CN204649338U - 一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，包括若干应变片传感器、脚踏板框架、PC机、电路模块；其特征在于：脚踏板框架包括电路模块封装腔、突出部件和螺孔，若干应变片传感器分别固定在脚踏板框架的突出部件外侧，脚踏板与脚踏板框架通过螺孔用螺钉连接，电路模块封装在电路模块封装腔内，电路模块包括信号转化模块、无线传输模块，且信号转化模块用导线分别与每个应变片传感器连接，无线传输模块与信号转化模块相连，PC机与无线传输模块无线传输数据。本实用新型基于应变片传感器设计了一种体积小、具有无线收发功能，能实时测量动态力的脚踏板测力装置，该装置可实时测量骑自行车时的蹬力。

Description

一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置。

背景技术

上世纪70年代就有人开始研究人体足底受力情况。以后各种测量足底压力的方法不断出现，测量技术不断改进。目前这项研究已经应用于生物力学、康复医学、矫形外科和体育训练学等领域。根据测量原理，大致可以分为足印技术，多维测力板测试技术。

目前，测力平台应用比较广泛。中国专利公开号CN2816776Y公开日期20060913发明名称为“一种六维力测力台的测力结构”，利用一个十字梁结构六维力传感器构成的测力台，在十字梁的每个面上贴有应变片，通过将应变桥路的输出解耦得到相应的六维力和力矩输出。

但是足印技术和测力平台是对人体在站立情况下进行的足底压力测量，而对于功率自行车等骑行健身设备来说，目前还很少有对使用者在骑行过程中的足底蹬力实时测量的装置。

为了解决上述问题，中国专利公开号CN102853958A公开日期20130112发明名称为“自行车踏板六维力传感器”，通过在弹性体上粘贴至少12个应变片测量六维力。但是人在骑自行车时，蹬力方向与脚踏板是垂直状态的，因此没必要测量六个维度的力，另外在尺寸很小的脚踏板上安装了至少12个应变片，制造和安装工艺复杂，进而增加了生产成本，该发明将电路板放在受力板下，在反复使用过程中，容易对电路板造成损坏。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，本实用新型具有体积小，结构简单，安装方便，具有无线收发功能，能实时测量动态力的脚踏板测力装置，该装置可安装在功率自行车或自行车上，广泛应用于健身房、家庭健身及运动员力量监测训练等领域。

为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为:

一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，包括若干应变片传感器、脚踏板框架、PC机、电路模块；其特征在于：脚踏板框架包括电路模块封装腔、突出部件和螺孔，若干应变片传感器分别固定在脚踏板框架的突出部件外侧，脚踏板与脚踏板框架通过螺孔用螺钉连接，电路模块封装在电路模块封装腔内，电路模块包括信号转化模块、无线传输模块，且信号转化模块用导线分别与每个应变片传感器连接，无线传输模块与信号转化模块相连，PC机与无线传输模块无线传输数据。

脚踏板框架的两个对称边框各有四个突出部件。

所述的应变片传感器的个数为八个，八个应变片传感器分别固定在突出部件上。

八个应变片传感器监测足底压力，信号转化模块将压力信号转化为电信号，足底检测端与远程端PC机通过无线收发数据，无线传输模块用于PC机与脚踏板的数据交换，客户端PC机具有远程无线接收数据和分析的功能。

由于采用了以上技术方案，其创新点在于能实时的对骑自行车或功率自行车时的动态力进行测量，该实用新型基于应变片传感器设计了一种体积小、具有无线收发功能，能实时测量动态力的脚踏板测力装置，该装置可安装在功率自行车或自行车上，广泛应用于健身房、家庭健身及运动员力量监测训练等领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型包括八个应变片传感器4、脚踏板框架1、PC机6、电路模块；其特征在于：脚踏板框架1包括电路模块封装腔2、八个突出部件3和螺孔5，脚踏板框架1的两个对称边框各有四个突出部件3，八个应变片传感器4分别固定在脚踏板框架1的突出部件3外侧，脚踏板与脚踏板框架1通过螺孔5用螺钉连接，电路模块封装在电路模块封装腔2内，电路模块包括信号转化模块、无线传输模块，且信号转化模块用导线分别与每个应变片传感器4连接，无线传输模块与信号转化模块相连，PC机6与无线传输模块无线传输数据。

八个应变片传感器4监测足底压力，信号转化模块将压力信号转化为电信号，足底检测端与远程端PC机6通过无线收发数据，无线传输模块用于PC机6与脚踏板的数据交换，客户端PC机6具有远程无线接收数据和分析的功能。

所述无线模块为蓝牙模块，使用蓝牙通信协议进行数据传输。

本实用新型可以由动感单车脚踏板与脚踏板框架1和传感器结合的方式实现，动感单车脚踏板与脚踏板框架1通过螺孔5用螺钉连接，其外观与普通自行车脚踏板相似，可实现测量使用者足底蹬力的大小及变化。

本实用新型的信号转化模块采用现有的集成电路技术，将常规的信号采集、信号转化处理及信号发送等功能封装成模块，并将其封装在脚踏板框架1的电路模块封装腔2内，保证增加工作稳定性的同时减小体积。

本实用新型的应变片传感器4为半桥式称重传感器，使用时，脚踏板框架1上的突出部件3为受力部件，四个半桥式称重传感器的接触点形成一个接触平面，该平面始终与施加的载荷保持垂直，可有效提高检测的准确性，同时如果某个半桥式称重传感器出现精度下降的情况也可及时发现。由于脚踏板框架1的两个对称边框各有四个固定了应变片传感器4的突出部件3，因而使用者无论踩在脚踏板的那一面都能实时的测量足底蹬力的大小。

脚踏板框架1的两个对称边框上的八突出部件3上的半桥式称重传感器并联使用，可以很好的解决大量程检测困难的问题。

本实用新型可通过PC机6实时显示用户的蹬力信息，包括压力、速度和加速度等。

Claims (3)

1.一种基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，包括若干应变片传感器（4）、脚踏板框架（1）、PC机（6）、电路模块；其特征在于：脚踏板框架（1）包括电路模块封装腔（2）、突出部件（3）和螺孔（5），若干应变片传感器（4）分别固定在脚踏板框架（1）的突出部件（3）外侧，脚踏板与脚踏板框架（1）通过螺孔（5）用螺钉连接，电路模块封装在电路模块封装腔（2）内，电路模块包括信号转化模块、无线传输模块，且信号转化模块用导线分别与每个应变片传感器（4）连接，无线传输模块与信号转化模块相连，PC机（6）与无线传输模块无线传输数据。

2.根据权利要求1所述的基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，其特征在于：脚踏板框架（1）的两个对称边框各有四个突出部件（3）。

3.根据权利要求1或2所述的基于应变片传感器的自行车脚踏板测力装置，其特征在于：所述的应变片传感器（4）的个数为八个，八个应变片传感器分别固定在突出部件（3）上。