電動自行車的制作方法
【專利說明】電動自行車
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年8月1日提交的美國臨時專利申請?zhí)枮?2/032173、題目為“電動自行車”的申請的優(yōu)先權(quán)，該臨時申請的內(nèi)容通過引用以其整體包含于此。
【背景技術(shù)】
[0003]車輛例如機動車輛可以用于運輸其他運輸方式，例如自行車。車輛可以用于運輸自行車，例如用于娛樂性用途的自行車。作為另一個示例，車輛可以用于運輸自行車，使得車輛和自行車提供多式聯(lián)運(multi modal transportat1n)。多式聯(lián)運可以包括駕駛車輛到可以停放車輛的位置，然后從車輛騎自行車到最終目的地。例如，駕駛員可以首先通過駕駛車輛到遠(yuǎn)離辦公室的不大擁擠的衛(wèi)星停車場，然后從車輛騎自行車到辦公室來前往位于通勤者擁擠的城市環(huán)境的工作辦公室。在較為擁擠的區(qū)域，自行車可以更容易地且更快速地調(diào)度，并且對所有者和環(huán)境來說成本較低。
[0004]自行車包括車架和用于人工蹬踏自行車的踏板總成。除了通過蹬踏人工推進之夕卜，自行車可以是電推進的電動自行車，例如，通過電池供電。因此，駕駛員可以選擇性地蹬踏電動自行車或者當(dāng)電推進電動自行車時可以騎電動自行車。例如，當(dāng)駕駛員追求運動或當(dāng)電池?fù)p壞時，可以使用踏板。例如，當(dāng)駕駛員不想由于蹬踏運動而變得很熱時，電推進可以用于輔助蹬踏。例如，當(dāng)駕駛員正開車上班并且不想要出汗和使駕駛員的衣服起皺時，駕駛員可以用電推進來使用自行車。當(dāng)電力推進時，一些司法管轄區(qū)，如歐洲聯(lián)盟，要求駕駛員不斷提供一定數(shù)量的踏板輸入以發(fā)起和保持電推進。使得自行車的電推進僅輔助人工推進的電動自行車的操作——即，電動自行車可以不是僅通過電推進操作——可以被稱為踏板輔助模式(pedelec mode)。
[0005]在運輸過程中，在車輛中或在車輛上打包自行車存在困難，特別是對于相對較小的車輛。車輛的內(nèi)部可以是可重構(gòu)的，如，座椅可以折疊，以在車輛的內(nèi)部容納自行車。然而，自行車不利地占用車輛的珍貴的內(nèi)部空間，并且在意外加速或減速時可以在車輛內(nèi)不利地移動。
[0006]在運輸過程中，自行車可以可選擇地存放在車輛的外部上。例如，售后市場貨架可用于安裝到車輛并支撐一個或多個自行車。然而，購買這些售后市場貨架是昂貴的。售后市場貨架與車輛的裝配和自行車在貨架上的裝配也是不利地耗時的。在行駛過程中，貨架和自行車還擾亂了車輛周圍的氣流，從而不利地降低車輛的燃料經(jīng)濟性。
[0007]因此，設(shè)計與車輛容易且緊湊地集成的用于多式聯(lián)運的裝置仍然存在機會。
【附圖說明】
[0008]圖1是處于打開位置的電動自行車的透視圖；
[0009]圖2是處于折疊位置的電動自行車的透視圖；
[0010]圖3是處于打開位置且包括遮擋座椅立柱的外殼的電動自行車的側(cè)視圖；
[0011]圖4是處于折疊位置具有遮擋電動自行車的車架的外殼的電動自行車的透視圖；
[0012]圖5A是具有處于折疊位置的車架和脫離的殼體的電動自行車的透視圖；
[0013]圖5B是具有遮擋處于折疊位置的車架的殼體和延伸以用作把手的座椅立柱的電動自行車的透視圖；
[0014]圖5C是具有縮回以隱藏在殼體中的座椅立柱的電動自行車的透視圖；
[0015]圖6是電動自行車的前輪和后輪的一部分以及用于鎖止處于折疊位置的車架的電磁鐵和磁鐵的透視圖；
[0016]圖7是打開輔助系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖8是操作打開輔助系統(tǒng)的方法的框圖；
[0018]圖9是處于暴露鉸鏈的折疊位置的車架的透視圖；
[0019]圖10A是處于折疊位置且部分切除以示出附接到鉸鏈的彈簧的車架的透視圖；
[0020]圖10B是處于打開位置的車架的一部分的側(cè)視圖，其中車架部分切除以示出彈黃;
[0021]圖11A是處于折疊位置的車架的一部分的剖視圖，其中車架部分切除以示出鉸鏈和彈負(fù)' ;
[0022]圖11B是處于打開位置的車架的一部分的剖視圖，其中車架部分切除以示出鉸鏈和彈負(fù)' ;
[0023]圖12是包括卡扣的車架的透視圖；
[0024]圖13是裝配監(jiān)控系統(tǒng)的屏幕截圖；
[0025]圖14A是處于折疊位置且包括鎖止元件的車架的一部分的透視圖；
[0026]圖14B是圖12A的透視圖，其中鎖止元件接合車架；
[0027]圖15是處于折疊位置且包括柔性電纜的車架的一部分的透視圖；
[0028]圖16是無鑰匙鎖系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖17A是電動自行車的透視圖，其中車架處于折疊位置且被殼體包住并且通過電纜連接到充電樁；
[0030]圖17B是處于折疊位置的車架的一部分以及與圖17A的電纜脫離的鎖止元件的透視圖；
[0031]圖17C是處于折疊位置的車架的一部分的透視圖，其中鎖止元件將電纜鎖止到車架；
[0032]圖18A是與充電樁脫離的電動自行車的插頭的透視圖；
[0033]圖18B是圖15A的插頭鎖止到充電樁的透視圖；
[0034]圖19是電動自行車的傳動系的示意圖；
[0035]圖20是傳動系的一部分的透視圖；
[0036]圖21是傳動系的分解圖；
[0037]圖22是傳動系的編碼器的示意圖；
[0038]圖23是電力和再生控制邏輯的框圖；
[0039]圖24是電力控制邏輯的框圖；
[0040]圖25是包含電力控制邏輯的電力和再生控制邏輯的框圖；
[0041]圖26A是在遠(yuǎn)程模式中操作的電動自行車的示意圖；
[0042]圖26B是可選擇地在車輛模式和遠(yuǎn)程模式中操作的電動自行車的示意圖；
[0043]圖27是在充電模式操作的電動自行車的示意圖；
[0044]圖28是示出電動自行車、車輛和移動設(shè)備之間的通信的框圖；
[0045]圖29是示出電動自行車、車輛和移動設(shè)備之間通過插接系統(tǒng)(docking system)的通信的框圖；
[0046]圖30是操作通信系統(tǒng)的方法的框圖；
[0047]圖31是插接系統(tǒng)的透視圖；
[0048]圖32是插接系統(tǒng)的一部分的放大視圖；
[0049]圖33是車輛的用戶界面的透視圖；
[0050]圖34是車輛的內(nèi)部的一部分的透視圖；
[0051]圖35是外部充電控制臺的透視圖；
[0052]圖36是包括用于照亮電動自行車周圍的區(qū)域的燈的電動自行車的透視圖；
[0053]圖37是觸覺反饋系統(tǒng)的示意圖；
[0054]圖38是操作觸覺反饋系統(tǒng)的方法的框圖；
[0055]圖39是示出了電動自行車的車把的振動發(fā)生器的各種條件的振動的發(fā)起和持續(xù)時間的圖表；
[0056]圖40是電動自行車的轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的操作的示意圖；
[0057]圖41是電動自行車的座椅總成的集成閃光燈的剖視圖；
[0058]圖42是照明系統(tǒng)的示意圖；
[0059]圖43是電動自行車的車輪的剖視圖；
[0060]圖44是座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)的意圖；
[0061]圖45是記憶座椅立柱的第一實施例的透視圖；
[0062]圖46是記憶座椅立柱的第二實施例的透視圖；
[0063]圖47是記憶座椅立柱的第三實施例的示意圖；
[0064]圖48是記憶座椅立柱的第三實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0065]參考附圖，示出了電動自行車10，其中貫穿幾個附圖，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部件。如以下進一步所述，電動自行車10與車輛12方便地集成，用于多式聯(lián)運。換言之，車輛12可以用于運輸電動自行車10至期望的位置，在該期望的位置，電動自行車10可以從車輛12拆除，并被騎至最終目的地。
[0066]作為一個示例，在擁擠的城市環(huán)境中有辦公室的人可以駕駛車輛12至遠(yuǎn)離辦公室的停車場，然后從車輛12騎電動自行車10至辦公室。在擁擠的城市環(huán)境中，電動自行車10可以更容易且更快速地調(diào)度。為了運動和/或在電動自行車10沒電的情況下，乘員，即，駕駛員，可以以人工模式蹬踏電動自行車10。駕駛員可以在供電模式騎電動自行車10，以保存體力和/或避免在工作服中出汗。
[0067]參考圖1，電動自行車10包括車架14、連接到車架14的車把總成16和連接到車架14的座椅總成18。前輪20由車架14支撐并且可以連接到用于轉(zhuǎn)向前輪20的車把總成16。后輪22由車架14支撐。傳動系24連接到用于推進電動自行車10的前輪20和后輪22中的至少一個。電源，例如電池26(在圖28和29中示出)連接到傳動系24，用于給傳動系24供電。電動自行車10包括計算設(shè)備28(在圖28和29中示出)，即，控制器，用于控制傳動系24和/或電動自行車10的其他部件。
[0068]參考圖28和29，計算設(shè)備28可以包括任何合適的部件。例如，如圖7所示，計算設(shè)備28可以包括處理器31、存儲器29等。繼續(xù)參考圖28和29，自行車10可以支持移動設(shè)備48，如，移動電話、平板電腦等，并且移動設(shè)備48可以與計算設(shè)備28通信，如以下進一步所述。移動設(shè)備48可以可釋放地插接到自行車10，例如，用插接站21，如圖1和3所示。
[0069]參考圖1-3，車架14包括前段30——如，第一段30——和后段32——如，第二段32。前段30支撐車把總成16且后段32支撐座椅總成18。傳動系24可以由后段32支撐。
[0070]例如，前段30和后段32各自可以包括接合前輪20和后輪22的車輪支撐元件。車輪支撐元件可以是沿著前輪20/后輪22的一側(cè)延伸的單根桿，如圖1所示。在這樣的配置中，當(dāng)車架14處于折疊位置時，前輪20和后輪22可以夾在車輪支撐元件之間，如圖2和6所示?？蛇x擇地，車輪支撐元件可以是沿著前輪20/后輪22的兩個側(cè)面延伸的車叉。
[0071]車架14是可折疊的，例如，如圖1-4所示。具體地，車架14是可折疊的，如，在如圖1和3所示的打開位置和如圖2和4所示的折疊位置之間可樞轉(zhuǎn)。前段30和后段32可以可釋放地連接到彼此，用于在折疊和打開位置之間的移動。
[0072]作為一個示例，如圖9所示，鉸鏈34可以連接前段30和后段32。鉸鏈34配置用于允許前段34和后段32圍繞鉸鏈34在折疊位置和打開位置之間旋轉(zhuǎn)。例如，鉸鏈34可以允許前段30和后段32在折疊位置和打開位置之間180度旋轉(zhuǎn)。然而，前段30和后段32可以以任何合適的方式可釋放地連接到彼此。
[0073]鉸鏈34可以是隱藏式鉸鏈，S卩，當(dāng)車架14處于打開位置時，鉸鏈34可以隱藏在前段30和后段32之間。當(dāng)車架14處于打開位置時，前段30和/或后段32可以限定用于容納鉸鏈34的袋狀部(pocket) 35。例如，鉸鏈34可以是如圖9中所示的索斯鉸鏈(Sosshinge)?？蛇x擇地，鉸鏈34可以是任何合適類型的鉸鏈,例如平接鉸鏈(butt hinge)、樞軸鉸鏈等。
[0074]參考圖10A，鉸鏈34可以包括連接至前段30的第一支架58和連接至后段32的第二支架59。第一支架58和第二支架59通過第一組板60和第二組板61連接。第一組板60和第二組板61可樞轉(zhuǎn)地連接到彼此且可樞轉(zhuǎn)地連接到第一支架58和第二支架59。第一支架58和/或第二支架59可以限定袋狀部35。
[0075]參考圖3-5C，電動自行車10可以包括外殼36，用于當(dāng)車架14處于折疊位置時包住車架14的至少一部分。當(dāng)電動自行車10處于打開位置時，外殼36可以由車架14支撐。如圖3所示，例如，當(dāng)電動自行車10處于打開位置時，外殼36可以接收座椅總成18的一部分。在這樣的配置中，電動自行車10可以用座椅總成18上的外殼36操作。
[0076]外殼36可以包括兩個側(cè)面38，如在圖4中很好地所示的。兩個側(cè)面38可以彼此接合，例如，通過彈簧加載、卡扣、緊固件等，以將外殼36保持在車架14上?？蛇x擇地，或此夕卜，兩個側(cè)面38可以接合車架14和/或座椅總成18，以將外殼36保持在車架14上。
[0077]如圖5A-C所示，外殼36可移動以露出/包住車架14的至少一部分。例如，如圖5A所示，兩個側(cè)面38可以從彼此和座椅總成18拆除，如，從自行車10的其余部分拆除。當(dāng)兩個側(cè)面38被拆除時，車架14可以移動到折疊位置。
[0078]可選擇地，兩個側(cè)面38中的至少一個可以可滑動地接合車架14和/或座椅總成18上的導(dǎo)軌(未示出)，用于在如圖3所示的包住座椅總成18的位置和如圖4所示的包住車架14的位置之間引導(dǎo)外殼36。在這樣的實施例中，當(dāng)兩個側(cè)面38處于包住座椅總成18的位置時，車架14可以移動至折疊位置，并且兩個側(cè)面38隨后可以移動到包住車架14的位置。兩個側(cè)面38中的一個可以是安裝到導(dǎo)軌的彈簧，即，配置用于當(dāng)保持到導(dǎo)軌時遠(yuǎn)離導(dǎo)軌彈性移動。另一側(cè)面38可以是安裝到一個側(cè)面38的彈簧，即安裝到導(dǎo)軌的彈簧。
[0079]兩個側(cè)面38可以是剛性的。例如，兩個側(cè)面38可以由合適的復(fù)合材料制成，例如玻璃纖維、碳纖維等，和/或可以由合適的金屬和/或塑料制成。
[0080]參考圖5C，外殼36可以包括延伸在兩個側(cè)面38之間的至少一個中間元件40。中間元件40相對于兩個側(cè)面38可以是柔性的。例如，中間元件40可以由氯丁橡膠或任何其他合適的材料制成。中間元件40可以與兩個側(cè)面38可拆卸地接合。例如，中間元件40可以用拉鏈、卡扣、掛鉤和環(huán)形緊固件等連接到兩個側(cè)面。
[0081]如圖5A所示，外殼36的兩個側(cè)面遠(yuǎn)離彼此移動以使兩個側(cè)面從把手總成脫離。在車架14移動到折疊位置之后，兩個側(cè)面可以遠(yuǎn)離彼此移動，如圖5A所示，或，可選擇地，在兩個側(cè)面包住處于折疊位置的車架14之后，車架14可以移動至折疊位置。在另一個實施例中，在外殼36的兩個側(cè)面移動至折疊位置之后，車架14可以移動到折疊位置。
[0082]如圖5B所示，兩個側(cè)面38移動進入包住處于折疊位置的車架14的至少一部分的位置。在該位置，兩個側(cè)面38可以彼此接合和/或接合車架14以相對于車架14保持外殼36。如圖5C所示，座椅總成18可以縮進外殼36中并且中間元件40可以在兩個側(cè)面38之間展開。
[0083]參考圖6,前段30和后段32中的一個支撐磁鐵42-如，永磁鐵，如，相對于磁鐵
42固定，并且前段30和后段32中的另一個支撐當(dāng)車架14折疊時與磁鐵42對齊的電磁鐵44,如，相對于電磁鐵44固定。磁鐵42和電磁鐵44可以固定到前段30和后段32的車輪支撐元件，和/或可以是前段30和后段32的固定的輪轂。
[0084]如圖7所示，電磁鐵44是可以配置用于從折疊位置打開車架14至打開位置的打開輔助系統(tǒng)47的部件。電磁鐵44連接到電動自行車10的電源，如，電池26，使得可以接通和關(guān)閉給電磁鐵44的電力。換言之，當(dāng)電力被供應(yīng)至電磁鐵44時，電磁鐵44發(fā)射排斥磁場，并且當(dāng)沒有電力供應(yīng)至電磁鐵44時，電磁鐵44不發(fā)射磁場。例如，開關(guān)(在圖7中示出)可以與電磁鐵44連通以接通和關(guān)閉電磁鐵44。
[0085]電磁鐵44包括由鐵磁材料一如鐵一制成的鐵芯和纏繞在鐵芯周圍的導(dǎo)線。當(dāng)電力被供應(yīng)至導(dǎo)線時，電磁鐵44發(fā)射磁場。磁鐵42和電磁鐵44固定到前段30和后段32，使得當(dāng)車架14折疊時磁鐵42和電磁鐵44的相同的磁極面向彼此。例如，當(dāng)車架14處于折疊位置時，磁鐵的北極面向電磁鐵44的北極，或磁鐵42的南極面向電磁鐵44的南極。
[0086]當(dāng)車架14處于折疊位置時，電磁鐵44設(shè)置在磁鐵42的磁場中。當(dāng)車架14處于折疊位置且電磁鐵44關(guān)閉時，磁鐵42吸引電磁鐵44的鐵芯以保持車架14處于折疊位置。當(dāng)車架14處于折疊位置且電磁鐵44接通時，電磁鐵44發(fā)射磁場，并且由于磁鐵42和電磁鐵44的相同的磁極對齊，磁鐵42排斥電磁鐵44以輔助打開車架14至打開位置。例如，當(dāng)車架14處于折疊位置時，可以接通電磁鐵44以發(fā)起至打開位置的運動，而不需要來自用戶的進一步手動輸入。
[0087]繼續(xù)參考圖7，控制器73—如，計算設(shè)備28——可以配置用于給電磁鐵44供電以排斥磁鐵42來打開車架14。具體地，控制器73——如，計算設(shè)備28——可以連接到電源一如，電池26，并且控制器73可以選擇性地將電源連接到電磁鐵44以給電磁鐵44供電。例如，開關(guān)45可以連接到電源一如，電池26—和控制器73—如，計算設(shè)備28?？刂破?3—如，計算設(shè)備28—可以編程為閉合開關(guān)45以給電磁鐵44供電。
[0088]至電磁鐵44的電力的供應(yīng)可以用授權(quán)的安全通行證(security pass)來控制。安全通行證可以是與電動自行車10通信以識別授權(quán)使用的電子設(shè)備，如，移動設(shè)備48，例如移動電話、平板電腦等。安全通行證可以是鑰匙(未示出)，例如機械鑰匙或無線鑰匙，例如RFID(射頻識別)鑰匙。安全通行證可以通過生物指示器可操作，例如指紋掃描、視網(wǎng)膜掃描等。同樣地，電磁鐵44可以作為安全設(shè)備可操作以防止未授權(quán)使用，S卩，電磁鐵44可以作為安全系統(tǒng)選擇性地可操作以防止車架14被除了授權(quán)用戶之外的任何人打開。
[0089]控制器可以編程為在未檢測到安全通行證時防止電力供應(yīng)至電磁鐵44。例如，控制器73——如，計算設(shè)備28——可以編程為在未檢測到預(yù)識別的移動設(shè)備48——如，移動電話——時防止電力供應(yīng)至電磁鐵44。作為另一個示例，控制器73——如，計算設(shè)備28—可以編程為在未檢測到無線接近設(shè)備一如，密鑰卡中的無線接近識別器一時防止電力供應(yīng)至電磁鐵。
[0090]緩沖層46可以安裝到磁鐵42和/或電磁鐵44。緩沖層46可以由非鐵磁材料——例如塑料一制成。當(dāng)車架14處于折疊位置時，緩沖