还涉及一种自行车悬挂系统，该自行车悬挂系统包括如本文所述的后悬挂装置，以及用于自行车的前悬挂装置和电子电路。
[0151]
所述电子电路(80)优选是包括处理器的电路。由传感器单元检测到的磁通量密度的变化被转换成线性输出，优选为电压的变化。所述线性输出更优选地由所述处理器转换成输出。所述输出允许用户确定任何给定的悬挂装置(前和/或后)是否正确调节。所述电路也可以包括无线网络。优选地，所述电路包括在传感器单元和/或主板中，并且可选地包括无线网络。图7中的主板(8)中示出了部分电路(80)的一个实施例。
[0152]
所述前悬挂装置包括：
[0153]
(a)第二轴向压缩减震器；
[0154]
(b)第二传感器单元；和
[0155]
(c)第二磁体。
[0156]
所述第二轴向压缩减震器包括第一端和第二端。优选地，所述第二轴向压缩减振器包括与这里描述的第一轴向压缩减振器相同的特征(但尺寸不同)。
[0157]
所述第二磁体是：
[0158]
·
圆柱形磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0159]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0160]
其中所述第二磁体的磁矩方向平行于所述旋转对称轴。因此，所述第二磁体的北极和南极垂直于所述旋转对称轴的平面分开，并且所述磁体可以称为轴向磁化的。优选地，所述第二磁体是圆柱形磁体。第二磁体(9)的一个实施例在图8中显示为第二磁体外壳的一部分。
[0161]
所述第二传感器单元包括磁通量传感器。所述磁通量传感器优选地是从由霍尔效应传感器、磁二极管、磁晶体管、amr磁力计、gmr磁力计、磁隧道结磁力计、磁光传感器、基于洛伦兹力的mems传感器、基于电子隧道的mems传感器、mems罗盘、核进动磁场传感器、光泵
磁场传感器、磁通门磁力计、搜索线圈磁场传感器和squid磁力计组成的组中选择的传感器。更优选地，所述磁通量传感器是霍尔效应传感器、磁二极管、磁晶体管、amr磁力计或gmr磁力计，并且磁通量密度的变化被测量为电压、电流或电阻、优选电压的变化，其用于计算所述磁通量传感器相对于所述第二磁体的相对位移。在本发明的示例性优选实施例中，所述第二传感器单元是由analog devices,inc.提供的ad22151线性输出磁场传感器。
[0162]
所述第二传感器单元位于所述第二减震器的第二端，并且所述第二磁体位于所述第二减震器的所述第一端，其中所述磁通量传感器和所述第二磁体的旋转对称轴对齐。
[0163]
因此，在本发明的自行车悬挂系统的优选实施例中，所述前悬挂装置包括：
[0164]
(a)第二轴向压缩减震器；
[0165]
(b)第二传感器单元；和
[0166]
(c)第二磁体，
[0167]
其中
[0168]-所述第二轴向压缩减震器包括第一端和第二端；
[0169]-所述第二磁体是：
[0170]
·
圆柱形磁体，其旋转对称轴垂直于其平行面；或者
[0171]
·
棱柱形磁体，包括两个多边形平行面和垂直于所述平行面的旋转对称轴；
[0172]
其中所述第二磁体的磁矩方向平行于所述旋转对称轴，其中所述第二磁体位于所述第二减震器的所述第一端上；和
[0173]-所述第二传感器单元包括位于所述第二减震器的第二端上的磁通量传感器，
[0174]
其中所述磁通量传感器和所述第二磁体的旋转对称轴对齐。
[0175]
本发明还涉及一种自行车，其包括如本文所述的本发明的后悬挂装置，或者如本文所述的本发明的自行车悬挂系统。所述自行车可以选自任何前述自行车，并且配置有所述后悬挂装置或所述自行车悬挂系统
[0176]
如本文所述，当安装在自行车中时，当所述后悬挂装置承受负载时，本发明的后悬挂装置测量第一传感器单元相对于磁体的旋转角度。当使用所述自行车时，特别是当使用者骑在所述自行车上时，施加负载。通过以这种方式测量旋转角度，可以非常精确地确定自行车后轮的后轮轴行进路径的距离。由于后悬挂类型(如上所述)和市场上可买到的自行车的多样性，自行车后轮的后轮轴行进的路径(耦合器曲线)通常是复杂的曲线，使得精确测量自行车后轮的后轮轴行进的路径距离非常困难。然而，本发明的后悬挂装置允许精确测量该距离。因此，本发明的后悬挂装置可用于确定自行车的悬挂是否为使用者正确调节。
[0177]
因此，本发明还涉及一种用于将自行车中本发明的后悬挂装置的第一减震器分类为针对使用者正确调节或不正确调节的方法(图9)。所述方法包括以下步骤：
[0178]
(a)当包含在后悬挂装置中的第一轴向压缩减震器被完全压缩时，通过测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移来确定偏移角a
off
；
[0179]
(b)当第一减震器完全伸展时，通过测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移来确定最大角位移a
max
；
[0180]
(c)通过从步骤(b)中测量的最大角位移a
max
中减去步骤(a)中确定的偏移角a
off
来确定相对最大角位移a
maxrel
；
[0181]
(d)将相对最大角位移a
maxrel
转换成总行程距离t；和
[0182]
(e)当使用者骑在所述自行车上时，测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移a；
[0183]
(f)通过从步骤(e)中测量的角位移a中减去步骤(a)中确定的偏移角a
off
来确定相对角位移a
rel
；
[0184]
(g)将相对角位移a
rel
转换成线性位移值l；
[0185]
(h)将所述第一减震器分类为：
[0186]-当l小于l1值或大于l2值时，对所述用户进行不正确的调整；或者
[0187]-当l在l1和l2之间时，为所述用户正确调整，
[0188]
其中：
[0189]-l是自行车后轮轴的线性位移l
axle
；
[0190]-t是自行车后轮轴的总行进距离t
axle
；
[0191]-l1是从t
axle
的10％和50％之间选择的值；和
[0192]-l2是从t
axle
的20％和50％之间选择的值，
[0193]
或其中
[0194]-l是第一个减震器的线性位移l
shock
；
[0195]-t是第一个减震器的总行程距离t
shock
；
[0196]-l1是从t
shock
的10％和50％之间选择的值；和
[0197]-l2是从t
shock
的20％和50％之间选择的值，
[0198]
并且其中l1比l2少至少0.1％。
[0199]
当在所述地形上移动时重复步骤(e)至(g)w次，所述方法还可以用于将自行车中本发明的后悬挂装置的第一减震器分类为针对使用者和地形调整正确或不正确，以获得l的w值，对这些值进行平均以获得l的新值，该新值是第一减震器的平均线性位移l
axleav
或者第一减震器的线性位移l
shockav
，
[0200]
当l在l1和l2之间时，l大于或等于l1，小于或等于l2。优选地，l1比l2少至少0.5％，更优选地，l1比l2少至少1％，甚至更优选地，l1比l2少至少2％。在本发明方法的优选实施例中：
[0201]-l是自行车后轮轴的线性位移l
axle
；
[0202]-t是自行车后轮轴的总行进距离t
axle
；
[0203]-l1是从t
axle
的20％和34％之间选择的值；和
[0204]-l2是从taxle的21％和35％之间选择的值，
[0205]
或其中
[0206]-l是第一减震器的线性位移l
shock
；
[0207]-t是第一个减震器的总行程距离t
shock
；
[0208]-l1是从t
shock
的20％和34％之间选择的值；和
[0209]-l2是从t
shock
的21％和35％之间选择的值，
[0210]
并且其中l1比l2少至少1％。
[0211]
优选地，如本文所述，在将本发明的后悬挂装置安装在自行车中之后，步骤(a)至(d)仅执行一次。从这些步骤获得的信息可以多次使用，每次重复步骤(e)至(h)，例如当使用者重新骑上自行车或当不同的使用者骑上自行车时。更优选地，当使用者骑在自行车上
时，每q小时重复步骤(e)至(h)，其中q选自1至240，优选2至72，更优选3至12。甚至更优选地，每p天重复步骤(e)至(h)，其中p选自1至10，优选2至5。
[0212]
在本发明方法的优选实施例中，角位移作为在第一传感器单元中测量的电压的函数来测量。在本发明方法的另一个更优选的实施例中，当仅应用一个制动器时，测量第一传感器单元相对于第一磁体的角位移a。
[0213]
在本发明方法的优选实施例中，步骤(c)、(d)、(f)和(g)使用电子电路来执行，可选地与无线连接到电子电路的网络相结合。如上所述，所述电子电路优选是包括处理器的电路。更优选地，由传感器单元检测到的磁通量密度的变化被所述处理器转换成线性输出(优选电压的变化)。所述输出允许用户确定任何给定的悬挂装置(前和/或后)是否被正确调节。
[0214]
将相对最大角位移a
maxrel
转换成总行程距离t以及将相对角位移a
rel
转换成线性位移值l的步骤(d)和(g)分别包括数学计算。所述数学计算可以使用例如三角计算、几何计算和/或微积分来将每个所述相对角位移转换成相应的距离。所述数学计算可以考虑连杆单元的长度和座撑和/或链撑的长度，并且在相关的情况下，考虑最靠近座管的剩余后三角形的长度。
[0215]
所述处理器可以是通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得经由电路的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个块中指定的功能/动作的装置。所述指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指导处理器和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制造品，该制造品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。
[0216]
指令也可以被加载到处理器、计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使一系列操作步骤分别在所述处理器、计算机、其他可编程装置或其他设备上执行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。
[0217]
附图中的流程图和方框图示出了根据本发明各种实施例的设备、系统和方法的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个块可以表示指令的模块、片段或部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，方框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示中的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，该系统执行指定的功能或动作或者执行专用硬件和计算机指令的组合。
[0218]
在本发明的方法的优选实施例中，该方法还用于将前悬挂装置的第二轴向压缩减振器分类为对用户而言调整正确或不正确(图10)，其中所述方法包括以下步骤：
[0219]
(a’)当包含在前悬挂装置中的第二轴向压缩减震器被完全压缩时，通过测量第二传感器单元相对于第二磁体的位移来确定偏移距离d
off
；
[0220]
(b’)当第二减震器完全伸展时，通过测量第二传感器单元相对于第二磁体的位移来确定最大位移d
max
；
[0221]
(c’)通过从步骤(b’)中测量的最大位移d
max
中减去步骤(a’)中确定的偏移距离d
off
，确定相对最大位移d
maxrel
；
[0222]
(d’)当使用者骑在所述自行车上时，测量第二传感器单元相对于第二磁体的位移d；
[0223]
(e’)通过从步骤(d’)中测量的位移d中减去步骤(a’)中确定的偏移距离d
off
来确定相对位移d
rel
；
[0224]
(f’)将所述第二减震器分类为：
[0225]-当d
rel
小于l1’值或大于l2’值时，对所述用户进行不正确的调整；或者
[0226]-当d
rel
位于l1’和l2’之间时，针对所述用户进行正确调整，
[0227]
其中：
[0228]-l1’是选自d
maxrel
的10％和50％之间的值；和
[0229]-l2’是选自d
maxrel
的20％和50％之间的值，
[0230]
并且其中l1’比l2’少至少0.1％。
[0231]
当drel在l1’和l2’之间时，d
rel
大于或等于l1’小于或等于l2’。优选地，l1’比l2’少至少0.5％，更优选地，l1’比l2’少至少1％，甚至更优选地，l1’比l2’少至少2％。在本发明方法的优选实施例中：
[0232]-l1’是选自d
maxrel
的20％和39％之间的值；和
[0233]-l2’是从d
maxrel
的21％和40％之间选择的值。
[0234]
优选地，如本文所述，在将本发明的自行车悬挂系统安装在自行车中之后，步骤(a’)至(c’)仅执行一次。更优选地，当进行步骤(a)至(d)时，进行步骤(a’)至(c’)。从这些步骤获得的信息可以多次使用，每次重复步骤(d’)至(f’)。优选地，如上所述，每当重复步骤(e)至(h)时，重复步骤(d’)至(f’)。
[0235]
优选地，当所述第一减震器和/或所述第二减震器为用户正确或不正确地调节时，所述方法相应地通知用户。可以通过例如给定颜色(例如绿色)或强度的光或led，或者通过屏幕上的显示，通知用户第一减震器被分类为对于所述用户被正确调节。类似地，可以通过例如颜色不同于所述给定颜色的灯或led，或者通过屏幕上的显示，通知用户第一减震器被分类为对所述用户调节不正确。
[0236]
在本发明的方法的一个优选实施例中，当所述第一减震器和/或所述第二减震器被用户不正确地调节时，所述方法通知用户如何分别调节所述第一减震器和/或所述第二减震器，其中当：
[0237]-l小于l1，用户被告知减小第一减震器的可压缩性(图11a)；
[0238]-l大于l2，用户被告知增加第一减震器的可压缩性(图11a)；
[0239]-d
rel
小于l1’，用户被告知减小第二减震器的可压缩性(图11b)；和/或
[0240]-d
rel
大于l2’，用户被告知增加第二减震器的可压缩性(图11b)。
[0241]
当用户被告知降低给定减震器的可压缩性时，下垂度认为是不够的。相反，当用户被告知增加给定减震器的可压缩性时，下垂度认为是过度的。根据与所述减震器相关的说明，可以降低或提高减震器的可压缩性。
[0242]
可以通过例如特定颜色(例如红色)的灯或led，或者通过屏幕上的显示来通知用户降低给定减震器的可压缩性。类似地，可以通过例如与所述特定颜色不同的颜色(例如黄
色)的灯或led，或者通过屏幕上的显示来通知用户增加给定减震器的可压缩性。在下面的例子中，被分类为对所述用户正确调节的后悬挂装置指定为绿色，而分类为对所述用户不正确调节的后悬挂装置：
[0243]-通知用户降低第一减震器的可压缩性，第一减震器指定为红色；和
[0244]-通知用户增加第一减震器的可压缩性，第一减震器指定为黄色。
[0245]
示例
[0246]
示例1：本发明的后悬挂装置位于mdfyc(福克西碳纤维)自行车车架的原位(参见图2)。
[0247]
在图2中，前悬挂装置包括第二轴向压缩减震器、磁通量传感器ad22151(803)，其位于主板(7)的外壳的一侧，与连接到第二减震器一端的圆柱形第二磁体(9)对齐，从而当悬挂轴向移动时，磁体(9)和磁通量传感器(803)之间的相对移动产生电压变化，该电压变化在所述传感器中被检测到。
[0248]
在图2中，后悬挂装置包括第一轴向压缩减振器(7)，该减振器浮动在多枢轴零悬挂结构中，当自行车的后轮轴相对于车架向上移动时，该减振器从两端压缩该减振器。第一减震器(7)的一端连接到第一枢轴(1)上，另一端连接到第二枢轴(2)上，它们中的每一个都具有彼此平行的旋转轴。连杆单元(6)也附接到所述第二枢轴(2)以及第三枢轴(3)和第四枢轴(4)，第三枢轴(3)又附接到所述自行车的框架，第四枢轴(4)又附接到自行车的后三角架的座位撑杆。所述连杆单元(6)在自行车后轮上施加载荷(力)时绕第二、第三和第四旋转轴旋转，导致自行车的后轮轴相对于车架向上或向下移动。第一传感器单元as5600(5)附着到链接单元(6)的表面，包括蓝牙模块，电子设备和四个霍尔效应传感器，用于检测所述第一传感器单元(5)相对于径向磁化的圆柱形第一磁体(10)的旋转运动，该第一磁体嵌入六边形衬套的圆柱形空腔内，该六边形衬套又插入第三枢轴(3)的六边形空腔中，使得最靠近所述传感器单元的所述磁体的表面与所述第三枢轴(3)的端面齐平，其中所述第一传感器单元和所述第一磁体之间的距离d2小于3mm，并且霍尔效应传感器距所述第三旋转轴的距离d1小于或等于所述第一磁体的平行面的半径。所述第一传感器单元(5)相对于所述第一磁体(10)的所述旋转运动产生在所述传感器中检测到的电压变化。
[0249]
自行车的总行进距离t
axle
为153.93mm，第一减震器行进64.43mm。如表1所示，在该范围内测量第一传感器单元(5)相对于所述第一磁体(10)移动的旋转角度(相对角位移a
rel
)(即，连杆单元相对于自行车车架移动的角度)。
[0250]
表1.在mdfyc(福克西碳纤维(foxy carbon))自行车车架中使用位于原位的本发明的后悬挂装置进行测量
[0251]
[0252][0253]
表1中带有灰色阴影()的条目代表第一减震器认为是为用户正确调节的条目(由显示器上的绿灯指示)。那些灰色阴影上方的条目表示第一减震器的可压缩性应该降低的条目(由显示器上的红灯指示)，而那些灰色阴影下方的条目表示第一减震器的可压缩性应该增加的条目(由显示器上的黄灯指示)。
[0254]
示例2：本发明的后悬挂装置位于精巧的碳纤维自行车车架的原位(参见图3)。
[0255]
在图3中，前悬挂装置包括与图2相同的第二轴向压缩减震器、磁通量传感器、ad22151(803)、主板(7)和圆柱形第二磁体(9)。
[0256]
在图3中，后悬挂装置包括第一轴向压缩减振器(7)，该减振器浮动在多枢轴零悬挂结构中，当自行车的后轮轴相对于车架向上移动时，该减振器从两端压缩该减振器。第一减震器(7)的一端连接到第一枢轴(1，隐藏)上，另一端连接到第二枢轴(2)上，它们中的每一个都具有彼此平行的旋转轴。连杆单元(6)也附接到所述第二枢轴(2)以及第三枢轴(3)和第四枢轴(4)，第三枢轴(3)又附接到所述自行车的框架，第四枢轴(4)又附接到自行车的后三角架的座位撑杆。所述连杆单元(6)在自行车后轮上施加载荷(力)时绕第二、第三和第四旋转轴旋转，导致自行车的后轮轴相对于车架向上或向下移动。第一传感器单元as5600(5)连接到连杆单元(6)的表面，检测所述第一传感器单元(5)相对于插入第三枢轴(3)的六边形空腔中的径向磁化的圆柱形第一磁体(10)的旋转运动，使得最靠近所述传感器单元的所述磁体的表面与所述第三枢轴(3)的端面齐平，其中所述第一传感器单元和所述第一磁体之间的距离d2小于3mm，并且第一传感器单元(5)的霍尔效应传感器距所述第三旋转轴的
距离d1小于或等于所述第一磁体的平行面的半径。所述第一传感器单元(5)相对于所述第一磁体(10)的所述旋转运动产生在所述传感器中检测到的电压变化。
[0257]
自行车的总行进距离t
axle
为150.01mm，第一减震器行进65mm。如表2所示，在该范围内测量第一传感器单元(5)相对于所述第一磁体(10)移动的旋转角度(相对角位移a
rel
)(即，连杆单元相对于自行车车架移动的角度)。
[0258]
表2中带有灰色阴影()的条目代表第一减震器认为是为用户正确调节的条目(由显示器上的绿灯指示)。那些灰色阴影上方的条目表示第一减震器的可压缩性应该降低的条目(由显示器上的红灯指示)，而那些灰色阴影下方的条目表示第一减震器的可压缩性应该增加的条目(由显示器上的黄灯指示)。
[0259]
在示例1和2中，后轮轴行程的测量精度都小于0.3mm，而如果这是基于第一减震器的行程来估计的，则精度会大大降低。
[0260]
表2.使用本发明的后悬挂装置进行测量，该后悬挂装置位于精巧的碳纤维自行车车架中
[0261][0262]