CN105536223B - 自固定回转式自行车骑行智能模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，包括：自固定回转式自行车骑行平衡模拟器，分别连接至智能控制装置和电能转换装置；智能控制装置，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器、电能转换装置和可调功率负载，并与移动终端通讯连接；电能转换装置，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器、可调功率负载以及智能控制装置；可调功率负载，分别连接智能控制装置和电能转换装置；移动终端，与智能控制装置相连。该系统上设有智能控制装置，不仅能与移动终端进行连接，对骑行参数进行实时显示，而且能通过移动终端对骑行参数进行设置，此外还能通过移动终端与其它模拟装置进行相连一同进行游戏或比赛，具有趣味性和娱乐性。
Description
技术领域
本发明涉及一种健身器材，特别涉及一种与自行车配套使用的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统。
背景技术
城镇化的快速推进和私家车的快速普及，压缩了可供人们做有氧运动的场地，安全有效地做一次有氧运动，甚至成为多数人的一种奢望。自行车运动就是很好的有氧运动之一，而且骑车技能简单易学，绝大多数人都已经掌握，但骑车所需的场地同样也一直困扰这项运动的普及和发展。中国专利201410410244.7公开了一种推拉杆式自行车骑行平衡模拟器，该模拟器所需的场地小，能在室内或室外进行有氧运动，但该模拟器缺乏趣味性，只能单纯地训练，无法设备各种骑行参数，更无法与骑行爱好者一同进行游戏或比赛。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，该系统上设有智能控制装置，不仅能与移动终端进行连接，对骑行参数进行实时显示，而且能通过移动终端对骑行参数进行设置，此外还能通过移动终端与其它模拟装置进行相连一同进行游戏或比赛，具有趣味性和娱乐性。
本发明是这样实现的：一种自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于，该系统包括：
自固定回转式自行车骑行平衡模拟器，分别连接至智能控制装置和电能转换装置，所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器通过骑行产生机械能并通过电能转换装置转换为电能，并将自固定回转式自行车骑行平衡模拟器的骑行参数传送至智能控制装置；
智能控制装置，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器、电能转换装置和可调功率负载，并与移动终端通讯连接，所述智能控制装置接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器传送的骑行参数以及可调功率负载传送的功率负载参数，经处理后实时转发至移动终端；
电能转换装置，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器、可调功率负载以及智能控制装置，所述电能转换装置为智能控制装置和可调功率负载供电；
可调功率负载，分别连接智能控制装置和电能转换装置，用于消耗电能转换装置所产生的电能，并且将产生的功率负载参数传送给智能控制装置；
移动终端，与智能控制装置相连，并通过移动终端发送指令给智能控制装置来设置可调功率负载的功率负载参数。
所述智能控制装置包括：
处理芯片，分别连接传感器模块、通讯模块、电源控制模块和可调功率负载，用于接收传感器模块传送的自固定回转式自行车骑行平衡模拟器的骑行参数和可调功率负载的功率负载参数，处理后经通讯模块实时转发至移动终端，并通过通讯模块接收移动终端发送的指令后，根据指令来设置可调功率负载的功率负载参数；
传感器模块，分别连接处理芯片和自固定回转式自行车骑行平衡模拟器，用于接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器传送的骑行参数并将骑行参数传送至处理芯片；
通讯模块，分别与处理芯片和移动终端相连接，用于将经处理芯片处理后的数据传送至移动终端，并将移动终端发送的指令传送至处理芯片；
电源控制模块，分别与处理芯片、电源输出模块和电能转换装置相连，用于接收电能转换装置提供的电能后供应给处理芯片和电源输出模拟；
电源输出模块，与电源控制模块相连，用于为外部负载提供电能。
为了更好地模拟自行车的骑行，所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器包括用来放置自行车前轮的平衡装置和位于平衡装置后方的用来放置自行车后轮的滚筒装置；所述平衡装置包括底座以及转动连接于底座上的回转件，所述回转件的一端转动连接于底座上且另一端处于自由状态，所述回转件上设有用于固定自行车前轮的自固定装置，所述自固定装置能在自行车前轮自身重力的作用下对自行车前轮进行固定，所述智能控制装置、电能转换装置、可调功率负载固设于滚筒装置上。
为了更好地利用自行车前轮自身的重力对自行车前轮进行固定，所述自固定装置包括对称转动连接于回转件两侧的固定板，所述固定板包括用来与回转件转动连接的连接套、固设于连接套上且往上方延伸的用来固定自行车前轮的夹板以及固设于连接套上且往回转件内侧延伸的用来托举自行车前轮的托板，所述连接套和回转件之间设有扭簧使得自固定装置在未放置自行车前轮时两侧的夹板保持张开状态。
为了更好地托举自行车前轮，避免自行车前轮掉落，所述托板上设有凹槽与凸齿相间的配合边，两个托板的配合边相互交错指接在一起。
为了进一步降低骑行的重心，所述底座上固设有回转轴，所述回转件的一端固设有与回转轴相匹配的回转轴套，所述回转轴套同轴转动套置于回转轴上。
为了提高回转件转动的灵活性，所述回转轴和回转轴套之间还设有回转轴承。
为了防止回转件与底座相互脱开，所述回转轴和回转轴套之间连接有防脱螺钉。
为了更好地限制回转件的回转角度，所述底座上设有用于限制回转件回转角度的回转限位装置。
为了使底座与地面接触更平稳，所述底座的下表面固定安装有胶垫。
为了利用滚筒转动的机械能进行发电，所述滚筒装置包括机架、固设于机架前后两端且沿左右水平方向设置的两根固定轴以及两个分别转动连接于两根固定轴上的滚筒，任一固定轴或两根固定轴上均设有定子，所述滚筒内壁设有与定子相配合的转子，所述定子和转子均与电能转换装置相连接。
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，该系统上设有智能控制装置，不仅能与移动终端进行连接，对骑行参数进行实时显示，而且能通过移动终端对骑行参数进行设置，此外还能通过移动终端与其它模拟装置进行相连一同进行游戏或比赛，具有趣味性和娱乐性；
(2)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，设有自固定装置，靠自行车前轮自身重力即可对自行车前轮进行固定，骑行更安全，此外，自固定装置的托板上设有凹槽与凸齿相间的配合边，两个托板的配合边相互交错指接在一起，能更好地托举自行车前轮，避免自行车前轮掉落；
(3)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，可通过可调功率负载来设置骑行阻力，满足不同训练强度的要求；
(4)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，不仅骑行重心低，骑行更安全，而且结构简单、制造成本低、携带方便；
(5)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，自固定回转式自行车骑行平衡模拟器中的回转轴套同轴转动套置于回转轴上，进一步降低骑行的重心；
(6)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，回转轴和回转轴套之间还设有回转轴承，大大提高了回转件转动的灵活性；
(7)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，回转轴和回转轴套之间连接有防脱螺钉，无论在携带还是使用过程中，回转件与底座都不会相互脱开；
(8)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，底座上设有用于限制回转件回转角度的回转限位装置，不仅能有效地限制回转件回转的角度，而且能有效地防止回转角度过大造成骑行者失衡，保证了运动的安全性；
(9)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，平衡装置与滚筒装置能根据自行车前后轮距的不同而进行调整，扩大了模拟器与不同规格尺寸自行车配合使用的范围；
(10)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，滚筒能进行发电，为系统和外部设备提供电能；
(11)本发明提供的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，使用性能可靠，集趣味和健身于一体，易于推广应用。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明自固定回转式自行车骑行智能模拟系统的原理框图；
图2是本发明自固定回转式自行车骑行智能模拟系统的三维结构示意图；
图3是图2中平衡装置的三维结构示意图；
图4是图3中平衡装置的爆炸视图；
图5是图2中滚筒装置爆炸视图；
图6是图2中自行车前轮向左转动时的三维结构示意图；
图7是图2中自行车前轮向右转动时的三维结构示意图。
图中符号说明：1、自固定回转式自行车骑行平衡模拟器，1-1、平衡装置，1-1-1、底座，1-1-2、回转件，1-1-3、自固定装置，1-1-3-1、固定板，1-1-3-1-1、连接套，1-1-3-1-2、夹板，1-1-3-1-3、托板，1-1-3-2、扭簧，1-1-4、回转轴，1-1-5、回转轴套，1-1-6、回转轴承，1-1-7、防脱螺钉，1-1-8、回转限位装置，1-2、滚筒装置，1-2-1、机架，1-2-2、固定轴，1-2-3、滚筒，2、智能控制装置，3、电能转换装置，4、可调功率负载，5、移动终端，6、自行车前轮，7、自行车后轮。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：
如图1－图6所示，为本发明提供的一种自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，如图1所示，该系统包括：
自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1，分别连接至智能控制装置2和电能转换装置3，所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1通过骑行产生机械能并通过电能转换装置3转换为电能，并将自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1的骑行参数传送至智能控制装置2；
智能控制装置2，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1、电能转换装置3和可调功率负载4，并与移动终端5通讯连接，所述智能控制装置2接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1传送的骑行参数以及可调功率负载4传送的功率负载参数，经处理后实时转发至移动终端5；
电能转换装置3，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1、可调功率负载4以及智能控制装置2，所述电能转换装置3为智能控制装置2和可调功率负载4供电；
可调功率负载4，分别连接智能控制装置2和电能转换装置3，用于消耗电能转换装置3所产生的电能，并且将产生的功率负载参数传送给智能控制装置2；
移动终端5，与智能控制装置2相连，并通过移动终端5发送指令给智能控制装置2来设置可调功率负载4的功率负载参数。移动终端5可以通过有线连接，也可以通过无线连接。移动终端5可以是手机、平板、手持式PDA等等。
如图1所示，所述智能控制装置2包括：
处理芯片，分别连接传感器模块、通讯模块、电源控制模块和可调功率负载4，用于接收传感器模块传送的自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1的骑行参数和可调功率负载4的功率负载参数，处理后经通讯模块实时转发至移动终端5，并通过通讯模块接收移动终端5发送的指令后，根据指令来设置可调功率负载4的功率负载参数；
传感器模块，分别连接处理芯片和自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1，用于接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1传送的骑行参数并将骑行参数传送至处理芯片；
通讯模块，分别与处理芯片和移动终端5相连接，用于将经处理芯片处理后的数据传送至移动终端5，并将移动终端5发送的指令传送至处理芯片；
电源控制模块，分别与处理芯片、电源输出模块和电能转换装置3相连，用于接收电能转换装置3提供的电能后供应给处理芯片和电源输出模拟；
电源输出模块，与电源控制模块相连，用于为外部负载提供电能。
如图2-4所示，为了更好地模拟自行车的骑行，所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1包括用来放置自行车前轮6的平衡装置1-1和位于平衡装置1-1后方的用来放置自行车后轮7的滚筒装置1-2；所述平衡装置1-1包括底座1-1-1以及转动连接于底座1-1-1上的回转件1-1-2，所述回转件1-1-2的一端转动连接于底座1-1-1上且另一端处于自由状态，所述回转件1-1-2上设有用于固定自行车前轮6的自固定装置1-1-3，所述自固定装置1-1-3能在自行车前轮6自身重力的作用下对自行车前轮6进行固定，所述智能控制装置2、电能转换装置3、可调功率负载4固设于滚筒装置1-2上。
为了更好地利用自行车前轮自身的重力对自行车前轮进行固定，所述自固定装置1-1-3包括对称转动连接于回转件1-1-2两侧的固定板1-1-3-1，所述固定板1-1-3-1包括用来与回转件1-1-2转动连接的连接套1-1-3-1-1、固设于连接套1-1-3-1-1上且往上方延伸的用来固定自行车前轮6的夹板1-1-3-1-2以及固设于连接套1-1-3-1-1上且往回转件1-1-2内侧延伸的用来托举自行车前轮6的托板1-1-3-1-3，所述连接套1-1-3-1-1和回转件1-1-2之间设有扭簧1-1-3-2使得自固定装置1-1-3在未放置自行车前轮6时两侧的夹板1-1-3-1-2保持张开状态。当自行车前轮6接触托板1-1-3-1-3时，由于自身重力作用将托板1-1-3-1-3往下压，托板1-1-3-1-3带动固定板1-1-3-1绕连接套1-1-3-1-1转动，使得两侧的夹板1-1-3-1-2往里夹自行车前轮6，对自行车前轮6起固定作用，重力越大，固定效果越好。将自行车前轮6抬起时，由于扭簧1-1-3-2的作用，使得两侧的夹板1-1-3-1-2自动向外张开。
为了更好地托举自行车前轮，避免自行车前轮掉落，所述托板1-1-3-1-3上设有凹槽与凸齿相间的配合边，两个托板1-1-3-1-3的配合边相互交错指接在一起。
为了进一步降低骑行的重心，所述底座1-1-1上固设有回转轴1-1-4，所述回转件1-1-2的一端固设有与回转轴1-1-4相匹配的回转轴套1-1-5，所述回转轴套1-1-5同轴转动套置于回转轴1-1-4上。
为了提高回转件转动的灵活性，所述回转轴1-1-4和回转轴套1-1-5之间还设有回转轴承1-1-6。
为了防止回转件与底座相互脱开，所述回转轴1-1-4和回转轴套1-1-5之间连接有防脱螺钉1-1-7。
为了更好地限制回转件的回转角度，所述底座1-1-1上设有用于限制回转件1-1-2回转角度的回转限位装置1-1-8。
为了使底座与地面接触更平稳，所述底座的下表面固定安装有胶垫。
为了利用滚筒转动的机械能进行发电，所述滚筒装置1-2包括机架1-2-1、固设于机架1-2-1前后两端且沿左右水平方向设置的两根固定轴1-2-2以及两个分别转动连接于两根固定轴1-2-2上的滚筒1-2-3，任一固定轴1-2-2或两根固定轴1-2-2上均设有定子，所述滚筒1-2-3内壁设有与定子相配合的转子，所述定子和转子均与电能转换装置3相连接。传感器模块包括传感器芯片、与传感器芯片相连接的传感器测头以及和传感器感应点。传感器感应点设置于滚筒1-2-3的侧壁上，传感器测头固设于机架1-2-1用于获取传感器感应点的信息。滚筒1-2-3可通过智能控制装置2设置成电动滚筒，依靠自带可充电电源或外接电源，使其旋转，直接驱动自行车后轮7，这样便于初学者专心感受平衡的控制，老年骑行者可降低运动强度，也可做为运动后的放松整理，等等。
该发明的工作原理为：先将开启的手机固定在自行车把手的固定夹上，再开启智能控制装置的电源开关，将手机与智能控制装置2通过有线或无线方式相连接，再将自行车的前轮6放在平衡装置1-1上的自固定装置1-1-3上，将自行车后轮放置于滚筒装置1-2上，然后进行骑行。如图2所示，当自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1上的人没有扭动自行车车把时，回转件1-1-2处于底座1-1-1上的中间位置。如图6所示，当自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1上的人向左扭动自行车车把时，放置在滑动限位装置1-1-3内的自行车前轮6就带动回转件1-1-2以回转件1-1-2和底座1-1-1的转动连接点为中心向左回转。自行车前轮6移向左侧后，在滚筒1-2-3上滚动的自行车后轮7便自动向左侧滚动。反之亦然，如图7所示，当自固定回转式自行车骑行平衡模拟器1上的人向右扭动自行车车把时，自行车前轮6和自行车后轮7均会向右移动。自行车轮向左、向右移动量的大小和移动速度的快慢与骑车人摆动自行车车把手角度的大小和骑行速度的快慢均成正比，从而实现了骑行平衡的模拟操作。本发明由于回转件1-1-2直接转动连接于底座1-1-1上，使得骑行重心低，骑行更安全，而且结构简单、制造成本低、携带方便。此外，设有自固定装置，靠自行车前轮自身重力即可对自行车前轮进行固定，骑行更安全。滚筒1-2-3的转速、骑行阻力等参数可实时显示在手机上，操作者通过手机屏幕可实时观察运动、游戏或比赛等各种参数和视频，也可以通过手机设置可调功率负载4的功率，使得骑行阻力发生变化，能适应不同训练强度的要求。滚筒1-2-3转动时发出的电，可以经电源控制模块变成常规电压接入电源输出模块，给环境的声、光、电等效果提供电能，也可以与充电器相连，给电脑手机等电子产品充电。移动终端5还可通过互联网平台与异地的朋友或团队一同进行健身游戏或比赛。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于，该系统包括：
自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)，分别连接至智能控制装置(2)和电能转换装置(3)，所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)通过骑行产生机械能并通过电能转换装置(3)转换为电能，并将自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)的骑行参数传送至智能控制装置(2)；
智能控制装置(2)，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)、电能转换装置(3)和可调功率负载(4)，并与移动终端(5)通讯连接，所述智能控制装置(2)接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)传送的骑行参数以及可调功率负载(4)传送的功率负载参数，经处理后实时转发至移动终端(5)；
电能转换装置(3)，分别连接自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)、可调功率负载(4)以及智能控制装置(2)，所述电能转换装置(3)为智能控制装置(2)和可调功率负载(4)供电；
可调功率负载(4)，分别连接智能控制装置(2)和电能转换装置(3)，用于消耗电能转换装置(3)所产生的电能，并且将产生的功率负载参数传送给智能控制装置(2)；
移动终端(5)，与智能控制装置(2)相连，并通过移动终端(5)发送指令给智能控制装置(2)来设置可调功率负载(4)的功率负载参数；
所述自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)包括用来放置自行车前轮(6)的平衡装置(1-1)和位于平衡装置(1-1)后方的用来放置自行车后轮(7)的滚筒装置(1-2)；所述平衡装置(1-1)包括底座(1-1-1)以及转动连接于底座(1-1-1)上的回转件(1-1-2)，所述回转件(1-1-2)的一端转动连接于底座(1-1-1)上且另一端处于自由状态，所述回转件(1-1-2)上设有用于固定自行车前轮(6)的自固定装置(1-1-3)，所述自固定装置(1-1-3)能在自行车前轮(6)自身重力的作用下对自行车前轮(6)进行固定，所述智能控制装置(2)、电能转换装置(3)、可调功率负载(4)固设于滚筒装置(1-2)上；
所述自固定装置(1-1-3)包括对称转动连接于回转件(1-1-2)两侧的固定板(1-1-3-1)，所述固定板(1-1-3-1)包括用来与回转件(1-1-2)转动连接的连接套(1-1-3-1-1)、固设于连接套(1-1-3-1-1)上且往上方延伸的用来固定自行车前轮(6)的夹板(1-1-3-1-2)以及固设于连接套(1-1-3-1-1)上且往回转件(1-1-2)内侧延伸的用来托举自行车前轮(6)的托板(1-1-3-1-3)，所述连接套(1-1-3-1-1)和回转件(1-1-2)之间设有扭簧(1-1-3-2)使得自固定装置(1-1-3)在未放置自行车前轮(6)时两侧的夹板(1-1-3-1-2)保持张开状态；
所述托板(1-1-3-1-3)上设有凹槽与凸齿相间的配合边，两个托板(1-1-3-1-3)的配合边相互交错指接在一起。
2.根据权利要求1所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于，所述智能控制装置(2)包括：
处理芯片，分别连接传感器模块、通讯模块、电源控制模块和可调功率负载(4)，用于接收传感器模块传送的自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)的骑行参数和可调功率负载(4)的功率负载参数，处理后经通讯模块实时转发至移动终端(5)，并通过通讯模块接收移动终端(5)发送的指令后，根据指令来设置可调功率负载(4)的功率负载参数；
传感器模块，分别连接处理芯片和自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)，用于接收自固定回转式自行车骑行平衡模拟器(1)传送的骑行参数并将骑行参数传送至处理芯片；
通讯模块，分别与处理芯片和移动终端(5)相连接，用于将经处理芯片处理后的数据传送至移动终端(5)，并将移动终端(5)发送的指令传送至处理芯片；
电源控制模块，分别与处理芯片、电源输出模块和电能转换装置(3)相连，用于接收电能转换装置(3)提供的电能后供应给处理芯片和电源输出模拟；
电源输出模块，与电源控制模块相连，用于为外部负载提供电能。
3.根据权利要求1所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于：所述底座(1-1-1)上固设有回转轴(1-1-4)，所述回转件(1-1-2)的一端固设有与回转轴(1-1-4)相匹配的回转轴套(1-1-5)，所述回转轴套(1-1-5)同轴转动套置于回转轴(1-1-4)上。
4.根据权利要求3所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于：所述回转轴(1-1-4)和回转轴套(1-1-5)之间还设有回转轴承(1-1-6)。
5.根据权利要求3所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于：所述回转轴(1-1-4)和回转轴套(1-1-5)之间连接有防脱螺钉(1-1-7)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于：所述底座(1-1-1)上设有用于限制回转件(1-1-2)回转角度的回转限位装置(1-1-8)。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的自固定回转式自行车骑行智能模拟系统，其特征在于：所述滚筒装置(1-2)包括机架(1-2-1)、固设于机架(1-2-1)前后两端且沿左右水平方向设置的两根固定轴(1-2-2)以及两个分别转动连接于两根固定轴(1-2-2)上的滚筒(1-2-3)，任一固定轴(1-2-2)或两根固定轴(1-2-2)上均设有定子，所述滚筒(1-2-3)内壁设有与定子相配合的转子，所述定子和转子均与电能转换装置(3)相连接。
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