CN111050864A - 自行车训练器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种自行车训练器，包括座部、把手和可旋转踏板，以及电子可变制动器，该电子可变制动器以取决于计算机控制器的预定设置的制动阻力直接或间接地作用于可旋转踏板上，该预定设置是可变的并且取决于所选择的参数以反映包括道路、风况和骑车人中的至少一个的模拟骑行条件，其中该自行车训练器不包括飞轮，而是包括可变比率传动系统，并且制动阻力的预定设置还取决于可变比率传动系统的设置或设置改变，以便当改变可变比率传动系统时模拟如由户外骑车人所经历的惯性水平或惯性改变。

Description

自行车训练器及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种自行车训练器，该自行车训练器包括座部、把手和可旋转踏板，以及电子可变制动器，该电子可变制动器以取决于通过计算机控制器的预定设置的制动阻力直接地或间接地作用于可旋转踏板上，该预定设置是可变的并且取决于所选择的参数，以反映包括道路、风况和骑车人中的至少一个的模拟骑行条件。本发明还涉及一种操作这种自行车训练器的方法。
背景技术
US2007/0179024教导了这样的一种方法和自行车训练器，其包括飞轮。
从http://www.cyclus2.com/en/track-simulation.htm已知，取决于：
·空气阻力
·下坡力
·滚动摩擦，
通过计算和设置在室内训练期间的如它们在真实场景中如何出现的制动阻力，控制若干因素来改善训练锻炼的真实生活经历。
直接依赖于制动扭矩来计算用于运动员的负荷的设置是实时执行的，并且取决于骑车人的速度(以反映空气阻力)、重量和材料。
US2013/0059698教导了一种固定式自行车训练器，其包括用于基于环境和其它真实世界的环境条件来模拟真实世界的地形的模拟系统。该自行车训练器包括阻力机构，该阻力机构基于模拟坡度的改变以及通过模拟实际摩擦力和重力的量而被调整。骑车人的模拟速度以及模拟风的速度和方向被用于确定模拟空速(airspeed)。自行车训练器在确定被模拟的真实世界条件时考虑了用户的实际或近似物理信息，包括骑车人的身高、体重、体形和/或上升位置。这种已知的自行车训练器包括飞轮，或者可替代地包括电机，以向阻力机构提供经调整的附加阻力。可以被用来模拟飞轮的电机可以被直接地或间接地连接到踏板的曲轴，并且施加到马达的电流可以在曲轴处施加除了由阻力机构施加的阻力之外的阻力。基于所提供的电流或阻力的量，曲轴的旋转受阻的程度可以变化。
发明内容
本发明旨在利用这种自行车训练器及利用其操作方法，进一步改善真实生活经历。
为此目的，本发明的操作自行车训练器的方法以及自行车训练器具有所附权利要求中的一项或多项的特征。
在本发明的第一方面中，自行车训练器不包括飞轮，而是包括可变比率传动系统，并且使制动阻力的预定设置取决于可变比率传动系统的设置或设置改变，以便当改变可变比率传动系统时，模拟如由户外骑车人所经历的惯性水平或惯性改变。与仅改变制动阻力的量并且让由用户所经历的惯性量不受影响的现有技术系统相比，这极大地改善了自行车训练器的真实生活经历。本发明的自行车训练器由于不存在飞轮以及它的利用可变比率传动系统的模拟而可以更快并且因此更有效地模拟户外骑车经历。
有利地，可变比率传动系统确定踏板的旋转速度相对于骑车人的虚拟前进速度的比率。在骑车人的相同前进速度的情况下，当改变到较高的档位(gear)时，这导致踏板的较低转速，而在骑车人的相同前进速度的情况下，改变到较低的档位导致踏板的较高转速。这也符合现实生活中骑车人在户外在改变齿轮比率时所经历的情形，其中前进速度最初在紧接着改变档位之前和紧接着改变档位之后是相同的。
为了模拟在改变档位期间的经历，进一步有益的是，当改变可变比率传动系统时，在虚拟可变比率传动系统的设置改变期间，制动阻力的预定设置是以具有预定频率的变动而随时间可变的(time variable)，这与户外骑车人所经历的情形相对应。该具有预定频率的变动与虚拟链条从一个扣链齿轮脱轨到另一个扣链齿轮相对应。因而，当改变齿轮比率已经被完成时，制动阻力的变动停止。
通过自行车训练器被配备反应可变比率传动系统的设置或设置改变的视觉指示器的特征，进一步促进了真实生活经历。
附图说明
在下文中，将参考示意性地且相对比地示出根据现有技术和根据本发明的自行车训练器的附图进一步阐明本发明。
在附图中：
图1示出了根据现有技术的自行车训练器的示意图；以及
图2示出了根据本发明的自行车训练器的示意图。
具体实施方式
申请人指出，原则上没有必要参考附图示出自行车训练器的构造，该自行车训练器包括座部、把手和可旋转踏板。这些类型的自行车训练器在日常生活中是众所周知的，并且例如从现有技术文献US2013/0059698中众所周知。
图1示意性地示出了具有可旋转踏板2和驱动飞轮4的链条3的现有技术的自行车训练器1的示例。飞轮4也可以用由控制器6驱动的马达/产生器(generator)8代替并模拟，如图2中所示。
在图1的实施例中，电子可变制动器5以取决于预定设置的制动阻力作用在飞轮4上(或如图2中所示，控制器6驱动马达/产生器8以模拟制动器)，并且从而间接地作用在可旋转踏板2上，在两种情况下，所述预定设置都用计算机控制器6确定。该预定设置是可变的并且取决于所选择的参数，以反映包括道路、风况和骑车人中的至少一个的模拟骑行条件。
在现有技术中，还有可能自行车训练器1包括虚拟可变比率传动系统7，该虚拟可变比率传动系统7可以影响制动器5的制动阻力的设置(或如由控制器6和马达/产生器8提供的模拟制动阻力的设置，如图2中所示)，然而让飞轮质量的惯性(或者由控制器6和马达/产生器8模拟的飞轮的惯性)不受影响。
相反地，图2示出了本发明的自行车训练器1，其类似于现有技术的训练器，包括可旋转踏板2和链条3，但是与现有技术不同，其不具有飞轮。在本发明中，链条3总是驱动由计算机控制器6控制的马达/产生器8，控制器6使用虚拟可变比率传动系统7的设置作为其输入之一。
根据本发明，计算机控制器6被实施以便用马达/产生器8产生如由户外骑车人所经历的惯性水平或惯性改变，该惯性水平或惯性改变取决于可变比率传动系统7的设置或设置改变。实际上，在不采用单独飞轮的情况下改变如用控制器6和马达/产生器8产生的惯性水平或惯性改变是本发明与现有技术的区别之处，并且其支持由本发明的自行车训练器1的用户的真实生活经历。
有利地，可变比率传动系统7确定踏板2的旋转速度相对于骑车人的虚拟前进速度的比率。因而，在骑车人的相同前进速度的情况下，改变到较低的档位导致踏板2的较高转速。相反地，在骑车人的相同前进速度的情况下，改变到较高的档位导致踏板2的较低转速。总体而言，这与骑车人户外经历相比，增强了真实生活，其中骑车人户外经历实际上前进速度最初在紧接着改变档位之前和紧接着改变档位之后是相同的。
为了模拟在改变档位期间骑车人的感觉，优选的是，当改变可变比率传动系统7时，在虚拟可变比率传动系统7的设置改变期间，制动阻力的预定设置是以具有预定频率的变动而随时间可变的，这与由户外骑车人所经历的情形相对应。这种随时间可变的制动阻力模拟连接到踏板的虚拟链条当从一个扣链齿轮移动到另一个扣链齿轮时的脱轨。
自行车训练器1的计算机控制器6还优选地具有视觉显示单元9，以向用户示出可变比率传动系统7的设置或设置改变。
有益的是，当改变可变比率传动系统时，制动阻力的预定设置是以具有预定频率的变动而随时间可变的，这与由户外骑车人所经历的情形相对应。
虽然前面已经参考与本发明的自行车训练器相关的示例性实施例对本发明进行了讨论，本发明不限于这些特定实施例，这些特定实施例可以以许多方式变化，而不偏离本发明。因此，所讨论的示例性实施例不应严格地按照它们被用于解释所附权利要求。相反，实施例仅旨在解释所附权利要求的措词，而无意将权利要求限制于这些示例性实施例。因此，本发明的保护范围应仅根据所附权利要求来解释，其中权利要求的措词中的可能歧义应使用这些示例性实施例解决。

Claims (8)

1.一种自行车训练器(1)，包括座部、把手和可旋转踏板(2)，以及电子可变制动器，该电子可变制动器以取决于计算机控制器(6)的设置的制动阻力直接地或间接地作用于可旋转踏板(2)上，该预定设置是可变的并且取决于所选择的参数，以反映包括道路、风况和骑车人中的至少一个的模拟骑行条件，其特征在于，该自行车训练器(1)不包括飞轮，而是包括虚拟可变比率传动系统(7)，并且制动阻力的预定设置还取决于虚拟可变比率传动系统(7)的设置或设置改变，以便当改变可变比率传动系统(7)时，模拟如由户外骑车人所经历的惯性水平或惯性改变。
2.如权利要求1所述的自行车训练器，其特征在于，可变比率传动系统(7)确定踏板(2)的旋转速度相对于骑车人的虚拟前进速度的比率。
3.如权利要求1或2所述的自行车训练器，其特征在于，当改变可变比率传动系统时，在虚拟可变比率传动系统(7)的设置改变期间，制动阻力的预定设置是以具有预定频率的变动而随时间可变的，这与由户外骑车人所经历的情形相对应。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的自行车训练器，其特征在于，自行车训练器(1)被配备视觉指示器(9)，该视觉指示器反映可变比率传动系统(7)的设置或设置改变。
5.一种用于操作自行车训练器(1)的方法，该自行车训练器(1)包括座部、把手和可旋转踏板(2)，以及电子可变制动器，该电子可变制动器以取决于计算机控制器(6)的设置的制动阻力直接地或间接地作用于可旋转踏板(2)上，该预定设置是可变的并且取决于所选择的参数，以反映包括道路、风况和骑车人中的至少一个的模拟骑行条件，其特征在于，提供没有飞轮而是包括虚拟可变比率传动系统(7)的被实施的自行车训练器(1)，并且提供制动阻力的预定设置还取决于虚拟可变比率传动系统(7)的设置或设置改变，以便当改变可变比率传动系统时，模拟如由户外骑车人所经历的惯性水平或惯性改变。
6.如权利要求5的方法，其特征在于，提供可变比率传动系统(7)确定踏板(2)的旋转速度相对于骑车人的虚拟前进速度的比率。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，提供当改变可变比率传动系统(7)时，在虚拟可变比率传动系统(7)的设置改变期间，制动阻力的预定设置是以具有预定频率的变动而随时间可变的，这与由户外骑车人所经历的情形相对应。
8.如权利要求5至7中的任一项所述的方法，其特征在于，提供具有反映可变比率传动系统(7)的设置或设置改变的视觉指示器(9)的自行车训练器(1)。
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