自行车训练器扭矩测量装置的制作方法

本申请总体上涉及具有扭矩测量装置的自行车训练器、扭矩传感器以及用于组装和使用自行车训练器的方法。背景技术：1、自行车训练器在本领域中是已知的，并且通常用于自行车上的固定室内训练。动态电子控制的或智能的室内自行车训练器正成为一种流行的训练方法。希望在智能自行车训练器中具有与现代传统自行车相同的功率测量精度。2、有多种方法用于产生对自行车训练器的阻力。两种常用的产生阻力的方法是通过在从动飞轮上使用涡流制动器和通过电动机形式的发电机阻力装置来实现的。当相对运动的导电材料经过磁体时，涡流制动器产生阻力。磁体可以是永久的，然而一些智能训练器使用电磁体来改变磁性量，从而改变用户感觉到的阻力。在这种涡流系统中，提供给电磁体的电流量可用于估计由涡流系统提供的扭矩。通过精确的踏频测量，该扭矩然后可用于计算骑车者提供的功率。3、典型的发电机阻力装置训练器需要更复杂的方法来产生阻力，但是仍然使用基于电流的测量来估计由训练器提供的扭矩。同样，该扭矩可与踏频一起用于计算功率。发电机训练器比涡流训练器对命令的扭矩变化反应更快，从而导致更逼真的室内骑行体验。4、本发明提供了一种训练器以及在训练器中或与训练器一起使用的装置，以更精确地测量自行车训练器中的扭矩。技术实现思路1、在一个方面，自行车训练器的一个实施例包括：基座，该基座限定旋转轴线；和支撑件，该支撑件具有不能旋转地固定到所述基座的内部部分、与所述内部部分径向间隔开的外部部分以及在所述内部部分与所述外部部分之间径向延伸的第一面构件。定子连接到支撑件的外部部分并且包括与旋转轴线径向间隔开的多个周向间隔开的电磁体。转子能旋转地安装到基座，其中，转子包括设置在电磁体的径向外部的至少一个磁体和与第一面构件轴向间隔开的第二面构件，其中，转子能相对于定子绕旋转轴线旋转。至少一个应变测量装置设置在第一面元件和/或第二面元件中的一个上。在一个实施例中，应变测量装置包括剪切应变片。2、在另一方面，一种用于测量施加到电动机的转子的扭矩的扭矩传感器的一个实施例包括：径向外部定子附接部分，该径向外部定子附接部分构造成用于附接到电动机的定子；和径向内部固定部分，该径向内部固定部分构造成以非旋转方式固定扭矩传感器。扭矩测量装置包括设置在定子附接部分和固定部分之间并连接定子附接部分和固定部分的面构件。扭矩测量装置包括至少一个应变测量装置，该至少一个应变测量装置构造成测量将定子附接部分连接至固定部分的面构件的应变。3、在又一方面，一种自行车训练器的一个实施例包括：框架，该框架不能旋转地支撑限定旋转轴线的轴；和扭矩传感器，该扭矩传感器具有相对于轴不能旋转地固定的第一内部部分、与第一内部部分径向间隔开的第一外部部分以及在第一内部部分与第一外部部分之间径向延伸的第一环形腹板。定子连接到扭矩传感器的第一外部部分，并且包括与旋转轴线径向间隔开的多个周向间隔开的电磁体。转子包括：第二内部部分，该第二内部部分能旋转地安装在轴上；第二外部部分，该第二外部部分包括设置在电磁体的径向外部的多个磁体；以及第二环形腹板，该第二环形腹板在第二内部部分和第二外部部分之间径向延伸。至少一个应变测量装置设置在第一环形腹板上。4、在一个实施例中，提供了一种自行车训练器，其具有用于通过自行车训练器的发电机型阻力单元的定子直接测量扭矩的装置。直接测量可以通过将应变片布置在位于发电机型阻力单元的定子和刚性框架附件的交叉点处的装置上来实现。在各种实施例中，应变片可设置在定子的径向延伸辐条或其托架处或设置在定子的径向延伸辐条或其托架上。5、自行车训练器、扭矩传感器及其使用和组装方法的各种实施例提供了优于其他自行车训练器、扭矩传感器和方法的显著优点。例如但不限于，自行车训练器、扭矩传感器和方法提供应变的直接测量，而不是从电流的测量外推。直接应变测量(例如结合到发电机阻力系统中)将现实的室内骑行体验的益处与通过直接测量系统中的扭矩(例如通过使用应变测量技术)可获得的增加的功率测量准确度相结合。6、前述段落是通过概述的方式提供的，并不旨在限制下面提出的权利要求的范围。通过结合附图参考以下详细描述，将更好地理解各种优选实施例以及其他优点。技术特征：1.一种自行车训练器，该自行车训练器包括：2.根据权利要求1所述的自行车训练器，其中，所述基座包括限定所述旋转轴线的轴，其中，所述托架连接到所述轴，并且其中，所述转子由所述轴能旋转地支撑。3.根据权利要求1所述的自行车训练器，其中，所述至少一个应变测量装置包括至少一个剪切应变片。4.根据权利要求3所述的自行车训练器，其中，所述至少一个剪切应变片设置在所述第一面构件上。5.根据权利要求4所述的自行车训练器，其中，所述第一面构件由正交于所述旋转轴线定位的环形腹板限定。6.根据权利要求5所述的自行车训练器，其中，所述环形腹板包括至少一个应变测量特征，其中，所述至少一个剪切应变片设置在所述至少一个应变测量特征上。7.根据权利要求6所述的自行车训练器，其中，所述环形腹板包括周向间隔开的多个应变测量特征，并且其中，所述至少一个剪切应变片包括分别设置在所述多个应变测量特征上的多个剪切应变片。8.根据权利要求7所述的自行车训练器，其中，所述多个应变测量特征包括限定在周向间隔开的开口之间的多个辐条。9.根据权利要求3所述的自行车训练器，其中，所述剪切应变片包括限定平行格栅线的导电带，其中，所述格栅线相对于从所述旋转轴线径向延伸的线以30至60度之间的锐角定向。10.根据权利要求3所述的自行车训练器，其中，所述剪切应变片构造成测量由所述转子施加到所述定子的120nm或更小的最大扭矩。11.根据权利要求7所述的自行车训练器，其中，所述多个剪切应变片布置在分开的第一测量电路和第二测量电路中，其中，所述第一测量电路和所述第二测量电路中的每一个都包括至少一对剪切应变片。12.根据权利要求3所述的自行车训练器，所述自行车训练器还包括印刷电路板组件，所述印刷电路板组件安装在所述托架和/或所述转子上并电连接到所述至少一个剪切应变片，其中，所述印刷电路板组件构造成处理由所述至少一个剪切应变片提供的信号，以提供与由所述转子施加到所述托架的测量扭矩成比例的扭矩信号。13.根据权利要求2所述的自行车训练器，其中，所述基座包括框架，并且其中，所述轴不能旋转地固定到所述框架并包括第一毂，并且其中，所述托架的所述内部部分包括不能旋转地连接到所述第一毂的第二毂。14.一种用于测量施加到自行车训练器的转子的扭矩的扭矩传感器，所述扭矩传感器包括：15.根据权利要求14所述的扭矩传感器，其中，所述至少一个应变测量装置包括至少一个剪切应变片。16.根据权利要求15所述的扭矩传感器，其中，所述面构件包括限定至少一个应变测量特征的环形腹板，其中，所述至少一个剪切应变片设置在所述应变测量特征上。17.根据权利要求16所述的扭矩传感器，其中，所述环形腹板包括周向间隔开的多个应变测量特征，并且其中，所述至少一个剪切应变片包括分别设置在所述多个应变测量特征上的多个剪切应变片。18.根据权利要求17所述的扭矩传感器，其中，所述多个剪切应变片布置在分开的第一测量电路和第二测量电路中，其中，所述第一测量电路和所述第二测量电路中的每一个都包括至少一对剪切应变片。19.根据权利要求15所述的扭矩传感器，其中，所述至少一个剪切应变片包括限定平行格栅线的导电带，其中，所述格栅线相对于从所述固定部分的中心轴线径向延伸的线以30和60度之间的锐角定向。20.根据权利要求17所述的扭矩传感器，该扭矩传感器还包括印刷电路板组件，该印刷电路板组件安装在所述面构件上并电连接到所述至少一个剪切应变片，其中，所述印刷电路板组件构造成处理由所述至少一个剪切应变片提供的信号，以提供与施加到所述扭矩传感器的测量扭矩成比例的扭矩信号。技术总结本发明涉及自行车训练器扭矩测量装置。自行车训练器具有用于通过自行车训练器的发电机型阻力单元的定子直接测量扭矩的装置。直接测量可以通过将应变片布置在位于发电机型阻力单元的定子和刚性框架附件的交叉点处的装置上来实现。应变片可以设置在定子的径向延伸的辐条上，或者设置在其托架上。技术研发人员：O·布里顿受保护的技术使用者：什拉姆有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18