具有声音反馈的自行车和方法与流程

具有声音反馈的自行车和方法
[0001]
本发明涉及一种具有声音反馈的自行车。此外，本发明涉及一种由根据一个或更多个前述权利要求的自行车提供至少一个反馈的方法。
[0002]
自行车是从一种纯粹的机械设备向一种带有机电和电子部件的设备发展的。近年来，自行车已经配备有例如内置移动通信技术，用于能够通过这种移动通信技术来跟踪自行车。此外，带有电动马达的自行车的数量正在增加，并且已知带有显示速度的显示器。本发明人已经注意到与以这种方式显示速度相关的缺点。
[0003]
为了提供新的可能性，本发明提供了一种带有反馈的自行车，该自行车包括：
[0004]
管组件，包括具有相互固定的管元件的框架和例如转向管和车把的可移动的管元件，
[0005]
自行车的至少一个子系统，用于向自行车提供相应的功能，
[0006]
控制单元，用于与自行车的至少一个子系统进行功能交互，该控制单元包括：
[0007]
接收装置，用于接收至少一个子系统的至少一个状态信号，
[0008]
处理装置，例如包括处理单元，用于处理至少一个状态信号，以及
[0009]
用于输出至少一个输出信号的输出装置，该自行车还包括：
[0010]
声音系统，包括用于输出声音的扬声器，
[0011]
电源，例如电池，用于向控制单元并且进一步优选地向至少一个子系统，进一步优选地向声音系统提供电力，其中：
[0012]
该声音系统被设置用于基于至少一个子系统的至少一个状态信号输出声音作为声音反馈。
[0013]
因此，根据本发明的这种自行车基于来自自行车的其他子系统的信号提供听觉反馈。因此，用户有可能接收到与这些子系统相关的信息。除了用户之外，其他人也可以感知这样的信息。因此，例如可以向用户提供声音警告，也可以向正在偷自行车的人或至少试图偷自行车的人提供声音警告。
[0014]
根据第一优选实施例，扬声器布置在管组件中。管组件中的这种布置为扬声器提供了高度的坚固性。其另一个优点是，对声音的感知提供了体验声音的一个方面，就好像声音是从自行车发出的一样。这样，自行车和声音之间的耦合体验就产生了。
[0015]
进一步优选地，声音子系统包括放大器。由此，可以控制音量，音量从适合于对自行车的人或自行车旁边的人的反馈的音量变化到适合于在几米、几十米或几百米的距离上提供反馈(例如警报)的反馈的音量，至少对于人耳或对其布置的麦克风是可感知的。
[0016]
根据另一个优选实施例，控制单元、至少一个子系统和声音子系统中的至少一个布置在盒子中，其中盒子优选可布置在管组件中。由此，有利地提供了控制单元的单元和多个子系统以及声音系统可作为整体布置在自行车的管元件中。这对组装和修理方面是有利的。此外，布置在盒中的所有元件的耐久性通过元件的相互布置的增加的可靠性而增加。在这种盒子布置在自行车的管元件中的情况下，这种布置在积极的意义上有助于盒子及其内容物在自行车寿命期间的耐用性，因为它受到盒子的保护。
[0017]
为了由自行车的用户产生信号，例如铃声信号或喇叭信号，自行车还优选地包括
子系统，其中至少一个子系统中的一个包括铃按钮或喇叭按钮，其优选地布置在车把中或车把处。正因为如此，根据本发明的声音系统被有利地用作设置在车把上的传统机械铃的替代物。自行车的铃铛是一个脆弱的部分。由于车把上的铃铛容易损坏，过去它被安装在自行车的其他部件上。声音系统的声音提供功能有利地为铃铛的易损性的老问题提供了非常稳健的解决方案，特别是布置在自行车的管或其他坚固外壳中的情况下。
[0018]
根据另一优选实施例，所述至少一个子系统中的一个是与阻碍自行车运行的锁的状态相关的传感器，该锁例如是机械锁、点火锁功能或用于控制单元和/或自行车的电驱动马达的点火锁，进一步优选地，其中锁、点火锁功能和/或点火锁布置在管组件中，被配置用于向控制单元提供状态信号，例如用于反馈的目的。通过根据这些优选实施例的这些特征，实现了声音反馈作为警报的应用。例如，在锁提供诸如锁状态、锁被锁定以及自行车正在被操纵的状态的情况下，可以提供声音警报。
[0019]
进一步优选地，所述至少一个子系统中的一个是交流发电机，例如前轮交流发电机，例如轮毂交流发电机，该交流发电机被设置用于向控制单元提供状态信号，例如用于反馈的目的。这种交流发电机提供的特征是，在车轮旋转的情况下提供信号，在这种情况下车轮是前轮，但是也可以设想后轮。旋转交流发电机显然提供电流。锁已锁定且车轮仍在转动的信号组合会导致提供警报的指示。
[0020]
导致提供警报的信号组合的另一种方式涉及一个优选实施例，其中至少一个子系统中的一个包括g力传感器或运动传感器，该g力传感器或运动传感器优选设置在管组件中，进一步优选设置在根据本发明的盒子中。如果锁指示其被锁定的状态，并且g力传感器或运动传感器指示自行车的运动，这将产生报警指示。可以预见，在交流发电机旋转和运动传感器运动的情况下，以及锁被锁定的状态下，都会引起警报。
[0021]
根据另一优选实施例，至少一个子系统中的一个包括照明子系统，该照明子系统包括前灯和/或尾灯，优选地，其中前灯和/或尾灯布置在作为管组件的一部分的顶部管的相应头端中，布置成用于向控制单元提供状态信号，例如用于反馈的目的。这样的优选实施例提供的优点是，除了通过噪声报警的方式报警之外，还可以基于自行车的其它子系统通过这种照明方式报警。这里的概念是，如果一个偷东西的人和发出响亮的警报和闪烁的灯的一辆自行车(最好还有一个后轮从地面上抬起来)一起移动，这会给其他人一种紧迫感。仅仅是这种紧迫感的前景，就不得不让打算偷窃的人避免这种偷窃，或者至少在偷窃者理解了吸引人注意的这些方式的情况下，会使这个人停止进行偷窃行为。
[0022]
根据另一优选实施例，至少一个子系统中的至少一个包括用于短距离网络的收发器，例如蓝牙，收发器进一步优选地布置在管组件中，进一步优选地布置在根据本发明的盒子中。由此，有利的是，在这种情况下，可以通过短距离网络(例如蓝牙)向设备(例如电话)提供反馈。这样，自行车的书写者可以通过其输出设备获得触发其电话的反馈。
[0023]
为了进一步反馈的目的，一个子系统中的至少一个优选地包括用于蜂窝网络或移动电话网络的收发器，收发器优选地布置在管组件中，进一步优选地布置在根据本发明的盒子中。由此，有利地提供了经由这种网络向自行车用户或用于跟踪自行车的跟踪系统提供反馈。进一步优选地，所述至少一个子系统中的一个包括充电连接器，该充电连接器用于与电源连接，优选地包括usb连接器和/或与自行车的驱动电池耦合。
[0024]
进一步优选地，所述至少一个子系统中的一个包括优选地布置在管元件中的驱动
电池，以及用于驱动自行车的驱动引擎，该驱动引擎被布置用于向控制单元提供电池状态信号，例如用于反馈的目的。由此，有利地实现了能够基于电池状态信号提供声音反馈。
[0025]
根据另一优选实施例，至少一个子系统之一包括用于处理和/或存储声音信号的系统。该优选实施例提供的优点是适配的声音信号是可应用的、可处理的和可存储的。因此，例如还可以通过与控制单元相关的固件更新或软件更新来改变搜索声音信号。可选地，由此用户可以添加、处理和存储自己的声音文件，例如通过用于短程或中程的网络连接，例如通过移动电话上的应用或文件传输。
[0026]
根据另一优选实施例，所述至少一个子系统中的一个包括光传感器，该光传感器优选地被布置用于记录环境光，被布置用于向控制单元提供状态信号，例如为了反馈的目的，其中该光传感器进一步优选地被布置在自行车的前灯或尾灯中。进一步优选地，所述至少一个子系统包括温度传感器，该温度传感器优选地被设置用于记录环境温度，被设置用于向控制单元提供状态信号，例如为了反馈的目的。
[0027]
根据另一优选实施例，所述至少一个子系统中的一个包括gps接收器，其被设置用于向控制单元提供状态信号，例如用于反馈的目的。
[0028]
根据另一优选实施例，自行车包括麦克风，用于向控制单元提供环境声音信号，以记录或中继该信号。这样的优选实施例提供了这样的优点，即可以基于从环境感知的声音来提供声音反馈。
[0029]
进一步优选地，自行车包括用于检测声音存在的处理装置，处理装置优选地包括用于将声音反馈的音量调节到检测到的环境声音的调节装置，其中进一步优选地，声音反馈的音量与检测到的声音的音量正相关。由此，有利的是，可以在周围环境中具有多个声级的情况下，以基本相等质量感知来自自行车的声音反馈。
[0030]
进一步优选地，自行车包括体现为语音分析装置的生物传感器，该生物传感器用于从声音信号中识别语音和/或独特的声音，例如自行车合法所有者的声音，优选地用于汇编语音状态信号，优选地包括用于在识别的情况下提供声音反馈的反馈装置。由此，提供了自行车的合法用户可由生物传感器识别，并由此提供反馈。
[0031]
根据另一优选实施例，自行车包括语音分析单元，该语音分析单元用于根据声音信号将语音指令识别为操作自行车或其控制单元的操作指令，优选地包括用于在识别的情况下提供声音反馈的反馈装置。由此，有利地实现了提供与语音指令识别相关的声音反馈。
[0032]
更优选地，自行车还包括生物传感器，该生物传感器优选地是用于提供生物传感器状态信号的指纹传感器，优选地包括用于在识别的情况下提供声音反馈的反馈装置。由此，有利地实现了通过生物测定呼叫传感器提供与识别相关的声音反馈。
[0033]
对于这样的优选实施例，除了基于识别的声音反馈之外，基于非识别的声音反馈也是重要的。因此，用户被直接告知预期识别失败。这样，每次都以肯定的方式提供声音反馈，同时也以否定的方式提供声音反馈。
[0034]
根据本发明的另一方面涉及一种从根据前述权利要求中的一项或更多项的自行车提供至少一个反馈的方法，该方法包括以下步骤：
[0035]
由控制单元从至少一个子系统之一接收与反馈相关的至少一个状态信号，
[0036]
基于至少一个状态信号，由控制单元汇编与反馈相关的至少一个输出信号，
[0037]
在反馈涉及声音反馈的情况下，向声音子系统提供与反馈相关的声音输出信号。
[0038]
通过这一方面，如结合根据本发明的其他方面所指出的，提供了优点。
[0039]
根据优选实施例，该方法包括以下步骤：在反馈包括光反馈的情况下，包括朝向显示器、前灯和/或尾灯的与反馈相关的光输出信号。因此，通过例如可识别的闪烁来有利地提供反馈。作为进一步的优点，提供了这种光输出信号将注意力引向工作，并且还输出声音反馈信号。进一步优选地，该方法包括以下步骤：
[0040]
接收状态信号作为确定警报状态的输入，以及
[0041]
根据警报状态汇编警报解决输出信号。进一步优选地，由此提供的形成警报输出信号的步骤包括形成取决于警报状态的等级的不同警报声音输出信号的步骤，例如用于警告人的低强度警报或用于警告环境的高强度警报。
[0042]
进一步优选地，提供步骤用于：
[0043]
接收交流发电机的状态，例如通过控制单元间接检测来自交流发电机的充电电流，
[0044]
基于交流发电机的状态调整警报状态，
[0045]
根据调整后的警报状态，汇编调整后的警报声音输出信号。进一步优选地，提供基于警报状态或调整后的警报状态来汇编警报光输出信号的步骤。
[0046]
根据另一个优选实施例，该方法包括接收铃按钮或喇叭按钮的状态的步骤，用于基于该状态提供与铃功能或喇叭功能相关的声音输出信号。这样，通过控制单元和声音系统以用户友好的方式输出铃声信号或喇叭信号的选项被有利地提供。
[0047]
根据本发明的另一方面涉及一种具有声音反馈的自行车，该自行车包括：
[0048]
管组件，其包括具有相互固定的管元件的框架和例如转向销和车把的可移动的管元件，
[0049]
用于提供自行车听觉声音反馈的声源，
[0050]
电池，其用于向声源供电，
[0051]
其中声源可被致动以基于输入信号输出声音，该输入信号源自以下至少一个：
[0052]
铃按钮或喇叭按钮，其向声源提供信号以发送铃声信号或喇叭信号，
[0053]
运动传感器，其用于在自行车运动的情况下向声源提供信号，
[0054]
其中声源和/或电池布置在管元件之一中。
[0055]
本发明的其他优点、特征和细节将在参考附图对一个或更多个优选实施例的描述的基础上进一步阐明。不同优选实施例的相似但不一定相同的部分可以用相同的附图标记表示。
[0056]
图1涉及根据本发明优选实施例的具有反馈的自行车子系统的示意图。
[0057]
图2涉及根据本发明优选实施例的盒子的示意分解图，该盒子用于布置在管元件中。
[0058]
图3涉及根据本发明的优选实施例的管组件的一部分的示意图，该管组件具有在盒子中的几个子系统。
[0059]
图4涉及根据本发明的优选实施例的流程图。
[0060]
根据本发明的第一优选实施例(图1)涉及一种带有反馈的自行车，其管组件10的一部分如图3所示。自行车包括盒子20及其控制单元40。子系统的一部分布置在盒子20或其控制单元40中。
[0061]
盒子由两个外壳部分构成，一个底部外壳部分22'和一个顶部外壳部分22。扬声器23和自行车的控制单元40都设置在盒子中。
[0062]
本发明的一个重要优点是通过扬声器23为自行车的几个功能和/或用户的几个操作提供声音反馈。其优点在下面通过自行车的各个元件的描述进一步阐明，包括当用户关闭接触锁定功能或物理锁时，从而激活锁传感器；打开或关闭灯；当自行车被锁定且锁传感器被激活时，或者当接触锁定功能被关闭时，移动自行车；在usb端口中插入或拔下充电电缆；确认语音指令的讲话被正确接收；接收用户的移动电话或用户的另一个蓝牙设备的蓝牙信号(该信号优选地是预先注册的或自行车已知的)的声音反馈；在自行车处于警报状态的情况下输出警报声音；当电池电量低于预定阈值时发出声音反馈。
[0063]
底部壳体部分22'的下侧具有用于安装在自行车的顶部管25内的弯曲表面以及弯曲内表面。并且可选地，外壳部分22'的底部表面的延伸部分可布置在管下侧的类似形状的开口内。因此，延伸部分26相对于外部空气是自由的，用于让声音从扬声器通过栅格或开口。此外，在变型中，麦克风52被提供用于记录来自自行车外部的声音。此外，指纹传感器53被提供用于记录用户的指纹。在本优选实施例中，指纹传感器53设置在壳体部分的延伸部分26中。可选地，这种指纹扫描仪设置在底座的下方或底侧，或者车把上。
[0064]
根据实施例，控制单元40包括以下部件中的一个或更多个：中央处理单元、电池42、温度传感器48、运动传感器47、通过管中的开口接收光的光传感器46、蓝牙发送器接收器49、与诸如2g、3g、4g、5g网络的移动网络通信的发送器接收器54(优选地实施为cat-m1的nb-iot模块)、天线44、声音处理模块45和/或耦合到扬声器23的声音放大器21。对于带有驱动马达的自行车的情况，电池42的另一种选择是与驱动电池35'连接。或者，当安装好时，电池42可由交流发电机和/或可选的驱动电池充电。
[0065]
示例性提供的子系统涉及温度传感器48，用于提供包括来自温度传感器48的温度读数的状态信号。另一个子系统涉及重力传感器或g力传感器47。通过这种g力传感器47，提供了关于自行车运动的状态信号。该状态信号对于确定自行车是否在不应该移动时移动是重要的，例如当自行车被锁定时或者当自行车的接触锁定功能意味着自行车应该被关闭时。
[0066]
光传感器48提供入射光量作为状态信号。由此，可以确定自行车是处于明亮环境还是黑暗环境。铃按钮或喇叭按钮37'通过电缆37与控制单元相连。铃按钮或喇叭按钮的状态信号提供用户的操作信号。这样，用户可以通过输入预定的代码来关闭报警功能。还通过扬声器22提供铃声信号或喇叭信号。
[0067]
锁传感器36'通过电缆36与控制单元连接。锁传感器通过状态信号提供锁的状态。为此，锁传感器优选实施为开关，该开关可通过锁的机械元件来切换。或者，施加控制系统的接触锁定状态，以便确定是否需要激活警报。优选地，结合来自运动传感器的信息，确定这一点，并且通过声音、光和/或通过网络模块的信号给出初始警报或一般警报。
[0068]
声音模块45用于存储特定声音的信号。初始警报优选地通过传达警告功能的声音来给出，但是这不一定适合于远距离传达警报。一般的或报警的警报优选地通过适于报警功能的声音，通过人类听觉，在更大的距离上给出，例如几米到几十米，优选地几百米。此外，借助于声音模块45，自行车的用户可以将个人反馈声音传送到声音模块，用于结合特定的状态信号输出。以这种方式，提供了当用户按下铃按钮或铃按钮上的预定代码时，用户可
以从扬声器输出个性化的铃声。
[0069]
usb连接器51，例如微型usb连接器和/或usb c型连接器，被提供用于电池39的充电。电池39被提供用于向控制单元以及与其耦合的子系统提供电能。usb连接器51用于对其充电的一种可能性的目的。可选地，在自行车是电动自行车或具有电动辅助马达的自行车的情况下，提供电池通过连接电缆35从驱动电池35'充电。关于电池39的另一个充电规定涉及通过由电缆34连接的交流发电机34'充电。
[0070]
提供网络连接模块50，用于与蜂窝电话网络连接。由此，控制单元与外部系统连接，例如外部服务器或可与例如互联网连接的用户设备，例如移动电话或计算机。
[0071]
提供蓝牙连接模块49，用于提供与用户移动电话的短距离连接。由此，用户操作自行车的几个功能，例如接触锁定功能。当自行车处于锁定状态时，用户从移动电话向自行车发送信号，自行车将从锁定状态进入操作状态。由此，从用户的移动电话操作接触锁定功能。这被提供为自动功能，使得电话和自行车通过蓝牙连接自动连接，以便基于电话的存在将自行车切换到操作状态。或者，用户可以通过移动电话上的操作(例如通过输入代码)来激活它。
[0072]
根据本发明的优选实施例，自行车具有通过声音对事件给出反馈的能力，该事件包括自行车用户的操作和与自行车控制单元及耦合至其的子系统的状态相关的操作反馈声音。这种反馈声音与以下项有关：铃声；与报警功能相关的警告声音，例如报警期间的声音40和报警声音；以及操作反馈声音，例如反馈的一般正反馈信号，例如确认，一般负反馈信号，例如指示确认的相反，声音上的开关，例如控制单元或接触锁定功能的开关，声音或待机确认的开关，对警报进行确认的开关，警报确认的开关，锁切换到锁定状态的确认声音，正在解锁的锁的确认声音、在菜单中移动的移动声音、或者输入pin码(例如手动关闭警报)的确认声音。
[0073]
根据前述说明的管元件是具有结构坚固性的自行车元件，例如管元件，包括如车架、前叉或后叉、与其相关的任何支撑管、转向销和/或车把的元件。在这些所述元件中的任何一个中的实际扬声器的布置旨在说明扬声器在自行车的管元件中是可用的。
[0074]
根据一个实施例，为了反馈的目的，优选地结合基于至少一个可选子系统的至少一个状态信号的声音反馈。由此，通过照明子系统(例如前灯和/或尾灯)的反馈被提供作为主要反馈。可选地，借助于另一个子系统提供反馈，例如借助于报警子系统，优选地借助于报警输出信号提供反馈，优选地经由短、中或长距离的网络连接，例如太阳能网络连接系统，例如移动电话网络提供反馈。
[0075]
以上根据优选实施例描述了本发明。不同实施例的不同方面被明确地认为是彼此结合公开的，并且在基于本文件的所有组合中，当被本领域技术人员阅读时，落入本发明的范围内，或者被认为是与本文件的公开内容一起阅读。优先权申请的进一步例子通过引用并入本文。这些优选实施例并不限制本文件的保护范围。所寻求的权利在所附权利要求中定义。