CN105903154A - 一种主动式健身单车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种主动式健身单车，包括：单车主体、场景模拟装置、控制模块、回馈系统以及模拟执行装置；场景模拟装置设置在所述单车主体上，其设置有显示模块和场景建立模块，所述显示模块用于显示当前选择的健身场景，所述场景建立模块与所述控制模块连接；所述回馈系统与所述控制模块连接，其至少包括一个设置在单车主体的运动单元上用于采集运动变量的传感器，所述传感器与所述控制模块连接，所述控制模块根据所述传感器所述采集的运动变量和/或当前的模拟场景控制所述模拟执行装置；所述模拟执行装置根据所述控制模块的控制信号控制健身单车上的一个或多个运动单元。该健身单车使得模拟健身方式更接近于真实性，也提高了健身单车的乐趣性。

Description

一种主动式健身单车
技术领域
本发明涉及健身器械技术领域，更具体的说，涉及一种主动式健身单车。
背景技术
近几年来，我国健身器材市场一直呈逐年上升趋势，随着全国健身计划的实施，人民生活水平的提高和消费观念的转变等等，对健身的需求使得健身器材的研发和销售起到了极大的促进作用。
健身单车属于典型的模拟户外单车运动的有氧健身器材（相对于无氧健身器材），亦被称为心肺（cardioviscular)训练器材。能改善人体的体质。当然伴随的还有脂肪的消耗，而长时间的消耗脂肪就会出现减重减肥的效果。健身单车的主体框架大概类似于单车的结构，但是没有行驶的车轮，踏板连接重力轮，通过重力轮配合刹车片提供阻力来控制健身的节奏，一般还会设置有显示面板用于显示基本的运动数据，如时间、速度、距离等。
然而，目前的健身单车虽然是模拟户外单车运动，但其模拟仅限于脚踏运动部分，运动过程较为枯燥，运动效果也不能达到更好的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够更好的模拟单车运动的主动式健身单车。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种主动式健身单车，包括：单车主体、场景模拟装置、控制模块、回馈系统以及模拟执行装置；
场景模拟装置设置在所述单车主体上，其设置有显示模块和场景建立模块，所述显示模块用于显示当前选择的健身场景，所述场景建立模块与所述控制模块连接；
所述回馈系统与所述控制模块连接，其至少包括一个设置在单车主体的运动单元上用于采集运动变量的传感器，所述传感器与所述控制模块连接，所述控制模块根据所述传感器所述采集的运动变量和/或当前的模拟场景控制所述模拟执行装置；
所述模拟执行装置根据所述控制模块的控制信号控制健身单车上的一个或多个运动单元。
优选的，所述运动单元包括单车扶手，所述传感器设置在所述单车扶手上用于采集所述单车扶手的转向以及转向幅度。
优选的，所述传感器为压力传感器或电阻传感器。
优选的，所述模拟执行装置包括设置在单车主体的座椅下面的振动装置，所述控制模块根据当前模拟的健身场景的路况驱动所述振动装置带动所述座椅进行振动。
优选的，所述振动装置为振动电机。
优选的，所述模拟执行装置包括设置在所述单车主体上与踏板连接的阻力控制装置，所述控制模块根据当前模拟的健身场景的路况控制所述阻力控制装置给踏板增加或减小阻力。
优选的，所述阻力控制装置包括与所述控制模块连接的负载控制模块，以及与所述负载控制模块连接的减速变速电机。
优选的，所述负载控制模块包括充电电池以及与该充电电池连接的大功率电阻电路。
优选的，还包括设置在单车主体上的运动数据传感器。
优选的，还设置有用于信息共享的联机联网模块。
本发明带来的益处是：通过场景模拟装置提供可视化的场景模拟，并通过控制模块根据当前场景对模拟执行装置进行控制，模拟执行装置在空中模块的控制信号下控制运动单元进行，从而将健身场景反应到单车的运动单元上，给予健身人员视觉、触觉以及运动感知上的多方位体验，使得模拟健身方式更加接近于真实性，同时也提高了健身单车的乐趣性，使得健身方式更加有激情、有粘性。
附图说明
图1是本发明的健身单车结构示意图；
图2是本发明的健身单车控制系统结构示意图；
图3是本发明实施例的健身单车控制系统结构示意图；
图4是本发明实施例的健身单车联网示意图。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本发明的创新之处和带来的益处。
如图1-2所示为本实施例所述的一种主动式健身单车具体实施结构，该主动式健身单车100包括：单车主体101、场景模拟装置120、控制模块110、回馈系统以及模拟执行装置130；所述场景模拟装置130设置在所述单车主体101上，其设置有显示模块121和场景建立模块（包括存储器、微型计算器等），所述显示模块用于显示当前选择的健身场景，所述场景建立模块与所述控制模块110连接；所述回馈系统与所述控制模块110连接，其至少包括一个设置在单车主体101的运动单元上用于采集运动变量的传感器，所述传感器与所述控制模块110连接，所述控制模块110根据所述传感器所述采集的运动变量和/或当前的模拟场景控制所述模拟执行装置130；所述模拟执行装置130根据所述控制模块110的控制信号控制健身单车上的一个或多个运动单元150。通过场景模拟装置提供可视化的场景模拟，并通过控制模块根据当前场景对模拟执行装置进行控制，模拟执行装置在空中模块的控制信号下控制运动单元进行，从而将健身场景反应到单车的运动单元上，给予健身人员视觉、触觉以及运动感知上的多方位体验，同时也提高了健身单车的乐趣性，使得健身方式更加有激情、有粘性。
本实施例中，如图3所示，所述控制模块可以包括MCU以及其驱动电路等硬件，显示模块121可以是面板显示器、场景建立模块可以包括存储器、微型计算器等可以运行场景模拟软件（APP软件等）的硬件。而所述运动单元150可以包括具备转向功能的扶手、作为踩踏运动的踏板及其组件等，其中，电源模块170可以是电池或者再额外增加的外接电源接口。
在本实施例中，所述运动单元包括单车扶手102，单车扶手102与现有的健身单车的结构不同，其是可以转动的设置在健身单车上，在所述单车扶手102上设置有用于采集所述单车扶手的转向以及转向幅度的传感器，该传感器可以采用压力传感器或电阻式传感器。当场景运行时，健身者可以根据当前模拟场景的显示，进行单车转向。例如，遇到转弯处，用户也需要跟随路况进行单车扶手的角度变化（进行转向），此时单车扶手上的传感器（压力或电阻式传感器）会检测转向角度的模拟信号，经控制模块如MCU处理后去控制场景模拟中的虚拟用户做出相应转弯动作并在显示模块121上进行显示，并同时将时实路况的变量（由于转向产生的变量导致了新的路况）反应到控制模块上，控制模块根据当前的模拟场景（新的路况）对模拟执行装置进行控制。
本实施例中，所述模拟执行装置包括设置在单车主体101的座椅103下面的振动装置，该振动装置可以是振动电机或其他的能够产生振动的装置或机构，本实施例中采用如图3所示的振动电机131，所述控制模,110根据当前模拟的健身场景的路况驱动所述振动电机131带动所述座椅103进行振动，这样使得用户能够感受到模拟场景中路况的反馈。
在本实施例中，所述模拟执行装置还包括设置在所述单车主体101上与踏板（图中未示出）连接的阻力控制装置，所述控制模块根据当前模拟的健身场景的路况控制所述阻力控制装置给踏板增加或减小阻力。具体的，所述阻力控制装置包括与所述控制模块连接的负载控制模块，以及与所述负载控制模块连接的减速变速电机。场景控制模块中针对不同的路况如上坡、下坡等情况设置有不同的数据信息，控制模块通过采集这些数据信息在通过负载控制模块控制所述减速变速电机产生对应路况的负载，使减速变速电机的负载量发生变化，例如增强或减小对电机阻尼系数（力矩）从而模拟出用户上下坡的不同的骑行力量状态。这些都是由于控制模块跟随当前模拟场景输出的信号控制的变量，从而使减速变速电机或振动电机作相应的阻尼系数及振动幅度的相应变化。让用户感觉就像在现实中真实的去骑自行车一样。所述的负载控制模块可以采用负载电路，负载电路主要由充电电池及大功率电阻电路组成，一般情况下由控制电机动作后给电池充电电量的大小来进行电机阻力的改变，当电池充电系统饱合时，由电阻式负载共同进行阻尼干预。电池为可充电电池，电池供电部分主要有两个功能，第一，用于提供整机的供电，第二，用于模拟上下坡时的部分负载变量。当电量不足时，用户可连接充电器对电池进行充电。
在本实施例中，还包括设置在单车主体上的运动数据传感器，所述运动数据传感器可以用于采集里程，速度，心律，消耗的卡路里等信息。这些参数来自于控制模块对电机转速的监测算法，得出真实的数据如里程，速度。准确的采集心律，血压等人体机能状况类数据需要配带一个随车手环配件，传感器（压力传感器）用于监测人体机能，并时实传送给MCU做采样处理后显示。
在本实施例中，健身单车还设置有用于信息共享的联机联网模块，如图4所示，用户A可以通过所述联机联网模块与用户B和用户C进行信息共享。比如，在同一模拟场景下，与线上的朋友一起进行骑行互动等操作。同时模拟场景里面也可以设置一些奖励升级机制，当过关或锻炼达到一定的程度，会进行一些游戏场景解锁或游戏装备升级，目的也是为了让用户的锻炼更有激情，更有粘性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种主动式健身单车，其特征在于，包括：单车主体、场景模拟装置、控制模块、回馈系统以及模拟执行装置；
场景模拟装置设置在所述单车主体上，其设置有显示模块和场景建立模块，所述显示模块用于显示当前选择的健身场景，所述场景建立模块与所述控制模块连接；
所述回馈系统与所述控制模块连接，其至少包括一个设置在单车主体的运动单元上用于采集运动变量的传感器，所述传感器与所述控制模块连接，所述控制模块根据所述传感器的所述采集的运动变量和/或当前的模拟场景控制所述模拟执行装置；
所述模拟执行装置根据所述控制模块的控制信号控制健身单车上的一个或多个运动单元。
2.如权利要求1所述的主动式健身单车，其特征在于，所述运动单元包括单车扶手，所述传感器设置在所述单车扶手上用于采集所述单车扶手的转向以及转向幅度。
3.如权利要求2所述的主动式健身单车，其特征在于，所述传感器为压力传感器或电阻传感器。
4.如权利要求1所述的主动式健身单车，其特征在于，所述运动单元包括座椅，所述模拟执行装置包括设置在座椅下面的振动装置，所述控制模块根据当前模拟的健身场景的路况驱动所述振动装置带动所述座椅进行振动。
5.如权利要求4所述的主动式健身单车，其特征在于，所述振动装置为振动电机。
6.如权利要求1所述的主动式健身单车，其特征在于，所述运动单元包括踏板，所述模拟执行装置包括设置在所述单车主体上与踏板连接的阻力控制装置，所述控制模块根据当前模拟的健身场景的路况控制所述阻力控制装置给踏板增加或减小阻力。
7.如权利要求6所述的主动式健身单车，其特征在于，所述阻力控制装置包括与所述控制模块连接的负载控制模块，以及与所述负载控制模块连接的减速变速电机。
8.如权利要求7所述的主动式健身单车，其特征在于，所述负载控制模块包括充电电池以及与该充电电池连接的大功率电阻电路。
9.如权利要求1所述的主动式健身单车，其特征在于，还包括设置在单车主体上的运动数据传感器。
10.如权利要求1所述的主动式健身单车，其特征在于，还设置有用于信息共享的联机联网模块。
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