CN101862527A - 自行车健身器材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自行车健身器材，所述自行车健身器材包括自行车骑行模拟赛道电压、电流传感器与体能检测系统，所述自行车骑行模拟赛道包括支架与用于放置车轮的前、后滚筒，所述自行车骑行模拟赛道设有发电装置，所述发电装置包括设置于前滚筒轴或后滚筒轴上的定子和与定子转动配合设置于前滚筒或后滚筒内壁上的转子，所述检测器检测人体运动相关生理参数，并将参数传输到信息处理器，经过信息处理器处理后输入到显示屏显示，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算骑行的相当速度，并输出到显示屏上显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种体育训练或健身锻炼设备，尤其涉及一种自行车训练与锻炼设备。
背景技术
通常模拟自行车的健身器材都是模仿自行车设计的，而很少有直接利用现有的自行车进行健身或训练的设备，专利号为“ZL200710121938.9”名为“自行车骑行平衡模拟装置”的中国专利公开了一种用于自行车前轮的平衡装置，可以将自行的前轮直接放置在平衡装置上，在直接利用自行车骑行的训练健身时保持车身的平衡。为配合此类平衡装置，还需要设计一类用于放置自行车后轮的骑行赛道。
在中国专利申请“200810071455.7”名为“自行车骑行平衡模拟装置的磁控滚筒装置”中公开了一种自行车骑行模拟赛道，使用时将自行车后轮放置于赛道上，适用于直接利用自行车骑行的训练健身时车身的平衡。它包括支架与前、后滚筒，前、后滚筒互相平行，滚筒上放置车轮，支架上设有前、后滚筒轴，前、后滚筒与前、后滚筒轴转动配合，利用滚筒后下方设置的磁力装置与金属滚筒相对运动的电磁感应产生电磁阻尼，从而提供骑行的阻力，达到模拟真实骑行时遇到的摩擦等阻力的目的。
但是上述方案有如下缺点：
1.骑行产生的能量最终以热能形式集中到滚筒上，使滚筒等部件大量发热，不利于设备的养护与长期使用，而且热量传导到与滚筒表面相接触的车胎上，同样不利于车胎的养护使用；
2.上述设备在调节阻尼大小时需要调节磁力装置与滚筒的间距，为达到能够调节上述间距的目的，设备的机械结构比较繁琐且操作复杂；
3.骑行产生的能量没有收集利用；
4.无法实时了解锻炼者的体能情况。
除了上述提供滚筒阻尼的方式外，还有类似机械摩擦等方法提供滚筒转动的阻尼，但是存在机械磨损，设备复杂，调节不易，无法收集能量等困难，不利于推广应用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够模拟骑行阻力，结构简单，滚筒不产生大量热量并能收集到能量且能对锻炼者的体能与骑行的相当速度进行检测的运动器材。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自行车健身器材，所述自行车健身器材包括自行车骑行模拟赛道，电压、电流传感器与体能检测系统，所述自行车骑行模拟赛道包括支架与用于放置车轮的前、后滚筒，所述前、后滚筒互相平行，支架上设有前、后滚筒轴，前、后滚筒与前、后滚筒轴转动配合，所述自行车骑行模拟赛道设有发电装置，所述发电装置包括设置于前滚筒轴或后滚筒轴上的定子和与定子转动配合设置于前滚筒或后滚筒内壁上的转子，所述发电装置电输出端设有电输出端，所述体能检测系统包括显示屏、信息处理器与检测器，所述检测器检测人体运动相关生理参数，并将参数传输到信息处理器，经过信息处理器处理后输入到显示屏显示，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算骑行的相当速度，并输出到显示屏上显示。
其中，所述人体运动相关生理参数为脉搏或血压。
其中，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算功率进而计算运动量，并输出到显示屏上显示。
其中，所述自行车健身器材设有电池储能设备，所述电输出端与电池储能设备的电输入端电连接，所述电池储能设备的电输出端与体能检测系统的电源接口电连接，由电池储能设备供电。
其中，所述发电装置的电输出功率表示为：P＝a*ω，式中P为发电装置的电输出功率，ω为滚筒转速，a为系数，所述电池储能设备设有系数a大小的功率调节模块，与分配电能流向的电能分配模块，所述电能分配模块分配电能流向的方式如下：
当电池所需充电功率大等于发电装置的电输出功率时，发电装置的输出电能全部用于电池充电，当电池所需充电功率小于发电装置的电输出功率时，充电功率调节装置启动自身的功耗电路消耗多余电能。
其中，所述信息处理器根据收集到的人体运动相关生理参数依据设定的锻炼程序计算系数a的数值，然后发出指令使功率调节模块调节系数a的大小使之等于计算出的相应数值。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的，本发明在骑行时，由自行车后轮带动滚筒转动，从而带动转子与定子的相对运动，产生电动势，通过电输出端输出。由于转动的能量转化为电能，而电磁感应产生的相互作用力作为滚筒滚动的阻尼使骑行更有真实感，通过电输出将赛道运动的能量导出，从而避免了自行车骑行模拟赛道的发热，电压、电流传感器与体能检测系统，将锻炼者的体能与骑行的相当速度信息实时反馈给锻炼者。
附图说明
图1是本发明实施例所述自行车骑行模拟赛道的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例所述自行车骑行模拟赛道的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例所述自行车骑行模拟赛道各功能模块的连接关系图。
标号说明：
1、支架 11、前滚筒轴 12、后滚筒轴 21、前滚筒 22、后滚筒 31线圈 32、永磁体 35、导线 5、车轮
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1、图2与图3，本发明提供了一种自行车骑行模拟赛道，包括支架1与用于放置车轮5的前、后滚筒21、22，所述前、后滚筒21、22互相平行，支架上设有前、后滚筒轴11、12，前、后滚筒21、22与前、后滚筒轴11、12转动配合，所述自行车骑行模拟赛道设有发电装置，所述发电装置包括设置于前滚筒轴11上的线圈31定子和与定子转动配合设置于前滚筒内壁上的永磁体32转子，所述发电装置电输出端设有导线35引出的电输出端。永磁体32转子的另一个作用是利用自身重量增加滚筒的转动惯量，使骑行更有真实感。
发电装置可以装在前滚筒21与前滚筒轴11上，也可以装在后滚筒22与后滚筒轴12上，或者两者都安装。一对滚筒和滚筒轴上可以安装一组或多组的发电装置，所述发电装置之间根据需要可以并联或串联。
导线35输出的电能与电池储能设备的电输入端电连接，所述电池储能设备的电输出端与体能检测系统的电源接口电连接，所述体能检测系统包括显示屏、信息处理器与检测器，所述检测器检测人体脉搏与血压(检测器可以佩戴在锻炼者身上)并将参数传输到信息处理器，经过信息处理器处理后输入到显示屏显示。
所述自行车健身器材设有电压、电流传感器，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算运动量，并输出到显示屏上显示。
信息处理器还根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算骑行的相当速度，并输出到显示屏上显示。所述骑行的相当速度是指相当于以同样的车轮转速在地面骑行的速度，也等于滚筒表面的线速度。
所述发电装置的电输出功率表示为：P＝a*ω，式中P为发电装置的电输出功率，ω为滚筒转速，a为系数，所述电池储能设备设有系数a大小(例如调节外界线路的阻抗等)的功率调节模块，与分配电能流向的电能分配模块，所述电能分配模块分配电能流向的方式如下：
当电池所需充电功率大等于发电装置的电输出功率时，发电装置的输出电能全部用于电池充电，当电池所需充电功率小于发电装置的电输出功率时，充电功率调节装置启动自身的功耗电路消耗多余电能，避免过大的电流损伤电池。为减少电池体积，提高电池效率，电池可以选用锂电池。
所述信息处理器根据收集到的人体运动相关生理参数依据设定的锻炼程序计算系数a的数值，然后发出指令使功率调节模块调节系数a的大小使之等于计算出的相应数值。当运动者的体能参数较佳时，信息处理器发出指令使系数a增大，以提高锻炼强度，当运动者体能较差时(例如脉搏过快等)系数a至减小，减轻锻炼负担，达到科学锻炼的目的，避免运动损伤或过度劳损，同时又能充分锻炼。
以上各个模块之间的连接关系见图3，运动者驱动自行车，自行车带动发电装置发电，发电装置与功率调节模块连接，功率调节模块与功率分配模块及信息处理器连接，功率分配模块与功耗电路及蓄电池连接，蓄电池与信息处理器连接，信息处理器连接显示器与检测器，检测器对运动者进行检测，此外本装置还设有电流、电压传感器分别与发电装置连接，所检测到信号传送至信息处理器，设备中信息处理器、检测器与显示器合称体能检测系统，功率调节模块、功率分配模块、功耗电路与蓄电池合称电池储能设备。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种自行车健身器材，其特征在于，所述自行车健身器材包括自行车骑行模拟赛道，电压、电流传感器与体能检测系统，所述自行车骑行模拟赛道包括支架与用于放置车轮的前、后滚筒，所述前、后滚筒互相平行，支架上设有前、后滚筒轴，前、后滚筒与前、后滚筒轴转动配合，所述自行车骑行模拟赛道设有发电装置，所述发电装置包括设置于前滚筒轴或后滚筒轴上的定子和与定子转动配合设置于前滚筒或后滚筒内壁上的转子，所述发电装置电输出端设有电输出端，所述体能检测系统包括显示屏、信息处理器与检测器，所述检测器检测人体运动相关生理参数，并将参数传输到信息处理器，经过信息处理器处理后输入到显示屏显示，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算骑行的相当速度，并输出到显示屏上显示。
2.根据权利要求1所述的自行车健身器材，其特征在于，所述人体运动相关生理参数为脉搏或血压。
3.根据权利要求1所述的自行车健身器材，其特征在于，所述电压、电流传感器检测发电装置电输出端的电压、电流信息，并输送到信息处理器，信息处理器根据电压、电流传感器检测到的电压、电流信息计算功率进而计算运动量，并输出到显示屏上显示。
4.根据权利要求1所述的自行车健身器材，其特征在于，所述自行车健身器材设有电池储能设备，所述电输出端与电池储能设备的电输入端电连接，所述电池储能设备的电输出端与体能检测系统的电源接口电连接，由电池储能设备供电。
5.根据权利要求4所述的自行车健身器材，其特征在于，所述发电装置的电输出功率表示为：P＝a*ω，式中P为发电装置的电输出功率，ω为滚筒转速，a为系数，所述电池储能设备设有系数a大小的功率调节模块，与分配电能流向的电能分配模块，所述电能分配模块分配电能流向的方式如下：
当电池所需充电功率大等于发电装置的电输出功率时，发电装置的输出电能全部用于电池充电，当电池所需充电功率小于发电装置的电输出功率时，充电功率调节装置启动自身的功耗电路消耗多余电能。
6.根据权利要求5所述的自行车健身器材，其特征在于，所述信息处理器根据收集到的人体运动相关生理参数依据设定的锻炼程序计算系数a的数值，然后发出指令使功率调节模块调节系数a的大小使之等于计算出的相应数值。
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