CN108801522B - 一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，属于机械损失骑行台补偿算法技术领域，具体步骤为：确定负载区间和转速区间，记录骑行台在不同负载和转速条件下的外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失，得出整机机械损失与转速、负载、空载机械损失之间的变化关系，拟合多组变化关系得到算法关系式，验证所述算法关系式具有通用性，进一步拟合得到补偿算法关系式，验证补偿算法关系式的补偿精度是否满足误差要求，本发明通过采集多沟槽皮带传动的骑行台工作时的各项参数，分析得出各项参数的变化关系，进而拟合出补偿算法关系式，有助于提高使用多沟槽皮带传动的骑行台的功率测量精度。
Description
技术领域
本发明属于机械损失骑行台补偿算法技术领域，具体地说涉及一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法。
背景技术
虚拟骑行健身作为虚拟现实技术的重要应用正在兴起，其通过将普通的骑行台和虚拟现实技术进行结合，避免了室内骑行的枯燥和室外骑行的危险，能够在保证骑行娱乐性的基础上帮助骑行健身者达到健身塑性的目的。但是，机械设备无论是齿轮还是皮带传动，都会存在或多或少的、不可避免的机械损失。如骑行台一般为多沟槽皮带传动，导致作用在骑行台上的功率小于实际用户输出功率，造成能量浪费。怎样准确的测量作用于骑行台上的实际功率是一项急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，包括以下步骤：
S1：确定负载区间和转速区间，记录骑行台在不同负载和转速条件下的外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失；
S2：计算外部驱动扭矩和实测扭矩的差值作为整机机械损失，得出整机机械损失与转速、负载、空载机械损失之间的变化关系；
S3：针对多个骑行台，重复步骤S1-S2，得到多组变化关系，拟合所述多组变化关系得到骑行台在不同的转速和负载条件下，整机机械损失与空载机械损失的算法关系式；
S4：验证所述算法关系式具有通用性，进一步拟合得到补偿算法关系式；
S5：验证补偿算法关系式的补偿精度是否满足误差要求。
进一步，所述步骤S1中，在骑行台实际工作中记录其负载和转速作为样本数值，连续记录10-20天形成多个样本数值，拟合所述多个样本数值分别形成负载区间、转速区间。
进一步，在骑行台虚拟工作过程中，记录其外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失，具体方向为：
S11：骑行台在负载区间内取一特定值，遍历转速区间内的所有数值，运行30-40min，记录外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失；
S12：重复步骤S11，直至遍历负载区间内的所有数值。
进一步，所述外部驱动扭矩通过与驱动电机直连的工业级扭矩传感器获得，所述实测扭矩通过骑行台内置扭矩传感器获得。
进一步，设定外部驱动扭矩为ET，实测扭矩为IT，转速为S，负载为R，空载机械损失为L，整机机械损失为D，则D＝ET-IT＝(1+x)×L，x为系数，且x＝k×IT+b，其中，k和b通过在转速区间取不同的转速值时拟合x和IT的关系获得。
进一步，所述步骤S3中，挑选检测合格的3-5个骑行台作为样本，重复步骤S1-S2，得到多组变化关系，分析骑行台在不同的转速和负载条件下，整机机械损失与空载机械损失的变化关系，拟合出算法关系式。
进一步，所述步骤S4中，扩大样本数量，挑选检测合格的25-30个骑行台，重复步骤S1-S3，分别拟合出多组算法关系式，过滤干扰，若多组算法关系式具有一致性，则视为算法关系式具有通用性，并根据多组算法关系式进一步拟合出补偿算法关系式。
进一步，所述步骤S5中，随机另外挑选检测合格的20-30个骑行台，进行功率对比试验，采用补偿算法关系式对实际功率值进行补偿，若补偿后的功率值与驱动功率值的误差保持在±2％，则认为补偿算法关系式满足误差要求，其能够精准测量骑行台的实际功率值。
本发明的有益效果是：
通过采集多沟槽皮带传动的骑行台工作时的外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失，分析得出各项参数的变化关系，得出多沟槽皮带对驱动功率造成的规律影响，进而拟合出补偿算法关系式，有助于提高使用多沟槽皮带传动的骑行台的功率测量精度。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，包括以下步骤：
首先，在骑行台实际工作中记录其负载和转速作为样本数值，连续记录10-20天形成多个样本数值，拟合所述多个样本数值分别形成负载区间、转速区间，虚拟工作过程，骑行台在负载区间内取一特定值，遍历转速区间内的所有数值，运行30-40min，记录外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失，重复上述步骤，直至遍历负载区间内的所有数值。其中，所述外部驱动扭矩通过与驱动电机直连的工业级扭矩传感器获得，所述实测扭矩通过骑行台内置扭矩传感器获得。
其次，计算外部驱动扭矩和实测扭矩的差值作为整机机械损失，得出整机机械损失与转速、负载、空载机械损失之间的变化关系。理论上，固定转速和负载下，外部驱动的做功全部作用在骑行台上，骑行台的实测扭矩应该和外部驱动扭矩相同。但是，皮带滑动、机械损失导致做功损耗，最终作用在惯性轮上的实测扭矩小于作用在整个骑行台系统的外部驱动扭矩。设定外部驱动扭矩为ET，实测扭矩为IT，转速为S，负载为R，空载机械损失为L，整机机械损失为D，则D＝ET-IT＝(1+x)×L，x为系数，且x＝k×IT+b，其中，k和b通过在转速区间取不同的转速值时拟合x和IT的关系获得。
然后，挑选检测合格的3-5个骑行台作为样本，重复上述步骤，得到多组变化关系，分析骑行台在不同的转速和负载条件下，整机机械损失与空载机械损失的变化关系，拟合出算法关系式。
最后，验证所述算法关系式具有通用性并验证补偿算法关系式的补偿精度是否满足误差要求，具体为：
(1)扩大样本数量，挑选检测合格的25-30个骑行台，重复上述步骤，分别拟合出多组算法关系式，过滤干扰，若多组算法关系式具有一致性，则视为算法关系式具有通用性，并根据多组算法关系式进一步拟合出补偿算法关系式；
(2)随机另外挑选检测合格的20-30个骑行台，进行功率对比试验，采用补偿算法关系式对实际功率值进行补偿，若补偿后的功率值与驱动功率值的误差保持在±2％，则认为补偿算法关系式满足误差要求，其能够精准测量骑行台的实际功率值。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (8)
1.一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定负载区间和转速区间，记录骑行台在不同负载和转速条件下的外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失；
S2：计算外部驱动扭矩和实测扭矩的差值作为整机机械损失，得出整机机械损失与转速、负载、空载机械损失之间的变化关系；
S3：针对多个骑行台，重复步骤S1-S2，得到多组变化关系，拟合所述多组变化关系得到骑行台在不同的转速和负载条件下，整机机械损失与空载机械损失的算法关系式；
S4：验证所述算法关系式具有通用性，进一步拟合得到补偿算法关系式；
S5：验证补偿算法关系式的补偿精度是否满足误差要求。
2.根据权利要求1所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，所述步骤S1中，在骑行台实际工作中记录其负载和转速作为样本数值，连续记录10-20天形成多个样本数值，拟合所述多个样本数值分别形成负载区间、转速区间。
3.根据权利要求2所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，在骑行台虚拟工作过程中，记录其外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失，具体方向为：
S11：骑行台在负载区间内取一特定值，遍历转速区间内的所有数值，运行30-40min，记录外部驱动扭矩、转速、实测扭矩、空载机械损失；
S12：重复步骤S11，直至遍历负载区间内的所有数值。
4.根据权利要求3所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，所述外部驱动扭矩通过与驱动电机直连的工业级扭矩传感器获得，所述实测扭矩通过骑行台内置扭矩传感器获得。
5.根据权利要求3所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，设定外部驱动扭矩为ET，实测扭矩为IT，转速为S，负载为R，空载机械损失为L，整机机械损失为D，则D＝ET-IT＝(1+x)×L，x为系数，且x＝k×IT+b，其中，k和b通过在转速区间取不同的转速值时拟合x和IT的关系获得。
6.根据权利要求5所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，所述步骤S3中，挑选检测合格的3-5个骑行台作为样本，重复步骤S1-S2，得到多组变化关系，分析骑行台在不同的转速和负载条件下，整机机械损失与空载机械损失的变化关系，拟合出算法关系式。
7.根据权利要求6所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，所述步骤S4中，扩大样本数量，挑选检测合格的25-30个骑行台，重复步骤S1-S3，分别拟合出多组算法关系式，过滤干扰，若多组算法关系式具有一致性，则视为算法关系式具有通用性，并根据多组算法关系式进一步拟合出补偿算法关系式。
8.根据权利要求7所述的一种基于多沟槽皮带相对滑动的骑行台补偿算法，其特征在于，所述步骤S5中，随机另外挑选检测合格的20-30个骑行台，进行功率对比试验，采用补偿算法关系式对实际功率值进行补偿，若补偿后的功率值与驱动功率值的误差保持在±2％，则认为补偿算法关系式满足误差要求，其能够精准测量骑行台的实际功率值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 207-1, building 2, No. 130, jiushui East Road, Fushan road street, Licang District, Qingdao City, Shandong Province Applicant after: QINGDAO MAGENE INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Shinan District 266000 Shandong city of Qingdao province Xuzhou Road No. 79 building 505 room 5 Applicant before: QINGDAO MAGENE INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 266000 Room 302, building a 3, 328 Chengkang Road, Xiazhuang street, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province Patentee after: Qingdao maijin Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 266000 room 207-1, building 2, 130 jiushui East Road, Fushan road street, Licang District, Qingdao City, Shandong Province Patentee before: QINGDAO MAGENE INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 126 Shuyu Road, Xiazhuang Street, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province, China 266107 Patentee after: Qingdao maijin Intelligent Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 266000 Room 302, building a 3, 328 Chengkang Road, Xiazhuang street, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province Patentee before: Qingdao maijin Intelligent Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |