本申請要求如下的優(yōu)先權：(1)2015年4月3日提交的美國專利申請14/678,855(supe-0007-u02)；(2)2014年11月24日提交的美國臨時專利申請序列號62/083,851(supe-0007-p01)；和(3)2014年12月15日提交的美國臨時專利申請序列號62/092,243(supe-0007-p02)。

上述每一申請的全部內容通過引用并入本文。

本發(fā)明涉及電動車輪，更具體地涉及一種通過將車輪安裝在車輛上而將非機動輪式車輛轉換為電動輪式車輛的電動車輪。

背景技術：

有許多由人力驅動或運動的輪式車輛，諸如自行車、輪椅、貨車、拖車、推車、滾動臺、推式割草機、獨輪手推車等。當前用于諸如自行車的車輛的電氣轉換套件通常包括相對較大、龐大的電池組、控制系統(tǒng)和電馬達，其分開地安裝在自行車的諸如框架、車把和車叉的不同零件上。當部件是分開的時，線束提供從電池組到電馬達的電力，并作為來自控制系統(tǒng)的信號的通道。這種系統(tǒng)的安裝可能是復雜且耗時的，通常需要各種工具和多步驟過程。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的電池維護的系統(tǒng)的方法，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的方法可以包括：在電動車輪的多個輻條中的每一個均保持束緊的同時，接近電動車輪內的成型電池。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括經由可移除的通道門接近成型電池，該可移除的通道門可移除地附接至安裝于驅動側殼的非驅動側環(huán)。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括：在經由可移除的通道門接近成型電池之前移除安裝于驅動側殼的蓋板。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括繼移除蓋板之后從面板周圍接近成型電池。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括接近成型電池而不移除安裝至面板的軸承。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括訪問成型電池而不拆卸電馬達及其控制系統(tǒng)。

本發(fā)明描述了一種電動車輪的輪轂罩組件，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的輪轂罩組件可包括圍繞軸線限定的驅動側罩；安裝至驅動側罩的非驅動側環(huán)，非驅動側環(huán)限定非圓形輪廓；以及可以穿過非驅動側環(huán)的非圓形輪廓的成型電池殼體。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中輪轂罩組件還包括可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形輪廓包括多個弧形部分。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形輪廓是扇形的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中成型電池殼體包含電池系統(tǒng)的多個電池組。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個電池組中的至少一個包括2電池束。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個電池組中的至少一個包括4電池束。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中4電池束布置成l形配置。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中輪轂罩組件還包括安裝至驅動側罩的蓋板，在經由可移除的通道門接近成型電池之前蓋板是可移除的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中成型電池被成型以允許繼移除蓋板之后從面板周圍移除/替換。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中輪轂罩組件還包括安裝至非驅動側環(huán)和驅動側罩的多個輻條，使得可移除的通道門可從非驅動側環(huán)移除，而不使多個輻條中任一者脫開。

本發(fā)明描述了一種電動車輪，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的電動車輪可以包括：繞軸線限定的驅動側殼；安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；可移除的通道門，其可移除地附接至非驅動側環(huán)；以及多個輻條，其安裝至非驅動側環(huán)和驅動側罩，使得可移除的通道門可從非驅動側環(huán)移除，而不會使多個輻條中的任一者脫開。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中電動車輪還包括能夠穿過非驅動側環(huán)的非圓形輪廓的成型電池殼體。

本發(fā)明描述了一種用于車輪的輻條，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的輻條可以包括第一端、第二端和其間的附接段，第一端和第二端相對彼此呈銳角地延伸，所述附接段在橫截面中包括非圓形部分。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形部分包括平坦分段。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形部分包括三角形分段。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形部分包括楔形分段。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形部分包括平坦分段，該平坦分段限定不包含第一端和第二端的平面。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個車輪輻條的銳角的范圍在約20度和約60度之間。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個車輪輻條的銳角為大約40度。

本發(fā)明描述了一種車輪，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的車輪可以包括車輪輪輞、具有第一側和第二側的車輪輪轂、以及將車輪輪輞連接至車輪輪轂的多個車輪輻條，多個車輪輻條中的每一個均具有第一端、第二端和其間的附接段，所述端部相對于彼此成銳角地延伸并附接至輪輞，所述附接段附接至車輪輪轂中的附接凹部，所述附接段在橫截面中包括非圓形部分。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形部分可沿著第一方向容納在附接凹部內，并且響應于不同于第一方向的運動，鎖定在附接凹部內。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中不同于第一方向的運動包括不同于第一方向的第二方向。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中不同于第一方向的運動包括旋轉。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中車輪輪轂的至少一側具有成形為保持并固定一個車輪輻條的附接段的至少一個附接凹部。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中附接凹部具有以下之一的形狀：彎曲形狀、成角度的形狀。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個車輪輻條的銳角的范圍在約20度和約60度之間。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中多個車輪輻條的銳角為大約40度。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中車輪是電動車輪以將非機動輪式車輛轉換為電動輪式車輛。

本發(fā)明描述了一種組裝安裝有輻條的車輪的方法，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的方法可以包括：將車輪輻條的附接段插入到車輪輪轂中的附接凹部中，所述輻條包括第一端、第二端和其間的附接段，端部相對于彼此成銳角地延伸；并且轉動車輪輻條以將附接段鎖定到附接凹部中。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中所述方法還包括將多個輻條中的每一個輻條的端部都固定至輪輞。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中附接段在橫截面中包括非圓形部分。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的熱管理方法，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的方法可以包括：限定從至少一個部件的導熱路徑，所述至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱，提供具有導熱材料的路徑并進一步限定路徑使得路徑接觸所述至少一個部件，進一步限定路徑使得路徑接觸電動車輪的輪轂殼組件，由此將熱量從所述至少一個部件傳導到輪轂殼組件。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括將輪轂殼組件設置為靠近至少一個部件，以促進它們之間的短的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括將多個翅片定位在輪轂殼組件上，其從輪轂殼組件延伸。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定從電動車輪的至少一個部件到軸的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括進一步限定從至少一個部件通過電動車輪的軸至輪式車輛的其上安裝有電動車輪的框架的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括通過選擇輪轂殼組件的厚度來限定通過輪轂殼組件的導熱路徑，其中厚度在約2至4mm之間。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括通過從鋁、鎂、鋼和鈦合金中的一種選擇輪轂殼組件的材料來限定通過輪轂殼組件的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定通過輪轂殼組件的多個翅片的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括利用多個翅片來攪動輪轂殼組件內的氣流。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定從至少一個部件通過電動車輪的軸至輪式車輛的其上安裝有電動車輪的框架的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中輪轂殼組件靠近所述至少一個部件，以促進它們之間的短的導熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括從輪轂殼組件延伸的多個翅片。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的熱管理方法，電動車輪具有輪轂殼組件，輪轂殼組件包含有在電動車輪的操作期間變熱的至少一個部件，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的方法可以包括：經由在所述輪轂殼組件內延伸的多個翅片來攪動所述輪轂殼組件內的氣流；以及形成從所述至少一個部件到所述輪轂殼組件的熱路徑，所述至少一個部件在所述電動車輪的操作期間變熱。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括通過選擇輪轂殼組件的厚度來限定通過輪轂殼組件的熱路徑，其中，厚度在約2-4mm之間。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括通過從鋁、鎂、鋼和鈦合金中的一種選擇輪轂殼組件的材料來限定通過輪轂殼組件的熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定從輪轂殼組件到電動車輪的軸的熱路徑。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定從至少一個部件到非機動輪式車輛的框架的熱路徑，所述至少一個部件通過電動車輪的軸變熱，電動車輪安裝在所述非機動輪式車輛的框架上。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的輪轂殼組件，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的輪轂殼組件可包括圍繞軸線限定的驅動側殼；安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及能可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門，其中，驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者形成從至少一個部件限定的熱路徑的一部分，所述至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者包括至少一個翅片，以攪動輪轂殼組件內的氣流。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者厚約2-4mm。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者由鋁、鎂或鈦合金中的至少一種制造。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者由用于熱傳遞而不進行空氣交換的材料制造。

本發(fā)明描述了一種電動車輪的裝置，其通過將該裝置安裝至非機動輪式車輛的車輪而將非機動輪式車輛轉換為電動輪式車輛，根據(jù)本發(fā)明的一種公開的非限制性實施例，裝置可以包括：靜態(tài)單元和圍繞限定旋轉軸線的轉子軸的旋轉單元，靜態(tài)單元聯(lián)接至非機動輪式車輛；可選擇性地操作以使旋轉單元相對于靜態(tài)單元旋轉的電動馬達；機械驅動單元，其可操作以響應于來自用戶的輸入旋轉所述旋轉單元；感測系統(tǒng)，其適于識別指示輸入的參數(shù)；以及安裝至電動車輪的控制單元，控制單元與感測系統(tǒng)通信，以響應于輸入連續(xù)地控制電馬達；并且其中，電動車輪的至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱，并且所述至少一個部件定位在從所述至少一個部件到車輪的軸的導熱路徑上。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中輸入是機械的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中輸入是電的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中電馬達至少部分地封閉在輪轂殼組件中。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中輪轂殼組件包括：繞軸線限定的驅動側殼；安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及能可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者包括至少一個翅片。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者由鎂制成。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括，其中驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者的厚度在約2-4mm之間。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括限定從所述至少一個部件到電動車輪的軸的熱路徑。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的熱管理系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的系統(tǒng)可以包括從至少一個部件的導熱路徑，所述至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱，其中所述路徑包括導熱材料并且接觸至少一個部件；以及與所述路徑接觸的電動車輪的輪轂殼組件。

本發(fā)明描述了根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的用于車輛上的扭矩臂的支撐塊，可以包括第一凹陷部和第二凹陷部，每個具有適于接收扭矩臂的一部分的開口，第一凹陷部和第二凹陷部分別具有與扭矩臂的一部分可以適配入的開口相對的減壓切口。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中第一凹陷部和第二凹陷部分別為v形。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中減壓切口位于v形的頂點處。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中第一凹陷部和第二凹陷部定位為穿過塊的側壁。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中塊具有基本圓形的橫截面。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中塊包括用于接收軸的孔。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中塊包括穿過其中的多個緊固件孔。

本發(fā)明描述了一種用于車輛的車輪的扭矩臂組件，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的扭矩臂組件可包括：具有第一凹陷部和第二凹陷部的塊，第一凹陷部包括減壓切口并且第二凹陷部包括減壓切口；以及具有第一鉸鏈部分和第二鉸鏈部分的扭矩臂，第一鉸鏈部分可與所述第一凹陷部接合并且部分地延伸到第一凹陷部上的減壓切口中，第二鉸鏈部分可與所述第二凹陷部接合并且部分地延伸到第二鉸鏈部分上的減壓切口中。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中扭矩臂包括非圓形開口。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形開口將扭矩臂旋轉地鍵合至軸。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中非圓形開口允許扭矩臂圍繞限定扭矩臂樞軸的鉸鏈樞轉，使得臂部分可以與車輛的框架構件接合。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中臂部分在框架構件下方接合以將扭矩傳遞到車輛的框架構件。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中鉸鏈部分基本上為v形。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中兩個鉸鏈部分中的每一者的頂點與相應的減壓切口接合，以為第一凹陷部和第二凹陷部中的每一者分別提供雙線接觸。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中兩個鉸鏈部分中的每一者的頂點是弧形的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，設有將臂部分保持在框架構件下方的夾具。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中扭矩臂包括具有非圓形開口的基本上半球形的表面。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，設有與半球形部分接合的鎖定螺母。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中鎖定螺母包括與半球形部分接合的非平面接口。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中鎖定螺母安裝至軸上，以將扭矩臂以期望的角度鎖定從而適應多種車輛框架裝置。

本發(fā)明描述了一種用于具有輪轂殼組件的電動車輪的用戶接口，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的用戶接口可以包括：用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，用戶接口面板提供電動車輪的操作，用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，用戶接口蓋板包括用于無線系統(tǒng)的天線的天線孔。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中輪轂殼組件包括：繞軸線限定的驅動側殼；安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及能可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門，用戶接口蓋板是大致圓形的并旋轉地固定在可旋轉且可移除的通道門內。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括用戶接口，用戶接口還包括用戶接口蓋板內的開關孔，用于安裝至用戶接口面板以操作電動車輪的通/斷開關。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括用戶接口，用戶接口還包括其中開關孔為圓形的用戶接口。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中開關為低輪廓。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例還包括用戶接口蓋板內的端口孔，用于安裝至用戶接口面板以提供與電動車輪的通信的端口。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例還包括在用戶接口蓋板內的用于向電動車輪充電的電源端口的端口孔，電源端口安裝至用戶接口面板。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例還包括可安裝在端口孔之上的可移除的蓋。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例還包括至少部分地圍繞端口的狀態(tài)燈布置。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中無線系統(tǒng)位于用戶接口蓋板之后并由用戶接口蓋板保護。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中無線系統(tǒng)的天線與用戶接口蓋板齊平。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中用戶接口蓋板包括中心軸孔。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中中心軸孔是直線的。

本發(fā)明描述了一種將天線安裝至具有輪轂殼組件的電動車輪的方法，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的該方法可以包括將用于無線系統(tǒng)的天線的天線孔定位在用于用戶接口面板的用戶接口蓋板中，用戶接口面板提供電動車輪的操作，無線系統(tǒng)安裝至用戶接口面板，用戶接口蓋板和用戶接口面板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括將天線安裝成與用戶接口蓋板齊平。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括將天線在用戶接口蓋板之后安裝至用戶接口面板并由用戶接口蓋板保護。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括將天線安裝至用戶接口面板以避免形成法拉第籠。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的用戶接口，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例的用戶接口，用戶接口可以包括用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，用戶接口面板提供電動車輪的操作，用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，用戶接口蓋板包括在用戶接口蓋板內的端口孔，用于與電動車輪的用戶接口面板通信接入。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例，其中用戶接口蓋板安裝至用戶接口面板，并且用戶接口蓋板和用戶接口面板為大致圓形的并形成輪轂殼組件的靜止部分。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例，其中用戶接口還包括在用戶接口蓋板內的開關孔，用于操作電動車輪的通/斷開關。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中開關孔是圓形的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中開關為低輪廓。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中端口通往電源端口以給電動車輪充電，電源端口安裝至用戶接口面板。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中用戶接口還包括可安裝在端口孔之上的可移除的蓋。

本發(fā)明描述了一種用于電動車輪的用戶接口，根據(jù)本發(fā)明的一個公開的非限制性實施例，用戶接口可以包括用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，用戶接口面板提供電動車輪的操作，所述用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，所述用戶接口蓋板包括用戶接口蓋板內的開關孔，用于安裝至用戶接口面板以操作電動車輪的通/斷開關。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中用戶接口蓋板為大致圓形的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中開關孔是圓形的。

本發(fā)明的任何前述實施例的另一實施例可以包括這樣的情況，其中開關為低輪廓。

從其他實施例和附圖的以下詳細描述中，本發(fā)明的這些和其他系統(tǒng)、方法、目的、特征和優(yōu)點對于本領域技術人員將是明顯的。本文提及的所有文獻通過引用整體并入本文。

除非另有明確說明，否則上述特征和元件可以以各種組合進行組合而不具有排他性。根據(jù)下面的描述和附圖，這些特征和元件以及其操作將變得更加明顯。然而，應當理解，以下描述和附圖本質上是示例性的而非限制性的。

附圖說明

從所公開的非限制性實施例的以下詳細描述中，各種特征對于本領域技術人員將變得明顯。伴隨詳細描述的附圖可以簡要地描述如下：

圖1a示意性地表示電動車輪的側視圖；

圖1b示意性地表示輪轂和輻條接口的側視圖；

圖1c示意性地表示輪轂和輻條接口的剖視圖；

圖1d示意性地表示輪轂和輻條接口的側視圖；

圖1e示意性地表示輪轂和輻條接口的剖視圖；

圖1f示意性地表示輪轂和輻條接口的側視圖；

圖1g示意性地表示示出了輪轂和輻條接口的側視圖；

圖1h示意性地表示示出了輪轂和輻條接口的側視圖；

圖1i示意性地表示輻條的附接端的實施例的放大平面圖，其示出了附接端如何落座于凹部中；

圖1j-1示意性地表示輻條的附接部分的放大橫截面圖；

圖1j-2示意性地表示圖1j-1的附接部分的橫截面；

圖1k至圖1l示意性地表示將輻條的附接部分插入到輪轂中；

圖2a是圖1a的電動車輪的側視圖，其側蓋移除，示出了內部元件；

圖2b是包括圖1a的電動車輪的電動車輛的實施例的示意圖；

圖3是移動設備的簡化示意圖；

圖4a示意性地表示扭矩傳感器系統(tǒng)的實施例的細節(jié)；

圖4b示意性地表示扭矩傳感器系統(tǒng)的實施例的細節(jié)；

圖4c示意性地表示扭矩傳感器系統(tǒng)的實施例的細節(jié)；

圖4d示意性地表示扭矩傳感器系統(tǒng)的實施例的細節(jié)；

圖5示意性地表示移動設備的環(huán)境；

圖6a示意性地表示安裝在輪椅上的電動車輪的實施例；

圖6b示意性地表示與電動車輛相關聯(lián)的力和扭矩；

圖7a示意性地表示用圖1a的電動車輪改裝的獨輪手推車的側視圖；

圖7b示意性地表示圖7a的電動獨輪手推車的俯視圖；

圖7c示意性地表示電動車輪和電動獨輪手推車之間的力傳感連接的細節(jié)；

圖8示意性地表示用圖1a的電動車輪改裝的貨車的側視圖；

圖9a是單速電動車輪的分解圖；

圖9b是單速電動車輪的剖視圖；

圖9c是電動車輪的靜態(tài)系統(tǒng)的分解圖；

圖9d是電動車輪的旋轉系統(tǒng)的分解圖；

圖9e是電動車輪的系統(tǒng)的分解圖；

圖9f是電動車輪的電馬達的分解圖；

圖9g是電動車輪的機械驅動系統(tǒng)的分解圖；

圖9h是電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖9i是電動車輪的系統(tǒng)的分解圖；

圖10a是多速電動車輪的剖視圖；

圖10b是單速電動車輪的剖視圖；

圖11a是扭矩臂組件的立體圖；

圖11b是用于電動車輪的扭矩臂的立體圖；

圖11c是用于電動車輪的扭矩臂的立體圖；

圖11d-1是扭矩臂支撐塊的側視圖；

圖11d-2是支撐塊的立體圖；

圖11e是用于電動車輪的扭矩臂的螺母的立體圖；

圖11f至圖11i是扭矩臂和支撐塊的接口的立體圖；

圖12a是用于電動車輛的用戶接口的立體圖；

圖12b是用于電動車輛的用戶接口和用戶接口蓋板的立體圖；

圖13a是電動車輪內的熱路徑的剖視圖；

圖13b是電動車輪內的熱路徑的立體圖；

圖13c-1是電動車輪內的熱路徑的外側視圖；

圖13c-2是可移除的通道門內部的熱路徑的立體圖；

圖13d是通過電動車輪的氣流路徑的內側視圖；

圖13e是通過電動車輪的氣流路徑的側視圖；

圖13f是用于電動車輛的動力系統(tǒng)的示意圖；

圖13g是用于電動車輛的動力系統(tǒng)的示意圖；

圖14a是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖14b是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖14c是用于電動車輛的特設本地交通網絡系統(tǒng)的示意圖；

圖14d是用于電動車輛的全球交通網絡系統(tǒng)的示意圖；

圖15a是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖15b是與電動車輛通信的移動設備的頁面；

圖15c是與電動車輛通信的移動設備的頁面；

圖15d是與電動車輛通信的移動設備的頁面；

圖15e是與電動車輛通信的移動設備的頁面；

圖16a是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖16b是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖16c是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖16d是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖16e是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖16f是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖16g是用于電動車輛的系統(tǒng)的移動設備頁面；

圖17a是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖17b是用于電動車輛的系統(tǒng)的示意圖；

圖18a是用于電動車輛的操作的算法；

圖19a是用于電動車輛的操作的算法；

圖19b是用于電動車輛的操作的算法；

圖20a是用于電動車輛的操作的算法；

圖21a是用于電動車輛的操作的算法；

圖22a是用于電動車輛的操作的算法；

圖23a是用于電動車輛的操作的算法；

圖23b是電動車輛的接線圖的示意圖；

圖23c是用于電動車輛的操作的流程圖；

圖23d是表示用于電動車輛的熱模型的電氣示意圖；

圖23e是用于電動車輛的熱示意圖；

圖24a是用于電動車輛的操作的算法；

圖24b是用于電動車輛的操作的算法；

圖25a是用于電動車輛的操作的算法；

圖25b是用于電動車輛的操作的算法；

圖26a是用于電動車輛的測試單元的立體圖；

圖27a是用于電動車輛的服務器的示意圖；

圖28a是用于電動車輛的服務器的示意圖；

圖29a是用于電動車輛的服務器的示意圖；

圖30a是用于電動車輛的服務器的示意圖。

具體實施方式

圖1a示意性地示出了電動車輪100，通過將電動車輪安裝到車輛上，將諸如自行車的非機動車輛轉換成機動車輛。不特別限于自行車的發(fā)明應被理解為適用于其他輪式車輛，除非上下文排除了這種應用。應當進一步理解，盡管特殊系統(tǒng)是分開地定義的，但是可以通過硬件和/或軟件將每個或任一所述系統(tǒng)以其他方式組合或分離。

盡管本文公開的許多部件、模塊、系統(tǒng)、子系統(tǒng)、用途、方法和應用是結合電動車輪或電動車輪的設備的實施例描述的，但是應當理解，本文中結合電動車輪的許多描述是示例性的，并且許多發(fā)明構思可以更普遍地(即不一定與車輪結合地)應用于例如電動車輛，通常為電動摩托車、電動自行車、e自行車、助力自行車、電輔助自行車、滑板車、電瓶車、輪椅以及由電動車輪或其設備以外的機構提供動力的其他車輛。例如，與電動車輪的數(shù)據(jù)收集或控制相關的發(fā)明構思(包括牽涉到諸如智能電話的相關聯(lián)的用戶設備)可以應用在另一車輛(例如電動車輛或混合動力車輛)的環(huán)境中，或者應用于子系統(tǒng)或其組件，例如電池管理系統(tǒng)、任一能量存儲和傳送系統(tǒng)、任一驅動系統(tǒng)等。類似地，結合電動車輪或其設備描述的發(fā)明構思作為具有各種接口(包括用于連接到范圍廣泛的其他設備和系統(tǒng)并與其交互作用的附屬接口)的平臺，在許多情況下可應用于不使用電動車輪的其他車輛或其組件或子系統(tǒng)。此外，與機械和熱結構相關的構思可以更普遍地應用于例如其他車輛的部件、馬達系統(tǒng)等。此外，本領域技術人員將會理解，如果適用的話，這里結合安裝至車輪或車輪設備或以其他方式包含在車輪或車輪設備上所描述的實施例可以應用于(部分地或全部地)車輪或車輪上的/車輪的設備之外或離開車輪或車輪上的/車輪的設備的其他空間布置或配置方式的車輛。除非另有說明，否則本文的發(fā)明不意于局限至電動車輪，并且在本發(fā)明中公開的各種其他此類實施例意于均被涵蓋，如僅由權利要求書所限定的那樣。

電動車輪100可以包括輪胎102、輪輞104、多個輻條108和電動輪轂110。在本發(fā)明中對電動車輪的設備的引用應理解為涵蓋這些元件中的任一元件以及其中任一元件的部件或子系統(tǒng)，除非上下文另有說明。貫穿本發(fā)明的對電動車輪100的引用也應理解為涵蓋車輪的任一這種設備、部件或子系統(tǒng)，除非另有說明。例如，對電動車輪100的用途的引用(諸如用于數(shù)據(jù)收集、作為用于連接附件的平臺等)和/或對電動車輪100的輸入、操作狀態(tài)、控制參數(shù)等的引用應理解為包括并適用于車輪的設備、部件或子系統(tǒng)(例如使用或控制電動輪轂110或其他一些在輪轂110之內的子系統(tǒng))的用途、輸入、操作狀態(tài)、控制參數(shù)等，不管在特定實施例中是否存在整套組件(例如輻條、輪輞、輪胎等)。說明書和對應的附圖僅僅是說明性的，并且絕對不限制車輛的類型或用戶輸入如何傳至電動車輪100和由電動車輪解釋的具體細節(jié)。

機動輪轂110可以包括輪轂殼組件111，其完全包圍為輪100提供動力(包括引起或抵抗輪輞104、輻條108和輪胎102的運動，例如旋轉)的部件和系統(tǒng)。封閉的部件和系統(tǒng)可以包括各種模塊、部件和子系統(tǒng)，并且可以被稱為模塊化系統(tǒng)包。也就是說，模塊化系統(tǒng)包描述了包含在輪轂殼組件111內的各種元件。在實施例中，車輪輪輞104通過處于張力下的多個輻條108連接至獨立的機動輪轂110。此外，雖然本實施例具有在自行車實施例中具體示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征與來自任一其他實施例的特征或部件相結合。

在實施例中，將車輪輪輞104連接至機動車輪輪轂110的多個輻條108中的每一個可具有彼此成一定角度延伸的第一端和第二端以及中間附接部分112，中間附接部分形成為使第一端和第二端相對于彼此成銳角地延伸，使得第一端和第二端附接至車輪輪輞104。在一個示例中，多個車輪輻條的銳角在約20度和約60度之間的范圍內，并且更特別地可以形成為約40度。

圖1b至圖1c示出了附接部分112可以適配到機動車輪輪轂110的表面中的附接凹部114中以將機動車輪輪轂110固定至多個輻條108的附接部分112的實施例。附接凹部114可以具有接收和固定彎曲或成角度的附接部分112的形狀。附接凹部114的內部部分延伸為在徑向方向上稍微更靠近車輪輪輞104以形成唇緣120。當輻條108被緊固時，其將附接部分112徑向地拉向電動車輪輪輞。這引起附接部分沿唇緣120滑動并滑入到凹部114內。附接部分112變得被陷在附接凹部114中，由此將輻條附接部分112固定至機動車輪輪轂110。

參考圖1d和圖1e，附接部分112至少部分地固定在機動輪轂110的表面中的懸垂部116下方，由此將機動車輪輪轂110固定在多個輻條108的附接部分112之間。懸垂部116可以被成形為在壓縮下接收和固定相應的車輪輻條108的附接部分112。附接部分112也可以在方向上定向為使得附接部分112以特定的角度插入，然后旋轉以鎖定到凹部114中。由此，即使適當?shù)膹埩Σ辉俦Ａ粼谳棗l108上，附接部分112仍然保持固定在附接凹部114內。

參考圖1f至圖1h，示意性地示出了在車輪輪輞104和機動車輪輪轂110之間的連接的替代實施例。輻條108可以具有從車輪輪輞104延伸的稱為輪輞端113的第一端，以及附接至機動輪轂110的第二端，作為附接部分112a、112b、112c。附接部分112a、112b、112c可以相對于輻條的頸部115的直徑成形為“t”(圖1f)、“j”(圖1g)、“l(fā)”、圓形或其他擴大的頭部形狀(圖1h)的形式。

附接部分112a、112b、112c適配到在機動車輪輪轂110的表面中的附接凹部114中，其中，附接凹部114具有互補形狀以接收相應的附接部分，由此將機動車輪輪轂110固定至多個輻條108。每個附接凹部114的內部部分在徑向方向上朝向車輪輪輞104延伸，從而形成唇緣120。當多個輻條108在張力下被拉向車輪輪輞104時，唇緣120和附接凹部114將相應的附接部分112a、112b、112c陷在并固定在附接凹部114中。

參考圖1i，輻條的附接部分112的其他實施例位于相應的凹部114中。附接部分112a被接收到“t形”附接凹部114中，大致向下進入頁面的平面。在適配到凹部114中之后，輻條被拉緊，并且頸部115被拉向輪輞(由箭頭“a”示意性地示出)。這使附接部分落座于凹部114的最深部分內。

在一些實施方式中，成角度的輻條可以包括具有非圓形橫截面的附接部分，用于如在以下條項中所描述和在圖1j至圖1l中所示出的那樣改進保持。

1.一種用于車輪的輻條，包括：

第一端、第二端和在它們之間的附接段，所述第一端和所述第二端相對于彼此成銳角地延伸，所述附接段包括橫截面為非圓形的部分。

2.如在條項1中所述的輻條，其中，所述非圓形的部分包括平坦分段。

3.如在條項1中所述的輻條，其中，所述非圓形的部分包括三角形分段。

4.如在條項1中所述的輻條，其中，所述非圓形的部分包括楔形分段。

5.如在條項1中所述的輻條，其中，所述非圓形的部分包括限定不包含所述第一端和所述第二端的平面的平坦分段。

6.如在條項1中所述的輻條，其中，多個車輪輻條的銳角在約20度至約60度之間的范圍。

7.如在條項1中所述的輻條，其中，多個車輪輻條的銳角為約40度。

8.一種車輪，包括：

車輪輪輞；

具有第一側和第二側的車輪輪轂；以及

將車輪輪輞連接至車輪輪轂的多個車輪輻條，所述多個車輪輻條中的每一個均具有第一端、第二端和在它們之間的附接段，所述第一端和第二端相對于彼此成銳角地延伸并且附接至所述輪輞，所述附接段附接至在所述車輪輪轂中的附接凹部，所述附接段包括橫截面為非圓形的部分。

9.如在條項8中所述的車輪，其中，所述非圓形的部分可沿著第一方向容納在所述附接凹部內，并且響應于與所述第一方向不同的運動，鎖定在所述附接凹部內。

10.如在條項9中所述的車輪，其中，與第一方向不同的運動包括與第一方向不同的第二方向。

11.如在條項9中所述的車輪，其中，與第一方向不同的運動包括旋轉。

12.如在條項9中所述的車輪，其中，車輪輪轂的至少一側具有成形為保持和固定一個車輪輻條的附接段的至少一個附接凹部。

13.如在條項9中所述的車輪，其中，所述附接凹部具有以下之一的形狀：彎曲形狀、成角度的形狀。

14.如在條項9中所述的車輪，其中，所述多個車輪輻條的銳角在約20度至約60度之間的范圍。

15.如在條項9中所述的車輪，其中，所述多個車輪輻條的銳角為約40度。

16.如在條項9中所述的車輪，其中，車輪是電動車輪，用于將非機動輪式車輛轉換為電動輪式車輛。

17.一種組裝輻條式車輪的方法，包括：

將車輪輻條的附接段插入到在車輪輪轂中的附接凹部中，所述輻條包括第一端、第二端和在它們之間的附接段，所述第一端和第二端相對于彼此成銳角地延伸；以及

旋轉車輪輻條，將附接段鎖定到附件凹部中。

18.如條項17的方法，還包括將多個輻條中的每一個的端部固定至輪輞。

19.如條項17的方法，其中，所述附接段包括橫截面為非圓形的部分。

在其他實施例中，諸如先前關于圖1b至圖1c所描述的那些成角度的輻條可以包括具有非圓形橫截面132(圖1j)的附接部分112d。非圓形橫截面132可以通過對附接部分112d進行模鍛、沖壓或以其他方式使附接部分112d變形來制造。在附接部分112之外的輻條108的段可以具有圓形橫截面，或者可以以任一其他合適的方式成形(例如具有空氣動力橫截面)。

參照圖1k和圖1l，輻條108可以插入到相應的附接凹部114中，然后旋轉直到附接部分112d保持在唇緣120下方。附接凹部114的尺寸可以設定至允許附接部分112d基本上橫向于機動車輪輪轂110的表面插入的深度，并且唇緣120可以布置成與附接部分112d的第一橫截面直徑118相對應，附接部分112d被減小至比第一橫截面直徑118小的第二橫截面直徑117，它們之間大致平坦的部分限定了不包含輻條108的第一端和第二端的平面。也就是說，附接部分112d可以形成橫截面為大致尖的三角形、楔形或其他大致尖形的形狀，其有助于插入、旋轉、然后接合在凹部114內。

例如，附接凹部114可以是賽道形狀的、彎曲的、成角度的或是允許附接部分112d例如基本上橫向于機動車輪輪轂110的表面(在圖1l中以虛線示出)插入并隨后旋轉的另一形狀。輻條108然后可以被旋轉(例如圍繞基本上垂直于機動車輪輪轂110的旋轉軸線的軸線；在圖1l中以實線示出)到它們各自的最終位置，使得隨后輻條108的第一端和第二端可以附接至車輪輪輞104。

在另一示例中，每個輻條108的第一端或第二端可以插入到附接凹部114中，使得附接部分112d最初不在附接凹部114內。然后可以將輻條108進給或以其他方式穿過相應的附接凹部114，直到附接部分112d保持在唇緣120下方。在這些過程中，輻條108的最終位置可以取決于與輪輞104的交界。每個附接部分112d可以變形，使得一旦旋轉到安裝位置，其最寬的橫截面比附接凹部114的孔寬。如果附接部分112d在它們各自的輻條108的平面中最寬，則輻條108可以在橫向于機動車輪輪轂110的方向上容易地保持在附接凹部114內，即使輻條張力應減小。例如，在正常使用條件下，由于來自車輛重量的壓縮力，多個輻條108中的緊鄰地面的那部分輻條的張力將比剩余部分輻條的張力低。諸如將電動車輪100驅動經過凸塊的某些動作將進一步降低該降低的輻條張力。以上描述的附接部分112d有助于電動車輪100在運動期間的物理完整性和安全性，即使輻條108的張力未被良好地維持。

多個輻條108可以包括第一組輻條和第二組輻條。第一組輻條108的附接段連接至機動輪轂110的第一側，并且第二組輻條108的附接段連接至機動輪轂110的第二側的表面。第一組的多個輻條108的端部可以與第二組的多個輻條108的端部交錯，并且交錯的組交替地圍繞車輪輪輞104的內圓周連接，使得輻條交織，即圍繞彼此編織。

在實施例中，機動車輪輪轂110通過網狀材料連接至車輪輪輞104。

在實施例中，機動車輪輪轂110通過盤或其他實心結構連接至車輪輪輞104。

在實施例中，車輪輪輞104和機動車輪輪轂110可以根據(jù)傳統(tǒng)的盤形輪安裝輻條參數(shù)交替地連接。

參考圖2a，機動車輪輪轂110可以包括封裝在輪轂殼組件111(圖1a)內以包圍電動車輪100的元件的模塊化系統(tǒng)包202。就此而言，模塊化系統(tǒng)包202可以完全包含在輪轂殼組件111內并且免受外部環(huán)境條件的影響。在實施例中，模塊化系統(tǒng)包的部件可以包括可以適于被移除和替換的子組件、子系統(tǒng)、部件、模塊等，而其他子系統(tǒng)、部件和模塊保持在適當位置。例如，各種元件之間的接口可以適于使在模塊化系統(tǒng)包202的組裝期間或在現(xiàn)場中元件的連接和斷開更加容易。這些接口可以包括各種常規(guī)電、機械和數(shù)據(jù)連接器、端口、適配器、網關、總線、導管、電纜等。在本發(fā)明中對模塊化系統(tǒng)包202的部件的引用應理解為包括任一引用的項，除非上下文另有指示。

在實施例中，可以將涂層材料施加到模塊化系統(tǒng)包202和/或其部件，以免受可穿過輪轂殼組件111的環(huán)境條件，例如濕氣、灰塵、污垢和碎屑。涂層材料可以符合輪轂殼組件和/或各單個部件以包裹或以其他方式覆蓋被涂層的部件。涂層材料也可以保護內部部件免受沖擊。

模塊化系統(tǒng)包202可以包括馬達204、馬達控制系統(tǒng)208，諸如電池系統(tǒng)210的電存儲系統(tǒng)、機械驅動系統(tǒng)212、控制系統(tǒng)214和附件端口218，附件端口218可以包括硬件接口232，諸如為附件設備提供支持(諸如提供電力和/或與附件設備的數(shù)據(jù)連接)的端口(例如usb端口)。附件端口218可以與電池系統(tǒng)210連通以接收電力并與控制系統(tǒng)214通信。附件端口218可以包括短程無線通信系統(tǒng)220、電訊系統(tǒng)222、全球定位系統(tǒng)224、用于可移動數(shù)據(jù)存儲設備228(諸如usb存儲設備)的接口、和/或其他部件。

機械驅動系統(tǒng)212可以包括滑輪、鏈條、驅動軸或其他接口，用于傳送用戶輸入，例如旋轉力或線性力。應當理解，可以提供各種接口。如果電動輪式車輛是自行車，則其還可以包括連接至馬達204的車輪輪轂齒輪系統(tǒng)234或鏈輪。

控制系統(tǒng)214可以包括一個或多個處理系統(tǒng)，例如微處理器、cpu、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列、計算機(包括操作系統(tǒng)、cpu、存儲器和其他部件，可能包括管理程序或用于功能虛擬化的其他部件。如本文其他地方詳細描述的，處理系統(tǒng)可以被配置為與馬達控制系統(tǒng)208和電池系統(tǒng)210通信并且對其進行控制，以便諸如實現(xiàn)各種操作模式、特征等。在一些情況下，控制系統(tǒng)214可以被稱為計算系統(tǒng)或控制系統(tǒng)，還可被配置為提供和管理各種通信和聯(lián)網功能，與電訊系統(tǒng)222、短程無線通信系統(tǒng)220、全球定位系統(tǒng)224、可移動數(shù)據(jù)存儲設備228、各種聯(lián)網系統(tǒng)(例如蜂窩、衛(wèi)星和基于互聯(lián)網協(xié)議的網絡)等通信并對它們進行控制。

電訊系統(tǒng)222和全球定位系統(tǒng)224可以包括全球定位系統(tǒng)(gps)單元224或提供位置和時間數(shù)據(jù)的其他位置定位技術(例如，利用通過蜂窩站位置的三角測量、訪問諸如無線接入點或基礎設施元件252(例如呼叫箱和交通燈)的已安裝設備的位置的數(shù)據(jù)庫等)。電訊系統(tǒng)222可以提供對移動、蜂窩、wi-fi數(shù)據(jù)網絡等的訪問。在實施例中，電訊系統(tǒng)222包括可以提供對2g、3g、lte和其他蜂窩通信系統(tǒng)或其他無線通信模式的接入的通用分組無線業(yè)務(gprs)單元或其他無線技術。在實施例中，電訊系統(tǒng)222和全球定位系統(tǒng)224可以集成在控制系統(tǒng)214內。

控制系統(tǒng)214可以包括用于處理來自諸如傳感器、外部數(shù)據(jù)源、外部系統(tǒng)(例如交通、天氣和提供關于用戶環(huán)境的數(shù)據(jù)的其他系統(tǒng)和提供關于其他車輪、諸如車隊管理或其他基于集合的信息的數(shù)據(jù)的系統(tǒng))、到用戶接口的用戶輸入及其他的各種源的數(shù)據(jù)集合的處理能力。處理數(shù)據(jù)可以包括接收、轉換、變換、存儲、提取、加載和以其他方式對數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作。處理可以包括執(zhí)行運算和計算、基于輸入執(zhí)行算法、以及諸如向車輪的其他處理元件、用戶、外部系統(tǒng)等提供結果。處理可以包括用于處理存儲系統(tǒng)的模塊，該存儲系統(tǒng)是車輪本地的或遠程的，例如云存儲器或移動設備上的存儲器。處理還可以包括處理各種接口，包括管理數(shù)據(jù)和電接口(例如與車輪上的用戶接口的接口)、用于控制車輪的設備(例如移動設備)的用戶接口、與存儲系統(tǒng)的接口、與數(shù)據(jù)庫的接口以及與外部系統(tǒng)的接口。接口可以包括應用程序編程接口，包括能夠實現(xiàn)與外部系統(tǒng)、與控制設備和與其他車輪的機對機連接的應用程序編碼接口。

電池系統(tǒng)210可以包括一個或多個可充電電池、一個或多個大容量電容器(可選地包括一個或多個超級電容器)、和/或其組合。電池系統(tǒng)210可以被配置為單個的、可移除的成型電池1016。電池系統(tǒng)210可以具有電池管理系統(tǒng)254或與電池管理系統(tǒng)254相關聯(lián)，電池管理系統(tǒng)254可以是控制系統(tǒng)214的一部分或與控制系統(tǒng)214數(shù)據(jù)通信，以收集與電池系統(tǒng)210的操作狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)(例如溫度、充電狀態(tài)、電壓水平、電流水平等)并且能夠管理車輪，包括電池系統(tǒng)210的操作模式。電池系統(tǒng)210可以被配置為多個、可移除的電池組件，其可以由各個電池管理系統(tǒng)或中央電池管理系統(tǒng)來控制。應當理解，電池系統(tǒng)210可以是各種形式，例如燃料電池、電容器等

附件端口218可以包括各種硬件接口232，例如支持使用usb、usb2.0、thunderbolt、dicom、pciexpress、nvme、nfc、藍牙，wi-fi等協(xié)議的設備的端口。軟件、固件等可以由控制系統(tǒng)214處理，以實現(xiàn)根據(jù)這種協(xié)議的通信。多個附件端口218可以例如適應相應的多個傳感器。在各種實施例中，傳感器可以與控制系統(tǒng)214處于直接數(shù)據(jù)和/或電通信，或者可以通過諸如網關的設施(例如由移動設備啟用)、網絡接口、交換機、路由器或其他通信網絡設施連接。也就是說，傳感器可以是車輪100、車輛本地的傳感器，或者可以是與車輪處于數(shù)據(jù)通信的遠程傳感器，例如與用于控制車輪或整個外部系統(tǒng)的移動設備相關聯(lián)的遠程傳感器。

多個傳感器可以包括環(huán)境傳感器246，其可操作以測量環(huán)境屬性，例如溫度、濕度、風速和風向、大氣壓力、海拔、空氣質量(包括顆粒水平和特定污染物的水平等)、化學品、分子、復合物等(例如二氧化碳、氮、臭氧、氧、硫及其他)的存在、輻射水平、噪聲水平、信號水平(例如gps信號強度、無線網絡信號電平、射頻信號等)和許多其他環(huán)境屬性。因此，傳感器可以感測各種物理、化學、電學和其他參數(shù)。

多個傳感器還可以包括：可操作以測量與車輪和車輪元件相關的各種性質和參數(shù)的傳感器，例如測量車輪旋轉速度、角動量、速度和方向(前進和后退)、加速度；測量施加于車輛的機械部件和結構(例如把手、踏板、框架、車把、叉形件、座椅)的力的傳感器，例如感測力、重量、應變、應力、力的來源和方向、力的增加和減少及其他。

在實施例中，相對于用戶輸入感測力，例如自行車用戶踩踏板或制動、使用在各種車輛上的手制動器或節(jié)氣門、推動輪椅的一個或多個環(huán)形手柄、在獨輪手推車的手柄上推、在貨車的手柄上拉等的強度和方向。例如，扭矩傳感器238可以感測扭矩，扭矩例如來自自行車用戶的踩踏板輸入或輪椅使用者的環(huán)形手柄的旋轉，源于此的數(shù)據(jù)可以與控制系統(tǒng)214相關聯(lián)，其可以控制車輪的馬達控制系統(tǒng)208，例如在用戶更快地踩踏板時更快地移動車輪。多個傳感器可以包括用于感測諸如射頻(rf)、radar、sonar、ir、藍牙、rfid、蜂窩、wi-fi、電場、磁場及其他的場和信號的傳感器。例如，這種傳感器可以向設有傳感器啟用的車輪100的車輛提供功能，例如radar檢測、通信檢測、接近檢測、物體檢測、碰撞檢測、人或動物的檢測及其他。附件端口218還可以支持諸如一個或多個附件設備的補充硬件，其包括但不限于陀螺儀、照明系統(tǒng)(包括頭燈、尾燈、剎車燈等)、音頻系統(tǒng)(例如具有揚聲器)、補充存儲器系統(tǒng)、基于usb的附件(例如用于移動設備的充電系統(tǒng))、安全或防盜設備及許多其他等等。

參考圖2b，在實施例中，機動車輛的實施例的示意圖包括封閉在輪轂殼組件111中的機動車輪輪轂110的元件。在操作中，用戶提供輸送到機械驅動系統(tǒng)212(例如踏板、手柄等)的物理接口的輸入力。在自行車類型的車輛環(huán)境中，踏板和鏈條或皮帶驅動機械驅動系統(tǒng)212。結合圖6至8描述其他實施例。

傳感器系統(tǒng)可以包括力傳感器238，例如扭矩傳感器，其感測力，例如由用戶施加到機械驅動系統(tǒng)212的扭矩，用于隨后與控制系統(tǒng)214的通信。如后所述，可以在其他連接的結構中感測該扭矩或其他力?？刂葡到y(tǒng)214可以是或包括微處理器、cpu、通用運算設備或能夠在計算機可讀介質上執(zhí)行指令的任一其他設備。

控制系統(tǒng)214還可以直接地(例如通過與傳感器的直接連接)或通過網絡連接或網關、api或通過附件端口218(諸如能夠訪問通過附件端口218連接至車輪的附件、外圍設備或外部系統(tǒng)的傳感器)從其他來源、諸如從加速度計、方位傳感器244和/或其他這種傳感器接收數(shù)據(jù)。基于例如感測到的扭矩、加速度、運動、方位等的計算，控制系統(tǒng)214確定是否應通過馬達控制系統(tǒng)208將電力施加到馬達204，以引起車輪輪輞104的加速或減速。減速可以通過向馬達施加動力來產生與當前旋轉相反的旋轉力或通過降低在相同方向上的旋轉力的水平(例如在重力、摩擦、風阻等的影響足以在缺乏持續(xù)的旋轉力水平時在車輛上引起減速的情況下)來實現(xiàn)。

控制系統(tǒng)214可以包括與其通信的一個或多個附件設備、外圍設備或外部系統(tǒng)。結合補充硬件248和基礎設施元件252的描述，這種附件裝置可以包括各種傳感器，例如環(huán)境傳感器246和可以感測環(huán)境的各種物理參數(shù)的其他傳感器247?？刂葡到y(tǒng)214可以處理從整個本發(fā)明中描述的各種源和通道收集和接收的數(shù)據(jù)，諸如從環(huán)境傳感器246、其他傳感器247、外部設備、移動設備、補充硬件設備248、一個或多個用于外部系統(tǒng)250的api，通過各種聯(lián)網通道(例如從服務器、分布式存儲系統(tǒng)和云)，從力傳感器、從在車輪上的用戶接口元件等?？刂葡到y(tǒng)214可以存儲數(shù)據(jù)，諸如在與控制系統(tǒng)214的cpu相關聯(lián)的本地存儲器、單獨的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、可移動數(shù)據(jù)存儲設備228、基于服務器的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、和基于云的存儲系統(tǒng)中?？刂葡到y(tǒng)214可以根據(jù)需要將數(shù)據(jù)傳送到馬達控制器以及如上所述與其處于數(shù)據(jù)通信的各種其他系統(tǒng)(例如附件、傳感器、外圍設備、服務器、存儲系統(tǒng)、移動設備等等)。在實施例中，并且如下面更詳細地描述的，這可以包括通過經由機械驅動系統(tǒng)212傳遞給用戶的觸覺輸入(例如振動、阻力等)向用戶傳達消息。數(shù)據(jù)可以包括諸如來自gps單元224的位置數(shù)據(jù)。

機動車輪輪轂110還可以經由諸如電訊系統(tǒng)222、無線lan系統(tǒng)223和/或短程無線系統(tǒng)1221(圖12b)的通信系統(tǒng)與輪轂殼組件111外部的其他元件無線地通信，短程無線系統(tǒng)例如可以是藍牙系統(tǒng)、rfid系統(tǒng)、ir系統(tǒng)等。此外，其他收發(fā)器226可以用于與輪轂殼組件111外部的任何元件通信?？梢允褂酶鞣N網絡協(xié)議(例如ip、tcp/ip等)由應用程序編程接口、由機對機接口等進行通信。

電訊系統(tǒng)222可以是蜂窩移動通信收發(fā)器，其可以與通過蜂窩網絡通信的移動設備、服務器或其他處理設備進行通信。

無線lan收發(fā)器223可以通過例如至服務器和云運算資源的因特網與各種主機、服務器和其他處理設備進行通信，例如當機動車輪輪轂110在無線lan區(qū)域內時，例如在接入點、交換機、路由器、基站、wi-fi熱點等附近時。這可以便于將數(shù)據(jù)(例如新的軟件或固件)上傳和下載到任何模塊化組件以更新車輪的各種性能。

短程無線系統(tǒng)1221可以促進機動車輪輪轂110直接傳送到外部系統(tǒng)、服務器、云資源等，或者可以促進經由未安裝至機動車輪輪轂110的移動設備230的通信，移動設備230可以用作在機動車輪輪轂110與這種外部系統(tǒng)、服務器、云資源等之間通信的網關或橋接器。移動設備230可以包括機動車輪輪轂110外部的任一元件或系統(tǒng)，其可以包括與機動車輪輪轂110的數(shù)據(jù)通信接口，諸如智能移動設備、平板電腦、無線設備等。移動設備230可以包括應用程序、菜單、用戶接口等，其適于控制車輪或車輪的一個或多個功能或特征，諸如顯示來自車輪的數(shù)據(jù)、來自傳感器的數(shù)據(jù)等，選擇車輪的控制或操作模式，提供與車輪的使用相關的導航和其他指令，以及在本發(fā)明中更詳細描述的許多其他能力。

參考圖3，電動車輪100可以經由移動設備230來配置和/或控制，移動設備230可以包括微處理器302、低電池燈304、可包括觸摸屏的顯示器308、物理按鈕310、短程無線通信系統(tǒng)312(諸如無線usb、藍牙，ieee802.11及其他)和連接狀態(tài)燈314、電訊系統(tǒng)單元318(諸如能夠提供對2g和3g蜂窩通信系統(tǒng)或其他類型的2g、3g和4g電訊系統(tǒng)的接入的通用分組無線業(yè)務(gprs)單元)、音頻揚聲器320、警告燈322及其他。

移動設備230可操作以例如經由短程無線通信系統(tǒng)312、220與電動車輪100進行無線通信。移動設備230可以是可操作的，以訪問、接收和顯示由傳感器收集的、諸如通過電動車輪100的附件端口218傳送的或者由本文所述的其他數(shù)據(jù)收集能力所收集的各種類型的數(shù)據(jù)，并且在實施例中可以用于配置數(shù)據(jù)收集過程。例如，移動設備230可以用于遠程配置電動車輪100的控制系統(tǒng)214和傳感器系統(tǒng)，以收集各種類型的數(shù)據(jù)，例如環(huán)境、位置和車輪狀態(tài)數(shù)據(jù)。

移動設備230還可以用作認證密鑰來解鎖車輪的至少一個特征。例如，作為車輪的所有者，可以使用車輪的所有者證書認證移動設備，這將使得所有者能夠修改車輪設置。非所有者擁有的移動設備可以用于解鎖車輪的相同或不同的特征。也就是說，非所有者可能會受到某些特征的限制。

移動設備230還可用于選擇和/或控制電動車輪100的操作模式。例如，用戶可以經由移動設備230遠程配置電動車輪100，以根據(jù)多種預定義模式中的一種進行操作。替代地或除此之外，移動設備230可以用作在電動車輪100的操作期間設置或修改控制算法的操作參數(shù)的接口，由此創(chuàng)建“新的”、例如用戶定制的操作模式。

移動設備230還可以被配置為下載新的操作模式、應用和行為以控制電動車輪100。移動設備230還可以被配置為用于游戲應用的游戲控制臺，提供用于來自電動車輪100的數(shù)據(jù)更新的顯示，操作作為與車隊管理系統(tǒng)的接口，等等。

在實施例中，電動車輪可以具有傳感器系統(tǒng)，以感測施加的力、車輛運動和其他數(shù)據(jù)。傳感器可以包括用于感測施加至電動車輪的扭矩的傳感器、用于測量車輪旋轉速度、速度和方向(前進或后退)的傳感器、用于測量施加至車輛把手的力的傳感器、在輪叉上的用于感測力減小的源/方向的傳感器、以及其他。檢測到的力和扭矩可以用于基于檢測到的力和扭矩來管理能量產生、捕獲、儲存和輸送。用戶輸入可以利用自行車或三輪車上的踏板或輪椅的環(huán)形手柄或推動手柄施加到電動車輪上。

參考圖4a，用于電動車輪100的扭矩傳感器系統(tǒng)238被構造和布置成測量施加至電動車輪輪轂齒輪系統(tǒng)234的用戶扭矩。在實施例中，扭矩傳感器系統(tǒng)238被構造和布置成測量電動車輪輪轂齒輪系統(tǒng)234的旋轉速度。扭矩傳感器系統(tǒng)238包括內套筒，其例如經由焊接固定至電動車輪輪轂齒輪系統(tǒng)，使得內套筒240與電動車輪輪轂齒輪系統(tǒng)234一起旋轉。

在實施例中，扭矩傳感器系統(tǒng)234進一步包括在內套筒240或外套筒242上的接近傳感器244，使得能夠測量內套筒240和外套筒242之間的橫向位移ld。

在實施例中，內套筒240和外套筒242之間的相互作用導致內套筒240相對于外套筒242的橫向移位，使得由用戶施加的扭矩從橫向位移獲得，例如經由接近傳感器244。在其他實施例中，扭矩傳感器系統(tǒng)238包括具有彈簧/彈性體的位移傳感器和位于外套筒242上的壓力傳感器。

在實施例中，內套筒240的旋轉引起內套筒的斜坡沿外套筒242的斜坡上下移動。內套筒240和外套筒242包括相對的斜坡248a、248b，其可以影響內套筒240和外套筒242之間的橫向位移(“l(fā)d”)。例如，當將扭矩施加到內套筒240和外套筒242中的一個時，內套筒240可以相對于外套筒242沿順時針或逆時針方向旋轉r。內套筒240的旋轉r引起內套筒240的斜坡248a沿外套筒240的斜坡248b上下移動。因此，內套筒240的旋轉r可以影響在內套筒240和外套筒242之間的橫向位移ld。也就是說，當內套筒240的斜坡248a沿外套筒242的斜坡242b向上移動時，內套筒240和外套筒242之間的橫向位移ld增加，并且當內套筒240的斜坡248a沿外套筒242的斜坡248b向下移動時，內套筒240和外套筒242之間的橫向位移ld減小。

在其他實施例中，速度傳感器250包括在交替磁極配置中設置在內套筒240的外表面上的多個磁體以及霍爾效應傳感器。在實施例中，彈簧/彈性體機構設置在外套筒242的圓柱形殼體中，并且構造成提供間隙區(qū)域，使得內套筒240的凹口能夠定位在間隙區(qū)域中。

內套筒240可以設置有可與彈簧/彈性體機構260相接合的凹口251(圖4d)。彈簧/彈性體機構260經由內套筒240的凹口251將已知的力(即通過已知的彈簧常數(shù))施加在內套筒240上。因此，施加至內套筒240和外套筒242之一的扭矩可以從測量的橫向位移ld和施加至內套筒240凹口的已知力的組合計算出。

圖4b所示的扭矩傳感器系統(tǒng)238以與圖4a所示的扭矩傳感器系統(tǒng)238類似的方式操作；然而，圖4a中所示的扭矩傳感器系統(tǒng)238的接近傳感器244被具有彈簧/彈性體252a和壓力傳感器252b的位移傳感器252或用于測量距離的其他技術(諸如電阻式、電容式或其他類型的測距技術)所替代。

參考圖4c，扭矩傳感器系統(tǒng)238可替代地或附加地包括具有一個或多個霍爾效應傳感器和多個磁體258的速度傳感器系統(tǒng)。在實施例中，磁體258以交替的配置方式設置在內套筒240的外表面上，并且以預定距離d1間隔開。也就是說，設置在內套筒的外表面上的磁體258為交替磁極(例如n-s-n-s-n-s)。以這種方式，可以使用各種方法來計算速度測量，例如每單位時間測量的磁極數(shù)或磁極之間消逝的時間以及使用時間-距離關系的其他原理。

參考圖4d，扭矩傳感器系統(tǒng)150的彈簧/彈性體機構260可以包括第一和第二彈簧/彈性體262和壓力傳感器268。第一彈簧/彈性體262設置在外套筒242的圓柱形殼體270中，并且配置為提供間隙區(qū)域264，使得內套筒240的凹口251可以設置在間隙區(qū)域264中。如上所述，彈簧/彈性體機構260可以經由凹口251將已知的力(即通過已知的彈簧常數(shù))施加在內套筒240上。

上面結合圖1a、圖2a和圖2b描述的電動車輪100可以用于幫助給各種人力輪式車輛提供動力，例如自行車、三輪車、貨車、拖車、獨輪手推車、小推車(例如醫(yī)療小車、在食品準備、食品服務及其他中使用的小車、送貨小車、用于圍繞倉庫和工業(yè)設施移動貨物的小車等)、用在移動中的小車(例如移動家具、鋼琴、電器和大件物品)、騎乘玩具、輪式擔架、滾動家具、輪式電器、輪椅、折疊式嬰兒車、童車、購物車及其他。

在實施例中，例如對于自行車和三輪車，電動車輪100可以容易地由客戶安裝，以便通過安裝電動車輪將車輛轉換成電動車輛。在這些實施例中，電動車輪100可以使用現(xiàn)有的附接機構附接至車輛。實施例可以包括硬件開發(fā)工具包，用于使電動車輪100適應于特定非電動車輛(諸如輪椅、獨輪車、貨車及其他)的硬件環(huán)境。

硬件開發(fā)工具包便于將傳感器/外圍設備附接至電動車輪100的開放串行端口。然后，該數(shù)據(jù)可以被傳送至移動設備，隨后被傳送至服務器以供api訪問。由于api是可訪問的，因此開發(fā)人員可以從傳感器/外圍設備讀取數(shù)據(jù)，由此擴展電動車輪100的感測/功能/特征。傳感器/外圍設備的動力可以是它們自己的動力源，或者由電動車輪100提供，要么通過電動車輪100內部的動力連接，要么通過允許動力沿任一方向流動的動力端口—從充電器流入或如果需要的話流出至外部設備。

電動車輪100可以用于為各種類型的否則僅人力驅動的車輛提供額外的動力和制動。因此，整個車輛可以作為集成產品出售，包括適當設計的電動車輪100。

參考圖5，電動車輪100可以在傳統(tǒng)的實體商店402購買和維修，例如自行車店、五金店、專門從事附接電動車輪100的車輛的商店及其他，或者可以通過電子商務購買和維修。因此，可以將電動車輪100設置為可以附接至任一普通車輛的單獨元件，或者可以使電動車輪適于與特定車輛的車輪一起使用。例如，許多自行車具有獨特的設計特征、顏色、品牌元素等，其可以通過提供具有適當相關的美學特征的電動車輪100來匹配或補充。

在實施例中，附加的硬件和軟件附件、應用和其他特征可以在傳統(tǒng)的實體店402、在線商店404、移動應用商店等購買。例如，電動車輪100可以設置有唯一的標識符，諸如存儲在存儲器中的序列號，其可以用作電動車輪100、用戶或上面安裝電動車輪100的車輛的標識符，用于各種應用，包括導航應用、測量運動應用、交通報告應用、污染感測應用等。例如可以在移動設備上提供這種應用，該移動設備呈現(xiàn)包括來自電動車輪的數(shù)據(jù)輸入或從來自電動車輪的數(shù)據(jù)輸入推出的用戶接口元素。

在實施例中，來自電動車輪的數(shù)據(jù)可以經由電動車輪輪轂110中的無線電訊系統(tǒng)318上傳到服務器410上的一個或多個應用數(shù)據(jù)服務器408。該通信可以包括相對較短程的無線系統(tǒng)1221，用于經由無線電訊系統(tǒng)318將數(shù)據(jù)傳送到移動設備230，然后從移動設備230傳送到服務器410。數(shù)據(jù)可以替代地或額外地從電動車輪100經由可移動存儲設備228物理地傳輸至本地計算機412并且從本地計算機412物理地傳輸至一個或多個應用數(shù)據(jù)服務器408。

在實施例中，可以為軟件和硬件系統(tǒng)兩者提供標準接口。附件端口218(圖2b)可以支持諸如usb、usb2.0、thunderbolt、dicom、pciexpress等標準協(xié)議。這些接口可以通過提供動力來操作附件設備和用于在電動車輪輪轂110中在附件設備和數(shù)據(jù)存儲之間傳輸數(shù)據(jù)的接口，促進對附件設備和外圍設備(諸如環(huán)境傳感器、陀螺儀、補充存儲器及其他)的支持。

在實施例中，可以使用諸如無線usb、藍牙、ieee802.11等的短程無線系統(tǒng)1221進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)交換可以替代地或附加地在諸如2g、3g和4g網絡的遠程無線或電訊系統(tǒng)222上執(zhí)行。

在實施例中，api和/或軟件開發(fā)工具包有助于：訪問數(shù)據(jù)存儲器并且在無線網絡上將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W絡上的計算機，將傳感器數(shù)據(jù)與同時收集的其他數(shù)據(jù)集成，使用傳感器啟用的車輪的處理和報告功能(例如報告使用的能量、充電狀態(tài)、行進里程、來自環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)、用戶輸入的數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù))等。

在實施例中，api和/或軟件開發(fā)工具包有助于：軟件和/或硬件諸如當動力被施加到電動車輪上時、當阻力被施加到電動車輪上時訪問電動車輪100的馬達控制系統(tǒng)208，能量再生，動力管理，訪問所收集的傳感器數(shù)據(jù)等。

在實施例中，電動車輪100可以通過包括在線、專用自行車店等的各種渠道購買。此外，在線商店404可以提供“應用”或“行為”的購買，其利用硬件和軟件api提供獨特的用戶體驗。這些行為可以在線購買并通過短程無線連接220或經由標準硬件接口(諸如插入適當端口的電纜)下載到電動車輪100。應用可以包括游戲、車隊管理、租賃管理、環(huán)境感知和管理、健身、交通管理、導航和測繪、社會接口、健康管理等。

許多車輛，無論是單獨的還是普通車隊內的那些車輛，都可以使用電動車輪。當車輛在各種位置周圍運動時，電動車輪可用于對環(huán)境進行采樣。因此，收集的數(shù)據(jù)可以用于提供被采樣的各種參數(shù)的空間和時間指示。

在一個示例中，當前溫度數(shù)據(jù)在每個車輛的位置處在由車輛覆蓋的區(qū)域上采樣。當車輛從一個位置運動到一個位置時，這種數(shù)據(jù)的集合是在隨著時間的不同位置處的代表。這可以擴展到由大量車輛隨時間采樣的大量參數(shù)，以監(jiān)測多維度的現(xiàn)象，以便于生成包含多變量數(shù)據(jù)的模型以及其他科學用途，例如用于預測未來的環(huán)境條件。

在另一示例中，可以收集和處理數(shù)據(jù)以對用戶進行剖析。也就是說，當車輛從一個位置移動到一個位置時，生成數(shù)據(jù)的集合以指示特定用戶如何操作車輛。這種數(shù)據(jù)可以促進可用于改進基礎設施開發(fā)(例如交通信號燈和市政網絡)的反饋回路的生成。數(shù)據(jù)還可以用于向用戶指示例如車輛的更有效的操作，例如推薦的模式利用。

數(shù)據(jù)還可用于與運輸工具相互作用，以警告諸如智能車輛的其他車輛存在具有電動車輪100的車輛，并且警告電動車輪100的用戶存在其他車輛。

電動車輪100附加地可以支持多個傳感器，其收集和處理與車輛和電動車輪100本身相關的屬性，例如施加的力、施加的扭矩、速度、車輛的“穩(wěn)定性”、車輛的加速度、車輛的使用(包括時間、距離和經過的地形)、提供的機動輔助、可用電池電量、馬達溫度等。

電動車輪100還可以包括用于集成和分析由多個傳感器收集的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集平臺。在實施例中，收集的數(shù)據(jù)可以與來自多個其他電動車輪100的數(shù)據(jù)以及來自第三方資源的數(shù)據(jù)集成，第三方資源諸如為交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(gis)數(shù)據(jù)庫、交通照相機、道路傳感器、空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)、應急響應系統(tǒng)、測繪系統(tǒng)、航空測繪數(shù)據(jù)、衛(wèi)星系統(tǒng)、天氣系統(tǒng)等等。

然后可在電動車輪100上、離開電動車輪100地或以兩種方式的組合，集成并分析該組合數(shù)據(jù)。這樣的組合數(shù)據(jù)利用由橫越相對較大地理區(qū)域的多個車輛收集的傳感器數(shù)據(jù)，并且將橫越的地形與時間相關聯(lián)。在多個電動車輪100基本上作為分布式傳感器網絡操作以提供用于匯總和解釋的傳感器數(shù)據(jù)時，這有助于確定各種見解。例如，多個車輪或其特定子集可以作為總體被看到，以確定經過城市的最佳騎行路線，以促進用戶的集體健康(例如通過規(guī)劃遠離空氣質量低的地區(qū)的路線)，等等。

在實施例中，電訊系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)可以在周圍環(huán)境中傳送數(shù)據(jù)和/或與基礎設施、其他車輛或非基礎設施實體進行通信。該數(shù)據(jù)傳輸或通信可以警告車輛潛在的碰撞，引起交通燈切換等。

從多個電動車輪100收集的并且作為總體觀看的數(shù)據(jù)可以有助于生成詳細的分析和地圖406。地圖406可以用于描繪例如在空間和時間上變化的環(huán)境現(xiàn)象。這些數(shù)據(jù)可以覆蓋在現(xiàn)有的街道圖案、土地使用地圖、地形圖、人口密度圖和開放空間地圖上，創(chuàng)建可通過移動設備或網頁訪問并實時提供環(huán)境條件概覽及詳細介紹過去條件的歷史數(shù)據(jù)或未來條件預測的分層地圖。

這些分層地圖可以用作城市、企業(yè)和/或個人可以例如監(jiān)測環(huán)境條件的工具；有助于確定未來環(huán)境和交通政策的決策，諸如規(guī)劃新的道路和路徑；商業(yè)房地產開發(fā)規(guī)劃；新手機信號塔和網絡中繼器的定位；實時流量分析；像城市熱島那樣的現(xiàn)象的研究；應急準備；噪音和環(huán)境污染；并在規(guī)劃經過城市的污染最少的路線時。

例如，相對于風速和風向收集的數(shù)據(jù)可用于了解城市的氣流，并用于在地圖上繪制臟彈的影響以及如何分散到城市。可以利用相對于信號強度和交通模式收集的數(shù)據(jù)來在關于布置新手機信號塔的決定中幫助無線公司。隨著時間的推移所收集的溫度數(shù)據(jù)可引起城市花園的建立，以改善城市熱島。與全球位置和海拔有關的數(shù)據(jù)可用于為現(xiàn)有地圖提供地面實況。與交通模式相關的數(shù)據(jù)可用于規(guī)劃新的商業(yè)地點和商店布局。例如，條形圖407可以覆蓋在街道地圖406上以指示高密度交通區(qū)域、慢通勤區(qū)域、高污染物條件等。

匯總數(shù)據(jù)也可用于促進改進的實時導航，調整實時交通模式，將自行車交通轉移到城市其他地區(qū)等。

在實施例中，多用戶游戲系統(tǒng)允許具有一個或多個電動車輪100的車輛的用戶交換數(shù)據(jù)，諸如位置、距離、施加的扭矩、耗費的努力、行進的距離、海拔的總體變化、燃燒的卡路里、心率升高、收集的環(huán)境數(shù)據(jù)等。

在一個示例中，遠程賽車游戲可以利用各單獨的電動車輪100的控制系統(tǒng)和本地環(huán)境數(shù)據(jù)，與當?shù)氐匦谓Y合地修改電動車輪100的行為，使得不同位置的玩家在騎過基于位置在玩家之間不同的地形時經歷共同的試圖騎上山的努力。在實施例中，修改電動車輪100行為的能力可以用于妨礙不同技能水平的用戶。

實施例可以包括可以在用戶超過某些閾值之后解鎖的成就。例如，用戶可以在騎行1000英里后獲得獎牌。成就可以包括其他距離閾值、卡路里閾值、旅行次數(shù)、城市數(shù)量、朋友數(shù)量、產生的動力等等。

實施例可以包括用于給用戶定位商業(yè)機會的系統(tǒng)，其中，提議部分地基于電動車輪100的位置。實施例可以包括用戶訪問指定地理位置的地理尋寶變型。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)將收集數(shù)據(jù)位置和時間，并且用戶將能夠比較訪問的位置和時間。

在實施例中，對電動車輪的用戶進行剖析可以包括評估用戶當前的體能并隨時間監(jiān)視用戶的體能以便于識別趨勢。收集的數(shù)據(jù)可包括施加的扭矩、隨時間橫越的距離、電動車輪100的穩(wěn)定性等。應當理解，可以利用包括心率傳感器在內的各種傳感器來對操作電動車輪的用戶進行剖析。

可以執(zhí)行分析以感測移動性模式的變化，例如頻率、施加的力、行進的距離、穩(wěn)定性、日訪問系統(tǒng)的次數(shù)等。這些測量結果的微小變化可用于感測長期緩慢發(fā)展的疾病，如帕金森綜合征，帕金森綜合征通常難以感測，因為用戶能力的變化在長期的時間段內逐漸變化。該數(shù)據(jù)可以直接從該系統(tǒng)提供到電子醫(yī)療記錄、emr中，或者與個人的醫(yī)療保健數(shù)據(jù)相關聯(lián)。數(shù)據(jù)可以與來自多個其他電動車輪100的數(shù)據(jù)集合，以提供用于公共健康分析的數(shù)據(jù)集。

例如，與可能僅測量所走的步數(shù)和心率的傳統(tǒng)傳感器相比，從電動車輪收集的有利于物理治療的數(shù)據(jù)是人的腿可以輸出的直接力量。因此，可以利用從電動車輪收集的數(shù)據(jù)來檢測人的腿部肌肉如何隨時間變化，因為通過扭矩傳感器直接檢測扭矩。

在實施例中，諸如協(xié)作過濾的技術可以用于對不同選項進行分類，然后向一個用戶建議被確定為與該用戶最相似的其他用戶所使用的選項。用于感測相似性的統(tǒng)計技術可以基于相關性執(zhí)行，例如基于用戶之間關于各種定義的屬性的“距離”的矩陣，所述屬性可以基于由電動車輪收集的數(shù)據(jù)或由用戶輸入的數(shù)據(jù)進行測量或導出。因此，彼此相似的用戶可以被提供類似的應用、用戶接口、驅動模式、導航選項等。例如，可以利用兩個經常騎行類似路線的用戶來識別一條路線實質上更快，假定做出類似的努力/較少的丘陵/較少的?？?交叉點等等。這樣的路線比較可用于向較慢路線的用戶建議不同的路線。

在一個實施例中，可以從諸如運送車輛、信使服務等車輛的車隊收集數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)可以分析和合成，以便調度員基于用戶健康水平、在當前行程(包括里程)期間所覆蓋的地形、海拔變化、已經提供的輔助水平、剩余電池壽命、當前位置和沿著建議路線的地形等優(yōu)化路線、時間表、估計交貨時間等。

可以分析從公共或私人車隊匯總的數(shù)據(jù)，以確定何時需要拿出自行車用于服務、自行車架應位于何處、充電站應在哪里、在任一給定時間有多少輛自行車在服務、以及其他有用的場景。

在實施例中，電動車輪100可以安裝在商店購物車上。電動車輪100可以為需要專門大型較重推車、例如適于與兒童一起購物的推車的購物者提供額外的幫助，因為推車的重量增加等。所收集的數(shù)據(jù)可以包括穿過的通道、在哪一通道中花費的時間、沿著通道車輛?？吭谀睦镆约捌渌祟悢?shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可用于測繪商店的交通流，以便于規(guī)劃產品布置、改進的商店布局等。

在實施例中，硬件api可以促進硬件插件以進一步修改上面安裝有電動車輪100的車輛的性能。也就是說，硬件插件可以包括每個特定用戶可以選擇并容易安裝的選項、升級或其他可選擇的附件設備，即，“插入”到其電動車輪100。

在實施例中，硬件插件可以是陀螺儀傳感器，其插入到自行車上的電動車輪100中以便于執(zhí)行“自行車前輪離地平衡特技”或其他技巧。陀螺儀傳感器可用于確定電動輪式車輛的方位?？梢允褂脦讉€陀螺儀傳感器來確定車輛在幾個維度上的方位。如果在一段時間內監(jiān)測這些，則可以確定車輛的穩(wěn)定性。

來自硬件接口的數(shù)據(jù)可以由移動設備230(圖3)處理，和/或經由移動設備230發(fā)送到服務器進行處理。來自硬件接口的數(shù)據(jù)可以替代地或附加地直接從電動車輪傳輸?shù)绞褂弥T如2g、3g和4g網絡的遠程無線或電訊系統(tǒng)的服務器。此外，經處理的數(shù)據(jù)可以被傳送回電動輪式車輛以形成反饋回路，便于電動輪式車輛、車隊內的每個車輛和/或其他可從收集的數(shù)據(jù)獲益的電動輪式車輛的操作。

附件端口218可以支持一個或多個傳感器，其可操作以測量環(huán)境屬性，例如溫度、濕度、風速和風向、大氣壓力、海拔、空氣質量、化學物質(諸如二氧化碳、氮氣、臭氧、硫等)的存在、輻射水平、噪聲水平、gps信號強度、無線網絡信號水平等。由傳感器收集的數(shù)據(jù)可以被本地存儲在電動車輪上或者無線地傳送到諸如網絡計算機的遠程系統(tǒng)。本地存儲在電動車輪上的數(shù)據(jù)可以稍后被無線地或以其他方式從電動車輪傳送到一個或多個應用數(shù)據(jù)服務器408。傳感器收集的數(shù)據(jù)可以與附加情境數(shù)據(jù)結合地存儲，諸如收集的日期和時間數(shù)據(jù)、與特定數(shù)據(jù)相關聯(lián)的gps位置、在同一時間、日期、位置收集的其他數(shù)據(jù)等。

在實施例中，電動車輪100可以配備有用于向使用者警告緊密接近的物體的系統(tǒng)，由此增強用戶的安全性。在實施例中，系統(tǒng)可以利用附件端口218來支持接近傳感器，例如光學傳感器、電磁接近感測檢測器等。接近傳感器便于檢測諸如從后方或從側面接近安裝有電動車輪100的車輛的物體，然后在移動設備230上顯示數(shù)據(jù)或警告。

由接近傳感器檢測到的物體的接近也可以用于觸發(fā)自動化動作，包括降低速度、電子制動、增加速度或觸發(fā)對所連接的外圍設備(例如前燈、閃光信號燈、危險警告燈、個人電子設備、鈴聲、報警器、防護設備等)的動作。

接近傳感器可以安裝在機動車輪輪轂內110，鄰近允許光束、電磁波束或穿過輪轂殼組件111的靜態(tài)部分的這種傳輸?shù)拇翱凇Ｌ娲?，radar、sonar或其他光束可以直接穿過輪轂殼組件111。

接近傳感器可以與移動設備230通信，以在一定閾值距離內檢測到物體時向用戶提供警報。可以使用一種或多種可聽見的、可視的和觸覺的方法來傳達該警報。該警報可以并入電動車輪100中，例如通過搖動車輛或傳送到安裝在車輛其他地方的另一裝置，例如移動裝置230、gps單元、智能移動設備、平板電腦等?？梢允褂弥T如無線usb、藍牙、ieee802.11等的短程無線技術來傳送接近數(shù)據(jù)。

參考圖6a，電動車輪的另一公開的實施例在這里被示出為輪椅600，其被改裝為具有彼此菊花鏈接的至少兩個電動車輪620。雖然該實施例在輪椅實施例中具有特定的示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

電動車輪620包括與以上描述的那些機動車輪輪轂類似的多個機動車輪輪轂610，但是這些電動車輪620菊花鏈接。如本文所述，“菊花鏈接”表示多個電動車輪620的一致、串行、并行或其他協(xié)調方式的操作。也就是說，多個機動車輪輪轂610可以以“菊花鏈”或其他分布的內聯(lián)通信方式彼此通信，和/或可以直接單獨地但是關于其他地控制。

多個電動車輪620可以通過在控制系統(tǒng)214上可操作的菊花鏈協(xié)議進行菊花鏈接。菊花鏈協(xié)議可以是常駐在控制系統(tǒng)214上的軟件，或者可以經由硬件設備實現(xiàn)，該硬件設備插入到多個電動車輪620的每一個中以協(xié)調多個電動車輪的操作，由此便于車輛的操作。例如，如果用戶輸入被傳送到一個電動車輪620，則與其菊花鏈接的另一電動車輪620可以沿相反的方向旋轉，以執(zhí)行安裝菊花鏈輪的車輛的樞轉就位。應當理解，雖然示出了輪椅，但是各種其他車輛可以使用菊花鏈式電動車輪。

例如，通過有線互連可以在菊花鏈輪之間共享動力。可以在每個車輪上進行局部調整，但可以在另一個菊花鏈輪中適當?shù)仄椒€(wěn)地進行補償。替代地，也可以并行進行調整。

例如，車輪可以通過不同的固件和將所有can接口連接在一起的電纜進行菊花鏈接。固件可以使其中一個車輪成為與所有其他車輪通信的中央控制器。替代地，可以分配控制，每個車輪確定其自己的命令但是部分地基于其他車輪的命令。還可以添加執(zhí)行車輪命令協(xié)調的外部控制器。例如，可以將插頭連接到每個車輪中的附件端口以進行菊花鏈接。

電力可能流入或流出電源端口。流動方向基于什么被連接，例如，充電器將推入電流，而負載將抽出電流。電池管理系統(tǒng)控制電源端口何時打開。例如，當檢測到電荷時或者當被主輪電子設備指導時，電源端口打開，由此允許外部裝置被供電。例如，騎行者可以連接需要電力的外部設備，并使用應用程序命令電源端口打開。

參考圖6b，將一個或多個力(fa)施加到電動輪式車輛上，其經過剛性體到軸608，電動車輪620安裝在軸608上。提供給車輛的力(fa)應被吸收到車輛的平移運動和電動車輪620的旋轉運動中。

為了力分析的目的，電動輪椅600假定為剛性體。地球的力(fe)在輪胎602與地面接觸的地方呈現(xiàn)相等的且相反的反作用力。該反作用力在與電動車輪620的從軸608開始的半徑相等的距離r處切向地施加到電動車輪上，引起在電動車輪上的、在向前旋轉方向上的、等于ta＝fer的旋轉施加扭矩(ta)。在軸608和軸承618之間施加有抵抗運動的摩擦力(ff)。(這表示車輛上所有車輪的摩擦力。)軸承618處的摩擦力(ff)引起抵抗旋轉的摩擦扭矩tf＝ffr。該扭矩(tf)可以由在半徑r處施加的力(ff)的等效扭矩代替。因此，ff＝-ff(r/r)。當用戶提供的力fa超出摩擦、重力(傾斜)力和經常在輪椅速度下可忽略的氣動力時，電動車輪轉動。

抵抗輪胎602旋轉的滾動力fr很小，并且在這些計算中可以忽略(與其他小的力一樣)。

fi是將車輛推上傾斜角度q所需的力的量。

在所描述的這些力之上的剩余力表現(xiàn)在車輛的加速度a中。通過車輛的質量乘以車輛的加速度，描述引起車輛加速的力。

facc＝ma。

因此，施加到車輛的總力fa被用來克服摩擦力ff、滾動輪胎所需的力fr、爬上斜坡的力fi和用于加速的力facc。

fa＝ff+fr+fi+facc

fa＝ff+fr+tan(q)/mg+ma

(其中q是傾斜角。)

因為滾動輪胎所需的力假定是可忽略的，所以此項省掉。

fa＝-ff(r/r)+tan(q)/mg+ma

當施加的力(fa)超過摩擦力(ff)、輪胎旋轉的力(fr)、由于爬上斜坡引起的力(fi)時，其引起電動車輪620沿向前方向的加速。因此，通過知道由于電動車輪軸承引起的摩擦力ff、軸承的半徑r、電動車輪的半徑r、車輛的質量m并感測傾斜角q和加速度a，可以粗略估計用戶輸入力fa。然后，這可以用作輸入，以確定在實施例中要提供給電馬達的電力。因此，傳感器需要測量車輛的加速度和傾斜度。需要估計摩擦力并且可能需要估計輪胎滾動力(以便更精確)。重量(因此質量)可以是初始給定參數(shù)，或者它可以是測量參數(shù)。

當用戶將力fa施加到軸608時，電動車輪620被加速。當電動車輪安裝在軸的端部之間時，該力被施加到軸的端部。如果軸向前加速，則電動車輪的平移慣性使電動車輪抵抗速度變化，引起在軸上在端部之間與加速方向相反的力。這可以引起軸608的輕微撓曲、彎曲或位移，與施加在軸608上的力成正比?？梢栽谳S和電動車輪620之間測量壓力作為輸入。在軸608的端部上的向前加速度引起電動車輪施加軸608的中間部分的向后力，使其稍微撓曲或彎曲，從而使軸608和電動車輪結構之間的間隔發(fā)生變化。感測這些變化將有助于機動車輪輪轂610感測到用戶打算向前移動電動輪椅600。這可以用在用于感測施加到車輛fa上的輸入力的實施例中。類似地，使電動輪椅600停止以給定速度移動引起軸608上的相反力，指示用戶意圖減慢或停止電動輪椅600。

旋轉車輪的軸承的摩擦(ff)引起軸608的扭轉。可以測量這種扭轉并用于發(fā)出用戶正試圖向前加速的信號。該扭矩的減小或在軸608處感測到的相反扭矩將引起移動輪椅600應當被減速或停止的指示。如果電動輪椅600上的力被感測為在相反方向上并且電動輪椅600正在相反方向(由傳感器確定)上運動，則機動車輪輪轂610確定用戶意圖反向加速。因此，可以確定施加到車輛的力。

通過監(jiān)測各種運動和加速度參數(shù)以及施加的力/扭矩，可以估計施加到車輛上的外力(正和負)。然后估計的外力用于沿車輛正在運動的方向或與車輛正在運動的方向相反的方向為電動馬達提供動力，引起制動效果或反向加速。在實施例中，用戶還可以通過旋轉電動車輪來操作電動輪椅600。環(huán)形手柄606附接至機動車輪輪轂610。通常，用戶旋轉環(huán)形手柄606以使電動輪椅在一個方向上運動或者使每個車輪的環(huán)形手柄606沿相反方向旋轉，以引起電動輪椅600樞轉。應當理解，在該車輛實施例中，環(huán)形手柄606是用戶輸入，并且與自行車實施例相反，通常是旋轉固定的，而不是經由自行車典型的自由輪安裝。也就是說，環(huán)形手柄606是用于電動車輪620的機械驅動系統(tǒng)612。此外，輸入包括環(huán)形手柄606的旋轉以及為線性輸入的輪椅600被推動。

在實施例中，扭矩傳感器638附接在電動車輪620和環(huán)形手柄606之間，以測量用戶輸入，例如旋轉、扭矩或其他輸入。由于環(huán)形手柄606不靠慣性滑行，用戶輸入可與施加的扭矩有關。例如，輪輞扭矩收發(fā)器640將感測到的扭矩傳遞到機動車輪輪轂610。然后，機動車輪輪轂610確定用戶正試圖在哪個方向移動并在該方向上進行輔助。如果扭矩傳感器638感測到用戶試圖使用環(huán)形手柄606來減速，則機動車輪輪轂610確定制動力是必要的。

通過引起提供電力，促使電動車輪620向與當前移動方向相反的方向驅動，實現(xiàn)制動效果。各種其他類型的車輛可以以與輪椅類似的方式提供動力，例如用在醫(yī)療、食品服務、移動、倉庫和類似應用中的各種類型的推車、各種騎乘玩具、以及輪式裝置或車輛由人力推動或拉動的其他應用。

參考圖7a和7b，示例性獨輪手推車700改裝有電動車輪720。雖然本實施例具有用于獨輪手推車的具體示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

電動車輪720包括與上述相似的但是菊花鏈接的多個機動車輪輪轂710。也就是說，多個電動車輪720一致地工作。機動車輪輪轂710圍繞相對于手柄712固定的軸708旋轉(圖7c)。

電動獨輪手推車700可以具有與上述相似的功能，不同之處在于可以不同地確定姿態(tài)，因為電動獨輪手推車通常被設計為在操作中傾斜并且在不使用時水平。因此，可以使用附加的傳感器來確定相對于地面的傾斜和地面相對于豎直線(表示重力方向)的傾斜度。這可以通過測量從輪轂的前部到地面以及輪轂的背面到地面的距離并感測它們之間的距離差來完成。豎直線可以通過各種已知的方式確定，例如使用重力。這些可以一起用來確定電動獨輪手推車爬上的山坡的傾斜角度。

在實施例中，軸收發(fā)器715用于經由與控制系統(tǒng)214通信的軸力傳感器714從手柄712傳送數(shù)據(jù)。手柄712可以替代地包括與手柄712相鄰的手柄傳感器718，以便于區(qū)分軸708和車輪輪轂710之間的差動力是施加到一個或兩個手柄712上的力還是例如地形海拔變化的結果。由手柄傳感器718感測的數(shù)據(jù)可以經由手柄收發(fā)器719傳送到控制系統(tǒng)214，控制系統(tǒng)然后可以確定用戶正在嘗試在哪個方向移動并在該方向上進行輔助。

例如，電動獨輪手推車700正在移動，而來自軸力傳感器714和手柄傳感器718的輸入被解釋為試圖減慢電動獨輪手推車700的速度，控制系統(tǒng)214可以確定需要制動力。然后將電力提供給機動車輪輪轂710，促使機動車輪輪轂710沿與運動方向相反的方向驅動以產生制動效果。這種制動效果將有助于電動獨輪手推車700的停止。

參考圖8，在實施例中，貨車800已經在其上安裝有一個或多個電動車輪820，其具有與上述相似的電動車輪輪轂810。雖然該實施例在貨車實施例中具有特定的示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

使用者拉動貨車800的把手812，其將拉力傳遞至安裝有電動車輪820的貨車800的底架809。

再次，貨車800假定為剛性體，使得施加到把手812上的拉力也經過貨車800施加到軸808上。每個軸808和安裝在其上的電動車輪820以與電動獨輪手推車700類似的方式相互作用。如所指出的，正施加在貨車上的力的確定基于提供給機動輪轂的控制系統(tǒng)的一個或多個輸入。

在實施例中，把手傳感器818在把手812和底架809的接合處測量大小、施加方向和施加的力。聯(lián)接至把手傳感器818的收發(fā)器819將力數(shù)據(jù)傳送到電動車輪820的控制系統(tǒng)214?；谒邮盏臄?shù)據(jù)，控制系統(tǒng)214運轉，例如輔助在運動方向上施加正的力、與運動方向相反地施加制動力、以及施加相關的運動從而例如幫助轉彎。

盡管結合改裝貨車描述了電動車輪，但可以以可比較的方式對諸如拖車或被拖拉的其他輪式車輛的其他車輛進行改裝。

參考圖9a至圖9j，另一電動車輪900(圖9a至圖9b)的實施例通常包括靜態(tài)系統(tǒng)902(圖9c)、旋轉系統(tǒng)904(圖9d)、電池系統(tǒng)906(圖9e)、電馬達908(圖9f)、機械驅動系統(tǒng)910(圖9g)、傳感器系統(tǒng)912(圖9h)、控制系統(tǒng)914(圖9h)、輪轂殼組件916(圖9i)、多個輻條918、輪輞920、輪胎922、軸924和自由輪轂扭矩組件926(圖9g)。應當理解，盡管特定系統(tǒng)和部件是單獨定義的，但是除非另有說明，否則每個或任一系統(tǒng)和部件可以通過硬件和/或軟件以其他方式組合或分離。此外，雖然本實施例具有在自行車實施例中具體示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

靜態(tài)系統(tǒng)902和旋轉系統(tǒng)904圍繞電動車輪900的旋轉軸線a布置，并且靜態(tài)系統(tǒng)902經由扭矩臂組件聯(lián)接至非機動輪式車輛，扭矩臂組件通常包括扭矩臂1100、鎖緊螺母1130和支撐塊1140(圖11a)，使得靜態(tài)系統(tǒng)902固定至車架。替代地，扭矩傳遞特征可以放置在旋轉系統(tǒng)904和靜態(tài)系統(tǒng)902之間的軸或其他接口中。電馬達908可選擇性地操作以使旋轉系統(tǒng)904相對于靜態(tài)系統(tǒng)902旋轉，以驅動其輻條918、輪輞920和輪胎922。

機械驅動系統(tǒng)910聯(lián)接至旋轉系統(tǒng)904以響應于用戶施加的輸入(諸如踏板輸入、輪椅的環(huán)形手柄、手柄的推動、手柄的拉動等)使旋轉系統(tǒng)904旋轉。在一個自行車實施例中，機械驅動系統(tǒng)910可以包括用于多速車輪900a(圖9a、圖9b、圖10a)的多個鏈輪，通常被稱為“盒”，或用于單速車輪900b(圖10b)的單個鏈輪，其經由鏈條或皮帶接收來自踏板輸入的旋轉輸入。

電馬達908(圖9f)可以包括馬達接口板1458、磁環(huán)轉子913和包括馬達繞組1315和轂1306的定子911。

傳感器系統(tǒng)912(圖9h)可操作以識別指示旋轉輸入的參數(shù)，使得與多個傳感器通信的控制系統(tǒng)914可操作以響應于輸入、諸如由用戶踩踏板引起的輸入而連續(xù)地控制電馬達908。也就是說，控制系統(tǒng)914與傳感器系統(tǒng)912通信，以便即使控制瞬間導致電馬達908不施加電力，仍然連續(xù)地控制電馬達908。電池系統(tǒng)906電連接至控制系統(tǒng)914和電馬達908。

在實施例中，電池系統(tǒng)906、電馬達908、機械驅動系統(tǒng)910、傳感器系統(tǒng)912和控制系統(tǒng)914與輪轂殼組件916封閉(圖9i)。由此，輪轂殼組件916可以通過例如安裝到電動車輪的輻條或輪輞上而容易地安裝到非機動輪式車輛中，以提供電動輪式車輛。替代地，具有封閉的電池系統(tǒng)906、電馬達908、機械驅動系統(tǒng)910、傳感器系統(tǒng)912和控制系統(tǒng)914的輪轂殼組件916可以預先安裝在電動車輪900上，以提供包括輻條918、輪輞920和輪胎922在內的自足式設備，使得車輛的整個車輪被電動車輪900替代。也就是說，所有可操作的零部件都在電動車輪900本身上，并且作為不需要進一步修改車輛的自足式設備安裝。替代地，其他相對不重要的部件可以安裝在車輛本身上而不是電動車輪900本身上，并且仍然可以被認為是如本文所定義的“自足式”設備。例如，前輪驅動型車輛可以具有外部控制器、外部節(jié)氣門、扭矩傳感器、速度傳感器、踏板傳感器和/或安裝至車叉/三輪車/滑板車/滑冰板/后輪等的壓力傳感器，但仍然例如以無線方式與控制系統(tǒng)914進行通信，因此仍然可以被認為是如本文另有定義的“自足式”設備。在一個示例中，這種離開車輪的部件可以容易簡單地安裝本身自足的部件或傳感器。

參考圖9i，根據(jù)實施例的輪轂殼組件916通常包括驅動側殼940、非驅動側環(huán)942、可移除的通道門944和用戶接口系統(tǒng)948。輪轂殼組件916圍繞由軸924限定的旋轉軸線“a”限定(圖9a)。

在實施例中，輪轂殼組件916包含電池系統(tǒng)906，電池系統(tǒng)906又包括電池管理系統(tǒng)(bms)板1454(圖12b)、封閉在成型電池殼體961中的多個電池組962(圖9a和9e)，其通常圍繞軸線“a”布置并且安裝至電池安裝板1220(圖12b)。成型電池殼體961與多個封閉電池組962一起可以在這里統(tǒng)稱為成型電池1016。在實施例中，電池系統(tǒng)906可以是旋轉靜止的，然而，電池系統(tǒng)906可以替代地在輪轂殼組件916內旋轉。應當理解，由兩個、三個、四個或更多個電池束形成的各種形狀的電池組，例如線形、弧形、圓形、圓柱形、“l(fā)”形、“t”形等可以組合或以其他方式組裝以實現(xiàn)期望的配置?；旧仙蓉愋蔚某尚碗姵?016可以經過非驅動側環(huán)942的成型內周邊954，對其他部件的影響最小。

驅動側殼940是支撐機械驅動系統(tǒng)910的大致圓形的透鏡形底架(圖9a)。機械驅動系統(tǒng)910可以包括自由輪轂扭矩組件926和自由輪轂傳感器?？梢韵薅寗觽葰?40的凸形輪廓以特別地適應機械驅動系統(tǒng)910。例如，多速輪轂940a可以比單速輪轂940b相對更平坦、較不凸起(圖10a、10b)。

說明性條項

在一些實施方式中，可以容易地進行電池維護的方法，而不必松開輻條的束緊，如以下條項所述以及由圖9e和9i所示。

1.一種用于電動車輪的電池維護方法，所述方法包括：

接近在所述電動車輪內的成型電池，而所述電動車輪的多個輻條中的每一個均保持束緊。

2.如在條項1中所述的方法，還包括：

經由可移除的通道門，接近所述成型電池，所述可移除的通道門能可移除地附接至安裝在驅動側殼上的非驅動側環(huán)。

3.如在條項2中所述的方法，還包括：

在經由所述可移除的通道門接近所述成型電池之前，移除安裝至所述驅動側殼的用戶接口面板蓋板。

4.如在條項3中所述的方法，還包括：

繼移除所述用戶接口面板蓋板之后，從用戶接口面板周圍接近所述成型電池。

5.如在條項4中所述的方法，還包括：

接近所述成型電池，無需移除安裝至所述用戶接口面板的軸承。

6.如在條項1中所述的方法，還包括：

接近所述成型電池，無需拆卸電馬達及用于其的控制系統(tǒng)。

7.一種電動車輪的輪轂罩組件，包括：

圍繞軸線限定的驅動側罩；

安裝至驅動側罩的非驅動側環(huán)，所述非驅動側環(huán)限定非圓形輪廓；以及

可穿過所述非驅動側環(huán)的非圓形輪廓的成型電池殼體。

8.如在條項7中所述的組件，還包括能可移除地附接到所述非驅動側環(huán)的可移除的通道門。

9.如在條項7中所述的組件，其中，所述非圓形輪廓包括多個弧形部分。

10.如在條項7中所述的組件，其中，所述非圓形輪廓包括多個扇貝形。

11.如在條項7中所述的組件，其中，所述成型電池殼體包含電池系統(tǒng)的多個電池。

12.如在條項7中所述的組件，其中，所述多個電池中的至少一個包括2電池束。

13.如在條項7中所述的組件，其中，所述多個電池中的至少一個包括4電池束。

14.如在條項13中所述的組件，其中，所述4電池束布置成l形配置。

15.如在條項7中所述的組件，還包括安裝至所述驅動側殼的用戶接口面板蓋板，在經由所述可移除的通道門接近所述成型電池之前，所述用戶接口面板蓋板可移除。

16.如在條項15中所述的組件，其中，所述成型電池被成型以允許繼移除所述用戶接口面板蓋板之后從用戶接口面板周圍移除/更換。

17.如在條項13中所述的組件，還包括安裝至非驅動側環(huán)和驅動側罩上的多個輻條，使得可移除的通道門可從所述非驅動側環(huán)移除，而不必松開多個輻條中的任何一個的束緊。

18.一種用于電動車輪的輪轂殼組件，包括：

繞軸線限定的驅動側殼；

安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；

可移除的通道門，其能可移除地附接至非驅動側環(huán)；以及

安裝至非驅動側環(huán)和驅動側罩的多個輻條，使得可移除的通道門可從非驅動側環(huán)移除，而不必松開多個輻條中的任何一個的束緊。

19.如在條項18中所述的組件，還包括能夠穿過非驅動側環(huán)的非圓形輪廓的成型電池殼體。

20.一種用于電動車輪的維護方法，所述方法包括：

接近所述電動車輪的至少一個部件，而所述電動車輪的多個輻條中的每一個均保持束緊，所述至少一個部件位于電動車輪的輪轂殼組件內。

繼續(xù)參考圖9i，非驅動側環(huán)942通常包括多個輻條接口952、例如弧形凹槽，用于接收輻條918。非驅動側環(huán)942經由輻條918的張力、緊固件或其組合被保持與驅動側殼940接觸。磁環(huán)轉子913固定至驅動側殼940并與驅動側殼940一起旋轉。非驅動側環(huán)942的成型內周邊954與可移除的通道門944的外輪廓周邊958匹配，使得可移除的通道門944容易被移除而不需要拆下輻條或松開束緊以接近成型電池1016，其包含電池系統(tǒng)906的多個電池組962和成型電池殼體961(圖9e)。替代地或附加地，通過可移除的通道門944可以接近其他部件(包括本文所述的部件在內)，而不必拆下車輪的輻條或松開車輪的束緊。

在一個示例中，成型內周邊954可以是扇貝形的和/或成型電池1016可以由多個周向段(圖9e)形成以便于移除?？梢瞥耐ǖ篱T944的內周邊970可以是圓形的，以接收用戶接口系統(tǒng)948。如將進一步描述的，用戶接口系統(tǒng)948是旋轉靜態(tài)的，并且例如可以包括用戶可容易接近的電源端口、通/斷開關、狀態(tài)燈等。

成型電池1016可以圍繞馬達204和控制系統(tǒng)914沿周向設置在用戶接口系統(tǒng)948下方的控制系統(tǒng)板1410上(圖9g)。成型電池1016可以安裝至定子911的輪轂1306，使得這些部件之間不存在相對旋轉(圖9g)。在一個實施例中，成型電池1016可以容易地從電動車輪900移除，而不必大量拆卸、拆下輻條或松開束緊。在該實施例中，可以通過以下方式來實現(xiàn)電池移除：a)移除用戶接口蓋板1218(圖12b)，由此露出用戶接口面板1200，b)卸下螺絲并移除可移除的通道門944(圖9i)，c)斷開成型電池1016與內部組件的連接，諸如通過從控制系統(tǒng)1410中拔出，然后d)從成型電池1016卸下電池安裝板1220(圖12b)的螺絲，以從內部電子元件、馬達組件、軸承和/或其他部件(否則其將保持不受干擾)中及其周圍移除成型電池1016。替代地或附加地，多個電池組962(圖9e)中的一個或多個可以單獨地移除，然后通過其拆卸從成型電池殼體961中替換。

參考圖10a至10b，示出了電動車輪的兩個實施例的剖視圖。圖10a示出了具有可包括多個鏈輪的機械驅動系統(tǒng)910a的多速電動車輪900a。多速驅動側殼940a可以比單速車輪900b的單速驅動側殼940b相對更平坦、較不凸起。圖10b示出了具有可包括單個鏈輪的機械驅動系統(tǒng)910b的單速車輪900b。單速驅動側殼940b可以比多速驅動側殼940a相對更加凸起。

說明性條項

在一些實施方案中，扭矩臂和支撐塊可以有助于將扭矩傳遞到車輛的框架，如在以下條項中所述并且如由圖11a至圖11i所示。

1.一種用于車輛上的扭矩臂的支撐塊，包括：

第一凹陷部和第二凹陷部，每個凹陷部具有適于接收扭矩臂的一部分的開口，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部分別具有與所述開口相對的減壓切口，扭矩臂的一部分可以適配到所述減壓切口中。

2.如在條項1中所述的支撐塊，其中，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部分別為v形。

3.如在條項2中所述的支撐塊，其中，所述減壓切口位于所述v形的頂點處。

4.如在條項1中所述的支撐塊，其中，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部定位為穿過所述塊的側壁。

5.如在條項1中所述的支撐塊，其中，所述塊具有基本上圓形的橫截面。

6.如在條項1中所述的支撐塊，其中，所述塊包括用于接收軸的孔。

7.如在條項1中所述的支撐塊，其中，所述塊包括穿過其中的多個緊固件孔。

8.一種用于車輛的車輪的扭矩臂組件，所述扭矩臂組件包括：

具有第一凹陷部和第二凹陷部的塊，所述第一凹陷部包括減壓切口并且所述第二凹陷部包括減壓切口；以及

具有第一鉸鏈部分和第二鉸鏈部分的扭矩臂，所述第一鉸鏈部分可與所述第一凹陷部接合并且部分地延伸到所述第一凹陷部上的減壓切口中，所述第二鉸鏈部分可與所述第二凹陷部接合并部分地延伸到所述第二鉸鏈部分上的減壓切口中。

9.如在條項8中所述的組件，其中，所述扭矩臂包括非圓形開口。

10.如在條項8中所述的組件，其中，所述非圓形開口將所述扭矩臂旋轉地鍵合至軸。

11.如在條項10中所述的組件，其中，所述非圓形開口允許所述扭矩臂圍繞限定用于所述扭矩臂的樞軸的鉸鏈樞轉，使得臂部分可以與所述車輛的框架構件接合。

12.如在條項11中所述的組件，其中，所述臂部分接合在框架構件下方以將扭矩傳遞到所述車輛的框架構件。

13.如在條項8中所述的組件，其中，所述鉸鏈部分基本上為v形。

14.如在條項13中所述的組件，其中，所述兩個鉸鏈部分中的每一個的頂點與相應的減壓切口接合，以為相應的第一凹陷部和第二凹陷部中的每一個提供雙線接觸。

15.如在條項14中所述的組件，其中，所述兩個鉸鏈部分中的每一個的頂點是弧形的。

16.如在條項8中所述的組件，還包括用于將臂部保持在框架構件下方的夾具。

17.如在條項10中所述的組件，其中，所述扭矩臂包括具有所述非圓形開口的基本上半球形的表面。

18.如在條項17中所述的組件，還包括與所述半球形部分接合的鎖定螺母。

19.如在條項18中所述的組件，其中，所述鎖定螺母包括與所述半球形部分接合的非平面接口。

20.如在條項19中所述的組件，其中，所述鎖定螺母安裝至所述軸以將所述扭矩臂鎖定在期望的角度以適應多種車輛框架布置。

參考圖11a，扭矩臂1100在安裝有電動車輪的車輛的輪轂組件的靜止部分和框架構件1120之間提供基本上剛性的機械連接，由此將靜止部分保持在相對于車輛框架固定的位置。由于各種框架具有各種后退出口(即軸與框架接合的位置)，所以需要基本上通用的接口來將輪轂的靜止部分保持在相對于車輛框架固定的位置上。

參考圖11b至11c，扭矩臂1100通常包括環(huán)形部分1102、臂部分1104和從環(huán)形部分1102延伸的鉸鏈部分1108(圖11b)。環(huán)形部分1102的內周邊1112(圖11c)和直徑擴大的非圓形軸段(例如橢圓形、多邊形或另一種形狀)，其將扭矩臂1100旋轉地鍵合至軸924，但允許扭矩臂1100相對于此樞轉。在一個公開的非限制性實施例中，鉸鏈部分1108通常為v形，其具有從環(huán)形部分1102延伸以與支撐塊1140中的相應凹陷部1114(圖11d-1至11d-2)接合的弧形頂點1109(圖11b)。環(huán)形部分1102在與鉸鏈1108相對的一側上的側面可以是凸形、錐形、弧形或半球形表面1115(圖11c)以與鎖緊螺母1130(圖11e)接合。

參考圖11d-1至11d-2，支撐塊1140可以是大致環(huán)形的并且具有基本上圓形的橫截面1143以被容納在軸924周圍。支撐塊1140可以經由一組花鍵固定至軸924且具有孔1141接收緊固件，或可以經由任一其他合適的附接方法固定至軸924。如果與鉸鏈部分1108的接口隨時間而磨損，則可移除的支撐塊1140有助于更換。支撐塊1140可以在其側壁中包括兩個相對的凹陷部1114。也就是說，在圓形橫截面1143的任一側上，凹陷部1114在支撐塊1140上相對。在一個實施例中，凹陷部1114大致為v形，在每個頂點處具有減壓切口1122。每個凹陷部1114中的減壓切口1122用于將線接觸1123定義為相應的鉸鏈部分1108的接口。凹陷部1114提高了柔性并適合多種車輛框架(圖11g至圖11h)。

鉸鏈部分1108延伸，以為相應凹陷部1114內的扭矩臂1100提供支撐，使得鉸鏈部分1108的弧形頂點1109部分地適配到減壓切口1122中。減壓切口1122允許扭矩臂1100的鉸鏈部分1108支撐在基本上兩個線接觸部1123(圖11d-1、圖11g、圖11i)上，線接觸部由每個減壓切口1122的每個邊緣所限定(圖11g至圖11i)。

鎖定螺母1130可以包括非平面表面1132(圖11e)，例如凹形、錐形、弧形或半球形表面，以與扭矩臂1100上的相關的凸形、錐形、弧形或半球形表面1115(圖11c)接合，以適應扭矩臂1100相對于軸924的任一角度，從而與框架構件1120(圖11a)接合。也就是說，非平面表面1132和半球形表面1115基本上作為球窩接頭進行操作，使得扭矩臂1100可以被定位在期望的角度處以適應多種車輛框架布置。

在一個公開的非限制性實施例(圖11f)中，支撐塊1140可操作以支撐扭矩臂1100。支撐塊1140可以定位在用戶接口蓋板1218的后面，并且至少部分地穿過用戶接口面板1200。用戶接口蓋板1218可以包括孔1219，使得可以接近凹陷部1114以至少部分地穿過凹陷部接收鉸鏈部分1108。用戶接口蓋板1218和用戶接口面板1200也可以被緊固至支撐塊1140，以確保扭矩臂1100和支撐塊1140的配合特征保持穩(wěn)定并且相對于彼此適當定向。

鉸鏈部分1108限定用于扭矩臂1100的樞軸。非平面表面1132和半球形表面1115適應樞轉，使得臂部分1104可與框架構件1120接合，并且附加地可通過夾具1052(圖11a)固定到其上。應當理解，可以使用各種夾具和其他接口將臂固定至框架構件1120，還應當理解不需要夾具的定位關系，例如將臂部分1104定位成旋轉地將靜態(tài)系統(tǒng)擱淺到框架構件1120上。

除了所示的將非旋轉部件聯(lián)接至車輛框架(諸如自行車的車輛框架)的扭矩臂1100設計之外，鉸鏈部分1108進一步允許其他抗扭接口的設計。例如，制造測試者可具有使用相同配合特征的完全不同成形的反作用扭矩安裝件。

參照圖11g至圖11i，示出了扭矩臂1100與支撐塊1140接合的各種視圖。扭矩臂1100有助于適應不同的車輛框架，在安裝期間當使電動車輪與車輛框架對準時可旋轉，然后可以相對于電動車輪向外(圖11i)或向內(圖11g)樞轉，使得扭矩臂1100可以直接定位在安裝有電動車輪的框架構件1120下方。這有助于有效的扭矩傳遞和電動車輪的直接安裝。此外，雖然該扭矩臂實施例在自行車實施例中具有特定的示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

說明性條項

在一些實施方案中，可以如下面條項所述的那樣以及如由圖12a至圖12b所示的那樣促進用于與機動車輪相互作用的用戶接口面板。

1.一種用于具有輪轂殼組件的電動車輪的用戶接口，所述用戶接口包括：

用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，所述用于接口面板提供所述電動車輪的操作，所述用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，所述用戶接口蓋板包括用于無線系統(tǒng)的天線的天線孔。

2.如在條項1中所述的用戶接口，其中，所述輪轂殼組件包括：

圍繞軸線限定的驅動側殼；

安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及

能可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門，所述用戶接口蓋板大致為圓形并且旋轉地固定在可旋轉且可移除的通道門內。

3.如在條項1中所述的用戶接口，還包括在所述用戶接口蓋板內的開關孔，用于安裝至所述用戶接口面板以操作電動車輪的通/斷開關。

4.如在條項3中所述的用戶接口，其中，所述開關孔是圓形的。

5.如在條項3中所述的用戶接口，其中，所述開關是低輪廓的。

6.如在條項1中所述的用戶接口，還包括在所述用戶接口蓋板內的端口孔，其用于安裝至用戶接口面板以提供與電動車輪的通信的端口。

7.如在條項1中所述的用戶接口，還包括在所述用戶接口蓋板內的端口孔，其用于為電動車輪充電的電源端口，所述電源端口安裝至所述用戶接口面板。

8.如在條項7中所述的用戶接口，還包括可安裝在所述端口孔之上的可移除的蓋。

9.如在條項7中所述的用戶接口，還包括至少部分圍繞所述端口的狀態(tài)燈的布置。

10.如在條項1中所述的用戶接口，其中，所述無線系統(tǒng)位于所述用戶接口蓋板的后面并被所述用戶接口蓋板保護。

11.如在條項1中所述的用戶接口，其中，所述無線系統(tǒng)的天線與所述用戶接口蓋板齊平。

12.如在條項1中所述的用戶接口，其中，所述用戶接口蓋板包括中心軸孔。

13.如在條項12中所述的用戶接口，其中，所述中心軸孔是直線的。

14.一種將天線安裝至具有輪轂殼組件的電動車輪的方法，包括：

在用于用戶接口面板的用戶接口蓋板中設置用于無線系統(tǒng)的天線的天線孔，所述用戶接口面板提供電動車輪的操作，所述無線系統(tǒng)安裝至所述用戶接口面板，所述用戶接口蓋板和所述用戶接口面板相對于所述輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止。

15.如在條項14中所述的方法，還包括將所述天線安裝成與所述用戶接口蓋板齊平。

16.如在條項14中所述的方法，還包括將所述天線安裝到位于所述用戶接口蓋板后面且由所述用戶接口蓋板保護的用戶接口面板。

17.如在條項14中所述的方法，還包括將所述天線安裝至所述用戶接口面板，以避免形成法拉第籠。

18.一種用于電動車輪的用戶接口，所述用戶接口包括：

用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，所述用于接口面板提供電動車輪的操作，所述用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，所述用戶接口蓋板包括在所述用戶接口蓋板內的端口孔，用于與所述電動車輪的用戶接口面板通信接入。

19.如在條項18中所述的用戶接口，其中，所述用戶接口蓋板安裝至所述用戶接口面板，并且所述用戶接口蓋板和所述用戶接口面板大致為圓形并且形成輪轂殼組件的靜止部分。

20.如在條項18中所述的用戶接口，還包括在所述用戶接口蓋板內的開關孔，用于操作電動車輪的通/斷開關。

21.如在條項20中所述的用戶接口，其中，所述開關孔是圓形的。

22.如在條項21中所述的用戶接口，其中，所述開關為低輪廓的。

23.如在條項18中所述的用戶接口，其中，所述端口提供對電源端口的接入以對電動車輪進行充電，所述電源端口安裝至所述用戶接口面板。

24.如在條項23中所述的用戶接口，還包括可安裝在所述端口孔之上的可移除的蓋。

25.一種用于電動車輪的用戶接口，所述用戶接口包括：

用于用戶接口面板的用戶接口蓋板，其提供電動車輪的操作，所述用戶接口蓋板相對于輪轂殼組件的可旋轉部分旋轉靜止，所述用戶接口蓋板包括所述用戶接口蓋板內的開關孔，用于安裝到用戶接口面板的用于操作電動車輪的通/斷開關。

26.根據(jù)條項25所述的用戶接口，其中所述用戶接口蓋板是大致圓形的。

27.根據(jù)條項25所述的用戶接口，其中所述開關孔是圓形的。

28.根據(jù)條項25所述的用戶接口，其中所述開關是低輪廓的。

29.一種用于電動車輪的輪轂，所述輪轂包括：

旋轉元件；

相對于所述旋轉元件安裝的靜止元件，所述靜止元件被配置為支撐用戶接口；

安裝至所述靜止元件的充電端口，所述充電端口具有到位于所述輪轂內的至少一個部件的電連接；以及

安裝至靜止元件的開關。

參考圖12a，用戶接口系統(tǒng)948包括由用戶接口蓋板1218覆蓋的用戶接口面板，用戶接口蓋板1218位于車輪的非驅動側，以保持沒有機械驅動系統(tǒng)、鏈條、鏈輪等(其可以位于驅動側)。這允許用戶輕松地接近與車輪的接口以及轉向臂1100(圖11a)可相對于車輛框架所位于的旋轉靜止區(qū)域。雖然該示例描述了車輪的驅動側和非驅動側，但是這旨在描述諸如用戶接口面板、充電端口、開關等位于電動車輪的靜止元件上的特征。

用戶接口面板1200(圖12b)可以包括用戶接口板1452、在用戶接口蓋板1218中的可移除蓋1203下面的電源端口1202(諸如羅森伯格連接件)、通/斷開關1208、電池電源狀態(tài)燈1210的布置和電源指示燈1212。在一個示例中，電池電源狀態(tài)燈1210的布置是弧形的，以至少部分地圍繞可移除蓋1203，并且電源指示燈1212可以位于與通/斷開關1208相鄰的位置。電池電源狀態(tài)燈1210和電源指示燈1212通過用戶接口蓋板1218中的相應窗口1214、1216可見。在該示例中，通/斷開關1208大致與用戶接口蓋板1218齊平，以促進例如最小的空氣動力阻力。在其他實施例中，用戶接口面板1200可以包括顯示屏幕。

參考圖12b，用戶接口面板1200還可以包括短程無線系統(tǒng)1221，并且用戶接口蓋板1218可以包括用于短程無線系統(tǒng)1221的對應的孔1223。該配置將短程無線系統(tǒng)1221定位為與輪轂殼組件916(圖9i)的用戶接口蓋板1218齊平而不是定位在其內部。這種配置防止輪轂殼組件和用戶接口蓋板1218作為法拉第籠運轉并由此潛在地干擾短程無線系統(tǒng)1221和移動設備230之間的連接(圖2a)。

短程無線系統(tǒng)1221可以位于用戶接口面板1200上，使得當安裝電動車輪900時，短程無線系統(tǒng)1221被屏蔽以免遭物理損壞或無意的用戶交互作用。例如，短程無線系統(tǒng)1221可以至少部分地位于電動車輪900的另一元件或安裝有電動車輪900的車輛的框架后面，并且由此受其保護。這樣的配置還可以遮掩短程無線系統(tǒng)1221以免直接看到，由此保留電動車輪900的美學設計。應當理解，可以替代地或附加地提供各種端口、硬件接口和其他用戶接口。

用戶接口系統(tǒng)948可以以旋轉靜態(tài)方式安裝至支撐電池系統(tǒng)906的電池安裝板1220(圖12b)。也就是說，用戶接口系統(tǒng)948是至少部分地由電池安裝板1220支撐的靜態(tài)系統(tǒng)(也稱為靜止元件)902(圖9c)的一部分，旋轉系統(tǒng)904(圖9d)圍繞電池安裝板1220旋轉。

電動車輪的正常操作可導致各種部件的加熱，包括馬達部件、各種電部件、機械部件和能量存儲部件。產生的熱量可能最終影響這些部件的性能；由于材料的熱膨脹和收縮而施加壓力；影響部件的穩(wěn)定性或使用壽命；等等。例如，處理器中的半導體元件可能對熱敏感，電池可能無法使用，并且馬達可能會在過熱時提供降低的輸出或被損壞。

說明性條項

在一些實施方案中，可以便于被動熱管理，如以下條項所述以及如由圖13a至13g所示。

1.一種用于電動車輪的熱管理方法，所述方法包括：

限定從至少一個部件開始的導熱路徑，所述至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱，

為路徑提供導熱材料并且進一步限定所述路徑，使得所述路徑接觸所述至少一個部件，

進一步限定所述路徑，使得所述路徑接觸所述電動車輪的輪轂殼組件，由此將熱量從所述至少一個部件傳導到所述輪轂殼組件。

2.如在條項1中所述的方法，還包括將所述輪轂殼組件設置在所述至少一個部件附近，以促進它們之間的短的導熱路徑。

3.如在條項2中所述的方法，還包括將多個翅片定位在所述輪轂殼組件上，其從所述輪轂殼組件延伸。

4.如在條項1中所述的方法，還包括限定從所述至少一個部件到所述電動車輪的軸的導熱路徑。

5.如在條項4中所述的方法，還包括進一步限定從所述至少一個部件通過所述電動車輪的軸到安裝有所述電動車輪的輪式車輛的框架的導熱路徑。

6.如在條項1中所述的方法，還包括通過選擇所述輪轂殼組件的厚度來限定通過所述輪轂殼組件的所述導熱路徑，其中，所述厚度在約2至4mm之間。

7.如在條項1中所述的方法，還包括通過從鋁、鎂、鋼和鈦合金中的一種選擇所述輪轂殼組件的材料來限定穿過所述輪轂殼組件的導熱路徑。

8.如在條項1中所述的方法，還包括限定穿過所述輪轂殼組件的多個翅片的導熱路徑。

9.如在條項8中所述的方法，還包括利用所述多個翅片攪動所述輪轂殼組件內的氣流。

10.如在條項9中所述的方法，還包括進一步限定從所述至少一個部件通過所述電動車輪的軸到安裝有所述電動車輪的輪式車輛的框架的導熱路徑。

11.如在條項1中所述的方法，其中，所述輪轂殼組件在所述至少一個部件附近，以促進它們之間的短的導熱路徑。

12.如在條項2中所述的方法，還包括從所述輪轂殼組件延伸的多個翅片。

13.一種用于電動車輪的熱管理方法，所述電動車輪具有輪轂殼組件，所述輪轂殼組件包含在所述電動車輪的操作期間變熱的至少一個部件，所述方法包括：

經由在所述輪轂殼組件內延伸的多個翅片攪動所述輪轂殼組件內的氣流；以及

形成從在所述電動車輪的操作期間變熱的所述至少一個部件到所述輪轂殼組件的熱路徑。

14.如在條項13中所述的方法，還包括通過選擇所述輪轂殼組件的厚度來限定通過所述輪轂殼組件的所述熱路徑，其中，所述厚度在約2至4mm之間。

15.如在條項13中所述的方法，還包括通過從鋁、鎂、鋼和鈦合金中的一種選擇輪轂殼組件的材料來限定通過所述輪轂殼組件的熱路徑。

16.如在條項13中所述的方法，還包括限定從所述輪轂殼組件到所述電動車輪的軸的熱路徑。

17.如在條項16中所述的方法，還包括限定從通過所述電動車輪的軸變熱的所述至少一個部件到安裝所述電動車輪的非機動輪式車輛的框架的熱路徑。

18.一種用于電動車輪的輪轂殼組件，包括：

繞軸線限定的驅動側殼；

安裝至驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及

能可移除地附接至非驅動側環(huán)的可移除的通道門，其中，驅動側殼、非驅動側環(huán)和可移除的通道門中的至少一者形成從至少一個部件限定的熱路徑的一部分，所述至少一個部件在電動車輪的操作期間變熱。

19.如在條項18中所述的組件，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者包括至少一個翅片以攪動所述輪轂殼組件內的氣流。

20.如在條項19中所述的組件，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者厚約2至4mm。

21.如在條項18中所述的組件，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者由鋁、鎂或鈦合金中的至少一種制成。

22.如在條項18中所述的組件，其中，所述驅動側殼，所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者由用于在沒有空氣交換的情況下進行熱傳遞的材料制成。

23.一種電動車輪的設備，經由將所述設備安裝到非機動輪式車輛的車輪上而將非機動輪式車輛轉換為電動輪式車輛，所述設備包括：

靜態(tài)單元和圍繞限定旋轉軸線的轉子軸的旋轉單元，靜態(tài)單元聯(lián)接至非機動輪式車輛；

可選擇性地操作以使所述旋轉單元相對于所述靜態(tài)單元旋轉的電馬達；

機械驅動單元，其可操作以響應于來自用戶的輸入旋轉所述旋轉單元；

感測系統(tǒng)，其適于識別指示輸入的參數(shù)；以及

安裝至所述電動車輪的控制單元，所述控制單元與所述感測系統(tǒng)通信，以響應于輸入連續(xù)地控制所述電馬達；以及

其中，所述電動車輪的至少一個部件在所述電動車輪的操作期間變熱，并且所述至少一個部件定位在從所述至少一個部件到所述車輪的軸的導熱路徑上。

24.如在條項23中所述的裝置，其中，所述輸入是機械的。

25.如在條項23中所述的裝置，其中，所述輸入是電的。

26.如在條項23中所述的裝置，其中，所述電馬達至少部分地封閉在輪轂殼組件中。

27.如在條項26中所述的裝置，其中，所述輪轂殼組件包括：

圍繞軸限定的驅動側殼；

安裝至所述驅動側殼的非驅動側環(huán)；以及

可移除的通道門，其能可移除地附接至所述非驅動側環(huán)。

28.如在條項27中所述的裝置，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者包括至少一個翅片。

29.如在條項27中所述的裝置，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者由鎂制成。

30.如在條項27中所述的裝置，其中，所述驅動側殼、所述非驅動側環(huán)和所述可移除的通道門中的至少一者的厚度在約2至4mm之間。

31.如在條項27中所述的裝置，還包括限定從所述至少一個部件到所述電動車輪的軸的熱路徑。

31.一種用于電動車輪的熱管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

從至少一個部件的導熱路徑，所述至少一個部件在所述電動車輪的操作期間變熱，其中，所述路徑包括導熱材料并且接觸至少一個部件；以及

所述電動車輪的與所述路徑接觸的輪轂殼組件。

參考圖13a和13b，通過沿著導熱路徑1300將熱量傳導到軸924、然后進入和/或通過輪轂殼組件916和/或進入并通過安裝有軸924的車輛框架，執(zhí)行被動熱管理。在實施例中，定子911的電馬達繞組1315和控制系統(tǒng)的主控制板1430都是旋轉靜態(tài)的。

參見圖13b，在實施例中，電馬達繞組1315圍繞定子911的輪轂1306，而諸如主控制板1430的發(fā)熱電子板直接安裝至輪轂1306。因此，控制系統(tǒng)利用定子911的腹板1307作為主控制板1430的散熱器。也可以在主控制板1430和定子911之間使用導熱但電子絕緣的墊片1317。

導熱路徑1300可以限定為從馬達繞組1315到輪轂1306以及然后從輪轂1306到上面安裝有電動車輪900的軸924。因此，當定子911安裝到附接至車輛框架的軸924上時，導熱路徑1300延伸到安裝有軸924的車輛框架中。因此，例如來自控制板1430和馬達繞組1315的一些熱量最終通過定子911沿著導熱路徑1300流到軸924、然后流到框架?？蚣堋⒅T如自行車或輪椅的框架因此作為大體積的散熱器工作。

為了進一步促進熱分散，輪轂1306可以由諸如鋁、鋼和其他純金屬或合金的導熱材料制成。

參考圖13c-1至圖13c-2，輪轂殼組件916可以形成導熱路徑1300的一部分。為了進一步促進熱分散，驅動側殼940可以包括多個對流元件1322。可移除的通道門944可以替代地或附加地包括對流元件1322(圖13c-2)。對流元件1322可以是例如位于驅動側殼940的內表面和/或可移除的通道門944的內表面上的各種熱輻射形狀的翅片，以最大化氣流，例如在氣流本來可以流過的空隙之內和/或沿著所述空隙的氣流。對流元件1322可以被定位成便于氣流的方向和/或進一步將輪轂殼組件916定位在靠近發(fā)熱部件的位置，以便于它們之間的短的導熱路徑1300。也就是說，對流元件1322可以引導自由流氣流以及從旋轉輪轂殼組件916的旋轉所產生的氣流。

輪轂殼組件916的驅動側殼940、可移除的通道門944和/或其他殼部件也可以被牽涉到與圍繞電動車輪900環(huán)境的熱交換中。輪轂殼組件916可以由相對薄的(例如厚約2-4mm)的輕質材料制成，例如鋁、鎂、鈦或用于在沒有空氣交換的情況下進行熱傳遞的另一種合金。例如，來自諸如馬達繞組1315和/或控制板1430的發(fā)熱部件的熱能可以傳遞到輪轂殼組件916，而不需要經由對流、攪動和/或輻射跟隨以上所描述的導熱傳遞路徑。然后熱能可以傳導通過驅動側殼940和/或可移除的通道門944，然后轉移到周圍環(huán)境，由此冷卻電動車輪900。在一些配置中，驅動側殼940和/或可移除的通道門944可能甚至不需要由有效的熱導體制成，但是通過輪轂殼組件916的相對薄的結構仍然可以促進傳導。

應當理解，可替代地或附加地使用其他冷卻方案，諸如內部空氣通道、對流冷卻、沖擊冷卻、滲出、針膜冷卻、蒸發(fā)冷卻、邊界層冷卻和熱障涂層。

例如來自電池系統(tǒng)906、主控制板1430和/或馬達定子911的一些熱量加熱在旋轉輪轂殼組件916內的空氣，并且空氣將熱量傳遞到旋轉輪轂殼組件916的全部內表面區(qū)域，其又通過傳導將熱量傳遞到到外表面并且通過對流將熱量傳遞到在這些輪轂殼組件部件的外部周圍的環(huán)境空氣。對流元件1322還可以作為散熱器工作，以便于從輪轂殼組件916內部收集熱量并將其傳遞通過其外部。對流元件1322也可用于將熱量從輪轂殼組件916的一側引向另一側。

參考圖13d，在其他實施例中，主動冷卻系統(tǒng)通過發(fā)熱部件或在發(fā)熱部件之上交換空氣，以從其傳導熱量?？諝饪梢酝ㄟ^諸如通風孔、閥、勺形部和/或泵的進氣口1344(示意性示出)被引入旋轉輪轂殼組件916的內部，所述進氣口可被主動地控制以打開和關閉從而發(fā)起、緩和和控制氣流。

在一個示例中，可以通過將用戶接口蓋板1218上的進氣口1344向周圍環(huán)境打開來選擇性地引入氣流，從而提供被動冷卻。替代地，輪轂殼組件916內的一個或多個熱交換器可用于主動冷卻氣流。例如，通風口、閥和/或泵可以響應于傳感器地引起氣流，所述傳感器識別高于預定的或計算的閾值的溫度?？梢詧?zhí)行這種選擇性操作，以使空氣動力學干擾最小化。也就是說，當進氣口1344打開時拖拉作用通常比當關閉時更大。替代地，進氣口1344可以通過向心力來操作，在旋轉力的作用下打開，并且在車輪停止時關閉。這將有利于防水性，但提供通風?？晌挥谛D固定的用戶接口蓋板1218中的進氣口1344吸入空氣，然后空氣循環(huán)通過旋轉輪轂殼組件916的內部，并且通過可移除的通道門944中的出口1346基本上徑向向外排出。

在實施例中，可以使用另一種流體，例如氣體、蒸汽或液體。流體冷卻系統(tǒng)可以包括一個或多個泵、閥等以及使流體越過受益于傳導冷卻的部件的密封流體通道。例如，流體可以越過或穿過一個或多個發(fā)熱部件。替代地，流體可以越過或穿過輪轂殼組件916，以為其中的部件提供冷卻的環(huán)境。流體系統(tǒng)可以在控制系統(tǒng)的控制下，其可以響應諸如來自用戶或基于溫度傳感器的輸入。

參考圖13e，旋轉系統(tǒng)904和靜態(tài)系統(tǒng)902可以在靜止的馬達繞組1315和固定至殼940并與其一起旋轉的磁環(huán)轉子913之間形成例如約2mm的間隙1334。當向馬達繞組1315供電時，從纏繞在定子911上的電線引起磁流，使磁環(huán)轉子913和殼940轉動。在實施例中，磁環(huán)轉子913布置在成型電池1016和馬達繞組1315之間—兩者都是靜止的—但是它們被組織成使得位于其間的磁環(huán)轉子913與殼940一起旋轉。

當驅動側殼940相對于旋轉靜止的成型電池1016旋轉時，間隙也可以位于驅動側殼940和成型電池1016之間。這些間隙用作絕熱體。為了避免這種隔絕效應并引起用于冷卻的氣流，間隙寬度可以針對被動熱冷卻、機械操作及其組合進行優(yōu)化。為了進一步促進諸如在間隙內和/或沿著間隙的氣流方向，可以放置對流元件1322以促進這種被動熱冷卻。

參考圖13f至13g，根據(jù)實施例的主動熱管理通過控制電馬達來實現(xiàn)，以將溫度限制在期望的最大值以下?？梢酝ㄟ^控制在電動車輪的配電系統(tǒng)1360(圖13g)中的電力使用來執(zhí)行這種主動熱管理。

在實施例中，主動熱控制算法1350通常包括感測電馬達、主控制板和能量級部件、電子控制器、電池或其他熱敏部件的溫度1302，然后衰減電馬達、主熱源的操作，以通過選擇性地衰減輔助/阻力1354、1356、1358將這些感測到的溫度限制在期望的最大值以下。

參考圖14a，可以在電動車輪1402、用戶1404和諸如基于云的服務器/api或其他遠程服務器、模塊或系統(tǒng)的服務器1406之間提供數(shù)據(jù)流1400。可以在電動車輪1402、用戶1404和服務器1406之間提供各種通信和數(shù)據(jù)鏈路，諸如移動設備1416，其用作它們之間的相對長距離的蜂窩和衛(wèi)星型通信的接口。也就是說，與電動車輪1402相關聯(lián)的用戶智能電話作為電動車輪1402和服務器1406之間的數(shù)據(jù)鏈路進行操作。電動車輪1402可操作，以計算在任一給定時間(即基本上瞬時地)所需的輔助和阻力。

控制系統(tǒng)1410利用算法1412，該算法1412應用來自傳感器系統(tǒng)1414以及—如果可用的話—來自移動設備1416的數(shù)據(jù)，以確定電池系統(tǒng)1420和電馬達1422之間的基本上瞬時的能量傳遞?？刂葡到y(tǒng)1410還可以調節(jié)和監(jiān)測傳感器1414和連接的部件以用于與移動設備1416通信的故障和危險。

參考圖14b，控制系統(tǒng)1410可以包括多個印刷電路板，以分配控制、便于維護和其熱管理。在該示例中，控制系統(tǒng)1410包括主控制板1450、用戶接口板1452、電池管理系統(tǒng)(bms)板1454(圖12b)、馬達接口板1458和傳感器系統(tǒng)，這里公開為車輪扭矩傳感器1460和車輪速度傳感器1462。應當理解，板可以以其他方式組合或分布。還應當理解，可以提供其他傳感器，諸如gsm、gps、慣性測量傳感器、壓輪應變傳感器、鏈應變傳感器、盒速度傳感器、環(huán)境傳感器和其他傳感器，并將其集成到一個或多個板中。此外，可以附加地提供各種端口和硬件接口，以包括但不限于診斷連接器、充電器連接器和/或其他。

在一個示例中，用戶接口板1452可以包括用于與各種移動設備通信的相對短程的無線系統(tǒng)，諸如藍牙、ieee802.11等。

馬達接口板1458可以安裝至馬達轂1306并承載馬達繼電器、馬達通信霍爾傳感器、馬達溫度傳感器和/或其他與馬達相關的傳感器。馬達接口板1458將這些信號收集至一個用于連接至主控制板1450的連接器。

在一個示例中，電池管理系統(tǒng)(bms)板1454(圖9e)可以安裝至成型電池1016。馬達接口板1458可以安裝至定子911(圖9f)，使得定子911作為散熱器工作。

控制系統(tǒng)1410還可以包括硬件接口1432，例如輸入端口、數(shù)據(jù)端口、充電端口、設備插槽和其他接口，其允許插入其他傳感器、硬件設備和/或外圍設備以提供與主控制板1450和相關聯(lián)的板的通信。替代地或附加地，每個板可以具有一個或多個硬件接口1432，諸如用于電池管理系統(tǒng)(bms)板1454的電源端口。

此外，類似于usb連接器的充電端口1434不僅提供電力，而且提供數(shù)據(jù)傳輸。這可以通過例如集成到連接中的控制器局域網(can總線)接口1436來執(zhí)行。在硬件接口1432和can總線接口之間，可容易實現(xiàn)附加傳感器或外部插件硬件部件的實施方案，例如擴展電池、燈、濕度傳感器、接近傳感器、揚聲器、防盜裝置、充電架等。

來自硬件接口1432的數(shù)據(jù)可以經由短程無線系統(tǒng)傳送到移動設備1416。數(shù)據(jù)可以由移動設備1416處理，和/或進一步經由移動設備1416發(fā)送到服務器進行處理。可以使用諸如蜂窩、衛(wèi)星等的相對遠程的無線通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)直接從電動車輪傳送到服務器。

可以基于經處理的數(shù)據(jù)將對用戶的反饋、對控制參數(shù)的更改和/或其他數(shù)據(jù)傳送到電動車輪。在一個示例中，用于識別接近物體的距離傳感器數(shù)據(jù)，例如radar、sonar、lidar、圖像等，可以以聽覺、視覺或觸覺感覺的形式將這種識別反饋給用戶。例如，后向攝像機可以將圖像通信給移動設備1416，使得用戶可以容易地被告知從后方接近的交通狀況。替代地，通過后向攝像機識別接近物體可以產生來自電動車輪的觸覺輸出、例如振動或抖動，以獲得用戶的注意。

在另一示例中，可以使用指示高濕度水平、高度和/或其他環(huán)境因素的環(huán)境數(shù)據(jù)來調整用于給定模式的控制參數(shù)，使得在這種條件下提供額外的馬達輔助。例如，當車輛穿越山脈時，可以在較高的高度處提供額外的輔助。

移動設備1416可以以例如每秒大約1個數(shù)據(jù)點的速率收集數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)點可以包括來自例如gps模塊1440或慣性導航系統(tǒng)的時間和位置數(shù)據(jù)印記。因此，與電動車輪1402接口的應用可以進行最小的計算。諸如可穿戴健康監(jiān)視器的其他外圍設備1442還可以與移動設備1416一起使用或作為替代，以提供與電動車輪的數(shù)據(jù)收集和/或通信。

電動車輪也可以經由移動設備1416與服務器通信。服務器使得能夠接收和/或流傳由一個或多個電動車輪收集的數(shù)據(jù)，用于基本上實時地從移動設備1416到電動車輪、另一電動車輪和/或電動車輪隊(諸如商店的送貨服務、購物車隊等)的通信和顯示。

收集的數(shù)據(jù)可以包括行駛方向、與車隊車輛相關的故障以及其他數(shù)據(jù)。然后可以利用從單個電動車輪或多個電動車輪收集的集合數(shù)據(jù)來例如分析路線和模式，提供數(shù)據(jù)的不同分析，定制用戶體驗和/或生成更高效通勤的建議。

在實施例中，硬件接口1432可用于對諸如移動設備1502的設備進行充電。也就是說，諸如智能電話的移動設備1502可以用作電動車輪的用戶接口，并且從其充電。

參考圖15a，用于移動設備1502的移動設備用戶接口1500可以提供各種操作模式1504之間的選擇。移動設備用戶接口1500可以是可下載的應用程序或其他軟件界面，以提供例如在操作模式1504之間的選擇、數(shù)據(jù)通信和/或將數(shù)據(jù)傳送到電動車輪和從電動車輪傳送數(shù)據(jù)。在替代實施例中，可以例如基于用戶輸入、用戶剖析、關于用戶歷史的信息、環(huán)境因素、關于路線的信息、第三方(例如醫(yī)生或培訓者)的輸入或在本發(fā)明中所公開的許多其他因素，為用戶選擇操作模式。操作模式的選擇可以發(fā)生在車輪100處、用戶移動設備上，或遠程地、諸如在服務器或其他外部系統(tǒng)上。

在實施例中，管控車輪100的設備的控制制度以便例如控制電動車輪或其設備的操作的算法1508通常包括一組參數(shù)，其中每個參數(shù)是算法1508中乘數(shù)的占位符或增益。所選擇的模式1504為一組參數(shù)提供值，其中之一可選地可以選擇要使用哪種算法或控制制度。這些值可以被輸入到所選擇的算法1508中以提供相關聯(lián)的用戶響應于輸入將經歷的輔助或阻力水平，所述輸入諸如來自源于傳感器系統(tǒng)1510的傳感器數(shù)據(jù)、源于外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(例如包含地形信息、天氣系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等的信息系統(tǒng))、以及來自用戶的進一步輸入。應當理解，每個參數(shù)、乘數(shù)和/或項可以與一些控制關系相關聯(lián)，諸如指數(shù)、線性函數(shù)、階梯函數(shù)或單獨計算，其將控制輸入與指定的馬達控制輸出電平相關聯(lián)。

系統(tǒng)可以在各種操作模式之間轉換，諸如基于用戶選擇或適當操作模式的其他確定。替代地，在車輪本身不基于傳感器或類似輸入自動選擇操作模式的實施例中，如果沒有移動設備1502或其他選擇設施目前與控制系統(tǒng)1512通信，則標準模式可以被自動設置為默認操作模式，或者如果先前連接了移動設備或其他選擇設施，則車輪可以使用最近使用的過去模式。通常，在自行車實施例中，用戶僅需騎自行車，并且車輪傳感器系統(tǒng)1510將感測各種輸入數(shù)據(jù)，諸如扭矩、斜度、速度等，然后將其通信給采用算法1508的控制系統(tǒng)1512。由用戶經由移動設備選擇或以其他方式選擇的操作模式基本上為算法1508中的參數(shù)提供值。當具有用于所選擇的操作模型的適當值的參數(shù)被應用于當前這組輸入(諸如由傳感器系統(tǒng)1510感測到或以其他方式獲得、例如通過車輪100的數(shù)據(jù)收集設施獲得的輸入)時，算法產生一個輸出。輸出確定車輪的當前控制命令，其在實施例中基本上是電池系統(tǒng)1514和電馬達1518之間的能量交換的性質和程度的具體規(guī)定。電動馬達1518的輸出是當基于所選擇的模式操作車輪100(其針對特定情況而改變)時用戶所經歷的輔助或阻力水平。

對于一些操作模式，單個參數(shù)的值可以被提供給算法1508。該值可以代表所提供輔助的總增益。例如，與“渦輪增壓”模式相比，標準模式可以向算法1508提供為一(1)的總增益值，而“渦輪增壓”模式可以產生提供給算法1508的大于一(>1)的總增益值。相反，選擇“經濟”模式可以產生提供給算法1508的小于一(<1)的總增益值。替代地，總增益可以用來基于車輪推進的總有效載荷重量來調整算法，補償諸如頂風等其他環(huán)境條件或其他條件。

對于一些操作模式，可以向算法1508提供多個參數(shù)值。這些值可以與表示算法1508的不同部分的乘數(shù)或增益的參數(shù)相關聯(lián)，以控制有助于整體騎乘的各種部件，例如車輪數(shù)據(jù)、用戶輸入數(shù)據(jù)(例如扭矩或節(jié)奏)、環(huán)境因素(例如坡度或風阻)、“手勢”或指令運動，諸如在用戶輸入處感測到的“手勢”或指令運動(諸如倒踩踏板以控制制動)等。參數(shù)可以替代地或附加地表示用于不同傳感器值的乘數(shù)和/或代表有助于整體騎乘的各種部件的計算值。

在實施例中，算法1508可以具有使控制輸入與輸出相關聯(lián)的一般形式?？刂戚斎胪ǔ？梢月淙胍唤M類別，例如與來自騎行者或另一個人的輸入相關的輸入，要么是感測到的(例如作為騎行者扭矩)要么是輸入的數(shù)據(jù)(例如作為騎行者重量或年齡、由騎行者的物理治療師輸入的訓練目標、由騎行者的醫(yī)師輸入的工作約束等)；與電動車輪的操作狀態(tài)相關的輸入(例如車輪速度)；與車輪的環(huán)境條件或操作環(huán)境相關的輸入(例如坡度、溫度、風等)；以及從各種數(shù)據(jù)源(例如其他車輛、其他車輪、交通網絡、基礎設施元件等)收集的輸入。這些輸入可以與諸如增益的其他參數(shù)組合，或者經過諸如濾波器的其他調節(jié)功能。這些輸入組合的輸出可以是算法1508的“項”。這些項可以是線性的、非線性的、離散的、連續(xù)的、時間相關的或時間不變的。

然后可以對這些項進行相加、相乘、相除或以其他方式組合(例如采取某些或全部項的最大或最小值)以提供一個或多個輸出。在一些實施例中，可以有利的是，在控制系統(tǒng)中提供多個項，其隔離或分離用戶將接收輔助或阻力的條件。例如，可以有利的是，對于騎行者所投入的努力量以及空氣動力(諸如頂風騎行)可以具有單獨的項。

這有利地允許每個項具有適合于輸入和潛在現(xiàn)象的形式。例如在騎行者努力的情況下，它可以是線性或成正比例的響應，并且在空氣動力的情況下，其可以與較低速度下的車輪速度或車輛速度的平方成正比，并且在較高速度是為三次方或其他函數(shù)。騎行者或指定車輪對輸入的響應的人(例如車輪的提供者)因此可以獨立地容易地調整增益，以定制控制對他們所關心的條件(例如丘陵、風、動力)等的響應。

此外，一些或全部項的乘數(shù)允許每個項的增益響應于另一輸入地一起縮放。例如，增加對環(huán)境溫度的騎行者輸入的整體響應可以在高溫運行時為騎行者提供更多的幫助，從而防止用戶過度勞累或出汗。

在實施例中，算法1508使用項(或項類型)的組合。例如，可以將機械驅動單元輸入扭矩和車輪操作狀態(tài)(諸如車輪速度)相加，以構成具有包括與騎行者輸入扭矩成正比例的項和與車輪速度成正比例的項的總和的馬達指令。在其他示例中，項、諸如基于環(huán)境輸入或由車輪收集的數(shù)據(jù)的項可以類似地與本發(fā)明中指出的任何其他輸入類型組合。

在另一示例中，算法1508使用一系列輸入項的總和，每一個乘以增益(其可以根據(jù)所選擇的車輪的操作模式進行調整)，以產生命令、諸如用于馬達的當前命令。

在實施例中，考慮到各種輸入(例如，騎行者輸入，諸如：機械驅動單元輸入扭矩；機械驅動單元輸入速度；以及騎行者重量；各種車輪操作狀態(tài)，諸如車輪速度和設備相對于重力的角度；數(shù)據(jù)輸入，諸如來自交通系統(tǒng)或其他車輛的安全信息；以及諸如環(huán)境溫度的環(huán)境輸入)，可以構造馬達命令方程式，諸如通過創(chuàng)建與各種輸入成比例的項。例如，該方程式可以包括與騎行者輸入扭矩成比例的項；與車輪速度的平方成比例的項；與裝置相對于重力的角度成比例的項；與環(huán)境溫度成比例的乘數(shù)；當輸入速度為零時為零且在輸入速度接近車輪速度時增加的乘數(shù)；以及與騎行者重量成比例的乘數(shù)(可選地標準化為基重)。然后可以將這些項相加，如果適用，則可以將總和乘以乘數(shù)。

在一個實施例中，增益可以是獨立的并可隨時間變化。這允許騎行者、提供者或其他用戶將響應調整至所期望的偏好。此外，乘數(shù)可以將響應的一些總體乘積許給通?？梢员ＷC輔助總體增加的因素(例如熱環(huán)境溫度)。

替代地或附加地，算法1508可以以允許在不同形式之間切換的方式構建，諸如在上面給出的示例之間。在這種情況下，方程式的一個參數(shù)可以是要使用的方程式的形式的標識符(即，要使用哪些項、增益參數(shù)和乘數(shù)，例如對于選擇的操作模式)。

參考圖15b，用戶可以從改變電動車輪的行為的多個操作模式中選擇操作模式。每個模式可以包括一個或多個參數(shù)設置和/或其組合以改變電動車輪的操作行為。如將進一步描述的，示例性操作模式1504可以包括用于最大輔助的“渦輪增壓”模式；“平坦的城市”模式；“健身挑戰(zhàn)”模式；“最大功率存儲”模式；“標準”模式；“運動”模式；“康復”模式；“培訓”模式、“通勤”模式、“最大幫助”模式等。“平坦的城市”模式可以在上升和爬坡中提供馬達輔助，并在下降時制動，從而“平坦化”地形?！巴ㄇ凇蹦Ｊ娇梢栽试S用戶錄入“不被超過”的扭矩或消耗水平來調節(jié)輔助。運動模式可以允許用戶錄入要燃燒的卡路里總數(shù)、所需的卡路里燃燒速率、消耗或扭矩的最大水平等。每個模式還可以包括可調節(jié)的參數(shù)，以自動地調節(jié)由電動車輪騎行的持續(xù)時間提供的輔助，諸如輔助必須可用的最小時間、最大速度和/或其他等。

移動設備用戶接口1500可以以允許用戶瀏覽不同控制參數(shù)的順序呈現(xiàn)多個操作模式1504，諸如節(jié)能模式；最大輔助模式；目標能源模式、最大能量存儲等。也就是說，用戶本質上可以滾動多個操作模式。

替代地，移動設備用戶接口1500可以提供在沒有用戶輸入的情況下自動選擇期望模式的“自動模式”。也就是說，自動模式可以是基于速度的，以便在旅程期間在模式之間進行選擇，使得車輛獲得最有效的旅程。替代地，自動模式可以是基于時間的，以在旅程期間在模式之間進行選擇，使得車輛在期望的時間到達目的地。這樣的選擇可以完全基于由電動車輪確定的傳感器數(shù)據(jù)，或者替代地或附加地利用來自服務器的數(shù)據(jù)或來自用戶可能正在使用的其他數(shù)據(jù)設備的數(shù)據(jù)，例如健康監(jiān)測設備，例如心率監(jiān)測器。

“平坦的城市”模式在非水平地形上提供輔助或阻力?？烧{節(jié)的參數(shù)可以包括關于輔助水平的數(shù)據(jù)、在提供輔助之前山丘的最小傾斜度以及其他。也就是說，可以控制上坡時的輔助量和下坡時的阻力量，從而要求用戶輸入大約等于在水平面上所需的用戶輸入。

“最大速度控制”模式在山丘上引入制動以限制車輛的最大速度。這種“最大速度控制”也可以將最大允許速度確定為由全球定位單元確定的特殊法定管轄權。

“最大能量存儲”模式使實現(xiàn)的電力存儲最大化。這種“最大能量存儲”模式也可以與能量節(jié)約或能量回收有關。

“健身挑戰(zhàn)”模式可以包括對電動車輪施加阻力以要求用戶的額外努力，從而為用戶提供鍛煉。

“健身挑戰(zhàn)”模式可以提供參數(shù)輔助和阻力，以例如模擬間歇性的爬坡攀登，爬坡攀登期望的持續(xù)時間、高度或其他參數(shù)。這種參數(shù)輔助和阻力可以與用戶的表現(xiàn)或預設條件、鍛煉、心率等相關聯(lián)。“健身挑戰(zhàn)”模式還可以通過移動設備向用戶提供視覺/聽覺的鼓勵。鼓勵可以指示用戶的未來挑戰(zhàn)和期望的輸出，并且可以在移動設備用戶接口1500上呈現(xiàn)。

每個模式的可調節(jié)參數(shù)可以包括關于期望目的地的數(shù)據(jù)、用戶最大期望的消耗、最大期望速度、當前位置等。諸如目的地的數(shù)據(jù)可以與當前地理空間位置數(shù)據(jù)、到目的地的可能路線以及相關的道路模式、交通數(shù)據(jù)、用戶偏好、用戶能力/健身水平以及與車輪能力相關的數(shù)據(jù)(例如能量存儲數(shù)據(jù)等)一起使用。數(shù)據(jù)的組合可以用于建議可能的路線，管理在所選或預期的通勤路線上的電力利用，基于可用能量估計剩余電池壽命，估計用戶健身水平、所建議的路線的地勢，等等。

參考圖15c，用戶接口可以包括用于導航功能的相對較大的按鈕1520和/或圖標，例如滾動經過不同的模式以及在車輛運動中可以執(zhí)行的其他動作，或者在旅程期間空閑(例如在停車燈處)。使用大按鈕1520有助于在騎行時的可見性和選擇。大按鈕1520可以占據(jù)可用屏幕區(qū)域的重要部分，以便使用戶能夠容易地進行選擇，例如，移動設備1522上的按鈕1520可以分別占據(jù)最小1英寸×1英寸的顯示空間。

與使用均衡器創(chuàng)建自定義聲音設置類似，用戶可以從移動應用程序中創(chuàng)建自定義幫助模式，也可以通過在線登錄他們的帳戶。參考圖15d，在選擇操作模式時，移動用戶接口可以允許參數(shù)1530的輸入，諸如盒的最大速度、響應于蹬踏的加速度、坡度行為和/或其他輸入。在一個示例中，輸入可以經由滑塊來提供。一旦參數(shù)被輸入，用戶移動界面可以轉移到進度屏幕1538(圖15e)，其突出顯示目標的進展，諸如目的地和指定的卡路里燃燒。

參考圖16a，旅程1600可以被表示為沿著其具有一個或多個事件1604的線1602。移動設備或其他應用可以計算旅程1600。還可以提供方向箭頭1606用于沿著計算的路線1608的引導，以在沒有地圖的情況下導航，并且不具有逐個轉向的方向。相反，方向箭頭1606指向目的地的方向，這可以是有利的，因為自行車不一定限于機動道路。

路線1608可以伴隨其他符號標志，例如距離符號1616，以指示下一轉向有多遠。此外，可以呈現(xiàn)視圖以考慮車輛行駛方向，使得當前方向例如豎直向上以便于定向。可以提供諸如高程圖1618的其他符號標志來指示即將到來的山丘、諸如eta1620的時間以及其他這種導航和行程相關數(shù)據(jù)。

在實施例中，可以通過路線1608中的輕微交替1614(圖16b)為特殊用戶增強路線1608。例如，諸如區(qū)域的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)的各種第三方數(shù)據(jù)源可以用于確定路線1608，以便響應于用戶選擇而避免基于各種參數(shù)的區(qū)域。

來自每次旅程1600的數(shù)據(jù)可以使用無線或蜂窩技術直接傳送到服務器1610，或者從電動車輪的控制系統(tǒng)傳送到連接的移動設備1612，然后傳送到服務器或存儲在移動設備上以根據(jù)可包括例如移動設備上的電池電量、信號強度、wi-fi連接的存在等的一組規(guī)則在稍后的時間傳送到服務器。

替代地，可以搜索來自多個其他電動車輪的集合數(shù)據(jù)，以選擇例如更有效、更快或風景更優(yōu)美的路線。來自服務器的數(shù)據(jù)可以與產生旅程數(shù)據(jù)的特定電動車輪相關聯(lián)，然后與來自其他電動車輪的旅程數(shù)據(jù)集合。然后可以基于相關性，例如基于旅程數(shù)據(jù)、目的地、起點等的公共段，使集合數(shù)據(jù)隸屬于用于感測相似性的統(tǒng)計技術。然后可以將集合數(shù)據(jù)提供給用戶，以例如為路線、模式選擇以及將有益于用戶的其他引導提出建議。

電動車輪和移動設備1502可以用于從例如沿著路線的gps數(shù)據(jù)和加速度計數(shù)據(jù)把坑洼、道路狀況和其他障礙物編目分類?？梢岳胓ps數(shù)據(jù)和/或其他傳感器以自動化的方式促進這種編目分類。例如，通過對來自傳感器系統(tǒng)的速度傳感器、扭矩傳感器和/或慣性傳感器(諸如加速度計和陀螺儀)的數(shù)據(jù)的解釋，電動車輪可以識別起動/停止、不平坦的地形和其他障礙物。扭矩傳感器還直接測量用戶的動力輸出，用于與路線位置和條件的關聯(lián)和編目分類。

在實施例中，可以響應于由傳感器系統(tǒng)檢測到的海拔或加速度的突然變化來對障礙物檢測進行編目分類。也就是說，編目分類本質上是自動的。例如，突然轉彎、用戶正站在踏板上的檢測或其他這種索引可以用于將坑洞編目分類到特殊的gps位置。

替代地，或者附加地，移動設備1502可以用于沿著路線接受諸如坑洞檢測的用戶輸入。也就是說，編目分類本質上是手動的。例如，如果用戶識別到坑洞，則用戶可以觸摸在移動設備1502上的按鈕，然后通過gps對其進行編目分類。其他呈現(xiàn)的頁面可以包括最后一次旅程(圖16c)、記錄旅程(圖16d)、用戶設置(圖16e)、支持(圖16f)以及其他(圖16g)。應當理解，所示的頁面僅僅是代表性的，并且可以替代地或附加地提供各種其他頁面。

參考圖17a，電動車輪的控制系統(tǒng)1700可以包括執(zhí)行各種功能的應用程序模塊1702，以包括例如管理電動車輪的操作的控制算法的操作。引導裝載程序模塊1704與應用程序模塊1702通信以便于其裝載和更新。應當理解，可以使用各種硬件、軟件及其組合來實現(xiàn)模塊。

在實施例中，在啟動控制系統(tǒng)1700時，電動車輪驗證當前安裝在控制系統(tǒng)1700上的應用程序模塊1702的版本是有效的和當前的。應當理解，“啟動”可以包括與電動車輪通信的各種用戶接口以及各種安全通信和其他通信的連接。例如，如果應用程序模塊1702有效并且是最新的，則發(fā)生系統(tǒng)初始化。如果應用程序模塊1702無效，則控制系統(tǒng)1700可啟動引導裝載程序模塊1704來更新應用程序模塊1702。

在實施例中，當移動設備1708與控制系統(tǒng)1700連接時，控制系統(tǒng)1700可以上傳用于應用程序模塊1702、引導裝載程序模塊1704和諸如藍牙(bt)無線電和電池管理系統(tǒng)的其他元件的固件版本號。移動設備1708可以與源(例如，操作基于云的服務器的這樣的應用程序接口(api)的服務器)確認，以確定上傳的應用程序模塊1702的版本號是否是最新版本。

在實施例中，諸如臺式計算機的非移動設備可以例如經由藍牙連接與控制系統(tǒng)1700本地連接。

如果更新的版本可用，則用戶可以基于規(guī)則集，通過移動設備1708提示更新電動車輪。也就是說，更新的固件用于更新的電動車輪的操作。如果用戶選擇更新電動車輪，則移動設備1708可以指示控制系統(tǒng)1700進入引導裝載程序模塊1704。用于更新的規(guī)則集可以允許僅在某些限定條件下進行更新，諸如至少存在在電動車輪上的最小電池壽命、移動設備1708上的最小電池壽命、用于移動設備1708的最小信號強度、用于電動車輪和移動設備的直接電源的可用性等。

在下載應用程序模塊1702的更新版本時，移動設備1708可以命令引導裝載程序模塊1704下載應用程序模塊1702的新版本，并且如果下載成功，則從控制系統(tǒng)1700擦除當前的應用程序模塊1702。替代地，可以諸如通過藍牙連接將新版本的應用程序模塊1702下載并存儲在移動設備1708上，以便稍后更新電動車輪。

應用程序模塊1702的新版本可以經由無線連接從移動設備1708發(fā)送到引導裝載程序模塊1704。引導裝載程序模塊1704可以確認各個包的傳送和新的應用程序模塊1702到控制系統(tǒng)1700上的總傳輸。如果引導裝載程序模塊1704確認新的應用程序模塊1702被成功裝載，則移動設備1708可以啟動電動車輪和控制系統(tǒng)1700的重啟。替代地，引導裝載程序模塊1704可以通過諸如在用戶接口面板或電源端口處外部可用的can總線等硬連線接口進行更新。

參考圖17b，控制系統(tǒng)1700的應用程序模塊1702可以利用各種控制技術，包括控制、管理和/或改變電動車輪的操作參數(shù)的算法。也就是說，可以通過控制系統(tǒng)來改變電動車輪的操作參數(shù)，該控制系統(tǒng)例如基于各種因素改變參數(shù)，例如安裝電動車輪的車輛的最大速度、環(huán)境條件(例如地形、天氣等)、來自用戶的輸入(包括從踩踏努力感測到的力、輸入到電動車輪的數(shù)據(jù)等)以及基于多個因素的參數(shù)(在此在一些情況中稱為混合參數(shù))、所使用的能量(諸如由用戶、由與電動車輪相關聯(lián)的電池等)和/或提供各種其他模式的其他控制系統(tǒng)。

在實施例中，可以結合電動車輪來管理增益水平(諸如由電動車輪相對于給定用戶輸入、例如踩踏板努力所提供的輔助和/或阻力水平)。在一些實施例中，增益的進展可以用于使從一個操作狀態(tài)到另一狀態(tài)的過渡(例如從上坡到下坡狀況的地形變化、安裝有電動車輪的車輛的速度的變化、諸如風向和溫度的環(huán)境條件等等)平滑。其他實施例可以包括在初始增益和一個或多個新增益水平之間的逐步變化。通常，電動車輪的操作模式的逐步改變(例如在不同輔助水平之間或從輔助到阻力)或增益的變化可導致電動車輪對扭矩指令的響應的不連續(xù)性。通過以下可以使這種不連續(xù)性平滑：

1.認識到收益發(fā)生變化；

2.在變化前立即取出并可選地存儲命令的值；

3.創(chuàng)建至少是先前命令和新命令之間差異的一部分的偏移量；

4.從新命令中減去偏移量(這產生一個新命令，其具有舊命令的值或在舊命令至新命令的范圍內)；以及

5.在一段時間內減少偏移直到其為零，此時完成到新命令的過渡。

這種平滑過程有利地實現(xiàn)增益變化和控制狀態(tài)變化，因為它保留了用戶體驗的一定程度的連續(xù)性。該過程可以處理重復的過渡，因為每個改變(例如在狀態(tài)和條件方面)都生成新的偏移量，這產生新的命令。這可以包括來自先前過渡的偏移，并且可以存在多種方式來減少給出過渡不同特性的命令(例如有限過渡時間、固定速率的命令改變、最大變化等級等)。

參考圖18a，用于電動車輪的操作的混合算法1800也可以通過混合1806輸入來控制，這些輸入涉及可以與電動車輪的操作相結合地感測的不同因素。例如，傳感器輸入可以從感測電動車輪的轉速或車輛位移的速度傳感器1802以及感測電動車輪上的扭矩量的扭矩傳感器1804中進行考慮。

與用戶體驗相關的控制參數(shù)可以根據(jù)例如車輛的速度而顯著變化。在考慮自行車踏腳板的例子中，在低速下，響應踏板扭矩對騎乘質量來說可以是相對更重要的，因為需要大量的努力來啟動車輛的移動。在更高的速度下，維持一致的節(jié)奏或速度可能對騎乘質量來說相對更重要。因此，響應于每個用戶輸入(在該示例中為扭矩和節(jié)奏)的輔助量可以基于車輛速度發(fā)生變化。因此，來自扭矩傳感器的數(shù)據(jù)可以用作在低速下控制狀態(tài)中的主要因素，而來自速度傳感器的數(shù)據(jù)可以用作在較高速度下控制狀態(tài)中的主要因素。因此，可以通過在低速下向扭矩傳感器傳送高響應度并且通過在高速下向扭矩傳感器傳送較低響應度來管理控制。與扭矩和速度相關的部件可以被納入控制算法中，該算法最終確定從電池系統(tǒng)到電馬達的能量量或能量傳送速率。

因此，混合算法1800可操作以提供流體控制方案，其基于速度將每個傳感器的重要性作為在控制方案中的因素進行縮放。

參考圖19a，能量燃燒控制算法1900允許用戶輸入用戶想要在特定騎行中燃燒的能量量(步驟1902)(例如在家和工作之間燃燒多少卡路里)。由用戶燃燒的能量涉及為了將車輛從第一點移動到第二點而進行的工作量。這項工作可以基于各種物理因素來建模，包括地形、摩擦、用戶的重量(例如由車輛傳感器測量或由用戶輸入的重量)、包括任何附件和附加載荷(例如露營設備)在內的自行車重量、行駛的距離等。

工作的一部分可以由用戶執(zhí)行，例如通過踩踏，而其余部分可以由電動車輪提供。用戶消耗的能量部分可以被建模為在地形上移動給定重量的用戶所需的總工作量(其可以基于地形的gps模型或基于來自過去的旅程的測量(例如高度計測量)得知)和由電動車輪提供給用戶的輔助量之間的差異。因此，當用戶指示想要燃燒的能量量時，控制系統(tǒng)1700可以控制電動車輪例如在路線的山丘上提供輔助，以彌補所希望的工作與覆蓋距離所需要的實際工作之間的任何差異。如果希望由用戶執(zhí)行的工作部分較高，則電動車輪可以向用戶提供阻力，將用戶重新規(guī)劃到更長的路線等。因此，算法1900可以利用用戶輸入1902和關于路線/地形的數(shù)據(jù)1904來調整電馬達908的輔助/阻力，使得用戶在路線的過程中燃燒所希望的卡路里量。一旦確認目標，則可以預覽騎行，并且隨著行駛進行，用戶接口可以過渡到突出目標進展的進度屏幕，例如目的地和指定的卡路里燃燒。

關于圖19b，移動應用程序1920可以利用可用的gps位置數(shù)據(jù)1922和存儲的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫來確定法律限制1924，因為規(guī)則關于管控電驅動或電輔助車輛的操作的各種因素在地理上發(fā)生變化。這些可以包括輔助速度、提供的輔助水平和/或馬達輸出的規(guī)定。移動應用程序1920或其他控制系統(tǒng)可以使用該數(shù)據(jù)來創(chuàng)建可以發(fā)送到電動車輪的自定義模式或一組控制參數(shù)，以便例如管控最大輔助、速度等。移動設備或其他控制系統(tǒng)可以在法律限制改變時重新計算控制參數(shù)，并將更新的控制參數(shù)發(fā)送到電動車輪。

在一個例子中，歐盟可具有最大輔助速度為25km/h和馬達輔助為250w的標準規(guī)定，而美國可具有32km/h的最高輔助速度和750w的馬達輔助。通過使用在任何給定位置可用的gps數(shù)據(jù)，可以調節(jié)電動車輪內的輔助切斷，以自動符合當?shù)胤ㄒ?guī)，無需進一步干預。

此外，許多法律只適用于與其他機動汽車和行人一起在道路上騎行的自行車。如果gps指示自行車距離道路足夠遠，則可以假設自行車在小徑上，在這種情況下當?shù)匾?guī)定可能不同或不存在，在這種情況下可能會消除對所提供的輔助的限制。在實施例中，可以允許用戶例如通過移動應用程序來覆蓋控制，例如在緊急情況下允許更多的幫助。

在實施例中，移動應用程序1920還可以利用可用的gps位置數(shù)據(jù)1922以便于在操作模式下的控制。例如，極度丘陵地形將導致與平坦地形不同的電池再生計算。

參考圖20a，這里稱為“無故障算法”2000的故障檢測和預測系統(tǒng)可操作，以感測潛在損害車輪硬件或子系統(tǒng)的條件，在它們基本上實時地發(fā)生時(步驟2002)，然后通過基于對此的檢測執(zhí)行緩和動作來應答(步驟2004)。例如，如果電馬達接近預定的最大溫度，超過該最大溫度電馬達可能發(fā)生損壞，則由電動車輪產生的對布置有電動車輪的車輛的用戶的輔助量或阻力量可以減少以防止馬達溫度的進一步上升。

參考圖21a，電池保護算法2100可以提供不同且可選地提供獨立的指令衰減器，包括但不限于：

1.保護電池免受高放電電流的影響；

2.保護電池免受高再生電流的影響；

3.保護電池免受可能由再生造成的高壓；

4.保護電池免受可能由馬達運轉造成的低電壓；

5.保護電池免受因高負載或其他部件如馬達的熱量而引起的高溫；以及/或者

6.在低溫下保護電池免受再生電流的影響。

這些指令衰減器中的每一個可以利用諸如單面閉環(huán)比例積分(pi)控制系統(tǒng)的自動控制來產生范圍從1.0(無衰減)到0.0(全衰減)的衰減增益。替代地，可以使用命令限制器來代替命令衰減器。命令衰減器提供立即和線性的平滑響應，因為命令限制器本質上是非線性的，并且可以提出控制挑戰(zhàn)，但是仍然是有效的控制器。

在實施例中，相關衰減器的增益可以被確定、組合并應用于馬達命令。該算法可以基于所有控制系統(tǒng)之間的最小增益、所有控制系統(tǒng)之間的最大增益、來自所有控制系統(tǒng)的增益的總和以及用于組合增益的各種其他方式，將它們相乘，有條件地選擇，限制由馬達提供給用戶的輔助等。

在某些情況下，電馬達可以由電池系統(tǒng)驅動，而在其他條件下，電池系統(tǒng)可以存儲來自馬達的能量，例如當馬達用于在下坡操作中減慢車輛時。在具有顯著能量產生能力的情況下，電池系統(tǒng)可能會超出其對于溫度、電壓和/或電流的正常操作限制。因此，可能需要針對電池系統(tǒng)的操作執(zhí)行所述限制。電池限制至少有三個一般的組，即電流、電壓和溫度。對于與電流有關的限制，可以存在最大放電電流和最大電池再生電流。對于電壓限制，可以存在最大電壓限制和最小電壓限制。對于溫度，可以存在最高溫度限制和最低溫度限制。

電池保護算法2100可以操作以管理馬達驅動操作，以便例如將電池參數(shù)保持在電壓、電流和溫度的可接受的操作值內。這可以解決電馬達對電池系統(tǒng)上的負載的貢獻。電池系統(tǒng)上的其他負載源也可以分開管理。

在實施例中，可以結合限制各種操作條件(諸如：電池驅動電流；電池再生電流；電池過電壓；電池欠壓等)來部署單側比例積分(pi)閉環(huán)限制器，例如每個限制一個限制器。

每個pi閉環(huán)限制器的輸出可以是衰減增益。每個pi閉環(huán)限制器可以具有其自己的控制系統(tǒng)，具有其自己的單獨增益，因為每個限制器的動態(tài)可能需要單獨調諧。

所有限制器的最小增益可以被采用并應用于馬達電流控制命令。當接近特定限制時，馬達命令可以被衰減，以便例如減少對電池的需求。電壓限制器可以選擇性地應用衰減增益。對于過壓限制器，過電壓的衰減增益僅在命令電池再生時才可以使用。這樣可以使馬達運轉減輕或避免過電壓狀況。對于欠壓限制器，衰減增益僅在命令允許再生的馬達運轉/輔助時才可以被施加，以減輕或避免低電壓狀況。

在實施例中，電池功率控制系統(tǒng)可以在馬達控制系統(tǒng)頻率下運行，因為電池控制系統(tǒng)可以需要具有相似或更高的帶寬以保持極限偏移持續(xù)時間短。在其他實施例中，電池功率控制系統(tǒng)可以在馬達控制電流回路之前以及在馬達驅動模擬數(shù)據(jù)被收集之后運行，使得電池控制系統(tǒng)衰減用于馬達控制電流回路的命令。如果數(shù)據(jù)收集和衰減發(fā)生在不同時間，則該序列可以減少控制響應中的延遲。

每次啟用馬達驅動時，可以初始化控制系統(tǒng)，因為在正常操作期間可以啟用和禁用馬達驅動。電池控制系統(tǒng)可以具有諸如積分器的數(shù)據(jù)項，其可以隨馬達驅動的每個啟動情況被復位。

控制系統(tǒng)可以提供動態(tài)限制，因為電池系統(tǒng)的限制可能不會隨著時間的推移是靜態(tài)的，并且可能例如會隨充電狀態(tài)、溫度等而有所變化。動態(tài)控制系統(tǒng)限制可能受到預定的最大值和最小值的限制，因為這提供了一些保護，以防止隨測量時間變化的增益的潛在錯誤。電池電流和電池電壓可能需要以與其他馬達控制反饋相同的數(shù)據(jù)速率進行采樣，因為這些控制系統(tǒng)是馬達驅動控制的一部分，并且由于它們以馬達控制更新速率運行，傳感器數(shù)據(jù)可能需要具有與其他馬達控制數(shù)據(jù)相同的采樣頻率。

控制系統(tǒng)可以是單邊、閉環(huán)、pi限制器，其衰減馬達電流控制環(huán)路命令，因為pi限制器有利地提供具有良好帶寬的穩(wěn)態(tài)限制。與極限輸出相比，衰減器輸出可以提供立即的干預。

過電壓衰減增益可以僅在馬達電流指令的符號為負時(例如馬達正在被命令對抗正向動量、即被命令再生)時才適用，因為這允許馬達運轉減輕高電壓條件。僅當馬達電流指令的符號為正(例如馬達被命令輔助駕駛車輛)時，才可以施加欠壓衰減增益，因為這允許再生以減輕低電壓狀況。

pi控制系統(tǒng)可以具有足夠的控制權力來將馬達電流控制系統(tǒng)命令衰減到零，因為將命令衰減到零是可能的最大控制權限，并且將電池系統(tǒng)維持在操作限制內可能優(yōu)先于向用戶提供幫助。

用在硬件保護算法中的傳感器可能包括感測電池電壓、電池電流、馬達電壓、馬達電流、電池溫度、環(huán)境溫度或濕度等?？梢愿鶕?jù)部件設計規(guī)格靜態(tài)地設置限制，或隨時間更新限制，以考慮諸如由gps或天氣數(shù)據(jù)確定的部件壽命或使用環(huán)境等的因素。

踏板節(jié)奏對于用戶在騎行過程中保持期望的節(jié)奏是有用的。通常，騎自行車者可能希望以特定的節(jié)奏踩踏板以最有效地利用他們的努力，并從運動生理學的角度提供最大的收益。

在典型的自行車踏頻傳感器中，直接在曲柄上進行測量，然而，如果傳感器系統(tǒng)要被包含在通過傳動系與踏板分離的電動車輪內，這種直接測量是不可能的和不希望的。雖然本實施例在自行車實施例中具有特定的示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于這些特定組合，并且可以使用來自任一實施例的一些部件或特征，與來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

參考圖22a，踏板節(jié)奏估計算法2200操作以從將具有與踏板節(jié)奏直接相關的頻率內容的扭矩輸入頻率估計踏板節(jié)奏。每次用戶提供旋轉輸入、即推動踏板時，用戶正在生成可檢測的進入到系統(tǒng)中的扭矩。也就是說，踏板旋轉頻率(或踏頻)由扭矩傳感器系統(tǒng)檢測，并且可以傳送到控制系統(tǒng)以供齒輪估計算法2200使用。齒輪估計算法2200可操作以計算齒輪比，因為從例如盒速度傳感器已知盒的旋轉速度，并且通過估計知道踏板節(jié)奏。齒輪比可以由這兩個速度的比率來確定。

在實施例中，存在兩個速度傳感器：一個用于電動車輪，一個用于機械驅動系統(tǒng)的盒。通過知道盒的旋轉速度和扭矩頻率，踏板節(jié)奏(踏板速度)和齒輪比都容易地由齒輪估計算法2200確定。也就是說，即使在特定自行車上的速度數(shù)量或者哪些齒輪設置在后盒和曲柄上是未知的，踏板頻率如何與電動車輪的旋轉速度相關也是已知的。

例如，旋轉速度ω從盒速度傳感器得知。扭矩頻率t與節(jié)奏c有關：c＝t/2。c等于每秒的曲柄轉數(shù)。因此，ω＝cx或ω＝(t/2)x，其中x是齒輪比。因此，以簡單的形式，x＝2ω/t。在輸入信號可能較小的條件下，諸如在低速或低扭矩的情況下，估計器中可能存在額外的復雜性來更新估計。這種復雜性可以包括例如閉環(huán)狀態(tài)估計算法。

參考圖23a，制動消耗算法2300適應其中電池系統(tǒng)906在能量量上可相對受限的架構，在制動期間該能量量可以被吸收(在其中能量可以被引向對電池再充電)而電池不會發(fā)生損壞。在實施例中，電動車輪的馬達控制系統(tǒng)是磁場定向的，并且將在定子911中產生的磁通量控制為與轉子913精確對準的矢量。通過將施加的電流矢量分成兩個正交分量，該矢量可以被控制成與馬達的轉子913同步地旋轉通過定子911。一個分量iq、即正交分量與由馬達產生的背面電磁場(反電動勢)矢量成直角。另一分量id、即直接分量與反電動勢矢量直接對準。

保持直接分量(其在某些實施例中不產生扭矩)在零(id＝0)處和正交分量在指令水平處(iq＝icmd)是磁場定向控制系統(tǒng)通常確保電池功率的最有效使用以產生馬達扭矩的方式。允許id從零偏離是效率較低的，從而在馬達中消耗更多的能量，盡管通常在希望最大化功率產生效率以推動車輛的制度中效率低下，但是當其他目標正在起作用(諸如在再生期間牽涉到制動和/或減少電流流入電池中)時，創(chuàng)造機會降低馬達向電池傳遞電力的效率。

電池保護算法2100將再生充電電流保持在不會損壞電池的限度內，例如在某些實施例中低于約5.5a的再生。由于電池保護算法限制了可以傳送回電池的功率量，所以制動消耗算法提供了另一個地方來代替電池發(fā)送制動功率，而不需要添加額外的諸如傳統(tǒng)分流電阻器的消耗負載，因此允許或引起比否則允許的更多的制動。這是通過根據(jù)需要減小馬達電流(用于控制功率)來實現(xiàn)的，以保持引向電池的再生電流受控制。此外，制動扭矩在較高速度下在某些情況下會顯著降低。

這種速度依賴性是因為在較高的速度下，相同量的制動扭矩成比例地產生較高的功率水平。也就是說，在電池系統(tǒng)906處，由于電壓基本上是恒定的，所以更高的再生功率直接轉換成更高的電流進入電池系統(tǒng)。由于電流有限，因此制動能力隨著速度上升而下降。

實施例中的電馬達908可以具有相對較高電阻的繞組。其一個結果是在硬制動期間，當制動扭矩高且因此馬達電流高時，電馬達908中消耗的功率相當高，因此馬達吸收顯著的制動能量。隨著速度下降，制動功率下降，馬達吸收的制動功率的比例增加，直到達到馬達吸收所有制動功率的點。此時，重新回到電池系統(tǒng)906的功率再生停止，并且可用的制動扭矩處于最大。當減速時，可以相當快速地達到該閾值，并且該閾值可能導致用戶經歷的制動突然上升。這種行為可能是用戶預料不到的，因此是不希望的。

在實施例中，動態(tài)制動算法2300由倒踩踏板激活，因此用戶只能使用一種控制方法，即，向前踩踏板是傳達加速/輔助信號的控制，而向后踩踏板是傳達制動信號的控制，在任一情況下用戶僅需要使用一個單獨的對于車輛典型的用戶輸入，即在該示例中的踩踏板。解決了在高速下希望制動的相對缺乏以及在較低速度下制動的突然增加，使得用戶的控制模式，例如，在這個例子中的踩踏板是無縫的。也就是說，該技術在較高速度下提供的制動通過縮小在高速下和低速下制動能力的差異也提供了在減速時制動突然性問題的部分解決方案。

在實施例中，馬達控制系統(tǒng)是磁場定向的，并且將定子911中產生的磁通量控制為與轉子913精確對準的矢量以產生最大扭矩。通過將施加的電流矢量分離成兩個正交分量，該矢量被控制成與馬達的轉子913同步地旋轉通過定子911。因此，正交分量與由馬達產生的反電動勢矢量成直角，而直接分量與反電動勢矢量直接對準，使得這些分量中的每一個都具有用于其的控制系統(tǒng)。

正交分量產生扭矩，而直接分量不產生扭矩。因此，為了最大的效率，控制系統(tǒng)被命令將直接分量維持在零(id＝0)處，而正交分量被控制在命令的電流水平(iq＝icmd)處。如果控制系統(tǒng)曾要允許直接部件增長，則整個馬達電流將增加，但是不會產生額外的扭矩，并且在定子911繞組的電阻中會浪費能量。

用于制動的實施例設定iq＝id＝icmd。這將當前矢量定位成與反電動勢矢量脫離對準45度。當icmd增加時，iq和id都將增加，反之亦然。這具有允許比在保持id為零時更高的總體iq值的益處，因為id正在消耗至少一些由iq再生的能量，而不是將其全部返回到電池。如果馬達電流要衰減，以保護電池、馬達或電子設備，兩者均相等地衰減。然而，應當理解，可以替代地提供除了1以外的id與iq的比率，不同的比率影響再生相對于機械功率浪費的水平，并且這種比率可以變化，例如考慮諸如車輛速度、電池中儲存的能量水平、馬達部件的感測狀態(tài)(例如溫度)等的因素。

在一個示例中，當馬達變熱時，例如在炎熱的天氣下在下坡行駛期間制動時，馬達可能不具有接受附加功率的能力，并且所提供的制動可能消失。通過使控制系統(tǒng)限制馬達電流(這是衰減制動器的感覺來源的地方)避免損壞馬達。在實施例中，這可促使其他動作、諸如激活補充制動系統(tǒng)，通過移動設備向用戶提示使用手動制動等。

在實施例中，直接連接的電馬達是永磁體型，使得轉子與電動車輪一起旋轉。當馬達驅動機構施加比電馬達產生的電壓更高的電壓時，馬達輔助用戶。電動車輪旋轉得越快，產生的電壓越高。如果速度高得足以產生高于允許電壓的電壓，則電動車輪處于“過速”狀態(tài)?？梢詾榘踩⒂布Ｗo和/或其他原因(例如由于較高的車輪速度而防止高反電動勢)指定允許的電壓。emf存在，然而當車輪速度高到足以使其超過電池電壓時，emf可能會成為問題。

驅動馬達的動力橋的固有功能是將來自電動車輪旋轉的反電動勢電壓全波整流到直流母線上。因此，用戶可以蹬自行車至能夠產生該過速狀況的速度，特別是下坡。在諸如牽涉到直接驅動馬達的實施例中，可產生的電壓僅受車輛移動多快的限制，因此具有損壞嵌入式系統(tǒng)電子裝置的可能。

通過再生進行的電子制動可以用于幫助最大車速的自動控制。然而，電池只能在其電壓達到其最大極限之前吸收這么多能量，使得如果電壓達到預定值，則電池保護算法可以通過將電池從dc總線斷開而自動保護自身。真實的功率與電流相關，但是在較低的電池電壓下，功率限制將較低(p＝1*v)，而電流限制相同。

此外，即使當電池充電狀態(tài)低得足以接受再生能量時，電池可以接受能量的速率受其充電電流限制的束縛。在更高的速度下，該充電電流限制可嚴重地降低電動車輪的制動能力，使得用戶更可能去克服電動車輪可能試圖執(zhí)行的任一自動調速，特別是在陡峭的下坡上。為了解決這種情況，可以經由移動設備向用戶提供警告。

合理的速度是允許的，并且可以提供對硬件的潛在損害的減輕，例如通過放置繼電器來隔離和保護電源-電子設備橋和連接到dc總線的所有其他電子設備不受由反電動勢產生的高電壓的影響，當電馬達被機械地驅動到過速狀態(tài)時產生該反電動勢。

在實施例中，如果反電動勢電壓超過dc總線電壓，則橋2310中的二極管作為整流器工作(圖23b)。隨著馬達過速增加，反電動勢可能將dc總線電壓推到不受控制的水平。為了避免這種過電壓狀態(tài)，繼電器觸頭基于出現(xiàn)在馬達端子處的接近dc總線電壓的所測量或所估計的反電動勢來打開。在一個實施例中，反電動勢根據(jù)以下估計：

vemf＝ke*spdmot

其中：

vemf是端子到端子的emf電壓[v]。

ke是馬達反電動勢常數(shù)[v/(rad/s)]。

spdmot是馬達轉速[rad/s]。

在這里使用國際單位，線對線(與線到中性線相對)以及正弦的0到峰值(與rms相對)地測量電壓。所以vemf的單位是[v]，spdmot的單位是[rad/s]，并且ke的單位是[v/(rad/s)]。

參照圖23c，馬達過速保護方法2320包括：

測量spdmot和vbatt(步驟2322)；

將vemf估計為ke*spdmot(步驟2324)；以及

感測是否vemf>＝tovbatt–vdisablemargin(步驟2326)。

如果是，馬達驅動被禁用(步驟2328)。

如果否，則感測是否vemf>＝tovbatt–vrelayopeningmargin(步驟2330)；

如果是，馬達繼電器觸頭打開(步驟2332)。

如果否，確定是否vemf<＝tovbatt–vrelayclosemargin(步驟2334)；

如果是，閉合馬達繼電器觸頭并啟用馬達驅動(步驟2336)。

如果否，結束(步驟2338)。

也就是說，當例如基于反電動勢常數(shù)和馬達速度所估計的馬達的反電動勢接近所測量的隨電池充電狀態(tài)變化的總線電壓時，馬達繼電器觸頭打開。

參考圖23d，用于馬達的示例熱模型示意圖利用電容器來表示輪轂殼組件中各種熱生成部件的散熱特性。它們負責如下事實，這些部件需要一些時間才能變熱，因此允許車輪具有更高的性能，直到那些熱生成生部件變熱。電阻器表示熱量在輪轂殼組件內擴散的路徑，然后最終逸出輪轂殼組件。

參考圖23e，電動車輪的熱示意圖包括四個主要熱源：馬達繞組中的繞組損耗、馬達定子鋼中的旋轉損耗、馬達驅動的功率電子橋中的損耗以及在電池組中的損耗。熱源最終傳送到軸924，然后沿著機械導熱路徑傳送到自行車車架。因此，自行車車架最終作為大體積的散熱器工作。

參考圖24a，可以提供扭矩感測算法2400來測量與扭矩相關的不同過程參數(shù)。扭矩感測算法2400可以包括非接觸式傳感器技術，其利用材料的基本機械特性和磁特性來測量諸如磁彈性材料的不同過程參數(shù)。當外力施加到傳感器主機上時，該過程涉及隨著機械特性的變化(例如剪切應力)測量殘余磁場性質的變化(步驟2402)。

扭矩傳感器1204可以包括位于緊鄰磁化構件的高靈敏磁通門傳感器，以感測與所施加的力成比例的磁場特性的變化。機械構件可以直接磁化，而不是附接附加元件，諸如環(huán)。磁場特性的變化在材料的彈性極限內是線性的和可重復的，并且在正常和延伸的操作條件下是準確的，使得可以容易地確定施加的力(步驟2404)。

例如，當軸受到機械應力(諸如來自踏板的扭矩)時，磁彈性材料的磁化率變化并被周圍的傳感器檢測到。扭矩傳感器1204產生與用戶施加的扭矩成比例的信號，然后將其傳送到控制系統(tǒng)914。

參考圖24b，豎直負載感測算法2450可以提供用于測量不同的過程參數(shù)，諸如豎直負載。豎直負載感測算法2450可以與測量由施加的初始機械應力產生的磁場變化(步驟2452)的磁場通量傳感器通信，例如當用戶安裝自行車時。磁場的變化可以由制造的或包括磁彈性材料(其在電動車輪上施加負載時變形)的軸、殼或其他車輪部件產生。磁場特性的變化在材料的彈性極限內是線性的和可重復的，并且在正常和延伸的操作條件下是準確的，使得可以容易地確定施加的力(步驟2454)。

測量的豎直載荷可以由控制算法用作修正。例如，測量的豎直載荷可以有助于計算由于用戶重量而燃燒的卡路里的控制、用于解鎖電動車輪的用戶識別等。

在實施例中，殼的各種部件，諸如驅動側殼940、非驅動側環(huán)942、可移除的通道門944等可以包括磁彈性材料。替代地，磁彈性材料的薄涂層可以施加到部件上。涂層可以整體地或以有方向的圖案和各種厚度施加。緊密位于磁彈性材料附近的磁通量傳感器使得能夠檢測在操作期間由部件的變形產生的磁通量的變化?？梢允褂脤M件(諸如殼)的變形的洞察來了解電動車輪環(huán)境并通知未來的設計修改。

參考圖25a，可以提供用于電動車輪的安全性的安全算法2500，直到在移動設備和電動車輪之間的交換中執(zhí)行認證。一旦執(zhí)行初始認證，這可以是自動的(步驟2502)。當首先連接到電動車輪以收集序列號時，可以執(zhí)行初始認證(步驟2504)。

一旦電動車輪被注冊到帳戶和移動設備(步驟2506)，電動車輪將通過相對短程的無線連接(例如藍牙(bt))搜索已注冊的移動設備(步驟2508)。電動車輪可以存儲先前認證的移動設備，并且在預定的接近度內自動重新連接到它們(步驟2510)。替代地，使用諸如無線車鑰匙或其他鑰匙的另一個鑰匙來解鎖電動車輪(步驟2512)。

替代地或附加地，電子狗插入電動車輪中以解鎖電動車輪(步驟2512)。

當鎖定時，主控制板1450可以配置馬達控制器以阻止或防止電動車輪旋轉。替代地，鎖定功能可以防止電動車輪的使用以在使車輪自由旋轉的同時提供輔助。在一個示例中，認證移動設備正位于預定接近度內的識別足以解鎖電動車輪。替代地或附加地，向移動設備或直接向電動車輪的安全輸入(步驟2514)，諸如代碼輸入、密碼輸入、面部識別、指紋掃描、解鎖插入等可以用于解鎖電動車輪。

通過標準的組合，諸如電動車輪不再連接到移動設備、移動設備超出了與車輛的預定接近度、用戶未坐在車輛上、在規(guī)定時間段內電動車輪不移動、在規(guī)定時間段內車輛未移動、超時等，可以觸發(fā)電動車輪鎖定(步驟2516)。此外，可以選擇性地從移動裝置鎖定電動車輪。

電動車輪可以接收來自各種傳感器和用于與控制系統(tǒng)1700交互的其他數(shù)據(jù)源的輸入。為附加傳感器和其他硬件提供的支持和/或端口(圖14a)可用于以各種方式增強用戶安全性，例如警告用戶危險，提醒其他人用戶的存在，增強用戶可視性和其他。來自一個或多個傳感器的數(shù)據(jù)可以被傳送到主控制板并且從那里傳送到用戶的移動設備或遠程位置。在一些示例中，數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到用戶的移動設備，并且作為響應，命令被發(fā)送回到電動車輪。在一些示例中，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器，然后作為響應，將命令發(fā)送回電動車輪。在其他示例中，可以在用于電動車輪的移動設備處直接處理數(shù)據(jù)。例如，接近傳感器可以向用戶的移動設備發(fā)送數(shù)據(jù)，引起移動設備使用音頻警報、視覺警報和觸覺警報中的一種或多種向用戶提供警報?？梢酝ㄟ^向電動車輪提供命令來產生觸覺警報，以便在電動車輪的性能上引起小的擾動，例如振動、速度變化、提供給踩踏板的用戶的輔助量的變化、阻力變化等等，這可以由用戶感覺到并且被理解為指示性能變化或接近車輪操作極限的信號，諸如最大馬達溫度或最大再生電流。

在實施例中，接近傳感器可以例如經由交通網絡提供關于用戶位置的數(shù)據(jù)，用于向其他車輛(汽車、卡車、公共汽車，其他電動車輛等)的駕駛員警告用戶的存在。接近傳感器可以是gps或其他全球位置傳感器(或傳感器組，諸如用在對例如衛(wèi)星、蜂窩塔等的基礎設施元件的位置的三角測量中的傳感器組)、與網絡相關聯(lián)的一個傳感器或多個傳感器(例如蜂窩、藍牙、nfs或其他本地無線網絡)、與運輸基礎設施相關聯(lián)的傳感器(例如位于路牌、交通信號燈、交叉路口等)、與移動設備相關聯(lián)的傳感器(例如移動設備的攝像機)或者任一其他傳感器，其將提供有關利用電動車輪啟用的車輛的位置的數(shù)據(jù)。例如，電動車輪可以直接與其他車輛(例如蜂窩、藍牙、nfs或其他無線網絡)通信，以形成提供相鄰車輛的相對位置信息的臨時本地交通網絡(圖14c)，例如，向車輛警告電動車輪的存在和相對位置。替代地，電動車輪可以與本地服務器(圖14d)、例如位于交叉路口處的本地服務器或者與城市服務器全局地通信，城市服務器然后與交通網上的相鄰車輛進行通信，以提供相鄰車輛的相對位置信息。

在另一示例中，照明水平傳感器可以向應用程序提供數(shù)據(jù)，當照明降低到設定水平以下時，該應用程序將引起自行車燈亮起。替代地，數(shù)據(jù)源可以基于地質時鐘來提供日光數(shù)據(jù)，地質時鐘可以與接近數(shù)據(jù)相關聯(lián)，使得當在電動車輪的當前位置處在夜晚使用時，電動車輪發(fā)送打開照明的信號。

參考圖25b，一種遠程診斷算法2500可以設置用于電動車輪。遠程診斷算法2500操作以從例如在電動車輪的傳感系統(tǒng)中的各種傳感器收集操作數(shù)據(jù)(步驟2552)。

操作數(shù)據(jù)可以包括軟件和硬件版本號以及電動車輪的應用狀態(tài)，包括但不限于系統(tǒng)初始化、睡眠、收聽、等待啟動、待機、啟動運行、運行、鎖定、服務模式、關機、默認、啟動裝載等。操作數(shù)據(jù)還可以包括危險指標，需要停止輔助功能的危險指標(諸如馬達過熱)和允許繼續(xù)使用但性能受限的瞬態(tài)危險指標(諸如馬達溫度接近極限但是沒有超過它)。

操作數(shù)據(jù)可以包括系統(tǒng)響應數(shù)據(jù)，諸如響應于馬達變熱風險指標的馬達輔助減少、響應于電池充滿的再生制動關閉、響應于扭矩傳感器故障的自檢運行的結果等等。操作數(shù)據(jù)還可以包括由諸如電池、馬達驅動、傳感器、通信、處理板、外設、系統(tǒng)等不同子系統(tǒng)產生的任何系統(tǒng)故障錯誤。操作數(shù)據(jù)還可以包括用于控制車輛的傳感器數(shù)據(jù)，諸如自行車速度、踏板速度、盒扭矩、盒速度等。

操作數(shù)據(jù)可以在預定頻率基礎上通信用于分析(步驟2554)。數(shù)據(jù)可以經由諸如3g/4g的無線或蜂窩技術直接傳送到服務器，或者經由有線連接、藍牙或其他無線技術傳送到所連接的移動設備。傳送到移動設備的數(shù)據(jù)然后可以被直接發(fā)送到服務器或存儲在移動設備上，以便在稍后時間根據(jù)可以包括例如移動設備上的電池電量、信號強度、wi-fi連接的存在等的一組規(guī)則來傳送到服務器。數(shù)據(jù)還可以被本地存儲在車輪上，并且在稍后的時間發(fā)送給服務器，要么一旦移動設備連接到車輪就自動地發(fā)送，要么當連接到服務工具時通過無線或有線連接端口218發(fā)送。發(fā)送到服務器的數(shù)據(jù)可以與生成數(shù)據(jù)的特定車輪相關聯(lián)。該關聯(lián)啟動代表在響應故障呼叫時查看和分析操作數(shù)據(jù)的服務，因此有助于解決問題(步驟2556)。

可以分析操作數(shù)據(jù)的內部一致性和錯誤檢測。例如，如果在盒處測量到正扭矩，但是在盒處測量到負轉速，那么扭矩或速度測量有問題。這是因為在具有自由輪的自行車中，正扭矩不能以負踏板速度持續(xù)。

在另一示例中，可以使用各種傳感器(例如速度傳感器)來檢查諸如盒速度的數(shù)據(jù)的錯誤，在盒扭矩傳感器處測量扭矩頻率。由于踏板不能比測量的車輪速度旋轉得更快，如果踏板速度超過馬達轉速，則存在盒或車輪速度測量的問題。

另外，為了理解用途的環(huán)境，可以收集操作數(shù)據(jù)。例如，可以檢查溫度數(shù)據(jù)以確定電池被充電和放電的溫度和/或加速度計數(shù)據(jù)可以用于感測碰撞、跌倒、跌落等。因此，操作數(shù)據(jù)可用于確定“正常磨損和撕扯”之外的用戶動作和事件的發(fā)生，這可以使保修失效(步驟2558)。

可以在制造過程中進行大量測試，以便在最終組裝之前驗證各種組件的穩(wěn)定性。例如，可以組裝殼940和磁環(huán)轉子913，然后施加扭矩以在完全組裝之前檢查磁環(huán)轉子913相對于殼940的滑移。在另一示例中，扭矩可以施加至扭矩傳感器，直到破壞。在另一示例中，可以執(zhí)行加速壽命測試，并且可以包括環(huán)境和性能測試。

參考圖26a，電動車輪測試裝置2600將具有固定在其圓周上的多個“凸塊”的驅動輪2602定位成與待測試的電動車輪驅動接觸。凸塊可以是可移除的或能以其他方式配置成代表各種道路狀況。

待測試的電動車輪使驅動輪2602旋轉，并且外籠2604保護人員。電動車輪可以被供給外部電力以延長運行時間。替代地，驅動輪2602可以被供電以驅動電動車輪。當驅動輪2602旋轉時，電動車輪因此遭受“凹凸不平”的道路。因此，電動車輪測試裝置2600提供了緊湊的延長壽命測試單元以便于測試。

改變由電動車輪提供的輔助量或阻力量以及由此得到的數(shù)據(jù)報告的能力支持在遠程康復療法中使用電動車輪。從受傷中康復或從手術中恢復可以牽涉到使用時間的遞增的增加、阻力重量的增加以及用于恢復身體部位的其他方面。例如，膝蓋的康復可以牽涉到體重訓練，體重每周增加給定百分比，或騎自行車，距離每周增加給定百分比。

參考圖27a，公開了一種康復系統(tǒng)2700，其中康復提供者可以為患者規(guī)定鍛煉方案。處方可以包括所需的運動、阻力、扭矩、時間長度、頻率的水平和利用在康復提供者可訪問的計算設備上的處方系統(tǒng)2702的其他因素。處方可以經由服務器2710傳送到駐留在患者的移動設備上的對應的康復應用程序2704。

康復應用程序2704可以用于生成自定義模式，使得發(fā)送到患者的電動車輪2708的控制參數(shù)向用戶提供規(guī)定的輔助和阻力。替代地，康復應用程序2704可以計算適當?shù)妮o助和阻力來實施處方。康復應用程序2704還可以鼓勵患者使用電動車輪達到期望的時間和頻率。

康復應用程序2704與服務器2710一起向處方系統(tǒng)2702提供順應性數(shù)據(jù)和車輪性能數(shù)據(jù)，例如速度、距離、時間、扭矩、使用的能量等等，其中康復提供者可以相對于處方來審查患者的順應性、由患者提供的實際扭矩、施加的扭矩的腿與腿不均勻性等。然后可以使用該數(shù)據(jù)來修改患者處方，例如改變輔助和阻力的水平、改變推薦訓練時間、通知患者未預期的結果等。

在實施例中，移動設備1502可以與諸如心率監(jiān)測器的可穿戴傳感器通信，以響應于此，選擇性地調整車輪的操作模式。這種選擇可以與訓練模式一起使用，以維持期望的心率或康復模式，以確保用戶的心率不超過預定值。

在實施例中，移動設備1502可用于測量用戶上的力，例如經由與其通信的一個或多個傳感器施加到用戶膝蓋上的力。然后可以利用康復應用程序2704提供在物理治療程序執(zhí)行期間的順應性和與目標相關的數(shù)據(jù)。然后可以使用該數(shù)據(jù)來修改患者處方，諸如改變輔助和阻力的水平，使得用戶可以基本上實時地體驗優(yōu)化的輔助水平和阻力水平。因此，提供反饋回路以根據(jù)訓練或康復方案來控制輔助和阻力的水平。

參考圖28a，公開了一種訓練系統(tǒng)2800，其中移動設備2804上的訓練應用程序2802與電動車輪2808通信。訓練應用程序2802允許用戶指定訓練目標，例如運動水平、阻力水平、卡路里支出率、最大心率、所需卡路里支出，比以前的表現(xiàn)增加的百分比、健身目標(例如完成法國旅游)。

訓練應用程序2802然后可以將指定的目標轉換成要發(fā)送到電動車輪的自定義控制參數(shù)組，并提供適當?shù)妮o助和阻力以滿足指定的目標。電動車輪可以將性能數(shù)據(jù)，諸如所提供的輔助水平和阻力水平、燃燒的總卡路里、燃燒的卡路里的速率、由用戶和其他人施加的扭矩，提供給訓練應用程序2802以供用戶或訓練者查閱。

用于靜止室內訓練的自行車架可以與電動車輪一起使用，但是當電動車輪為用戶提供阻力時，產生電。這種產生的電可用于驅動外圍設備，諸如風扇、電源或充電移動設備等。產生的電力可用于加熱房間，存儲到外部電池或上傳到電網。替代地，所產生的功率可以簡單地通過電阻器或其他能量轉換設備消散，例如當在自行車架上操作時，電阻器或其他能量轉換設備插入電動車輪中。

在實施例中，用于靜止室內訓練的自行車架也可以特別地針對電動車輪定制，以提供動力輸出連接、用于附件設備的入塢、外圍設備、電池充電站等。

關于圖29a，車隊管理系統(tǒng)2900包括可與服務器2910通信的多個電動車輪2902，以接收與一個或多個車輪數(shù)據(jù)庫2912交換的數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)可以包括用戶數(shù)據(jù)，諸如用戶模式選擇、用戶路線選擇和注釋、當前騎行期間燃燒的卡路里、騎行時間等。多個電動車輪2902可以屬于公共所有者，諸如送貨服務、醫(yī)院中的多個輪椅或商店中的多個購物車。所接收的數(shù)據(jù)還可以包括操作版本，車輪性能數(shù)據(jù)(諸如隨時間變化的速度)、控制參數(shù)、可用的電池壽命、加速度、馬達輔助等。接收的數(shù)據(jù)還可以包括環(huán)境數(shù)據(jù)，諸如海拔變化、環(huán)境溫度、濕度等。

車隊管理模塊2904可以利用電動車輪數(shù)據(jù)庫2912中的數(shù)據(jù)來促進車隊的協(xié)調，諸如確保車隊中的所有車輛具有相同的軟件版本，進行適當?shù)碾姵卣{節(jié)和維護，基于車輪位置、車隊數(shù)據(jù)的整合分析和數(shù)據(jù)的其他集合和相關性協(xié)調路線，使得可以容易地識別具體電動車輪的問題。

例如，可以使用關于當前位置、路線、可用電池壽命、當前騎行期間提供的馬達輔助/阻力、當前騎行期間燃燒的卡路里、用戶的平均騎行統(tǒng)計信息(諸如速度)等的數(shù)據(jù)來確定新的路線和用戶為添加新的目的地所做的選擇。

在另一示例中，可以使用關于隨時間變化的車輪速度、加速度、提供的馬達輔助和阻力的數(shù)據(jù)、車輪傳感器數(shù)據(jù)、不同路線上的溫度數(shù)據(jù)來優(yōu)化未來路線。在又一示例中，當評估整體用戶性能時，諸如隨時間變化的速度、加速度、馬達輔助和阻力、路線等的數(shù)據(jù)可被用作輸入。

在另一示例中，車隊管理系統(tǒng)2900可以用于確認駕駛員活動性和指標以便于支付、改進的性能、路線協(xié)調等。

參考圖30a，諸如基于云的服務器/api的服務器3002可以接收用戶數(shù)據(jù)、車輪性能數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)，與多個電動車輪3008通信以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以經由相關聯(lián)的移動設備3010起始于電動車輪3008。數(shù)據(jù)然后可以從電動車輪3008中的每一個發(fā)送到服務器3002。所接收的數(shù)據(jù)可以包括：諸如用戶模式選擇、用戶路線選擇、注釋、旅行路線、旅程中的可用電池模式以及給定位置處的瞬時電池壽命等用戶數(shù)據(jù)，用戶提供的能量，行駛路線所需的時間，路線平均速度等。接收到的數(shù)據(jù)還可以包括車輪性能數(shù)據(jù)，諸如隨時間變化的速度、控制參數(shù)、加速度、馬達輔助等。所接收的數(shù)據(jù)還可以包括移動設備3010的位置。

基于計算機的分析模塊3004可以訪問電動車輪數(shù)據(jù)庫3012并且分析來自由單個車輪報告的多次騎行的組合車輪數(shù)據(jù)，以識別該用戶的健康趨勢、健身水平、用戶偏好以及其他這種數(shù)據(jù)?；谟嬎銠C的分析模塊3004還可以分析來自不同用戶的組合數(shù)據(jù)，以識別公共健康和健身水平、經常使用的路線等的模式和感覺趨勢。

用戶注釋可以替代地或附加地用于對道路網絡中的鏈路進行評估，并且便于識別在何處定位新的自行車路徑。關于電動車輪停止的位置與最終位置之間的差異的數(shù)據(jù)可以用于優(yōu)化自行車路徑和自行車停車。

替代地或附加地，常用路線上的匯總數(shù)據(jù)可用于：坑洞檢測，道路狀況/道路類型的識別，街道是否關閉，路線上的平均起動和停止次數(shù)，道路網絡中鏈路消耗的平均能量，道路網絡中鏈路的海拔增益等。該數(shù)據(jù)可以用于優(yōu)化沿著特定路線的控制算法或者向用戶推薦更安全的路線，因為起動和停止可以指示能量消耗和/或用戶安全性。更頻繁的起動和停止可能會增加能量消耗。此外，起動和停止可以被視為交叉路口的指示，并且用戶的受傷風險通常隨著每個交叉路口而增加。

替代地或附加地，匯總數(shù)據(jù)可以用于促進多玩家游戲，諸如用戶訪問指定地理位置的尋寶游戲。因此，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)位置和時間，使得訪問基于計算機的分析模塊3004的用戶可以比較所訪問的位置。

本文描述的方法和系統(tǒng)可以通過在處理器上執(zhí)行計算機軟件、程序代碼和/或指令的機器部分或整體部署。處理器可以是服務器、應用數(shù)據(jù)服務器、客戶端、網絡基礎設施、移動運算平臺、固定計算平臺或其他運算平臺的一部分。處理器可以是能夠執(zhí)行程序指令、代碼、二進制指令等的任何類型的運算或處理設備。處理器可以是或包括信號處理器、數(shù)字處理器、嵌入式處理器、微處理器或諸如協(xié)同處理器(數(shù)學協(xié)同處理器、圖形協(xié)同處理器、通信協(xié)同處理器等)的任何變型，其可以直接或間接地促進存儲在其上的程序代碼或程序指令的執(zhí)行。另外，處理器可以啟動多個程序、線程和代碼的執(zhí)行?？梢酝瑫r執(zhí)行線程以增強處理器的性能并且促進應用程序的同時操作。通過安裝啟用，可以在一個或多個線程中實現(xiàn)本文所描述的方法、程序代碼、程序指令和其他等。線程可以產生可能已經分配了與它們相關聯(lián)的優(yōu)先級的其他線程；處理器可以基于優(yōu)先級或基于程序代碼中提供的指令的任一其他順序來執(zhí)行這些線程。處理器可以包括存儲器，其存儲如本文和其他地方所描述的方法、代碼、指令和程序。處理器可以通過可以存儲如本文和其他地方所述的方法、代碼和指令的接口訪問存儲介質。與處理器相關聯(lián)的用于存儲能夠由運算或處理設備執(zhí)行的方法、程序、代碼、程序指令或其他類型的指令的存儲介質可以包括但不限于cd-rom、dvd、內存、硬盤、閃存驅動器、ram、rom、緩存等中的一種或多種。

處理器可以包括可以增強多處理器的速度和性能的一個或多個核。在實施例中，該過程可以是雙核處理器、四核處理器、其他芯片級多處理器和組合兩個或更多個獨立核(稱為裸片)的其他處理器。

本文描述的方法和系統(tǒng)可以通過在服務器、應用數(shù)據(jù)服務器、客戶端、防火墻、網關、集線器、路由器或其他此類計算機和/或網絡硬件上執(zhí)行計算機軟件的機器部分或整體部署。軟件程序可能與服務器相關聯(lián)，其可以包括文件服務器、打印服務器、域服務器、互聯(lián)網服務器、內部網服務器以及其他變型(諸如次級服務器、主機服務器、分布式服務器等)。服務器可以包括存儲器、處理器、計算機可讀介質、存儲介質、(物理和虛擬的)端口、通信設備和能夠通過有線或無線介質訪問其他服務器、客戶端、機器和設備的接口等中的一種或多種。如本文和其他地方所述的服務器可以執(zhí)行方法、程序或代碼。此外，執(zhí)行本申請中描述的方法所需的其他設備可被認為是與服務器相關聯(lián)的基礎設施的一部分。

服務器可以向其他設備提供接口，其他設備包括但不限于客戶端、其他服務器、打印機、數(shù)據(jù)庫服務器、打印服務器、文件服務器、通信服務器、分布式服務器等。附加地，該聯(lián)接和/或連接可以促進橫跨網絡的程序遠程執(zhí)行。這些設備中的一些或全部的聯(lián)網可以有助于在一個或多個位置處的程序或方法的并行處理，而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，通過接口連接到服務器的任何設備可以包括能夠存儲方法、程序、代碼和/或指令的至少一個存儲介質。中央存儲庫可以提供要在不同設備上執(zhí)行的程序指令。在這種實現(xiàn)中，遠程存儲庫可以用作程序代碼、指令和程序的存儲介質。

軟件程序可以與客戶端相關聯(lián)，客戶端可以包括文件客戶端、打印客戶端、域客戶端、因特網客戶端、內聯(lián)網客戶端以及諸如次級客戶端、主機客戶端、分布式客戶端等的其他變型?？蛻舳丝梢园ù鎯ζ鳌⑻幚砥?、計算機可讀介質、存儲介質、(物理和虛擬的)端口、通信設備和能夠通過有線或無線介質訪問其他客戶端、服務器、機器和設備的接口等中的一種或多種。本文和其他地方描述的方法、程序或代碼可由客戶端執(zhí)行。此外，用于執(zhí)行本申請中描述的方法所需的其他設備可以被認為是與客戶端相關聯(lián)的基礎設施的一部分。

客戶端可以向其他設備提供接口，包括但不限于服務器、其他客戶端、打印機、數(shù)據(jù)庫服務器、打印服務器、文件服務器、通信服務器、分布式服務器等。附加地，該聯(lián)接和/或連接可以促進橫跨網絡的程序遠程執(zhí)行。這些設備中的一些或全部的聯(lián)網可以有助于在一個或多個位置處的程序或方法的并行處理，而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，通過接口連接到客戶端的任何設備可以包括能夠存儲方法、程序、應用、代碼和/或指令的至少一個存儲介質。中央存儲庫可以提供要在不同設備上執(zhí)行的程序指令。在這種實現(xiàn)中，遠程存儲庫可以用作程序代碼、指令和程序的存儲介質。

本文描述的方法和系統(tǒng)可以通過網絡基礎設施部分或整體部署。網絡基礎設施可以包括元件，諸如運算設備、服務器、路由器、集線器、防火墻、客戶端、個人計算機、通信設備、路由設備以及本領域已知的其他有源和無源設備、模塊和/或組件。除其他部件之外，與網絡基礎設施相關聯(lián)的運算和/或非運算設備可以包括諸如閃存、緩沖器、堆棧、ram、rom等的存儲介質。本文和其他地方描述的過程、方法、程序代碼、指令可以由網絡基礎設施元件中的一個或多個來執(zhí)行。

本文和其他地方描述的方法、程序代碼和指令可以在具有多個單元的蜂窩網絡上實現(xiàn)。蜂窩網絡可以是頻分多址(fdma)網絡或碼分多址(cdma)網絡。蜂窩網絡可以包括移動設備、行動通信基地臺、基站、中繼器、天線、塔等。蜂窩網絡可以是gsm、gprs、3g、evdo、網狀網絡或其他網絡類型。

本文和其他地方描述的方法、程序代碼和指令可以在移動設備上或通過移動設備實現(xiàn)。移動設備可以包括導航設備、蜂窩移動設備、移動設備、移動個人數(shù)字助理、筆記本電腦、掌上電腦、上網本、尋呼機、電子書閱讀器、音樂播放器等。除了其他部件之外，這些設備可以包括諸如閃存、緩沖器、ram、rom和一個或多個計算設備的存儲介質?？梢允古c移動設備相關聯(lián)的計算設備能夠執(zhí)行存儲在其上的程序代碼、方法和指令。替代地，移動設備可以被配置為與其他設備協(xié)作地執(zhí)行指令。移動設備可以與與服務器接口的基站進行通信，并配置為執(zhí)行程序代碼。移動設備可以在對等網絡、網狀網絡或其他通信網絡上進行通信。程序代碼可以存儲在與服務器相關聯(lián)的存儲介質上并由嵌入在服務器內的運算設備執(zhí)行?；究梢园ㄟ\算設備和存儲介質。存儲設備可以存儲由與基站相關聯(lián)的運算設備執(zhí)行的程序代碼和指令。

可以在機器可讀介質上存儲和/或訪問計算機軟件、程序代碼和/或指令，機器可讀介質可以包括：計算機部件、設備和記錄介質，其保留用于計算的數(shù)字數(shù)據(jù)一段時間；被稱為隨機存取存儲器(ram)的半導體存儲器；通常用于更永久的存儲的大容量存儲器，例如光盤，諸如硬盤、磁帶、鼓、卡和其他類型的磁存儲器的形式；處理器寄存器、緩存存儲器、易失性存儲器，非易失性存儲器；光存儲器，如cd、dvd；可移動介質，如閃存(例如usb記憶棒或鑰匙)、軟盤、磁帶、紙帶、打孔卡、獨立ram磁盤、zip驅動器、可移動大容量存儲器、離線等；其他計算機存儲器，如動態(tài)存儲器、靜態(tài)存儲器、讀/寫存儲器、可變存儲器、只讀、隨機存取、順序訪問、位置可尋址、文件可尋址、內容可尋址、網絡附接的存儲器、存儲區(qū)域網絡、條形碼、磁性墨水等。

本文描述的方法和系統(tǒng)可以將物理和/或無形物品從一個狀態(tài)轉變到另一狀態(tài)。本文描述的方法和系統(tǒng)還可以將表示物理和/或無形物品的數(shù)據(jù)從一個狀態(tài)轉變?yōu)榱硪粻顟B(tài)，例如從使用數(shù)據(jù)到歸一化的使用數(shù)據(jù)集。

這里描述和描繪的元件—包括附圖中的流程圖和框圖—意味著元件之間的邏輯邊界。然而，根據(jù)軟件或硬件工程實踐，所描述的元件及其功能可以通過計算機可執(zhí)行介質在機器上實現(xiàn)，該計算機可執(zhí)行介質具有能夠執(zhí)行程序指令的處理器，存儲在其上的程序指令作為單片軟件結構，作為獨立的軟件模塊，或作為使用外部例程、代碼、服務的模塊等等，或者這些的任何組合，并且所有這些實現(xiàn)方案可落入本發(fā)明的范圍內。這種機器的示例可以包括但不限于個人數(shù)字助理、筆記本電腦、個人計算機、移動設備、其他手持計算設備、醫(yī)療設備、有線或無線通信設備、換能器、芯片、計算器、衛(wèi)星、平板電腦、電子書、電子設備、具有人造智能的設備、運算設備、聯(lián)網設備、服務器、路由器等。此外，可以在能夠執(zhí)行程序指令的機器上實現(xiàn)流程圖和框圖中描繪的元件或任何其他邏輯組件。因此，雖然上述附圖和說明闡述了所公開的系統(tǒng)的功能方面，但是除了明確地陳述或從上下文中清楚的之外，還不應從這些描述中推斷用于實現(xiàn)這些功能方面的軟件的特定安排。類似地，應當理解，可以改變以上標識和描述的各種步驟，并且步驟的順序可以用于本文公開的技術的特定應用。所有這些變化和修改旨在落在本發(fā)明的范圍內。因此，不應將各種步驟的順序的描述和/或說明理解為對于這些步驟需要特定的執(zhí)行順序，除非特定應用需要，或者從上下文中明確說明或以其他方式明確。

上述方法和/或過程及其步驟可以在硬件、軟件或適用于特定應用的硬件和軟件的任一組合中實現(xiàn)。硬件可以包括通用計算機和/或專用運算設備或特定運算設備或特定運算設備的特定方面或部件。這些過程可以在一個或多個微處理器、微控制器系統(tǒng)、嵌入式微控制器系統(tǒng)、可編程數(shù)字信號處理器或其他可編程器件以及內部和/或外部存儲器中實現(xiàn)。這些過程也可以或替代地體現(xiàn)在專用集成電路、可編程門陣列、可編程陣列邏輯或可被配置為處理電子信號的任一其他設備或設備的組合中。還應當理解，一個或多個過程可以被實現(xiàn)為能夠在機器可讀介質上執(zhí)行的計算機可執(zhí)行代碼。

計算機可執(zhí)行代碼可以使用諸如c的結構化編程語言、諸如c++的面向對象的編程語言或任何其他高級或低級編程語言(包括匯編語言、硬件描述語言和數(shù)據(jù)庫編程語言和技術)來創(chuàng)建，其可以被存儲、編譯或解釋從而在上述設備之一、以及處理器、處理器架構或不同硬件和軟件的組合或能夠執(zhí)行程序指令的任一其他機器的異構組合上運行。

因此，在一方面，上述每種方法及其組合可以體現(xiàn)在計算機可執(zhí)行代碼中，當在一個或多個運算設備上執(zhí)行時，執(zhí)行其步驟。在另一方面，所述方法可以體現(xiàn)在執(zhí)行其步驟的系統(tǒng)中，并且可以以多種方式分布在設備上，或者所有功能可以集成到專用的獨立設備或其他硬件中。在另一方面，用于執(zhí)行與上述過程相關聯(lián)的步驟的裝置可以包括上述硬件和/或軟件中的任一種。所有這些排列和組合都旨在落入本發(fā)明的范圍內。

雖然已經結合所示出和詳細描述的其他實施例公開了本發(fā)明，但是對于本領域技術人員來說，對其的各種修改和改進將容易地變得明顯。因此，本發(fā)明的精神和范圍不受上述示例的限制，而是以法律允許的最廣泛的意義來理解。

本文引用的所有文獻通過引用并入本文。

應當理解，“前”、“后”、“高”、“低”、“上”、“下”、“底”、“頂”等相對位置術語指的是正常的操作姿態(tài)，不應被視為限制性的。

應當理解，在幾個附圖中相同的附圖標記表示相應的或相似的元件。還應當理解，盡管在所示實施例中公開了特定的部件布置，但是其他布置將從中受益。

雖然不同的實施例具有特定的示出的部件，但是本發(fā)明的實施例不限于那些特定的組合?？梢允褂脕碜匀我粚嵤├囊恍┎考蛱卣鳎c來自任一其他實施例的特征或部件相組合。

盡管示出、描述和要求保護了特定的步驟順序，應當理解，除非另有說明，步驟可以以任一順序、單獨地或組合地進行，并且仍將從本發(fā)明中受益。

上述描述是示例性的而不是由其內的限制來定義。本文公開了各種實施例，然而，本領域普通技術人員將認識到，根據(jù)上述教導的各種修改和變化將落入所附權利要求書的范圍內。因此，應當理解，在所附權利要求書的范圍內，除了具體描述之外，本發(fā)明可以被實踐。為此原因，應研究所附權利要求書以確定真實的范圍和內容。