DE202006017968U1

DE202006017968U1 - Intelligentes Messgerät

Info

Publication number: DE202006017968U1
Application number: DE202006017968U
Authority: DE
Original assignee: Boson Tech Co Ltd
Current assignee: Boson Tech Co Ltd
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2016-11-24

Abstract

Intelligentes Messgerät, welches an einer beweglichen Sporteinrichtung (90) angebracht ist und ein Eingabeelement (60) und eine verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (15) das Eingabesignal aus dem Eingabeelement (60) empfängt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass eine Signalverarbeitungseinheit (20), eine Anzeige (70), ein Messmodul (30), ein Beschleunigungsmessmodul (40) und ein Steuermodul (50) vorgesehen sind;
– dass die Signalverarbeitungseinheit (20) das verarbeitete Signal aus der verknüpften Verarbeitungseinheit (15) empfängt und das Rückführungssignal an die verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) zurücksendet, wobei die körperliche Information und die Parametereinstellung des Systems mittels des Eingabeelements (60) eingegeben werden können;
– dass die Anzeige (70) mit der Signalverarbeitungseinheit (20) verbunden ist, um den Systemstatus sowie die Parametereinstellung anzuzeigen;
– dass das Messmodul (30) den physiologischen Zustand des Sporttreibers ermittelt und die ermittelte Information auf die verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) überträgt;
– dass das Beschleunigungsmessmodul (40) die Beschleunigung misst, wobei die Geschwindigkeit (42b) und...

Description

Die Erfindung betrifft ein intelligentes Messgerät, insbesondere ein Hilfsgerät, welches die Nutzungsstärke einer Sporteinrichtung selbsttätig ändert.
Die bewegliche Sporteinrichtung wie Fahrrad ist zum Sporttreiben im Freien eingesetzt. Folglich muss sie den unterschiedlichen Bedingungen begegnen. Wenn der Benutzer keine geeignete Gegenmaßnahme der Umgebungsbedingung entsprechend wegen der körperlichen Überlastung rechtzeitig treffen kann, unterliegt er zusätzlichem sportlichem Risiko. Im Hinblick darauf ist ein Kontaktherzschlagmessgerät aus US 6945940 bekannt, welches den physiologischen Zustand des Sporttreibers ermitteln kann. Jedoch ist der Sporttreiber nicht in der Lage, die Nutzungsstärke der beweglichen Sporteinrichtung nach dem physiologischen Zustand und der Trainingsstärke entsprechend zu verändern. Folglich kann solches Risiko nicht verringert werden.
Der Erfindung liegt deswegen die Aufgabe zugrunde, intelligentes Messgerät zu schaffen, die Nutzungsstärke der beweglichen Sporteinrichtung nach dem physiologischen Zustand und der Trainingsstärke des Sporttreibers entsprechend zu verändern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein intelligentes Messgerät, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Neben der Veränderungsmöglichkeit der Nutzungsstärke der Sporteinrichtung schafft die Erfindung noch, dass der Sporttreiber das Messgerät mitbringen und als Schrittzähler benutzen kann.
Das erfindungsgemäße Messgerät ermittelt mittels eines Messmoduls den physiologischen Zustand des Sporttreibers und mittels eines Beschleunigungsmessmoduls die Beschleunigung, um die Änderung der sämtlichen mechanischen Energie zu erfahren und die Trainingsstärke des Sporttreibers zu berechnen. Anschließend wird die Nutzungsstärke der beweglichen Sporteinrichtung durch ein Steuermodul gemäß der Datenverarbeitung einer verknüpften Verarbeitungseinheit und einer Signalverarbeitungseinheit und nach dem physiologischen Zustand und nach der Trainingstärke verändert. Zeitgleich kann das erfindungsgemäße Messgerät mitgeführt und als Schrittzähler benutzt werden, der durch die Ermittlung der Beschleunigungsänderung die Schrittzahl zählt.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Systemdiagramm eines erfindungsgemäßen Messgeräts;
2 eine schematische Darstellung eines Anwendungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messgeräts, das bei einer Sporteinrichtung Verwendung findet;
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messgeräts, das an einem Handgriff eines Fahrrads angebracht ist;
4 ein Systemdiagramm eines Beschleunigungsmessmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ein Systemdiagramm eines Steuermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ein Systemdiagramm eines Messmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung; und
7 eine schematische Darstellung eines weiteren Anwendungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie aus 1, 2 und 3 ersichtlich, ist beispielsweise eine bewegliche Einrichtung 90 als Fahrrad ausgeführt. Der Gegenstand der Erfindung ist ein intelligentes Messgerät 10, welches zum Anbringen am Handgriff 91 der Sporteinrichtung 90 eingesetzt wird. Das intelligente Messgerät weist ein Eingabeelement 60, eine verknüpfte Verarbeitungseinheit 15, eine Signalverarbeitungseinheit 20, ein Messmodul 30, ein Beschleunigungsmessmodul 40, ein Steuermodul 50 und eine Anzeige 70 auf. Dabei empfängt die verknüpfte Verarbeitungseinheit 15 das Eingangssignal von dem Eingabeelement 60, wobei die Signalverarbeitungseinheit 20 das verarbeitete Signal von der verknüpften Verarbeitungseinheit 15 empfängt und das Rückführungssignal an die verknüpfte Verarbeitungseinheit 15 zurücksendet. Auf diese Weise lassen sich die körperliche Information und die Parametereinstellung des Systems durch das Eingabeelement 60 eingeben. Die Anzeige 70 ist mit der Signalverarbeitungseinheit 20 verbunden und zeigt den aktuellen Systemstatus sowie die Parametereinstellung an, welche den Sporttreibern zur Verfügung stehen, um eine optimale Einstellung zu ermöglichen.
Das Messmodul 30 ermittelt den physiologischen Zustand des Sporttreibers und überträgt die entsprechende Information zu der verknüpften Verarbeitungseinheit 15. Das Beschleunigungsmessmodul 40 ist für die Beschleunigungsmessung bestimmt. Die Signalverarbeitungseinheit 20 kann das Parametersignal zu dem Beschleunigungsmessmodul 40 senden, welches die Schärfe des Beschleunigungsmessmoduls 40 verändert. Wie aus 4 ersichtlich, misst das Beschleunigungsmessmodul 40 mittels eines dreiachsigen Beschleunigungssensors 41 separat die dreiachsige [X, Y, Z] Beschleunigungen, woraufhin die dreiachsige Geschwindigkeit 42a und die dreiachsige Wegstrecke 43a separat ermittelt werden, indem erste und zweite zeitbezogene Integralrechnung unter Verwendung eines Integrators vorgenommen werden. Durch Addition können dann Geschwindigkeit 42b bzw. Wegstrecke 43b ermittelt werden. Sind die Geschwindigkeit 42a und die Masse [ein Parameter der eingegebenen körperlichen Information und der Systemparameter] in diesem Fall bekannt, dann kann die kinetische Energie 45 mittels einer Berechnungseinheit 44 der kinetischen Energie berechnet werden. Auf gleiche Weise lässt sich die potentielle Energie 47 ebenfalls mittels einer Berechnungseinheit 46 der potentiellen Energie berechnen, wenn die Wegstrecke 43b, die Masse und die Erdbeschleunigung bekannt sind. Schließlich werden die kinetische Energie 45 mit der potentiellen Energie 47 zur Berechnung der sämtlichen mechanischen Energie 48 summiert. Wird der Einfluss der Reibungskraft vernachlässigt, kann die Differenz der mechanischen Energie 48 in einer Zeiteinheit nämlich als die vertragene Trainingsstärke des Sporttreibers betrachtet werden. Jedoch ist die Sporteinrichtung 90 stets der Reibungskraft ausgesetzt. Daher ist es erforderlich, dass die tatsächlich vertragene Trainingsstärke des Sporttreibers mittels eines Beurteilungsmoduls der Trainingsstärke 49 beurteilt und ggf. korrigiert werden muss. Deswegen kann die sämtliche mechanische Energie 48 in die Trainingsstärke des Sporttreibers umgewandelt werden, die anschließend zu der verknüpften Verarbeitungseinheit 15 übertragen wird.
Es wird nochmals auf die 2, 3 und 5 Bezug genommen. Das Steuermodul 50 wird zum Ändern der Nutzungsstärke 55 der Sporteinrichtung 90 verwendet. Das Steuermodul 50 ist als automatisches Umschaltungssystem ausgeführt und kann die Gangschaltung des Fahrrads automatisch verändern. Das automatische Umschaltungssystem enthält ein Steuergerät 51 für die automatische Gangschaltung, eine Gangschaltung 52 und ein Gangpositionsermittelungsgerät, wobei das Steuergerät 51 das Steuersignal aus der Signalverarbeitungseinheit 20 empfängt und ein Umschaltsignal zum Umschalten an die Gangschaltung 52 übermittelt. Gleichzeitig überwacht das Gangpositionsermittelungsgerät 53 die Veränderung der Gangposition und sendet ein ermitteltes Signal zum Steuergerät der automatischen Gangschaltung 51 zurück, damit das Steuergerät der automatischen Gangschaltung 51 das Umschaltsignal korrigieren kann. Es kann ferner eine Motoreinrichtung 54 für ein elektrisches Fahrrad vorgesehen sein, die die Antriebskraft zum Bewegen des Fahrrads liefert. Die Motoreinrichtung 54 empfängt das vom Steuergerät 51 gesendete Steuersignal und das von der Gangschaltung 52 gesendete Gangpositionssignal, um die Ausgangsantriebskraft entsprechend zu verändern.
Wie vorstehend beschrieben, empfängt die Signalverarbeitungseinheit 20 die Information über den physiologischen Zustand und die Trainingsstärke des Sporttreibers, die von der verknüpften Verarbeitungseinheit 15 ausgesendet sind. Die Signalverarbeitungseinheit 20 erzeugt ein Steuersignal nach der Parametereinstellung des Systems und sendet das Steuersignal zum Steuermodul 50, um die Nutzungsstärke 55 der Sporteinrichtung 90 selbsttätig zu verändern. Wenn sich der physiologische Zustand des Sporttreibers verschlechtert (wie zum Beispiel die erhöhte Herzschlagzahl) oder die Trainingstärke zunimmt (wie zum Beispiel bergauf), kann die Gangposition mit hoher Übersetzung vom Steuergerät 51 selbsttätig geschaltet werden. Sogar kann die Motoreinrichtung 54 für ein elektrisches Fahrrad als Antrieb zum Erzeugen der Antriebskraft eingesetzt werden, um die Belastung des Sporttreibers zu reduzieren. Ferner kann eine manuelle Steuereinheit 80 ebenfalls vorgesehen sein, die ein manuelles Steuersignal auf das Steuermodul 50 überträgt, um die Nutzungsstärke 55 der Sporteinrichtung 90 manuell zu verändern und dem Benutzer die Gebrauchsflexibilität für zu verschaffen.
Nochmals wie aus 3 und 6 ersichtlich, kann das Messmodul 30 als Kontaktherzschlagzähler ausgeführt sein, welcher folgende Teile aufweist: einen Bio-Potentialsensor 33, eine Bio-Signalmesseinheit 34, eine Einheit 341 für die negative Rückführung des differenziellen Gleichtaktsignals sowie eine Puffer-/Ausgleicheinheit 342. Der erste Messanschluss 31a und der zweite Messanschluss 31b sind zum Umgreifen für den Sporttreiber direkt am Handgriff 91 der Sporteinrichtung 90 angeschlossen, um die Differenz des Bio-Potentials beider Hände des Sporttreibers zu ermitteln. Außerdem sind der erste und der zweite Messanschluss 31a, 31b jeweils über eine Leitung 32 mit dem Bio-Potentialsensor 33 verbunden. Auf diese Weise lässt sich die Herzschlagzahl ermitteln.
Der erfindungsgemäße erste und der erfindungsgemäße zweite Messanschluss 31a, 31b sind als Sensoren ausgeführt, die dafür sorgen, die Differenz des Bio-Potentials des Sportbetreibers zu ermitteln. Deswegen lassen sie sich nach der Variante der Ausführungsprodukte an unterschiedlichen Stellen anbringen. Wie aus 7 ersichtlich, kann das erfindungsgemäße intelligente Messgerät 10 aus der Sporteinrichtung 90 entnommen und vom Sporttreiber mitgeführt werden, damit das Beschleunigungsmessmodul 40 die körperliche Beschleunigung des Sporttreibers ermittelt und die Schrittzahl des Sportbetreibers mittels der Veränderung der Beschleunigung umrechnet wird. Ferner kann das intelligente Messgerät 10 noch einen Aufhänger 11 aufweisen, mit der das Messgerät 10 am Gurt, am Gürtel oder an der Tasche aufgehängt werden kann. Das heißt, dass mit diesem Aufhänger 11 der Sportreiber das intelligente Messgerät 10 sehr bequem auf seinem Körper aufhängen kann. Gleichzeitig können der erste Messanschluss 31a und der zweite Messanschluss 31b mit den anderen Messanschlüssen anderer Stelle verbunden werden, oder der Sporttreiber kann sie direkt anfassen. Auf diese Weise kann die Differenz des körperlichen Bio-Potentials ebenfalls ermittelt und die Herzschlagzahl daraus berechnet werden.

Claims

Intelligentes Messgerät, welches an einer beweglichen Sporteinrichtung (90) angebracht ist und ein Eingabeelement (60) und eine verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (15) das Eingabesignal aus dem Eingabeelement (60) empfängt, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Signalverarbeitungseinheit (20), eine Anzeige (70), ein Messmodul (30), ein Beschleunigungsmessmodul (40) und ein Steuermodul (50) vorgesehen sind; – dass die Signalverarbeitungseinheit (20) das verarbeitete Signal aus der verknüpften Verarbeitungseinheit (15) empfängt und das Rückführungssignal an die verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) zurücksendet, wobei die körperliche Information und die Parametereinstellung des Systems mittels des Eingabeelements (60) eingegeben werden können; – dass die Anzeige (70) mit der Signalverarbeitungseinheit (20) verbunden ist, um den Systemstatus sowie die Parametereinstellung anzuzeigen; – dass das Messmodul (30) den physiologischen Zustand des Sporttreibers ermittelt und die ermittelte Information auf die verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) überträgt; – dass das Beschleunigungsmessmodul (40) die Beschleunigung misst, wobei die Geschwindigkeit (42b) und die Wegstrecke (43b) durch Integralrechnung ermittelbar sind, womit die kinetische Energie (45) und die potentielle Energie (47) errechenbar sind, wodurch die Trainingstärke des Sportreibers anhand der Veränderung der sämtlichen mechanischen Energie (48) umrechenbar und an die verknüpfte Verarbeitungseinheit (15) übermittelbar ist; und – dass das Steuermodul (50) zum Verändern der Nutzungsstärke (55) der Sporteinrichtung (90) verwendet wird, wobei die Signalverarbeitungseinheit (20) die von der verknüpften Verarbeitungseinheit (15) gesendete Information über den physiologischen Zustand und die Trainingsstärke des Sporttreibers empfängt und ein Steuersignal erzeugt und auf das Steuermodul (50) überträgt, um die Nutzungsstärke (55) der Sporteinrichtung (90) selbsttätig zu verändern.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Messgerät (10) aus der Sporteinrichtung (90) entfernbar und vom Sporttreiber mitführbar ist, wobei das Beschleunigungsmessmodul (40) die körperliche Beschleunigung des Sporttreibers misst und die Schrittzahl des Sporttreibers durch die Veränderung der Beschleunigung umrechenbar ist.
Messgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Messgerät (10) ferner einen Aufhänger (11) aufweist.
Messgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Messgerät (10) einen ersten Messanschluss (31a) und einen zweiten Messanschluss (31b) aufweist.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine manuelle Steuereinheit (80) vorhanden ist, mit der ein manuelles Steuersignal an das Steuermodul (50) übermittelbar ist, um die Nutzungsstärke (55) der Sporteinrichtung (90) manuell zu verändern.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (30) als Kontaktherzschlagzähler ausgeführt ist.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sporteinrichtung (90) als Fahrrad und das Steuermodul (50) als automatisches Schaltungssystem ausgeführt ist, wobei das automatische Schaltungssystem ein Steuergerät (51) für die automatische Gangschaltung, eine Gangschaltung (52) und ein Gangpositionsermittelungsgerät (53) enthält; und – dass das Steuergerät (51) das Steuersignal aus der Signalverarbeitungseinheit (20) empfängt und ein Umschaltsignal zum Umschalten an die Gangschaltung (52) übermittelt, und wobei das Gangpositionsermittelungsgerät (53) die Veränderung der Gangposition überwacht und ein ermitteltes Signal an das Steuergerät der automatischen Gangschaltung (51) zurücksendet, damit das Steuergerät (51) das Umschaltsignal korrigieren kann.
Messgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motoreinrichtung (54) für ein elektrisches Fahrrad vorhanden ist, wobei die Motoreinrichtung die Antriebskraft zum Bewegen des Fahrrads erzeugt, und wobei die Motoreinrichtung (54) für ein elektrisches Fahrrad das vom Steuergerät der automatischen Gangschaltung (51) gesendete Steuersignal und das von der Gangschaltung (52) gesendete Gangpositionssignal empfängt, um die Ausgangsantriebskraft entsprechend zu verändern.