專利名稱：行駛量確定方法以及滾軸冰鞋和滑板的輥輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定行駛量的方法以及根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求17，19的前序部分的用于滾軸冰鞋和滾軸滑板的輥輪。
穿著在雙腳上的運(yùn)動(dòng)器械，例如直列冰鞋，滾軸冰鞋，滑草器，滑板等已經(jīng)越來(lái)越普及，所以有必要對(duì)使用這些運(yùn)動(dòng)器械后所取得的運(yùn)動(dòng)成績(jī)加以確定，例如滑行的里程或所達(dá)到的速度(當(dāng)前速度，最高速度，平均速度)。
從美國(guó)專利US4,689,577中已得知一種車輪，其中有關(guān)速度的測(cè)量是通過(guò)設(shè)置于車輪軸上的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是在這篇文獻(xiàn)中所描述的結(jié)構(gòu)無(wú)法用于滾軸冰鞋和滾軸滑板等具有尺寸很小的輥輪的場(chǎng)合，困難之處在于例如所產(chǎn)生的信號(hào)需要由一非常復(fù)雜的信號(hào)拾取結(jié)構(gòu)來(lái)拾取。
從日本專利JP62-177453A中可以了解到一種自行車，其通過(guò)一由旋轉(zhuǎn)磁鐵和靜止傳感器構(gòu)成的計(jì)算器來(lái)確定速度，在此描述的這種機(jī)構(gòu)不適合暴露在沖擊應(yīng)力特別大的滾軸冰鞋和滾軸滑板中。
從德國(guó)專利DE-GM9209825.8中可以了解到一種公路溜冰鞋，其上帶有一個(gè)安裝在公路溜冰鞋靴子上的里程計(jì)算器。鞋上設(shè)置有一摩擦輪與連接在輥輪懸掛器上的驅(qū)動(dòng)輪共同作用以將來(lái)自公路溜冰鞋的輥輪的數(shù)據(jù)傳送到所行里程計(jì)算器上。這種機(jī)構(gòu)被認(rèn)為結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的并且易損壞，此外，該機(jī)構(gòu)的尺寸很大。
從德國(guó)專利DE-GM29606965中得知，該專利提供了一種滾軸冰鞋的輥輪，其帶有可產(chǎn)生感應(yīng)電流并饋送至光發(fā)射元件的磁鐵和線圈，該文獻(xiàn)沒(méi)有涉及對(duì)有關(guān)使用者的成績(jī)參數(shù)的測(cè)量問(wèn)題。
從德國(guó)專利DE4444315A1中得知，該專利在同輥輪相固定的軸上設(shè)置了一個(gè)發(fā)電機(jī)用以產(chǎn)生用來(lái)發(fā)光的電流。該機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中也被證明非常復(fù)雜，此外該機(jī)構(gòu)不適用于繞非轉(zhuǎn)動(dòng)固定軸旋轉(zhuǎn)的輥輪。
因此，本發(fā)明的目的在于提供用于滾軸冰鞋和輥輪滑板的輥?zhàn)?，利用它可以以?jiǎn)單堅(jiān)固和價(jià)格便宜的方式測(cè)量出使用者的成績(jī)參數(shù)。
該目的是通過(guò)權(quán)利要求1所述的輥輪和權(quán)利要求17和19所述的方法實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種滾軸冰鞋和滾軸滑板，其能夠確定輥輪的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)動(dòng)速度)和/或使用者的實(shí)際行駛速度。該測(cè)量裝置被設(shè)計(jì)得更為緊湊且結(jié)構(gòu)更加牢固，從而也提高可靠性了。根據(jù)“位于輥輪上的裝置”這一名詞，顧名思義，整個(gè)(測(cè)量)裝置位于輪軸與輪周邊之間，即，具體而言，該(測(cè)量)裝置正好位于輥輪體和可安裝在所述輥輪上的一滑入或插入部分之上。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述輥輪具有一固定于其所圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)的非轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸之上的線圈和同心地環(huán)繞線圈連接于輥輪體上的磁鐵。當(dāng)輥輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵圍繞線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就在線圈中感應(yīng)出電流。該感應(yīng)電流與輥輪轉(zhuǎn)速成正比。該感應(yīng)電流(或感應(yīng)電壓)可以被引導(dǎo)至一可執(zhí)行信號(hào)處理的電控裝置之中。磁鐵和線圈的結(jié)構(gòu)被證明設(shè)計(jì)得十分牢固和緊湊。而且，根據(jù)使用環(huán)境的要求，無(wú)需提供給電控裝置供電的額外的電池。進(jìn)一步講，隨著所述電流的產(chǎn)生，可對(duì)一儲(chǔ)備電池進(jìn)行充電以確保對(duì)電控裝置和/或其他元件的直流電供應(yīng)。所述儲(chǔ)備電池與和其相串接的整流器均可以集合到輥輪當(dāng)中。
也可以用相反的方式，將磁鐵固定于所述軸上，而將線圈同心地環(huán)繞磁鐵并連接到輥輪體。
輥輪可適當(dāng)?shù)匕ㄓ糜诖_定其與地面相接觸的裝置和/或用于確定輥輪的瞬間觸地或接觸方向與配帶該運(yùn)動(dòng)器械的使用者的行駛有效方向之間的夾角的裝置。因?yàn)槔缭跐L軸冰鞋與直線冰鞋中，在任一時(shí)刻通常只有一只冰鞋觸地，所以有可能以該方式確定各種情況下與地面相接觸的那只滾軸冰鞋或直線冰鞋，并以此為基礎(chǔ)確定轉(zhuǎn)速和行駛速度。此外，通過(guò)確定輥輪的觸地方向與行駛的實(shí)際方向之間的夾角，可以對(duì)使用者行駛的實(shí)際參數(shù)或成績(jī)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量。有時(shí)，特別是在高水平運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中，這種對(duì)測(cè)量的精確度是有迫切需要的。
最好是，發(fā)電機(jī)或測(cè)力計(jì)，具體而言是壓電元件被用來(lái)確定輥輪與地面的接觸和/或確定輥輪與地面的瞬時(shí)接觸方向與行駛的有效方向之間的夾角。用于此目的的這類壓電元件具有非常緊湊的結(jié)構(gòu)，非常堅(jiān)固，并且可以被設(shè)置在輪內(nèi)或其附近的多個(gè)點(diǎn)上。
一種合適的方式是，至少有一個(gè)壓電元件被設(shè)置在輥輪體內(nèi)，特別是位于輥輪的外滾動(dòng)表面處，以便對(duì)推力和/或地面與輥輪之間的剪切力進(jìn)行測(cè)量。壓電元件的這種布置方式可使測(cè)量特別準(zhǔn)確和可靠。根據(jù)所需要的測(cè)量精度，對(duì)設(shè)置在輥輪表面的壓電元件的數(shù)目可以進(jìn)行改變。
一種合適的方式是，多個(gè)壓電元件分布在輥輪體的周邊。以此方式，可以保證直接測(cè)定出輥輪與地面的任何接觸以及在方向上的任何變化。
還可以以一種先進(jìn)的方式，將至少一個(gè)壓電元件設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，特別是設(shè)置于軸懸掛裝置的區(qū)域內(nèi)，以便測(cè)量地面和輥輪之間的推力和/或剪切力和/或由于輥輪的方向上的變化而引起的旋進(jìn)力，在此，一個(gè)特別的進(jìn)步之處在于發(fā)電機(jī)或壓電元件的尺寸或數(shù)量可以很小，此外，它們被安裝在非轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，比起安裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的輥輪上而言，可以使磨損更小。
還可以進(jìn)一步在軸懸掛裝置和/或輥輪的軸承上設(shè)置至少一個(gè)壓電元件，以便測(cè)量地面與輥輪之間的壓力和/或剪切力和/或由于輥輪的方向變化而引起的旋進(jìn)力。以此方式布置的壓電元件也具有緊湊結(jié)構(gòu)并且由于其所具有的非旋轉(zhuǎn)設(shè)置方式，也很少有被磨損的可能。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，輥輪擁有一個(gè)在所述輪的轉(zhuǎn)軸與地面之間延伸的傳感器。該連接在轉(zhuǎn)軸上的傳感器具有略大于輪半徑的長(zhǎng)度，所以當(dāng)與地面相接觸的情況發(fā)生時(shí)，傳感器可以以某種方式探測(cè)到這一情況。可以利用彈簧元件，彈性元件，帶有彈性局部區(qū)的剛性元件等做為傳感器使用。光學(xué)的和/或電子裝置也可用來(lái)確定輥輪與地面的接觸。
最好是，傳感器具有至少一個(gè)測(cè)力計(jì)，具體而言是一個(gè)壓電元件，用以檢測(cè)輥輪與地面的接觸和/或輥輪的接觸瞬時(shí)方向與行駛的實(shí)際方向之間的夾角。
最好是，傳感器固定于位于軸懸掛裝置外側(cè)的轉(zhuǎn)軸延伸處。這種轉(zhuǎn)軸延伸部很容易被構(gòu)造出來(lái)。
最好是，磁鐵與線圈可以以一模塊的形式整體地構(gòu)成，做為位于輥輪體內(nèi)的發(fā)電機(jī)的一個(gè)部分，其中將發(fā)電機(jī)軸用做為轉(zhuǎn)軸，這種模塊型的結(jié)構(gòu)已被證明在價(jià)格方面特別合適。因?yàn)檫@一結(jié)構(gòu)可以以一簡(jiǎn)單的方式插入到中空的輥輪內(nèi)當(dāng)中。有關(guān)輥輪的組裝工作也因此減少了。
最好是，輥輪擁有一個(gè)與輥輪體成為一體的電控裝置。在這種方式下，例如來(lái)自線圈或所使用的壓電元件的信號(hào)通路非常的短，由此可以確保信號(hào)的快速，可靠傳送或數(shù)據(jù)處理。
最好是，為了與另一只輥輪進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。而在第二只滾軸溜冰鞋的一輥輪上提供一無(wú)線電聯(lián)絡(luò)裝置，和/或以腕表的形式提供一顯示裝置以顯示被確定的數(shù)據(jù)。以此方式，所確定的數(shù)據(jù)可被以簡(jiǎn)單的方式顯示給使用者。此外，由于在各單個(gè)輥輪之間存在數(shù)據(jù)傳遞，所以可僅在一只輥輪上提供電子控制裝置的基本元件，以此來(lái)處理從其他輥輪轉(zhuǎn)移來(lái)的數(shù)據(jù)。
最好是，經(jīng)磁線圈裝置或經(jīng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流可被用于完成其他功能，特別是用于向連接至運(yùn)動(dòng)器材的二極管后燈供電。在這種方式下，裝備有本發(fā)明輥輪的滾軸溜冰鞋或滑板的公路行駛安全性得以提高。也可以以此方式設(shè)置聲音警告裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定的優(yōu)選實(shí)施例，用于確定與地面接觸情況的裝置具有一個(gè)用于拾取和記錄描述輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的測(cè)量曲線的裝置。當(dāng)輥輪觸地或從地上抬起時(shí)，所述的測(cè)量曲線上會(huì)顯示出例如由與輥輪一體構(gòu)成的電子裝置所檢測(cè)到的彎點(diǎn)(測(cè)量曲線的導(dǎo)數(shù)變化)，利用這一彎點(diǎn)，可以以一種簡(jiǎn)單的方式確定出觸地區(qū)間。利用這一測(cè)量曲線或其彎點(diǎn)，也可以檢測(cè)出輥輪的某種行駛狀態(tài)，例如加速，恒速行駛或急停。為使在滾軸溜冰鞋速度表裝置所需的費(fèi)用最低。最好是在每雙滾軸溜冰鞋或直線溜冰鞋只設(shè)置一只本發(fā)明所述的輥輪。在帶有相關(guān)的輥輪的靴子不觸地期間，使用者所滑過(guò)的距離可以從對(duì)測(cè)量的直接處理中外推出來(lái)。
根據(jù)按照本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速和/或輥輪的觸地方向與行駛的實(shí)際方向之間的夾角時(shí)可以確定至少一個(gè)輥輪與地面的接觸。在這一方式中，由于總是僅僅與地面接觸的輥輪的測(cè)量數(shù)據(jù)被處理，所以可以使測(cè)量的精度更高。在例如帶有根據(jù)本發(fā)明測(cè)量裝置的二個(gè)輥輪同時(shí)觸地的情況下，也可以將二個(gè)測(cè)量值同時(shí)拾取，從而由此形成一個(gè)平均值，利用這種方式，測(cè)量精度還可以進(jìn)一步提高。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例做更加詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1示出了本發(fā)明輥輪的第一實(shí)施例的示意性局部剖面圖；圖2示出了本發(fā)明輥輪的第二實(shí)施例的示意性局部剖面圖；圖3示出了本發(fā)明輥輪的第三實(shí)施例的示意性局部剖視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的示意性局部剖面圖；圖5示出了一個(gè)測(cè)量曲線，曲線示出了在一段時(shí)間間隔內(nèi)本發(fā)明輥輪的每秒轉(zhuǎn)速；圖6示出了本發(fā)明輥輪的一優(yōu)選實(shí)施例的透視圖，并以圖示的方式示出了滾軸冰鞋上的輥輪的結(jié)構(gòu)以及將測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞給被設(shè)計(jì)成腕表形式的顯示裝置。
在圖1至圖4中，示出了圍繞非轉(zhuǎn)動(dòng)固定軸9或19轉(zhuǎn)動(dòng)的輥輪或輥?zhàn)?0，這種輥輪可以用在例如滾軸冰鞋或直線冰鞋或滑板，蛇形板或滑草器之中。所述輥輪在軸9，19上對(duì)稱設(shè)置，因此將關(guān)于軸9以下的部分的描述省略。
在圖1中，輥輪20包括一輪體，輪上有一個(gè)凹部，可以供永久磁鐵4，線圈5和電控裝置7插入其中。在此，電控裝置7和線圈5相對(duì)于非轉(zhuǎn)動(dòng)軸9以非轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝。至少一塊永磁鐵4以非轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在輪體21中，以便圍繞軸9轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈5被安裝在線圈安裝架6中。
保護(hù)罩10用來(lái)保護(hù)插入到凹部22中的元件免受外部影響。輥輪體21通過(guò)軸承8以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在軸9上。
壓電元件2位于輥輪體21的運(yùn)行表面1上，當(dāng)有力施加到壓電元件2上時(shí)，就產(chǎn)生了電流(或電壓)，該電流或電壓可經(jīng)導(dǎo)線和接觸刷3傳遞到電控裝置7。
壓電元件可以被用來(lái)測(cè)定壓力以確定輥輪20與地面的接觸和/或確定地面與輥輪之間的剪切力。當(dāng)應(yīng)變施加到輥輪20，即當(dāng)使用者的重量被施加到與輥輪20相連接的滾軸冰鞋或直線冰鞋上時(shí)，壓力產(chǎn)生。當(dāng)輥輪的觸地方向與使用者行駛的實(shí)際方向不一致時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一剪切力。當(dāng)以所謂的“水冰滑行步伐”向前行進(jìn)時(shí)，滾軸溜冰鞋和直線冰鞋上會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)在觸地方向與行駛方向之間存在一個(gè)夾角的問(wèn)題?？梢詫讉€(gè)壓電元件2安裝在運(yùn)行表面1上，利用某些壓電元件2測(cè)量壓力而利用另外一些壓電元件測(cè)量剪切力。
當(dāng)輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定于輪體21的磁鐵圍繞以固定方式連接于非轉(zhuǎn)動(dòng)固定軸9的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。在該線圈中產(chǎn)生一個(gè)取決于輥輪轉(zhuǎn)速的電壓值。經(jīng)過(guò)一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)控制函數(shù)，根據(jù)已知的輥輪直徑，所產(chǎn)生的電壓與一轉(zhuǎn)動(dòng)速度相對(duì)應(yīng)，因此就可以確定出輪的行程，在此應(yīng)該提到的是，這種測(cè)量法也可以檢測(cè)使用者的后退運(yùn)動(dòng)。
如上所述，由于在行駛時(shí)，滾軸冰鞋或直線冰鞋并不總是在行駛方向觸地(水冰滑行步伐)，所以輥輪行駛過(guò)的距離并不與使用者的實(shí)際行駛距離相一致。為確定實(shí)際的行駛距離，靴子與行駛方向之間的夾角被做為滾軸20與地面相接觸的信息由壓電器件2來(lái)確定，這些數(shù)據(jù)還被經(jīng)過(guò)接觸刷3傳遞到電控裝置7。
圖2示出了本發(fā)明輥輪的另一實(shí)施例，與圖1中相同的元件以相同的參考標(biāo)號(hào)表示。圖2中的實(shí)施例與圖1中的實(shí)施例的不同之處在于，位于非轉(zhuǎn)動(dòng)的軸9上的測(cè)力器或壓電元件2被一體形成在至少一個(gè)軸懸掛裝置13的高度方位上。例如在圖1中已經(jīng)描述過(guò)的作用在輥輪20上的力被經(jīng)軸9傳遞到設(shè)置在懸掛裝置13中的壓電元件上。除了能測(cè)量壓力和剪切力之外，以這種方式設(shè)置的壓電元件還可以測(cè)量旋進(jìn)力或回轉(zhuǎn)力。即，如果輥輪20被看做是一個(gè)回轉(zhuǎn)體，則輥軸冰鞋或直線冰鞋的方向變化，這也是轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的方向上的變化，與一人工旋進(jìn)過(guò)程等同。根據(jù)方向的改變程度，可以觀察到或大或小的軸承力，因此所述軸承力決取于輥輪20的應(yīng)變以及觸地方向與行駛的實(shí)際方向的夾角，附帶的旋進(jìn)力在此可被用做測(cè)量。
在本發(fā)明的連接方式中，為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過(guò)程，制造商例如可以將與不同的夾角位置和/或不同的夾角變化相對(duì)應(yīng)的測(cè)量系列數(shù)據(jù)記錄下來(lái)并將其編入電控裝置之中。以此方式，可以將實(shí)際測(cè)出的力的大小與測(cè)量系列值相比較，以此可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理。
對(duì)壓電元件2的非轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置，具體而言是將其設(shè)置在軸懸掛裝置區(qū)的方式使得壓電元件的尺寸和數(shù)目可以減小很多。此外，在此方式下，壓電元件的機(jī)械應(yīng)變或磨損可得以減小。
圖3中示出了本發(fā)明輥輪的另一個(gè)實(shí)施例，這里，與前面實(shí)施例相同的元件以相同的參考標(biāo)號(hào)表示。
這里，力的傳遞是經(jīng)一傳感器11到達(dá)壓電元件2，而不是經(jīng)過(guò)輥輪體21和軸9。所述傳感器11固定在位于軸懸掛裝置13外側(cè)的軸9的延長(zhǎng)部。傳感器的長(zhǎng)度略大于輥輪的半徑，所以輥輪20與地面的任何接觸都可以經(jīng)傳感器11被檢測(cè)到。根據(jù)前面已經(jīng)描述的實(shí)施例，壓力和剪切力可以經(jīng)傳感器11被傳遞到相應(yīng)設(shè)置的壓電元件上，以使所需的數(shù)據(jù)處理過(guò)程與前面已描述過(guò)的大致相同。
傳感器例如可以被界定為具有彈性的或柔性的層狀的或刷形元件的形式。它還可以進(jìn)一步被構(gòu)造成為具有彈性端部區(qū)域的大致剛性的桿。一種特別優(yōu)選的方式是利用二個(gè)壓電元件2對(duì)與地面的接觸和行駛角進(jìn)行測(cè)量。
圖4示出了本發(fā)明輥輪的另一個(gè)實(shí)施例，這里，用于產(chǎn)生電流或電壓的元件，即永磁鐵和線圈以模塊形式安裝到發(fā)電機(jī)14當(dāng)中。在此，發(fā)電機(jī)14的軸可以被用做輥輪的非轉(zhuǎn)動(dòng)軸19。如果發(fā)電機(jī)14被插入到輥輪體21的相應(yīng)凹部當(dāng)中，則根據(jù)發(fā)電機(jī)被設(shè)計(jì)成外極發(fā)電機(jī)或是內(nèi)極發(fā)電機(jī)，永磁鐵或是線圈被以非轉(zhuǎn)動(dòng)形式連接到發(fā)電機(jī)軸19。發(fā)電機(jī)14的罩體以及為產(chǎn)生電流所需的其他元件，即線圈或永久磁鐵繞發(fā)電機(jī)軸19樞轉(zhuǎn)并可被連接到輥輪體21。當(dāng)輥輪體21繞作為轉(zhuǎn)軸的發(fā)電機(jī)軸9旋轉(zhuǎn)時(shí)可以按上述方式產(chǎn)生出電流或電壓。
用于進(jìn)行力測(cè)量的壓電元件2以圖3中所示的實(shí)施例的形式示出，其位于轉(zhuǎn)軸19上位于軸懸掛裝置的一高度位置處。但是，也可以用所描述的其他方式中的任一種來(lái)測(cè)量力。
在各種情況下被確定的數(shù)據(jù)在電控裝置7中被評(píng)判和傳輸，例如，通過(guò)無(wú)線電聯(lián)絡(luò)傳送到位于使用者手腕上的接收器上，數(shù)據(jù)被顯示在腕表形式的顯示器中。根據(jù)本發(fā)明，為測(cè)量使用者的成績(jī)參數(shù)所產(chǎn)生的電流也足夠供完成其他功能所需。具體而言，可以用此電流來(lái)使安裝在靴子上的二極管后燈工作。利用該燈可以提高公路行駛的安全性。也可以以此方式來(lái)操作表或計(jì)時(shí)器。這里，已經(jīng)證明使用儲(chǔ)備電池是一個(gè)先進(jìn)之處，該儲(chǔ)備電池經(jīng)過(guò)一整流器使所產(chǎn)生的電流平穩(wěn)并將其存貯起來(lái)。這樣，在輥?zhàn)佣虝旱耐?dòng)期間也可以保持電流供應(yīng)。
參見(jiàn)圖5，現(xiàn)在將描述用于確定滾軸冰鞋的行駛速度的優(yōu)選的方法。這里，所測(cè)量到的輥輪的每秒轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系被顯示出來(lái)。在區(qū)間I1和I4，輥輪的轉(zhuǎn)速提高了。在t1和t4時(shí)刻，測(cè)量曲線上顯示了彎點(diǎn)，這些彎點(diǎn)與轉(zhuǎn)速下降區(qū)間I2和I5相連接。從測(cè)量曲線在t1，t4時(shí)刻的彎點(diǎn)并且后續(xù)階段轉(zhuǎn)速有所下降這一特征可以判斷出，在這些時(shí)刻，輥輪脫離了地面。在區(qū)間I2和I5之中，輥輪處于懸空狀態(tài)。只有在t1和t5時(shí)刻，由彎點(diǎn)狀態(tài)且后續(xù)轉(zhuǎn)速的快速上升這一的特征可知輥輪再次與地面相接觸，并且開(kāi)始加速。這里，上面已經(jīng)提到的區(qū)間I1和I4與由于輥輪與地面接觸而形成的強(qiáng)加速階段相連接。這里應(yīng)該提到的是，從I3向I4或是從I4向I7的過(guò)渡在實(shí)際操作中比圖中示意性表示的狀態(tài)更加平緩些。此外，還示出了I7和I8區(qū)間，I7區(qū)間為一個(gè)滑出階段，其中輥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度漸漸減小(沒(méi)有任何彎點(diǎn)現(xiàn)象)。在區(qū)間8，產(chǎn)生了一個(gè)加速滑行狀態(tài)。同樣未出現(xiàn)彎點(diǎn)，因此此時(shí)輥輪沒(méi)有抬離地面。
在本發(fā)明的連接方式中，已經(jīng)證明最好是將冰鞋的各單個(gè)參數(shù)包括進(jìn)或編入電控裝置中，例如將步長(zhǎng)或冰鞋的典型觸地角31作為參考，通過(guò)這些參數(shù)，可以減少由電控裝置完成的計(jì)算。
最后，在圖6中，以透視的形式示出了用于滾軸冰鞋和滑板的輥輪的另一實(shí)施例，這里，輥輪20具有一帶有凹部22的輪體21。
至少一塊永磁鐵可以以適當(dāng)?shù)姆绞?未示出)和輪體21成為一體。
根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量輪在滾軸冰鞋上的一個(gè)可能的位置也在圖6中被示意性地示出，輪軸與輪軌101的固定以已為人所知的方式完成并在此不再贅述。
在凹部22處，可以插入或安裝一個(gè)圓盤(pán)形的或是圓柱體墊片型的部件30。在該元件30中，可以插入用于測(cè)量輥輪速度的上述電子元件。在實(shí)例中，線圈5，電阻或放大器7a以及電控裝置7的芯片7b以示意形式示出。這些部件最好是被鑄入或封入由人造樹(shù)脂構(gòu)成的元件30中。元件30具有一個(gè)中心凹部30a，當(dāng)元件30插入輥輪20的凹部22時(shí)，在該處形成帶有中心凹部21a的配平部(fit flush)。非轉(zhuǎn)動(dòng)軸9可以經(jīng)凹部21a，13a被安裝。元件30可以以非轉(zhuǎn)動(dòng)方式與軸9相連接。當(dāng)輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸9和元件30相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)輪20保持不轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)將電子元件集成到元件30中，在另一實(shí)例里可以設(shè)置例如一保護(hù)罩10，這樣的一種設(shè)計(jì)被證明是很牢固的。此外，含有電控裝置在內(nèi)的部件30可以一種模塊形式來(lái)代替現(xiàn)有形式。
利用芯片7b，被記錄下的測(cè)量值可以通過(guò)無(wú)線電傳輸?shù)皆O(shè)計(jì)成腕表形式的顯示裝置50中，如圖6中示意性示出的那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于滾軸溜冰鞋和滾軸滑板的輥輪，帶有一個(gè)非轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸(9，19)及一個(gè)圍繞該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪體，以及位于輥輪之上的測(cè)量裝置，其特征在于，具有位于輥輪上的用于測(cè)量輥輪的速度的裝置(2，4，5，10)，用于確定其轉(zhuǎn)速以及運(yùn)動(dòng)器械使用者的實(shí)際行駛速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪，其特征在于，至少一線圈(5)以非轉(zhuǎn)動(dòng)形式安裝在轉(zhuǎn)軸(9)上，以及至少一磁鐵(4)至少部分地環(huán)繞線圈以非轉(zhuǎn)動(dòng)形式安裝在輪體(20)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪，其特征在于，至少有一個(gè)磁鐵(4)以非轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在轉(zhuǎn)軸上，以及至少一個(gè)線圈(5)安裝在輪體上并至少部分地環(huán)繞磁鐵(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪，其特征在于，具有用來(lái)確定其與地面相接觸的裝置(2，11)和/或用來(lái)確定運(yùn)動(dòng)器械使用者的輥輪(20)觸地方向與其實(shí)際行駛方向之間的夾角的裝置(2，11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輥輪，其特征在于，至少有一個(gè)測(cè)力器，具體而言是一壓電元件，用來(lái)測(cè)定輥輪與地面之間的接觸和/或輥輪的觸地方向與運(yùn)動(dòng)器械使用者的實(shí)際行駛方向之間的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中所述的輥輪，其特征在于，至少有一個(gè)壓電元件(2)位于輪體(21)之上，具體而言是在輥輪(20)的外運(yùn)行表面(1)上，以便測(cè)量壓力和/或測(cè)量地面與輥輪(20)之間的剪切力。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輥輪，其特征在于，有多個(gè)壓電元件(2)分布在輪體(21)的外周。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一所述的輥輪，其特征在于，在軸(9)上設(shè)置有至少一個(gè)壓電元件(2)，特別是設(shè)置在軸懸掛裝置區(qū)域(3)，以便測(cè)量壓力和/或地面與輥輪(20)之間的剪切力和/或由于滾輪子方向變化而引起的旋進(jìn)力。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的輥輪，其特征在于，在軸懸掛裝置(3)和/或輥輪的軸承(8)上至少設(shè)置有一個(gè)壓電元件，用以測(cè)量壓力和/或輥輪與地面之間的剪切力和/或由于輥輪方向的變化而引起的旋進(jìn)力。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輥輪，其特征在于，具有一個(gè)在軸(9)與地面之間延伸的傳感器(11)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輥輪，其特征在于，傳感器(11)與至少一個(gè)測(cè)力計(jì)，具體而言是一個(gè)壓電元件(2)共同作用，以便檢測(cè)輥輪與地面之間的接觸和/或輥輪的觸地方向與運(yùn)動(dòng)器械的使用者的行駛實(shí)際方向之間的夾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的輥輪，其特征在于，傳感器(11)被安裝在設(shè)置在軸懸掛裝置(3)外側(cè)的軸(9)的延長(zhǎng)位置處。
13.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的輥輪，其特征在于，磁鐵(4)和線圈(5)作為發(fā)電機(jī)(14)的部件以模塊形式和輪體成為一體，以發(fā)電機(jī)的軸(19)作為輪的轉(zhuǎn)軸。
14.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的輥輪，其特征在于，電控裝置(7)和輪體成為一體。
15.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的輥輪，其特征在于，其包括一個(gè)用于和另一個(gè)輥輪(20)，具體而言是指另一只冰鞋的輥輪(20)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線電聯(lián)絡(luò)裝置和/或顯示裝置，特別是指腕表形式的顯示裝置，用以顯示所確定的數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求4至15中任一所述的輥輪，其特征在于，用于確定與地面相接觸的裝置包括一用來(lái)記錄描述輥輪的轉(zhuǎn)速的測(cè)量曲線的裝置。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的輥輪，其特征在于，有一相對(duì)于轉(zhuǎn)軸(9)以非轉(zhuǎn)動(dòng)形式插入到輪體(20)的部件(30)，其中部件(30)和用于確定輥輪的轉(zhuǎn)速的裝置(5，7a，7b)可至少部分地被插入。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輥輪，其特征在于，部件(30)由人造樹(shù)脂構(gòu)成，用于確定輥輪轉(zhuǎn)速的裝置被鑄于其中。
19.一種確定行駛量，特別是滾軸冰鞋或滑板的使用者的行駛速度或行駛距離的方法，其特征在于，可以確定至少一個(gè)輥輪(20)的轉(zhuǎn)速以及使用者行駛的實(shí)際方向與至少一個(gè)輥輪的觸地方向之間的夾角。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，輥輪(20)與地面的接觸確定了至少一個(gè)輥輪的轉(zhuǎn)速，以及觸地方向與實(shí)際行駛方向之間的夾角。
21.一種確定行駛于地面的滾軸冰鞋或滑板使用者的行駛量，特別是行駛速度或行駛距離的方法，該方法通過(guò)所述滾軸冰鞋或滑板以至少其一個(gè)輥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度滑過(guò)地面，考慮到輥輪與地面的接觸，這一方法的特征在于描述輥輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量曲線被特別連續(xù)記錄，同時(shí)輥輪與地面的接觸通過(guò)測(cè)量線中的彎點(diǎn)來(lái)確定。
全文摘要
一種用于滾軸冰鞋或滑板的輥輪,其具有一非轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸(9,19),圍繞該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪體,以及測(cè)量輥輪轉(zhuǎn)速的裝置,裝置(2,4,5,10)被設(shè)置在輥輪上,以確定其轉(zhuǎn)速和/或運(yùn)動(dòng)器械使用者的行駛實(shí)際速度。
文檔編號(hào)G01P3/46GK1240369SQ97180676
公開(kāi)日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1997年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月19日
發(fā)明者丹尼爾·格魯斯 申請(qǐng)人:丹尼爾·格魯斯