TWI887860B - 自行車訓練機及自行車訓練機扭矩測量裝置 - Google Patents

Abstract

提供了一自行車訓練機，其具有用以透過一自行車訓練機之一發電機樣式的阻力單元的一定子來直接測量扭矩的一裝置。直接測量可透過將應變量規安置在定位於發電機樣式的阻力單元之一定子與剛性框架附接之相交處的一裝置上來實現。該等應變量規可安置在該定子或其一載體之徑向延伸的輻條上。

Description

自行車訓練機及自行車訓練機扭矩測量裝置

本申請案主張於2022年12月12日申請且題為「自行車訓練機扭矩測量裝置」之美國臨時申請案號63/431,939的利益，其內容係以參照方式全文併入本文中。

本申請案大體上有關於具有一扭矩測量裝置之自行車訓練機、一扭矩元(torque cell)及用以組裝及使用該自行車訓練機之方法。

自行車訓練機在所屬技術領域中是習知的且通常用於一自行車上之靜置室內訓練。動態電子控制或智慧型室內自行車訓練機正成為用於訓練的一流行方法。希望智慧型自行車訓練機可具有與現代傳統自行車相同之功率測量的準確度。

存在多個方法來對自行車訓練機生成阻力。用以生成阻力之兩個流行方法係透過在一從動飛輪(driven flywheel)上使用一渦電流煞車及藉由一電動馬達樣式的發電機阻力裝置來達成。渦電流煞車在相對運動的一傳導材料經過一磁鐵時生成阻力。磁鐵可為永久的，然而，一些智慧型訓練機使用一電磁鐵來變化磁量，因此變化了使用者感受到的阻力。在此等渦電流系統中，供應給電磁鐵的電流量可被用來估計渦電流系統所提供的扭矩。用一準確的步調測量，此扭矩可接著被用來計算騎乘者所供應的功率。

一般的發電機阻力裝置訓練機需要一更複雜的方法來生成阻力， 但仍使用以一電流為基的測量來估計訓練機所提供的扭矩。此外，此扭矩可與一步調一起使用來計算功率。發電機訓練機比渦電流訓練機對於命令的扭矩改變反應更快，導致一更真實的室內騎乘體驗。

本揭露內容提供一訓練機，以及要用於其中或與其一起使用以更準確地測量一自行車訓練機中之扭矩的一裝置。

在一態樣中，一自行車訓練機之一實施例包括：一基座，其界定一旋轉軸線；以及一支撐件，其具有非可旋轉地固定至該基座的一內部分、與該內部分徑向間隔開的一外部分、以及在該內部分與該外部分之間徑向延伸的一第一面構件。一定子連接至該支撐件之該外部分，且包括圓周地間隔開的複數個電磁鐵，其等與該旋轉軸線徑向間隔開。一轉子可旋轉地安裝至該基座，其中該轉子包括：至少一磁鐵，其從該等電磁鐵徑向向外地安置；以及一第二面構件，其與該第一面構件軸向間隔開，其中該轉子可繞著該旋轉軸線相對於該定子旋轉。至少一應變測量裝置係安置在該第一面構件及/或該第二面構件中之一者上。在一實施例中，該應變測量裝置包括一剪應變量規。

在另一態樣中，用於測量施加至一電動馬達之一轉子的一扭矩元之一實施例包括：一徑向外定子附接部分，其組配成用於附接至該電動馬達之一定子；及一徑向內固定部分，其組配成用於以一非旋轉方式穩固該扭矩元。一扭矩測量裝置包括一面構件，其安置在該定子附接部分與該固定部分之間，且連接該定子附接部分及該固定部分。扭矩測量裝置包括至少一應變測量裝置，其組配來測量將該定子附接部分連接至該固定部分的該面構件之一應變。

在又另一態樣中，一自行車訓練機之一實施例包括：一框架，其非可旋轉地支撐界定一旋轉軸線之一軸；及一扭矩元，其具有相對於該軸非可旋轉地固定的一第一內部分、與該第一內部分徑向間隔開的一第一外部分以及 在該第一內部分與該第一外部分之間徑向延伸的一第一環狀腹板。一定子連接至該扭矩元之該第一外部分，且包括圓周地間隔開的複數個電磁鐵，其等與該旋轉軸線徑向間隔開。一轉子包括：一第二內部分，其可旋轉地安裝在該軸上；一第二外部分，其包含從該等電磁鐵徑向向外地安置的複數個磁鐵；以及一第二環狀腹板，其在該第二內部分與該第二外部分之間徑向延伸。至少一應變測量裝置係安置在該第一環狀腹板上。

在一實施例中，提供了一自行車訓練機，其具有用以透過一自行車訓練機之一發電機樣式的阻力單元的一定子來直接測量扭矩的一裝置。直接測量可透過將應變量規安置在定位於發電機樣式的阻力單元之一定子與剛性框架附接之相交處的一裝置上來實現。在各種實施例中，應變量規可安置在定子或其一載體之徑向延伸的輻條處或上。

自行車訓練機、扭矩元以及其使用及組裝之方法的各種實施例係提供優於其他自行車訓練機、扭矩元以及方法的顯著優點。舉例而言且非限制，自行車訓練機、扭矩元及方法係提供應變的直接測量，而不是根據一電流之測量的外插。直接應變測量(例如，併入一發電機阻力系統中)係組合了一真實室內騎乘體驗的益處與可透過一系統中扭矩之直接測量(例如，透過使用應變測量技術)來獲得的增加的功率測量準確度。

前述段落已以大致介紹之方式來提供，且不意欲限制下文所呈現之申請專利範圍的範疇。各種較佳實施例、連同進一步之優點將藉由參照結合隨附圖式的以下詳細說明而得到最佳理解。

4:發電機軸線，旋轉軸線，軸線

37:後齒輪變換裝置

50:自行車

52:車架

54:把手

56:鞍座

58:前輪

60:前叉次總成

64:前驅動鏈，驅動鏈

66:曲柄總成

68:驅動鏈條，滾子鏈，鏈條

70:驅動鏈輪，後飛輪，飛輪

75:曲柄臂

76:踏板

78:前鏈環總成，鏈環總成，驅動輪

81:上部座管，座桿

89:下部車架座管，車架座管

90:後端

91:夾持環

92:後下叉

94:後上叉

98:軸

100:自行車訓練機，訓練機

102:基座

104:訓練機框架，框架

106:調平支撐件，支撐件

108:支撐表面，地面

109:閂件

110,112:板體

114:間隔物

116,150,282,330:緊固件

118,126:足部

120:C形通道

122:後部分

124:U形結構組件

128:臂部

130:握柄

132:圓周邊界，邊界

140:轉子

142:輪轂部分

144:中心開口

146:凸部部分

148:外徑向輪轂

152:內徑向輪轂，輪轂

154:扭矩元

156,280:輪轂

158:軸軸桿，軸桿

160:第一部分

163:第二部分

162:徑向外磁鐵，永久磁鐵，磁鐵

164:定子

166,168:轉子軸承，軸承

170:小氣隙

172:徑向外電磁鐵，定子電磁鐵，電磁鐵

174:載體

176:徑向內框架附接部分，內固定部分，固定部分，內部分

178,266:外部分

180,262,300:面構件

182:內環

184:內部空腔

186,268,291:環狀腹板

188,292:應變測量區段

190:隔離的徑向向外延伸的形貌體，應變測量形貌體

192:應變測量裝置

194:電阻類型剪應變量規，剪應變量規，應變量規

196:傳導條

198:測量格柵，格柵線

200:貫穿開口，開口

203:徑向線

210:電路系統

212:印刷電路板總成，PCBA

214,216:緊固件，螺釘

250:電子組件

260:殼體

264:內部分

270:圓周凸緣，凸緣

272:內表面

290:風扇

298:應變測量形貌體

310:終端

312:花鍵

340:蓋體

360:發電機阻力裝置，驅動單元

362:電氣連接件

A:方向

α:銳角，角度

在閱讀以下結合圖式的說明後，本發明之目的、特徵及優點將變得顯易可見，其中：圖1為一自行車的一側視圖，該自行車耦接至一自行車訓練機之 一實施例，其中一飛輪(cassette)安裝在其上。

圖2為其上沒有安裝有一飛輪的一自行車訓練機之一實施例的一右側立體圖。

圖3為圖2所示之自行車訓練機的一左側立體圖。

圖4為圖2所示之自行車訓練機的一右側視圖。

圖5為圖2所示之自行車訓練機的一左側視圖。

圖6為其上沒有安裝有一飛輪的圖1所示之自行車訓練機的一俯視圖。

圖7為圖6所示之自行車訓練機的一截面圖。

圖8為圖2所示之自行車訓練機之一部分的一截面圖。

圖9A為圖2所示之自行車訓練機之一部分的一分解立體圖。

圖9B為一轉子之一替代實施例的一立體圖。

圖10為一扭矩元之一實施例的一側視圖。

圖11為一扭矩元之另一實施例之一部分的一側視圖。

應理解的是，用語「複數個」於本文使用時意謂兩個或更多。用語「縱向」於本文使用時，意謂或關於一長度或縱向方向。用語「側向」於本文使用時意謂位於、朝向、或以一側對側方向行進。用語「耦接」意謂連接或接合，不論直接地或間接地，例如有一中介構件，且不要求該接合為固定或永久的，儘管其可為固定或永久的。用語「第一」、「第二」等，如於本文使用時，並非意欲分派給如此稱呼的一特定組件，而單純是以所述數值順序來提及此等組件，意謂被稱呼為「第一」的一組件稍後可為一「第二」此等組件，取決於其被提及的順序。亦應理解的是，「第一」及「第二」之稱呼未必意謂如此稱呼的兩個組件或量值是不同的，意謂例如一第一方向可與一第二方向相 同，每一者可簡單施用於不同組件。用語「上」、「下」、「後」、「前」、「頭」、「尾」、「直立」、「水平」、「右」、「左」、「內側」、「外側」及其變化或衍生詞，係指圖1中所示一範例性自行車50的定向，其係以一使用者坐在其上的視角而言，例如，一「內側」組件或特徵係更接近於在一方向A上延伸之自行車之一直立中間平面。用語「橫越」意謂非平行的。用語「外」及「向外」係指面向遠離一集中位置的一方向或特徵，例如，短語「徑向向外」、「徑向方向」及/或其衍生詞係指偏離例如如圖2所示之轉子的一旋轉軸線4之一集中位置的一特徵。反之，用語「朝內」及「向內」係指面向該集中或內部區位的一方向。用語「次總成」係指複數個組件的一總成，而次總成能夠進一步組裝成其他次總成及/或諸如自行車訓練機之一最終總成。

圖1例示一人力載具的一範例。在此範例中，該載具為自行車50的一可能類型，諸如一公路自行車。該自行車50具有一車架52、靠近該車架之一前端的把手54、及用以支撐一騎乘者於該車架之一頂部上方的一座椅或鞍座56。該自行車50亦具有由支撐該車架之前端的一前叉次總成60所承載的一第一或前輪58。該自行車50亦具有該車架之一後端90，其原本由一後輪支撐，但在此實施例中是由一自行車訓練機100支撐。該後端可包括一對後下叉(chain stay)92及一對後上叉(seat stay)94。該自行車50亦具有一驅動鏈64，其具有一曲柄總成66，該曲柄總成66經由一滾子鏈68操作式地耦接至一後飛輪70或一從動鏈輪總成，該後飛輪70或該從動鏈輪總成可旋轉地安裝在從該訓練機向外延伸且界定旋轉軸線4的一軸98上。該曲柄總成66包括至少一個，且一般是兩個曲柄臂75及踏板76，連同一前鏈環總成78或一驅動鏈輪總成一起。一曲柄心軸或軸桿可連接該等兩個曲柄臂。該曲柄軸桿係界定出該鏈環總成78的一中心旋轉軸線。該曲柄總成66亦可包括其他組件。

一後齒輪變換裝置37，諸如一變速器，係安裝在車架之後端90 處，用以移動滾子鏈68遍行於飛輪70的不同鏈輪之間。在一實施例中，一前齒輪變換裝置(未示出)，諸如一變速器，可設置來移動該鏈條68遍行於鏈環總成的多個鏈輪之間。在所例示之範例中，鞍座56被支撐於一座桿81上，其具有被接收於車架之一車架座管89之一頂部中的一端部部分。一夾持環91可被收緊，用以將上部座管81穩固至下部車架座管89。

如圖1-7所示，自行車訓練機100包括一基座102，其具有一框架104以及一調平支撐件106，該調平支撐件106銜接地面108或其他支撐表面且支撐該框架。在一實施例中，該框架104包括側向間隔開且直向定向的一對板體110、112。組配為一腹板的一間隔物114係安置於該等板體110、112之間，其等用複數個緊固件116來穩固至彼此及該間隔物114。該框架104之一前部分包括銜接地面的一足部118。該框架之一後部分係組配為一C形通道120，其環繞調平支撐件106之一後部分122安置。該調平支撐件106可包括一U形結構組件124，其具有一對間隔開的臂部128，該等臂部128在其等之間界定一間隙，其中一對高度可調整的足部126係安置在該支撐件之前部及後部中之每一者處。足部118(其為高度可調整的足部)係安置在該等臂部128之間的空間中。高度可調整的足部118、126可被調整，例如藉由旋轉與從該足部延伸的一軸桿螺紋式銜接的一螺母，或反之亦然。以此方式，該調平支撐件106之前及後部分，或框架104之前部分，係可被直向地調整以使得基座水平地位於支撐表面108上。一對閂件109包括一致動旋鈕，其可被抓持及拉動以將該調平支撐件106從框架104釋放，其可在一折疊與部署位置之間轉動。每一閂件109可銜接在該C形通道120中之一或多個開口，以固定框架104與支撐件106之間的旋轉。

一握柄130可耦接至框架，例如圖2所示之間隔物114，並且向前且在自行車訓練機100之重心上方延伸。在其他實施例中，該握柄130可附接至板體中之一者或兩者及/或至間隔物。在訓練機右側的板體110連同間隔物114可 具有具一凹狀形狀的一圓周邊界132，其構形成與一轉子140之一外圓周表面134徑向間隔開，該轉子140係可旋轉地安裝在軸上且可環繞該軸旋轉。該邊界132可為平滑的，如圖1所示，或者可組配有複數個線形段，如圖2所示。

在一實施例中，軸98係非可旋轉地固定至框架104，且特別是至框架左側的板體112之輪轂部分142，其中該輪轂部分142具有一中心開口144，其接收該軸的一凸部部分146，如圖3及5所示。參看圖9A，該軸98包括一外徑向輪轂148，其固定地耦接至框架之輪轂部分，例如用諸如螺栓的複數個緊固件150。輪轂可替代地用其他連接器來直接固定至框架，諸如熔接及類似者。該軸98包括一內徑向輪轂152，其非可旋轉地固定至組配為一輪轂156的一扭矩元154之內部分，以使得該內部分或輪轂係非可旋轉地連接至輪轂152及框架104。該軸98進一步包括一軸桿158，其從輪轂側向地延伸且界定旋轉軸線。該軸桿158可具有具不同直徑的第一及第二部分160、163。

參看圖2-9A，訓練機100包括一發電機阻力裝置360或驅動單元，其主要包括若干部件：例如轉子140，其組配有固定的磁鐵162；一定子164，其組配有可變化強度的電磁鐵172；及軸98，其組配有軸承166、168來支撐該轉子140及其繞著旋轉軸線4的旋轉。如圖6及7所示，一蓋體340可連接至框架以覆蓋該驅動單元360且特別是該定子164。該發電機之該轉子140透過自行車驅動鏈64來接收一騎乘者之機械輸入。舉例而言，包括踏板76、曲柄臂75及驅動輪78或驅動鏈輪70的前驅動鏈64，係使用連續的驅動鏈條68或條帶來連接至自行車訓練機之一從動阻力應用系統。在本文之實施例中，阻力應用系統包括發電機類型阻力裝置，但亦可包括一渦煞車系統。轉子包括至少一永久磁鐵，且可包括如圖3、5及7所示之複數個永久磁鐵162，其等藉由一小氣隙170而與定子分開。轉子140環繞定子164旋轉，該定子為靜置的且旋轉地固定至框架104。轉子140上之移動的永久磁鐵162與定子上之靜置的電磁鐵172的相互作 用，係生成騎乘者透過驅動鏈所經受的阻力。控制提供給定子164之電磁鐵172的能量係允許控制透過驅動鏈提供給騎乘者的阻力。此負載路徑允許在框架104與定子164之介面處的直接扭矩測量，其在與使用者步調配對時，將允許準確的使用者功率輸入計算。

在所例示之實施例中，定子164係用一扭矩元154來非可旋轉地連接至框架104。該扭矩元154包括一載體174，該載體174具有一內固定部分176，其非可旋轉地固定至基座102或其框架104部分，例如在一實施例中藉由軸98。該扭矩元154及內部分或固定部分176係具有一中心軸線，其與軸98所界定的旋轉軸線4重合。應理解，該扭矩元154或載體174可直接附接至框架104，例如用緊固件、突耳、熔接或其他緊固系統將內固定部分176直接穩固至板體112。該扭矩元154或載體174包含：一外部分178，其與內部分176徑向間隔開；及一面構件180，其在該內部分與該外部分之間徑向延伸。該外部分178連接至定子164，例如至該定子之一內環182的一側，其界定一內部空腔184。在一實施例中，該面構件180係由一環狀腹板186所界定，該環狀腹板186定位成正交於旋轉軸線4。該面構件180可具有相對的內及外表面。該環狀腹板186包括一應變測量區段188，其例如被界定於該等內與外部分176、178之間。該應變測量區段包括一或多個應變測量形貌體190，其等可圓周地間隔開。在一實施例中，該等應變測量形貌體190係形成於在定子164與框架附接位置之間(例如，在內與外部分176、178之間)的徑向應變區中，用以提供應變測量裝置192之定位，來偵測及/或量化由於施加在定子之徑向外電磁鐵172與徑向內框架附接部分176之間的扭矩所致之徑向應變區的機械形變。舉例而言，該等應變測量裝置192可為附接至該等應變測量形貌體190的電阻類型剪應變量規194。該等應變測量裝置192可附接至該面構件180之任一側(內或外表面)。當附接至一內或內部表面時，應變測量裝置可受保護，其可防止該裝置損壞。在例如圖11 所示之一實施例中，該剪應變量規194係組配為界定平行之格柵線198的一傳導條196，其中該等格柵線係以相對於一半徑或從旋轉軸線4徑向延伸之一徑向線203在30與60度之間的一銳角α定向。在一實施例中，角度α為45度。在一實施例中，該剪應變量規194係組配來測量由轉子140施加至定子164之120Nm或更小的一最大扭矩，且在一實施例中，該剪應變量規係組配來測量80Nm或更小的一最大扭矩。

在所例示之實施例中，應變測量形貌體190為隔離的徑向向外延伸的形貌體，其等連接徑向內與外部件。該等隔離的徑向向外延伸的形貌體190可藉由空位(其可為貫穿開口200或凹部)圓周地分開，且在圓周地間隔開的該等開口200之間形成輻條。在一實施例中，載體174可連接至框架104及定子164，且包括應變測量區。該載體174亦可包括相關聯的電路系統210，用於處理量規信號以輸出與跨越該載體所施加之扭矩成比例的一扭矩信號。在一實施例中，該載體174係定大小及構形成使用諸如螺栓、鉚釘等之緊固件來附接至定子164之電磁鐵攜載部分。在另一實施例中，應變測量區段或載體174可一體成形或以其他方式永久地附接，成為定子164之一部分。

定子164透過一或多個連接件來非可旋轉地附貼至框架104。舉例而言，在一實施例中，支撐轉子軸承166、168的軸98係用螺栓附接至訓練機框架104。具有佈線至一印刷電路板總成(「PCBA」)212之應變量規194的扭矩元154，係接著連接至軸98及定子164，例如用螺栓或螺釘216、214。此扭矩元154不僅支撐定子164以維持轉子140自由地繞著軸線4轉動所需的小氣隙170，而且還可測量發電機中正受到抵抗的扭矩。在所例示之實施例中，扭矩元154在一載體配置中係徑向上在定子164與訓練機框架104附接結構之間附接至該定子。在所例示之實施例中，緊固件214、216係用於此附接。在其他實施例中，扭矩元154可永久地附接至定子164，例如藉由熔接或黏著劑，或者與定子一起 形成為一單個整合部件。

在所例示之實施例中，扭矩元154使用剪應變量規194來測量透過訓練機之阻力施加裝置的定子164所施加的扭矩。在所展示之實施例中，具有電路系統的PCBA 212係組配來處理由該剪應變量規194所提供之信號，以提供與透過該扭矩元154的一所測量扭矩成比例的一扭矩信號。應變量規可用電氣連接件362(例如，導線)來連接至PCBA，如圖11所示。PCBA能以一方式穩固至扭矩元，以使得它吸收任何剪力，例如如安置在開口中之一者上方並用一單個緊固件330穩固。在所例示之組態中，各具有兩個測量格柵198的四個剪應變量規194係定向成在扭矩元154上相隔90度，以在環繞發電機軸線4上提供4倍徑向對稱性。可能可使用更少量規。舉例而言，在一實施例中，可使用一單個剪應變量規194。四個應變量規194可允許一更健全的測量，其係藉由提供兩個分開的測量電路，其中兩個相對的量規在一測量電路中，且另外兩個相對的量規在另一測量電路中。此冗餘可藉由允許該等測量電路之間的一所測量扭矩比較，來提供在測量準確性上的額外可信度。替代地，所有四個應變量規194可使用於相同測量電路中，而沒有冗餘。此一系統可對於在一轉子之整個一圈旋轉中具有一貫可變扭矩施加的一系統可為有用的。

阻力裝置包括電子器件，其亦可包括一印刷電路板(「PCB」)，例如由所例示之扭矩元支撐之PCBA。PCB可包括、支撐及/或電氣連接各種電子組件，包括例如一處理器、一記憶體、一或多個通訊裝置(例如，一無線發送器、天線)及/或其他電子組件。處理器可與電子組件250(例如，一或多個通訊裝置)通訊。電子組件可在訓練機裝置內部且安置於其上，或者電子組件250可在訓練機外部，例如安置在一自行車之一把手總成上，該自行車耦接有或以其他方式配對有智慧型訓練機裝置。阻力裝置之一或多個通訊裝置可與把手總成及/或訓練機之其他模組的一或多個通訊裝置配對，或者可為一智慧型電話、平 板及/或其他電腦。電力及/或資料可透過一插塞或終端310供應至訓練機。舉例而言且非限制，電力可透過一終端310供應，而資料可無線地或透過可配置在PCBA上的一乙太網路埠及/或USB-C埠傳輸。

如圖9A及9B所示，轉子140包括一殼體260，該殼體260組配有一面構件262，其在一內部分264與一外部分266之間徑向延伸，其中該面構件係與扭矩元154之面構件180軸向間隔開。在一實施例中，該面構件262係由一環狀腹板268界定，該環狀腹板268定位成正交於旋轉軸線4。轉子140進一步包括一圓周凸緣270且進一步界定外部分266，該圓周凸緣270正交於該環狀腹板延伸且環繞定子。至少一磁鐵162且在一實施例中是複數個永久磁鐵162，係以與定子電磁鐵172徑向間隔開的關係，來連接至該凸緣270之一內表面272且由該凸緣270支撐。在一實施例中，轉子140包括一輪轂280，其連接至殼體之內部分264，例如用複數個緊固件282。在其他實施例中，殼體及輪轂可一體成形。輪轂280用軸承166、168被支撐在軸軸桿158的第一及第二部分160、163上。一風扇290連接至輪轂280，且與轉子140一起在定子之內部空腔184中旋轉。風扇290係以與轉子相同的速度旋轉，以幫助抽取空氣通過定子164以供冷卻。如上所述，飛輪70係非可旋轉地固定至轉子140，例如藉由附接至該轉子的一花鍵312，且被軸98可旋轉地支撐，以使得藉由使用者輸入至驅動鏈64之該飛輪70的旋轉係藉此使該飛輪70及該轉子140繞著旋轉軸線4旋轉。在其他實施例中，飛輪能非可旋轉地固定至軸，其由框架可旋轉地支撐，例如其中扭矩元直接連接框架。

在圖9B所示之一實施例中，界定一面構件300的環狀腹板291可包括一應變測量區段292，其例如界定於內與外部分264、266之間。應變測量區段亦可包括一或多個應變測量形貌體298。在一實施例中，應變測量形貌體係形成於在軸98與永久磁鐵162之間(例如，在內與外部分264、266之間)的徑向 應變區中，用以提供應變測量裝置192之定位，來偵測及/或量化由於施加在連接至飛輪之徑向內部分264與徑向外磁鐵162之間的扭矩所致之該徑向應變區的機械形變，該等徑向外磁鐵162受到定子電磁鐵172的作用。舉例而言，該等應變測量裝置可為附接至該等應變測量形貌體的電阻類型剪應變量規194。在其他實施例中，面構件300可沒有包括任何應變測量形貌體，而是將應變測量裝置192簡單地應用於該面構件。應理解，在任何實施例中，應變測量裝置可應用於面構件300之內或外表面。

在又另一實施例中，扭矩元154及轉子140兩者皆可組配有提供扭矩資訊的應變測量裝置192。此外，應理解，具有具電磁鐵之一非可旋轉組件的系統及自行車訓練機、具有可相對於該非可旋轉組件旋轉之一磁鐵的一可旋轉組件、以及例如剪應變量規的應變測量裝置係可涵蓋渦電流煞車系統以及發電機訓練機。

阻力裝置或訓練機之處理器可判定要由一電源提供給該阻力裝置之定子的電磁鐵172的一電力，來控制提供給驅動鏈的阻力。

舉例而言，處理器可基於一使用者輸入(例如，響應於使用者按壓把手總成或其他使用者介面處的一阻力增加按鈕所產生者)來判定要提供的電力，且指示經由PCB電氣連接至該處理器的一通訊裝置，將所判定之電力傳輸給與該電源及/或組配來控制給電磁鐵之電流的一控制器相關聯的一通訊裝置(例如，一無線發送器、天線)。旋轉阻力的量可因此基於在例如把手總成或其他使用者介面處的使用者輸入或透過其他程式或裝置來控制，以提供所欲阻力輪廓。

本文所說明之實施例的例示意欲提供對各種實施例之結構的一大致理解。該等例示並不意欲充當對利用本文所說明之結構或方法的設備及系統之所有元件及特徵的一完整說明。在審閱本揭露內容之後，對熟習此技藝者而 言許多其他實施例將是顯易可見的。可利用及自本揭露內容導出其他實施例，以使得可進行結構及邏輯的代換及改變，而沒有脫離本揭露內容之範疇。另外，該等例示僅為代表性，且可能未按比例繪製。在該等例示中的某些比例可被放大，其他比例可被最小化。據此，本揭露內容及圖式係要視為例示性而非限制性。

雖然此說明書含有許多細節，但這些不應被解釋為對本發明之範疇或可主張內容的限制，而是針對本發明之特定實施例之特徵的說明。在此說明書中在分開的實施例之上下文中所說明的某些特徵，亦可組合實行於一單一實施例中。相反地，在一單一實施例之上下文中所說明的各種特徵，亦可單獨地或按任何合適子組合實行於多個實施例中。再者，雖然特徵可能在上文說明為按某些組合作用且甚至一開始如此主張，但來自一所主張之組合的一或多個特徵，在一些情況下可自該組合刪去，且該所主張之組合可針對一子組合或一子組合之變化。

相似地，雖然操作及/或動作以一特定順序在圖式中被繪示及在本文中被說明，但不應將此理解為，要求以所示之特定順序或依次序順序來施行此等操作，或是施行所有例示之操作以達成期望的結果。在某些情形中，多工及平行處理可為有利的。再者，在上文說明之實施例中之各種系統組件的分離，不應被理解為在所有實施例中要求此等分離，且應理解的是，任何所說明之程式組件及系統可大體上一起整合於一單個軟體產品中或封裝進多個軟體產品內。

在本文中能以用語「發明」來個別地及/或統合地稱呼本揭露內容的一或多個實施例，其僅出於方便且不意欲將此申請案之範疇自願地限制於任何特定發明或發明概念。再者，雖然本文已例示及說明特定實施例，但應理解的是，經設計來達成相同或相似目的之任何後續配置可代換所示之特定實施 例。此揭露內容意欲涵蓋各種實施例的任何及所有後續調適或變化。在審閱該說明後，以上實施例的組合及本文中未具體說明的其他實施例對熟習此技術者是顯易可見的。

意欲前述詳細說明被視為例示性而非限制性，且應理解的是，以下請求項，包括所有等效內容，係意欲界定本發明之範疇。不應將請求項理解為限於所說明之順序或元件，除非經陳述為此意。因此，落在以下請求項及其等效內容之範疇及精神內的所有實施例均被主張為本發明。

4:發電機軸線,旋轉軸線,軸線 98:軸 100:自行車訓練機,訓練機 102:基座 104:訓練機框架,框架 106:調平支撐件,支撐件 108:支撐表面,地面 109:閂件 110,112:板體 114:間隔物 118,126:足部 120:C形通道 122:後部分 124:U形結構組件 130:握柄 132:圓周邊界,邊界 140:轉子 262:面構件 264:內部分 266:外部分 268:環狀腹板 270:圓周凸緣,凸緣 282:緊固件 360:發電機阻力裝置,驅動單元

Claims (20)

1. 一種自行車訓練機，其包含： 一基座，其界定一旋轉軸線； 一載體，其具有非可旋轉地固定至該基座的一內部分、與該內部分徑向間隔開的一外部分以及在該內部分與該外部分之間徑向延伸的一第一面構件； 一定子，其連接至該載體之該外部分，且包含圓周地間隔開的複數個電磁鐵，其等與該旋轉軸線徑向間隔開； 一轉子，其可旋轉地安裝至該基座，其中該轉子包含：至少一磁鐵，其從該等電磁鐵徑向向外地安置；以及一第二面構件，其與該第一面構件軸向間隔開，且其中該轉子可繞著該旋轉軸線相對於該定子旋轉；以及 至少一應變測量裝置，其安置在該第一面構件及/或該第二面構件中之一者上。
2. 如請求項1之自行車訓練機，其中該基座包含界定該旋轉軸線的一軸，其中該載體係連接至該軸，且其中該轉子由該軸可旋轉地支撐。
3. 如請求項1之自行車訓練機，其中該至少一應變測量裝置包含至少一剪應變量規。
4. 如請求項3之自行車訓練機，其中該至少一剪應變量規係安置在該第一面構件上。
5. 如請求項4之自行車訓練機，其中該第一面構件由定位成正交於該旋轉軸線之一環狀腹板所界定。
6. 如請求項5之自行車訓練機，其中該環狀腹板包含至少一應變測量形貌體，其中該至少一剪應變量規係安置在該至少一應變測量形貌體上。
7. 如請求項6之自行車訓練機，其中該環狀腹板包含圓周地間隔開的複數個應變測量形貌體，且其中該至少一剪應變量規包含複數個剪應變量規，其等分別安置在該等複數個應變測量形貌體上。
8. 如請求項7之自行車訓練機，其中該等複數個應變測量形貌體包含複數個輻條，其等界定在圓周地間隔開的開口之間。
9. 如請求項3之自行車訓練機，其中該剪應變量規包含界定平行之格柵線的一傳導條，其中該等格柵線係以相對於從該旋轉軸線徑向延伸之一線在30與60度之間的一銳角定向。
10. 如請求項3之自行車訓練機，其中該剪應變量規係組配來測量由該轉子施加至該定子之120 Nm或更小的一最大扭矩。
11. 如請求項7之自行車訓練機，其中該等複數個剪應變量規係配置在分開的第一測量電路及第二測量電路中，其中該第一測量電路及該第二測量電路中之每一者包含該等剪應變量規中之至少一對。
12. 如請求項3之自行車訓練機，其進一步包含一印刷電路板總成，該印刷電路板總成安裝在該載體及/或該轉子上且電氣連接至該至少一剪應變量規，其中該印刷電路板總成係組配來處理由該至少一剪應變量規所提供的一信號，以提供與由該轉子施加給該載體的一所測量扭矩成比例的一扭矩信號。
13. 如請求項2之自行車訓練機，其中該基座包含一框架，且其中該軸係非可旋轉地固定至該框架且包含一第一輪轂，且其中該載體之該內部分包含非可旋轉地連接至該第一輪轂的一第二輪轂。
14. 一種用於測量施加至一自行車訓練機之一轉子之扭矩的一扭矩元，該扭矩元包含： 一徑向外定子附接部分，其組配成用於附接至該電動馬達之一定子； 一徑向內固定部分，其組配成用於以一非旋轉方式穩固該扭矩元；以及 一扭矩測量裝置，其包含一面構件，該面構件安置在該定子附接部分與該固定部分之間，且連接該定子附接部分及該固定部分，該扭矩測量裝置包括至少一應變測量裝置，其組配來測量將該定子附接部分連接至該固定部分的該面構件之一應變。
15. 如請求項14之扭矩元，其中該至少一應變測量裝置包含至少一剪應變量規。
16. 如請求項15之扭矩元，其中該面構件包含一環狀腹板，其界定至少一應變測量形貌體，其中該至少一剪應變量規係安置在該應變測量形貌體上。
17. 如請求項16之扭矩元，其中該環狀腹板包含圓周地間隔開的複數個應變測量形貌體，且其中該至少一剪應變量規包含複數個剪應變量規，其等分別安置在該等複數個應變測量形貌體上。
18. 如請求項17之扭矩元，其中該等複數個剪應變量規係配置在分開的第一測量電路及第二測量電路中，其中該第一測量電路及該第二測量電路中之每一者包含該等剪應變量規中之至少一對。
19. 如請求項15之扭矩元，其中該至少一剪應變量規包含界定平行之格柵線的一傳導條，其中該等格柵線係以相對於從該固定部分之一中心軸線徑向延伸之一線在30與60度之間的一銳角定向。
20. 如請求項17之扭矩元，其進一步包含一印刷電路板總成，該印刷電路板總成安裝在該面構件上且電氣連接至該至少一剪應變量規，其中該印刷電路板總成係組配來處理由該至少一剪應變量規所提供的一信號，以提供與施加給該扭矩元的一所測量扭矩成比例的一扭矩信號。