一种实时交互健身自行车
2019-11-22

一种实时交互健身自行车

本发明提供了一种实时交互健身自行车,包括:车体部分、俯仰模拟部分、振动模拟部分、扭矩模拟部分、速比模拟部分、车龙头传感器部分、脚踏板部分、主控制部分和虚拟现实部分,车体部分作为载体,俯仰模拟部分模拟上下坡效果,振动模拟部分模拟,颠簸效果,扭矩模拟部分模拟,蹬踏阻力效果;速比模拟部分模拟行进速度、扭矩模拟部分阻力;车龙头传感器部分采集龙头转动角度并由主控制部分传递给虚拟现实部分以改变虚拟现实部分的转弯角度;脚踏板部分计算脚踏速度和圈数;主控制部分计算、采集旋转角度并与虚拟现实交互;虚拟现实部分展现行进中的自行车,改变画面中姿态和行进效果。本发明具有很好的交互性和娱乐性,具有广泛推广意义。

扭矩模拟控制单元19,根据俯仰模拟部分2的当前俯仰角度、速比模拟部分5的当前速比值、虚拟现实部分9的虚拟环境中的风速和风向参数,综合计算出一定扭矩阻力值,从而控制扭矩模拟部分4输出不同虚拟路况下的脚踏板阻力;

控制接口,用于将当前虚拟画面中自行车行进的路况参数传递给主控制部分8,由主控制部分8结合脚踏板部分7的转速和圈数、速比模拟部分5的速比值和车龙头传感器部分6的角度值计算出相对应的俯仰模拟控制单元17的俯仰值、振动模拟控制单元18的振动值和扭矩模拟控制单元19的输出扭矩值,从而使得自行车和虚拟画面中自行车的操作相匹配。

控制接口,用于将当前虚拟画面中自行车行进的路况参数传递给主控制部分8,由主控制部分8结合脚踏板部分7的转速和圈数、速比模拟部分5的速比值和车龙头传感器部分6的角度值计算出相对应的俯仰模拟控制单元17的俯仰值、振动模拟控制单元18的振动值和扭矩模拟控制单元19的输出扭矩值,从而使得自行车和虚拟画面中自行车的操作相匹配。

如图6所示,一优选的实施例里,所述主控制部分8包括俯仰模拟控制单元17、振动模拟控制单元18、扭矩模拟控制单元19、速比模拟接口单元20、车龙头传感器接口单元21、脚踏板部分接口单元22、处理器单元23,其中:t〇〇99]俯仰模拟控制单元17,根据虚拟现实画面中的自行车上下坡角度来控制俯仰模拟部分2的输出角度,使得车体部分1的俯仰角度与当前虚拟画面中自行车的上下坡角度相匹配;

所述角度电机驱动器,用于接收主控制部分的命令,根据需求改变角度执行电机的旋转角度从而改变一定比例的车体部分俯仰角度;

所述控制输出模块,由计算模块控制,输出内容包括:将虚拟现实部分传递过来的路况参数通过计算得到俯仰模拟控制单元的俯仰值并输出到俯仰模拟部分的角度电机驱动器,计算得到振动模拟控制单元的振动值并输出到振动模拟部分的振动电机驱动器,计算得到扭矩模拟控制单元的输出扭矩值并输出到扭矩模拟部分的扭矩驱动器;

一种实时交互健身自行车

本实用新型提供了一种实时交互健身自行车,包括:车体、俯仰模拟机构、振动模拟机构、扭矩模拟机构、速比模拟机构、车龙头传感器、脚踏板、主控制器和交互式控制器,车体作为载体,俯仰模拟机构模拟上下坡效果,振动模拟机构模拟颠簸效果,扭矩模拟机构模拟蹬踏阻力效果;速比模拟机构模拟行进速度、扭矩模拟机构阻力;车龙头传感器采集龙头转动角度并由主控制器传递给交互式控制器以改变交互式控制器的转弯角度;脚踏板计算脚踏速度和圈数;交互式控制器实时记录和再现自行车的操作状态。本实用新型结构合理,具有很好的交互性和娱乐性,具有广泛推广意义。

振动电机驱动器,用于接收主控制器8的命令,改变振动模拟机构3振动的频率和振幅,从而模拟不同路况下车体1的颠簸效果。

所述振动传动机构,用于将振动执行电机的旋转运动转换成一定频率、一定幅度的往复运动,从而模拟不同路况下车体的颠簸效果;

所述速比人机交互接口,作为一种人机接口,操作者通过其调节车体当前的速比值;

速比模拟机构5用于模拟脚踏输入轴到自行车轮之间的速比效果,以影响交互式控制器9中车体1的行进速度、扭矩模拟机构的阻力,并将当前速比值传递给主控制器8;

效果图。

所述俯仰模拟控制部件,根据交互式控制器设置的自行车上下坡角度来控制俯仰模拟机构的输出角度,使得车体的俯仰角度与当前交互式控制器设置的自行车的上下坡角度相匹配;

所述处理器,结合俯仰模拟机构的角度传感器、速比模拟机构的速比传感器、车龙头传感器的角度传感器和交互式控制器所对应的路况参数,计算出俯仰模拟机构的角度电机驱动器、振动模拟机构的振动电机驱动器、扭矩模拟机构的扭矩驱动器的参数值。

如图2中(b)、(c)、(d)所示,其中:(b)为俯仰模拟机构2水平控制车体1效果图,(c)为俯仰模拟机构2前倾控制车体1效果图,(d)为俯仰模拟机构2后仰控制车体1

优选地,所述的交互式控制器,包括显示部件、控制接口,其中:

角度传动机构10,包含一个固定旋转支点和一个旋转结构,用以改变车体1的俯仰角度;

所述数据交互部件,用于建立处理器和交互式控制器的连接,数据交互部件将设置的路况参数发送给处理器,由信号处理电路处理得出相对应的俯仰模拟控制部件的俯仰值并输出给俯仰模拟机构的角度电机驱动器、得出振动模拟控制部件的振动值并输出给振动模拟机构的振动电机驱动器、得出扭矩模拟控制部件的输出扭矩值并输出给扭矩模拟机构的扭矩驱动器,从而将操作者所操作的自行车与交互式控制器的记录和再现相匹配。

所述数据交互部件,用于建立处理器和交互式控制器的连接,数据交互部件将设置的路况参数发送给处理器,由信号处理电路处理得出相对应的俯仰模拟控制部件的俯仰值并输出给俯仰模拟机构的角度电机驱动器、得出振动模拟控制部件的振动值并输出给振动模拟机构的振动电机驱动器、得出扭矩模拟控制部件的输出扭矩值并输出给扭矩模拟机构的扭矩驱动器,从而将操作者所操作的自行车与交互式控制器的记录和再现相匹配。

图4中:13-金属盘,14-永磁铁;