CN113353179A - 自行车踏频量测装置及方法 - Google Patents

自行车踏频量测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113353179A
CN113353179A CN202011474388.0A CN202011474388A CN113353179A CN 113353179 A CN113353179 A CN 113353179A CN 202011474388 A CN202011474388 A CN 202011474388A CN 113353179 A CN113353179 A CN 113353179A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bicycle
acceleration
signal
frequency
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011474388.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王子彰
黄泊宪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektro Technology Corp
Original Assignee
Tektro Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tektro Technology Corp filed Critical Tektro Technology Corp
Publication of CN113353179A publication Critical patent/CN113353179A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/414—Acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/412—Speed sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/413—Rotation sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J50/00—Arrangements specially adapted for use on cycles not provided for in main groups B62J1/00 - B62J45/00
    • B62J50/20—Information-providing devices
    • B62J50/21—Information-providing devices intended to provide information to rider or passenger
    • B62J50/22—Information-providing devices intended to provide information to rider or passenger electronic, e.g. displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
    • B62M9/121—Rear derailleurs
    • B62M9/122—Rear derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/422—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting on the handlebar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/423—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting on or besides the wheel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Axle Suspensions And Sidecars For Cycles (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

一种自行车踏频量测装置及方法，自行车踏频量测装置包括加速度感测模组、讯号撷取模组及踏频计算模组；讯号撷取模组电性连接加速度感测模组及踏频计算模组；加速度感测模组用以依据自行车的本体的加速度状态产生关联于踩踏波形信息的量测加速度讯号；讯号撷取模组依据设定参数而从量测加速度讯号中撷取踩踏波形信息；踏频计算模组依据踩踏波形信息计算自行车的当前的踏频数据。

Description

自行车踏频量测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种自行车踏频量测装置及方法，特别是一种应用踩踏波形的分析的自行车踏频量测装置及方法。
背景技术
随着自行车运动的流行越加广泛，训练方式也不断地精进。使用者在进行自行车的训练时，踏频数据系为重要的参考指标之一。在操作自行车时，维持一个稳定的踩踏频率不但可以增加骑行的效率，更能有效地避免使用者的运动伤害。通过踏频的监测及记录，可以让用户获取实时的踏频信息，分析训练的成果。因此，如何能精准地取得自行车的踏频信息，系为本领域的一项重要课题。
发明内容
本发明提出一种自行车踏频量测装置及方法，可以通过分析自行车的加速度状态，精准地计算当前的踩踏频率，让用户实时地获取踏频数据。
依据本发明的一实施例揭露一种自行车踏频量测装置，包括加速度感测模组、讯号撷取模组及踏频计算模组。讯号撷取模组电性连接加速度感测模组及踏频计算模组。加速度感测模组用以依据自行车的本体的加速度状态产生关联于踩踏波形信息的量测加速度讯号。讯号撷取模组依据设定参数而从量测加速度讯号中撷取踩踏波形信息。踏频计算模组依据踩踏波形信息计算自行车的当前的踏频数据。
依据本发明的一实施例揭露一种自行车踏频量测方法，包括：以加速度感测模组依据自行车的本体的加速度状态产生关联于踩踏波形信息的量测加速度讯号；以电性连接加速度感测模组的讯号撷取模组依据设定参数而从量测加速度讯号中撷取踩踏波形信息；以及以电性连接讯号撷取模组的踏频计算模组依据踩踏波形信息计算自行车的当前的踏频数据。
一种自行车踏频量测装置，包括自行车元件本体、控制单元、电力供应单元及加速度传感器。自行车元件本体用于安装在自行车的非圆周运动部分。控制单元设置于该自行车元件本体内。电力供应单元设置于该自行车元件本体内且电性连接该控制单元以供应电力给该控制单元。加速度传感器设置于该自行车元件本体内且电性连接该控制单元，该加速度传感器用以产生该自行车的一加速度讯号输出到该控制单元，使该控制单元依据该加速度讯号进行运算以产生一踏频讯号。
综上所述，在本发明提出的自行车踏频量测装置及方法中，主要是通过分析自行车的加速度状态取得加速度讯号，并且处理此加速度讯号并进一步地撷取出踩踏波形信息，藉此，可以精准地计算得到自行车当前的踏频数据，实时提供踏频数据给用户。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明系用以示范与解释本发明的精神与原理，并且为本发明的保护范围提供更进一步的解释。
附图说明
图1系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图；
图2系依据本发明的一实施例所绘示的踩踏波形信息的示意图；
图3系依据本发明的另一实施例所绘示的踩踏波形信息的示意图；
图4A系依据本发明的一实施例所绘示的轮速信息示意图；
图4B系依据本发明的一实施例所绘示的行进方向加速度讯号示意图；
图5系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图；
图6系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测方法的方法流程图；
图7系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测方法的方法流程图；
图8A系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图；
图8B系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的结构方块图；
图9系依据本发明的一实施例所绘示的自行车外观示意图；
图10A系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图；
图10B系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的结构方块图。
【附图标记说明】
1、2、3、4 自行车踏频量测装置
10、20 加速度感测模组
12、22 讯号处理模组
14、24 讯号撷取模组
16、26 踏频计算模组
201 霍尔感测单元
202 轮速运算单元
S1 量测加速度讯号
S1’ 过滤后的量测加速度讯号
PS 踩踏波形信息
WS 轮速信息
AS 行进方向加速度讯号
V1 电压讯号
A3、A4 自行车元件本体
31、41 控制单元
32、42 电力供应单元
33、43 加速度传感器
34、44 第一通讯单元
35 马达
36 链条导引构件
45 电磁阀
37、46 显示模组
371、461 控制单元
372、462 第二通讯单元
30、40 外壳
301、401 容置空间
P1～P4、Q1 位置
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、保护范围及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例系进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参照图1，图1系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图。如图1所示，自行车踏频量测装置1包括加速度感测模组10、讯号处理模组12、讯号撷取模组14及踏频计算模组16。加速度感测模组10电性连接讯号处理模组12，而讯号撷取模组14电性连接讯号处理模组12及踏频计算模组16。
加速度感测模组10装设在自行车本体并且用以依据自行车的本体的加速度状态产生量测加速度讯号S1。具体来说，加速度感测模组10感测自行车本体的加速度而对应产生量测加速度讯号S1，其中所述量测加速度讯号S1可反映自行车本体的加速度信息，并且量测加速度讯号关联于一踩踏波形信息。接着，加速度感测模组10将量测加速度讯号S1传送到讯号处理模组12。于实务上，加速度感测模组10可以是重力加速度传感器(G-sensor)或是霍尔传感器(Hall sensor)，本发明对于加速度传感器的类型不加以限制。
讯号处理模组12对量测加速度讯号S1执行滤除任务，其中所述的滤除任务包括量测偏差量滤除与噪声滤除。具体来说，加速度感测模组10所产生的量测加速度讯号S1可能带有量测时的偏差量或外界的噪声。为避免因偏差量或噪声而影响讯号分析结果，讯号处理模组12可由例如噪声滤波器来实现，据以通过执行滤除任务而滤除掉量测偏差量及外界噪声，从而取得过滤后的量测加速度讯号S1’以供后续的分析。
在讯号处理模组12取得过滤后的量测加速度讯号S1’后，进一步地将过滤后的量测加速度讯号S1’传送到讯号撷取模组14。讯号撷取模组14依据设定参数而从过滤后的量测加速度讯号S1’中撷取踩踏波形信息。详细来说，过滤后的量测加速度讯号S1’包括踩踏波形信息PS，而讯号撷取模组14可根据设定参数而将关于使用者踩踏相关的波形讯号撷取出来作为踩踏波形信息，并将踩踏波形信息PS传送到踏频计算模组16。于本发明中，图1中的讯号处理模组12的设置系为选择性的，也就是说，在一些实施例中，本发明的自行车踏频量测装置没有装设讯号处理模组12，而是直接将量测加速度讯号S1传送到讯号撷取模组14进行后续的讯号处理及运算。以下将以配置有讯号处理模组12的实施例进行说明。
在一实施例中，前述的设定参数包括取样频率范围，而踩踏波形信息的频率系落在取样频率范围内。在实作上，讯号撷取模组14可以系具有带通滤波器(Band-Passfilter)，用于将特定频段以外的波形滤除，以实现特定频段的波形撷取。一般来说，由于用户的踩踏频率大约在1赫兹(Hz)至3赫兹(Hz)之间，因此在一实施例中，所述取样频率范围可设定为1赫兹至3赫兹，也就是说，讯号撷取模组14能够将量测加速度讯号S1中频率落于1Hz～3Hz以外的波形滤除，但本发明不以此为限，而是可根据实际需求调整取样频率范围。以下将以加速度感测模组10作为重力加速度传感器为例进行举例，并且一并参照波形示意图来说明如何取得踩踏波形信息。
如前述，在一实施例中，加速度感测模组10可以系为重力加速度传感器(G-sensor)，设置在自行车的车架的非旋转组件上。重力加速度传感器用于依据自行车的本体的加速度状态以取得行进方向加速度讯号作为量测加速度讯号S1。详言之，在本实施例中，所述自行车的本体的加速度状态系为自行车整体行进方向的加速度状态，重力加速度传感器(即加速度感测模组10)可感测自行车整体行进方向的加速度状态，从而产生行进方向加速度讯号作为量测加速度讯号S1。
在实作上，所述非旋转组件可以系为自行车的车把、前叉及后叉其中一者。也就是说，重力加速度传感器系用以感测自行车行进的加速度，因此理想上需设置在自行车上不会旋转的组件，方可准确地侦测到自行车行进方向的加速度。其余的讯号处理模组12(若有装设)、讯号撷取模组14及踏频计算模组16等模组也可以一起整合设置在非旋转的组件上，或是设置在自行车的其他组件上，本发明不加以限制。
在重力加速度传感器(即加速度感测模组10)取得行进方向加速度讯号作为量测加速度讯号S1后，进一步将量测加速度讯号S1输入到讯号处理模组12进行分析，以取得过滤后的量测加速度讯号S1’。具体来说，讯号处理模组12系对量测加速度讯号S1进行量测偏差量及/或外界噪声的滤除，从而获得过滤后的量测加速度讯号S1’。更详言之，在此获得的过滤后的量测加速度讯号S1’系为滤除量测偏差量及/或噪声后的行进方向加速度讯号。
请进一步参照图2，图2系依据本发明的一实施例所绘示的踩踏波形信息示意图。图2所示的踏频波形示意图系为讯号撷取模组14依据设定参数而从过滤后的量测加速度讯号S1’中撷取出的踩踏波形信息PS。更具体来说，在图2的实施例中，讯号撷取模组14可根据例如取样频率范围(1Hz～3Hz)而从过滤后的量测加速度讯号S1’当中撷取得踩踏波形信息PS，即如图2所示。进一步地，讯号撷取模组14将此踩踏波形信息PS传送到踏频计算模组16进行波形重建并且计算踩踏频率。图2的实施例示出两个弦波，其中每一个弦波代表使用者踩踏左踏板(或右踏板)一次。以单一个踏板(如左踏板)来说，若踏板原始角度系以0度为准，则第一个波峰代表此踏板旋转至90度、第一个波谷代表此踏板旋转至180度、第二个波峰代表此踏板旋转至270度、第二个波谷代表此踏板旋转至360度。从另一个角度来说，图2的两个弦波可视为踩踏两次(例如左/右踏板各踩踏一次)的波形，因此踏频计算模组14可据以计算单位时间内踩踏的次数作为踏频数据。在实作上，踏频计算模组16可以是具有运算功能的处理器、微处理器、控制器或微控制器，并且可通过数据补差技术进行前述波形的重建及踩踏频率的计算。
在前述实施例中，加速度感测模组的实现方式为重力加速度传感器，通过直接分析自行车的行进方向加速度状态来取得自行车的踏频数据，然而在另一实施例中，加速度感测模组的实现方式为霍尔传感器，先通过分析自行车的轮速而推得自行车的行进方向加速度，进而取得自行车的踏频数据。以下将以加速度感测模组为霍尔传感器为例进行说明。
请先参照图3，图3系依据本发明的另一实施例所绘示的踩踏波形信息示意图。相较于图2，图3的此踩踏波形信息PS包括疏密程度不同的多个弦波，其代表用户以不同踩踏频率来操作自行车，更详细来说，请一并参照图3、图4A及图4B，图4A系依据本发明的一实施例所绘示的轮速信息示意图，而图4B系依据本发明的一实施例所绘示的行进方向加速度讯号示意图，其中图3A的踏频波形系由图4A的轮速信息经分析处理后得到图4B的行进方向加速度，再进一步通过特定频率的滤波处理所取得。以下将搭配图5一并描述图3、图4A及图4B，其中图5系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图。
如图5所示，自行车踏频量测装置2包括加速度感测模组20、讯号处理模组22、讯号撷取模组24及踏频计算模组26。加速度感测模组20电性连接讯号处理模组22，而讯号撷取模组24电性连接讯号处理模组22及踏频计算模组26。同样地，虽然本实施例采用讯号处理模组22，然而讯号处理模组22的配置系为选择性的，亦即在其他实施例中，自行车踏频量测装置2可不包括讯号处理模组22。
如图5所示，加速度感测模组20包括彼此电性连接的霍尔感测单元201与轮速运算单元202。霍尔感测单元201用以根据磁场的变化而产生电压讯号V1。轮速运算单元202依据电压讯号V1判断自行车的轮速信息，并且根据轮速信息产生行进方向加速度讯号作为量测加速度讯号S1，其中所述的轮速信息系关联于自行车本体的加速度状态。
详细来说，霍尔感测单元201包含磁性件、霍尔元件与电子电路等元件(图中未示)，其中磁性件随着车轮转动而改变霍尔元件周边的磁场，使通入电流的霍尔元件因应磁场变化而产生对应的霍尔电压。在磁性件随车轮转动而产生的变动磁场中，霍尔元件所输出的霍尔电压一般呈正弦波形式，而此正弦波形式的霍尔电压系再经由电子电路转换为脉冲形式的电压作为所述的电压讯号V1。
轮速运算单元202通过分析前述电压讯号在单位时间内所具有的脉冲数量而计算得到轮速信息，即如图4A所示的轮速信息WS，再进一步根据轮速信息WS推得行进方向速度。亦即，轮速运算单元202可通过轮速搭配轮径等信息计算行进方向速度。在实务上，自行车车轮在未发生滑动的情况下，轮速信息WS可实质反映出行进方向速度。
接着，轮速运算单元202进一步根据行进方向速度(即图4A所示的轮速信息WS，其反映行进方向速度)计算(例如一次微分)得到行进方向加速度，并对应产生行进方向加速度讯号以作为量测加速度讯号S1。轮速运算单元202将量测加速度讯号S1传送到讯号处理模组22以将量测加速度讯号S1的量测偏差值及/或外界噪声滤除而输出过滤后的量测加速度讯号S1’，即如图4B所示的行进方向加速度讯号AS。
接着，讯号撷取模组24依据设定参数而从过滤后的量测加速度讯号S1’中撷取踩踏波形信息PS，如图3所示。如前述实施例，讯号撷取模组24同样可根据例如取样频率范围(1Hz～3Hz)而撷取得踩踏波形信息PS。换言之，讯号撷取模组24(例如带通滤波器)依据前述取样频率范围(1Hz～3Hz)对图4B当中频率1Hz～3Hz以外的波形进行滤除将得到如图3所示的踩踏波形信息PS，讯号撷取模组24进一步将此踩踏波形信息PS传送到踏频计算模组26进行波形重建并且计算踩踏频率。在实作上，踏频计算模组26可通过数据补差技术进行波形的重建。踏频计算模组26可依据踩踏波形的弦波数量计算单位时间内踩踏的次数作为踏频数据。
请参照图6，图6系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测方法的方法流程图。图6的量测方法可由图1的自行车踏频量测装置执行。如图6所示，在步骤S10中，以加速度感测模组10依据自行车的本体的加速度状态产生量测加速度讯号S1，其中所述量测加速度讯号S1关联于踩踏波形信息。
在步骤S20中，以电性连接加速度感测模组10的讯号撷取模组14依据设定参数而从量测加速度讯号S1中撷取踩踏波形信息。于一实施例中，所述设定参数包括取样频率范围，例如1Hz～3Hz，而踩踏波形信息的频率落在取样频率范围内。在步骤S30中，以电性连接讯号撷取模组14的踏频计算模组16依据踩踏波形信息计算自行车的当前的踏频数据。于一实施例中，所述量测方法更包括在讯号撷取模组14依据设定参数而从量测加速度讯号S1中撷取踩踏波形信息之前，以电性连接加速度感测模组10及讯号撷取模组14的讯号处理模组12分析量测加速度讯号S1以输出过滤后的量测加速度讯号S1’，其中所述滤除任务可包括量测偏差量滤除与噪声滤除。
在一实施例中，所述加速度感测模组10系为重力加速度传感器，设置在自行车的车架的非旋转组件上，以加速度感测模组10依据该自行车的本体的加速度状态以产生量测加速度讯号S1包括以重力加速度传感器感测自行车的本体的加速度状态以取得行进方向加速度讯号作为量测加速度讯号S1。实作上，所述非旋转组件系为自行车的车把、前叉及后叉其中一者。亦即，重力加速度传感器(加速度感测模组10)可装设在车把、前叉或后叉。
请一并参照图5及图7，图7系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测方法的方法流程图。图7的量测方法可由图5的自行车踏频量测装置执行。图7的步骤S20～S30与图6的步骤S20～S30相仿，惟差异在于，图7的自行车的本体的加速度状态关系联于自行车的一轮速信息，且加速度感测模组20包括霍尔感测单元201及轮速运算单元202，其中以加速度感测模组20依据自行车的本体的加速度状态产生量测加速度讯号S1的步骤S10包括步骤S101～S103。在步骤S101中，以霍尔感测单元201产生磁场并且根据磁场的变化而产生电压讯号V1，并且在步骤S102中，以轮速运算单元202依据电压讯号V1判断自行车的轮速信息，并且在步骤S103中，依据轮速信息产生自行车的行进方向加速度讯号以作为量测加速度讯号S1。图6与图7的自行车踏频量测方法的具体实施细节已于前述有详尽描述，故在此不另赘述。
请一并参照图8A、8B及图9，图8A系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图，图8B系依据本发明的一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的结构方块图，而图9系依据本发明的一实施例所绘示的自行车外观示意图。如图8B所示，自行车踏频量测装置3包括自行车元件本体A3、控制单元31、电力供应单元32及加速度传感器33，其中自行车元件本体A3具有外壳30，而控制单元31、电力供应单元32及加速度传感器33均设置在外壳30的容置空间301内。在一实施例中，自行车元件本体A3系安装在自行车BK的非圆周运动部分，所述的非圆周运动部分可以是自行车BK的非360度旋转运动的部位，例如图9所示的自行车BK的前叉(位置P1)、上管(位置P2)、立管(位置P3)或后叉(位置P4)。
如图8A所示，控制单元31电性连接电力供应单元32及加速度传感器33，其中电力供应单元32供应电力给控制单元31。加速度传感器33用以产生自行车的加速度讯号输出到控制单元31，使得控制单元31可依据加速度讯号进行运算以产生踏频讯号。如图8A与图8B所示，在实作上，自行车踏频量测装置3包括第一通讯单元34设置于自行车元件本体A3的外壳30的容置空间301内且电性连接控制单元31。在一实施例中，如图8A所示，自行车踏频量测装置3可进一步包含显示模组37，显示模组37可设置在如图9所示的龙头位置Q1，与控制单元31通讯连接并且用以显示对应于踏频讯号的踏频信息。
另一方面，显示模组37可包含控制单元371及第二通讯单元372。设置于自行车元件本体A3内的控制单元31通过第一通讯单元34将踏频讯号传送到显示模组37的第二通讯单元372。进一步地，显示模组37的控制单元371自第二通讯单元372取得踏频讯号后可控制显示模组37的显示接口(图中未示)显示与踏频讯号对应的踏频信息供予用户观看。在实作上，第一通讯单元34与第二通讯单元372之间可以有线或无线方式通讯连接。显示模组37的设置系为选择性的，亦即在其他实施方式中，自行车踏频量测装置3可不包括显示模组37。
请继续参照图8A与图8B，在图8A与图8B的一种实施方式中，自行车踏频量测装置3整合有变速器的功能。亦即，自行车元件本体A3可系为一变速器主体。如图8B所示，所述的变速器主体(即自行车元件本体A3)设置有马达35与链条导引构件36。其中，如图8A所示，马达35与控制单元31及电力供应单元32电性连接。马达35由电力供应单元32进行供电而运行，而链条导引构件36连接马达35并受控于马达35的驱动而运作。在本实施例中，控制单元31依据踏频讯号的变化而驱动马达35，据以调整链条导引构件36的挡位。在整合有变速器功能的实施例中，变速器主体(即自行车元件本体A3)较佳地系设置在自行车BK的立管(位置P3)或后叉(位置P4)，但本发明不以此为限。
请参照图10A与图10B，图10A系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的功能方块图，图10B系依据本发明的另一实施例所绘示的自行车踏频量测装置的结构方块图。在图10A与图10B的实施方式中，不同于前述实施例的整合变速器功能，自行车踏频量测装置4整合有防死锁刹车(ABS)的功能。自行车踏频量测装置4包括自行车元件本体A4、控制单元41、电力供应单元42及加速度传感器43，其中的自行车元件本体A4可系为一防死锁刹车主体且具有外壳40及电磁阀45，而控制单元41、电力供应单元42、加速度传感器43与第一通讯单元44均设置在外壳40的容置空间401内。在此所述的控制单元41、电力供应单元42、加速度传感器43及第一通讯单元44的连接关系与运作方式相仿于前述的实施例，不予赘述。在本实施例中，如图10A所示，电磁阀45与控制单元41及电力供应单元42电性连接，其中电力供应单元42供电予电磁阀45而使其运作，并且控制单元41依据踏频讯号控制电磁阀45的运作。在整合有防死锁刹车功能的实施例中，防死锁刹车主体(即自行车元件本体A4)较佳地系设置在自行车BK的前叉(位置P1)或上管(位置P2)，但本发明不以此为限。
在一实施例中，如图10A所示，自行车踏频量测装置4更可包括显示模组46，其中显示模组46可设置在如图9所示的龙头位置Q1，与控制单元41通讯连接并且用以显示对应于踏频讯号的踏频信息。显示模组46包含控制单元461及第二通讯单元462。设置于自行车元件本体A4内的控制单元41通过第一通讯单元44将踏频讯号传送到显示模组46的第二通讯单元462。显示模组46的控制单元461自第二通讯单元462取得踏频讯号后可控制显示模组46的显示接口(图中未示)显示与踏频讯号对应的踏频信息供予用户观看。在实作上，第一通讯单元44与第二通讯单元462之间可以有线或无线方式通讯连接。显示模组46的设置系为选择性的，亦即在其他实施方式中，自行车踏频量测装置4可不包括显示模组46。
综上所述，在本发明提出的自行车踏频量测装置及方法中，主要是通过分析自行车的加速度状态取得加速度讯号，并且处理此加速度讯号并进一步地撷取出踩踏波形信息，藉此，可以精准地计算得到自行车当前的踏频数据，实时提供踏频数据给用户。另外，自行车踏频量测装置更可以一并整合原有的变速器元件或防死锁刹车元件，减少设置在自行车上的模组复杂性。

Claims (20)

1.一种自行车踏频量测装置，其特征在于，包括：
一加速度感测模组，用以依据一自行车的本体的加速度状态产生一量测加速度讯号，该量测加速度讯号关联于一踩踏波形信息；
一讯号撷取模组，电性连接该加速度感测模组，该讯号撷取模组依据一设定参数而从该量测加速度讯号中撷取该踩踏波形信息；以及
一踏频计算模组，电性连接该讯号撷取模组，该踏频计算模组依据该踩踏波形信息计算该自行车的当前的一踏频数据。
2.如权利要求1所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该加速度感测模组为一重力加速度传感器，设置在该自行车的车架的一非旋转组件上，该重力加速度传感器用于依据该自行车的本体的加速度状态以取得一行进方向加速度讯号作为该量测加速度讯号。
3.如权利要求2所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该非旋转组件为该自行车的车把、前叉及后叉其中一者。
4.如权利要求1所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该设定参数包括一取样频率范围，该踩踏波形信息的频率落在该取样频率范围内。
5.如权利要求4所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该取样频率范围为1赫兹至3赫兹。
6.如权利要求1所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，更包括：一讯号处理模组，电性连接于该加速度感测模组及该讯号撷取模组之间，该讯号处理模组对该量测加速度讯号执行一滤除任务，该滤除任务包括一量测偏差量滤除与一噪声滤除。
7.如权利要求1所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该自行车的本体的加速度状态关联于该自行车的一轮速信息，该加速度感测模组包括：
一霍尔感测单元，用以根据磁场的变化而产生一电压讯号；以及
一轮速运算单元，电性连接该霍尔感测单元，该轮速运算单元依据该电压讯号判断该自行车的该轮速信息，并且依据该轮速信息产生该自行车的一行进方向加速度讯号以作为该量测加速度讯号。
8.一种自行车踏频量测方法，其特征在于，包括：
以一加速度感测模组依据一自行车的本体的加速度状态产生关联于一踩踏波形信息的一量测加速度讯号；
以电性连接该加速度感测模组的一讯号撷取模组依据一设定参数而从该量测加速度讯号中撷取该踩踏波形信息；以及
以电性连接该讯号撷取模组的一踏频计算模组依据该踩踏波形信息计算该自行车的当前的一踏频数据。
9.如权利要求8所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，该加速度感测模组为一重力加速度传感器，设置在该自行车的车架的一非旋转组件上，以该加速度感测模组依据该自行车的本体的加速度状态以产生该量测加速度讯号包括：
以该重力加速度传感器感测该自行车的本体的加速度状态以取得一行进方向加速度讯号作为该量测加速度讯号。
10.如权利要求9所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，该非旋转组件为该自行车的车把、前叉及后叉其中一者。
11.如权利要求8所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，该设定参数包括一取样频率范围，该踩踏波形信息的频率落在该取样频率范围内。
12.如权利要求11所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，该取样频率范围为1赫兹至3赫兹。
13.如权利要求8所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，在该讯号撷取模组依据该设定参数而从该量测加速度讯号中撷取该踩踏波形信息之前，该自行车踏频量测方法更包括：以电性连接于该加速度感测模组及该讯号撷取模组之间的一讯号处理模组对该量测加速度讯号执行一滤除任务，该滤除任务包括一量测偏差量滤除与一噪声滤除。
14.如权利要求8所述的自行车踏频量测方法，其特征在于，该自行车的本体的加速度状态关联于该自行车的一轮速信息，且该加速度感测模组包括一霍尔感测单元及一轮速运算单元，以该加速度感测模组依据该自行车的本体的加速度状态产生该量测加速度讯号包括：
以该霍尔感测单元根据磁场的变化而产生一电压讯号；以及
以该轮速运算单元依据该电压讯号判断该自行车的该轮速信息，并且依据该轮速信息产生该自行车的一行进方向加速度讯号以作为该量测加速度讯号。
15.一种自行车踏频量测装置，其特征在于，包括：
一自行车元件本体，用于安装在一自行车的非圆周运动部分；
一控制单元，设置于该自行车元件本体内；
一电力供应单元，设置于该自行车元件本体内且电性连接该控制单元以供应电力给该控制单元；以及
一加速度传感器，设置于该自行车元件本体内且电性连接该控制单元，该加速度传感器用以产生该自行车的一加速度讯号输出到该控制单元，使该控制单元依据该加速度讯号进行运算以产生一踏频讯号。
16.如权利要求15所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，更包括：
一显示模组，与该控制单元通讯连接并且用以显示对应于该踏频讯号的踏频信息。
17.如权利要求16所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，更包括：
一第一通讯单元，设置于该自行车元件本体内且电性连接该控制单元，其中该显示模组包含一第二通讯单元，该控制单元通过该第一通讯单元将该踏频讯号传送到该第二通讯单元。
18.如权利要求15所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该自行车元件本体为一变速器主体，该变速器主体内设置有：
一马达，由该电力供应单元进行供电而运行；以及
一链条导引构件，受控于该马达的驱动而运作；
其中，该控制单元依据该踏频讯号的变化而驱动该马达，据以调整该链条导引构件的挡位。
19.如权利要求15所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该自行车元件本体为一防死锁刹车主体，该防死锁刹车主体内设置有一电磁阀，该电磁阀由该电力供应单元进行供电而运行，该控制单元依据该踏频讯号控制该电磁阀的作动。
20.如权利要求15所述的自行车踏频量测装置，其特征在于，该自行车元件本体安装于该自行车的前叉、上管、立管、后叉的其中一者。
CN202011474388.0A 2020-03-06 2020-12-15 自行车踏频量测装置及方法 Withdrawn CN113353179A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109107346A TWI724812B (zh) 2020-03-06 2020-03-06 自行車踏頻量測裝置及方法
TW109107346 2020-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113353179A true CN113353179A (zh) 2021-09-07

Family

ID=76605029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011474388.0A Withdrawn CN113353179A (zh) 2020-03-06 2020-12-15 自行车踏频量测装置及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210276654A1 (zh)
CN (1) CN113353179A (zh)
TW (1) TWI724812B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114859070A (zh) * 2022-04-25 2022-08-05 青岛迈金智能科技股份有限公司 一种速度获取方法、装置、电子设备及存储介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11361602B2 (en) * 2018-04-13 2022-06-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for calculating tread frequency of bicycle, wearable device, and storage medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204750469U (zh) * 2015-05-06 2015-11-11 常州信息职业技术学院 一种山地自行车自动变速装置
TWI541163B (zh) * 2015-07-07 2016-07-11 Univ Shu Te Bicycle anti - lock braking system and method thereof
US20170097375A1 (en) * 2014-07-11 2017-04-06 Shenzhen Qianhai Livall Iot Technology Co., Ltd. Bicycle Pedaling Frequency Sensor
CN107776822A (zh) * 2017-09-30 2018-03-09 加驰（厦门）智能科技有限公司 一种自动获取踏频的智能自行车及踏频的获取方法
DE102018206672A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Skyscraft Gmbh Pedalierfrequenzdetektor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581136A (en) * 1994-12-20 1996-12-03 Li; I-Ho Auxiliary magnetic motor (AMM)
JP3849452B2 (ja) * 2001-04-26 2006-11-22 株式会社明電舎 電動アシスト自転車の運転装置。
JP2004142634A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 電動自転車
CN100406343C (zh) * 2004-09-27 2008-07-30 捷安特(中国)有限公司 电动自行车中置驱动同轴式动力组
EP1941232B1 (en) * 2005-09-23 2013-03-20 Velocomp, LLP Apparatus for measuring total force in opposition to a moving vehicle and method of using
ITMI20131064A1 (it) * 2013-06-26 2014-12-27 Campagnolo Srl Sistema elettronico di bicicletta
KR101531624B1 (ko) * 2013-11-15 2015-07-06 주식회사 만도 전기 자전거 및 그 제어방법
US10030992B2 (en) * 2014-04-08 2018-07-24 Seyed Amin Ghorashi Sarvestani Bicycle activity monitoring and recording device
WO2017047333A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 日本電産株式会社 パワーアシスト装置および当該パワーアシスト装置を備えた車両
TW201726478A (zh) * 2016-01-25 2017-08-01 聖佳光電有限公司 自行車踏頻之檢測方法
US10281298B2 (en) * 2016-07-22 2019-05-07 Infineon Technologies Ag Wheel localization from reference magnetic field and angular rotation information in TPMS application
JP6731822B2 (ja) * 2016-09-29 2020-07-29 セイコーインスツル株式会社 自転車用自動変速システム
WO2018098655A1 (zh) * 2016-11-30 2018-06-07 吴品盛 用于自行车的动力感测系统
TWI707799B (zh) * 2020-03-27 2020-10-21 彥豪金屬工業股份有限公司 自行車防鎖死煞車裝置控制方法及自行車防鎖死煞車組件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170097375A1 (en) * 2014-07-11 2017-04-06 Shenzhen Qianhai Livall Iot Technology Co., Ltd. Bicycle Pedaling Frequency Sensor
CN204750469U (zh) * 2015-05-06 2015-11-11 常州信息职业技术学院 一种山地自行车自动变速装置
TWI541163B (zh) * 2015-07-07 2016-07-11 Univ Shu Te Bicycle anti - lock braking system and method thereof
CN107776822A (zh) * 2017-09-30 2018-03-09 加驰（厦门）智能科技有限公司 一种自动获取踏频的智能自行车及踏频的获取方法
DE102018206672A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Skyscraft Gmbh Pedalierfrequenzdetektor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114859070A (zh) * 2022-04-25 2022-08-05 青岛迈金智能科技股份有限公司 一种速度获取方法、装置、电子设备及存储介质
CN114859070B (zh) * 2022-04-25 2023-08-04 青岛迈金智能科技股份有限公司 一种速度获取方法、装置、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
TWI724812B (zh) 2021-04-11
TW202134657A (zh) 2021-09-16
US20210276654A1 (en) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0909940B1 (en) Method and apparatus for measuring power output and for measuring tension and vibrational frequency of a elongate flexible member
CN113353179A (zh) 自行车踏频量测装置及方法
JP5666301B2 (ja) エルゴメトリックトレーニング装置
JP6408579B2 (ja) 自転車のセンターマウント制御システム
US7257468B1 (en) Apparatus and method for measuring dynamic parameters for a driven wheel
DK2805141T3 (en) ELECTRIC CYCLE PEDAL ROTATION SENSOR
US20120042725A1 (en) Method and Apparatus for Measuring Pedaling Dynamics of a Cyclist
CN105015663B (zh) 踩踏状态检测设备
EP2890962B1 (en) Apparatus and method for power measurement at a crank axle and crank arm
JP6720308B2 (ja) 自転車の運動量および自転車ペダルに加えられるペダリングケイデンスを測定するための装置
JP2015529330A5 (zh)
CN108211227A (zh) 一种动感单车踏频检测训练系统
CN106663343A (zh) 脚蹬、骑行设备及数据生成方法
WO2018098655A1 (zh) 用于自行车的动力感测系统
TWI626189B (zh) Power sensing system for bicycles
WO2021153387A1 (ja) 電動アシスト自転車、電動アシスト自転車の制御システム、および、電動アシスト自転車の制御方法
EP2451541B1 (fr) Dispositif d'aide à la pratique d'une séance d'activité physique et appareil d'activité physique équipé d'un tel dispositif
EP3189989B1 (en) A dynamic tire pressure sensor system for a bike
CN108682059B (zh) 一种基于三轴地磁传感器的设备姿态识别方法
CN110841242A (zh) 一种健身车、用于健身车的检测方法、装置及介质
WO2016096454A1 (en) Method for determining activity characteristics
JP2013208382A (ja) 運動量算出装置、運動量算出システム、および運動量算出方法
JP5692562B2 (ja) 設定装置
JPH07151620A (ja) 仕事率測定装置
WO2017222395A1 (en) Brake power measuring device

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210907

WW01 Invention patent application withdrawn after publication