JPH03118085A - Bicycle type training device - Google Patents
Bicycle type training deviceInfo
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- JPH03118085A JPH03118085A JP25684189A JP25684189A JPH03118085A JP H03118085 A JPH03118085 A JP H03118085A JP 25684189 A JP25684189 A JP 25684189A JP 25684189 A JP25684189 A JP 25684189A JP H03118085 A JPH03118085 A JP H03118085A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野J
本発明は、渦電流式ブレーキを使用した自転車式トレー
ニング装置に関し、その負荷特性を改善し運動性能を向
上させるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION J Field of the Invention The present invention relates to a bicycle training device using an eddy current brake, and is intended to improve its load characteristics and exercise performance.
「従来の技術」
本願発明者が先に出願した昭和60年実用新案登録II
l第114702号の「自転車式トレーニング機」の渦
電流ブレーキに第9図に示されている装置を使用した物
があった。"Prior art" Utility model registration II filed in 1985 by the inventor of the present application
There was an eddy current brake for a "bicycle training machine" in No. 114702 that used the device shown in Figure 9.
第9図は、渦電流ブレーキの立体断面図である。FIG. 9 is a three-dimensional cross-sectional view of the eddy current brake.
以下、図を参照して渦電流ブレーキに付いて説明する。The eddy current brake will be explained below with reference to the drawings.
4は渦電流ブレーキ本体であり、7′は軸7とチェーン
、タイミングベルト等の連結帯により橋絡(図示せず)
されている軸である。4 is the eddy current brake body, and 7' is a bridge (not shown) connected by the shaft 7 and a connecting band such as a chain or a timing belt.
This is the axis that is being
41はニッケル、 コバルト、アルミニウム、銅。41 is nickel, cobalt, aluminum, copper.
チタン等と鉄との合金及び鉄等の強磁性体からなる渦電
流ブレーキのボディであり、42は前記ボディ41に前
記軸7′を取り付けるための軸受けであり、43は渦電
流を発生させるための励磁コイル(電磁石用コイル)で
あり、44はペダルの回転に応じて回転する多数の歯を
持った強磁性体からなる誘導子で軸7′に固着されてい
る。The body of the eddy current brake is made of an alloy of titanium etc. and iron and a ferromagnetic material such as iron, 42 is a bearing for attaching the shaft 7' to the body 41, and 43 is a bearing for generating eddy current. An excitation coil (electromagnetic coil) 44 is an inductor made of a ferromagnetic material having a large number of teeth that rotates in accordance with the rotation of the pedal, and is fixed to the shaft 7'.
負荷駆動装置により前記励磁コイル43に電流:工を流
すと、磁界:H=nI(但し、 nはコイルの単位長さ
あたりの巻数、 ■は電流である)が生じ、前記誘導子
44の歯の部分とボディ41とに強い磁界(磁束)が、
また、前記誘導子44の谷の部分とボディ41とに弱い
磁界(磁束)がそれぞれ生じる。When a current is applied to the excitation coil 43 by the load drive device, a magnetic field: H=nI (where n is the number of turns per unit length of the coil, and A strong magnetic field (magnetic flux) is generated between the part and the body 41,
Further, a weak magnetic field (magnetic flux) is generated in the valley portion of the inductor 44 and the body 41, respectively.
前記コイルの通電中にペダル1を回転させると、前記誘
導子44の歯の部分とボディ41との間の磁束が変化し
、磁束の変化を妨げるような向きに渦電流: iが流れ
ブレーキとして作用する。When the pedal 1 is rotated while the coil is energized, the magnetic flux between the teeth of the inductor 44 and the body 41 changes, and an eddy current: i flows as a brake in a direction that prevents the change in magnetic flux. act.
この時、ブレーキの制動カニ Fは、
FociBS (但し、Sは磁性体の有効新面積)の関
係がある。At this time, the braking force F of the brake is related to FociBS (where S is the effective new area of the magnetic material).
従来、一定の仕事率: Pあるいは一定のトルク:Qに
て運動を管理していた。Conventionally, motion has been managed using a constant power: P or a constant torque: Q.
仕事率二 Pは、単位時間: τにする仕事の割合であ
り、渦電流ブレーキの制動カニ F、ギヤクランク2の
移動距離: S及びペダル1の回転数に対応した回転速
度: Vとして、
P = W / t = F s / t = F v
である。Power rate 2 P is the rate of work done in unit time: τ, and as the braking crab F of the eddy current brake, the travel distance of gear crank 2: S, and the rotational speed corresponding to the rotation speed of pedal 1: V, P = W / t = F s / t = F v
It is.
また、 トルク: Qは。Also, torque: Q is.
Q = F r
であり、rは回転体の半径(ペダルの長さ)である、
回転体の仕事: Wは、
W=Fs=Fr θ =Q θ 但し、s=r
θで有り、 θは回転角である。Q = F r , where r is the radius of the rotating body (pedal length),
Work of rotating body: W is: W=Fs=Fr θ =Q θ However, s=r
θ, where θ is the rotation angle.
また1回転体の仕事$: pは
P=W/τ=Qθ/τ=Qω Q=P/ωであり、ω
は角速度である。Also, the work of one rotating body $: p is P=W/τ=Qθ/τ=Qω Q=P/ω, and ω
is the angular velocity.
従って、仕事率11御及びトルク制御の場合に於て1回
転数に比例した回転速度: V又は角速t:ωが変化す
ることによりブレーキの制動カニ Fの大きさを変える
必要が有った。Therefore, in the case of power control of 11 and torque control, it was necessary to change the size of the braking crab F of the brake by changing the rotational speed V or angular speed t:ω, which is proportional to the number of rotations. .
また、定仕事率: Pの制御を行うためには、回転数が
変化することにより、F=P/m(但し。In addition, in order to control constant power: P, by changing the rotation speed, F=P/m (however.
mは回転数である)の演算を行う必要が有った。m is the number of rotations).
「発明が解決しようとする課題」
ところが、ニッケル、コバルト、アルミニウム、銅、チ
タン等と鉄との合金及び鉄等の強磁性体からなる渦電流
ブレーキ4を使用した場合に、前記励磁コイル43に電
流を流すと、コイルの発熱及び渦電流の発熱により渦電
流ブレーキ4が加熱され、コイル抵抗の増大、磁性材料
の抵抗増大及び磁性材料の磁束密度の低下が生じ、指定
負荷に対応した制御出力が発熱前と同じでは渦電流ブレ
ーキ4の制動力に低下を起こし、指定負荷が同じでも温
度変化により運動者の運動量に変化を来す欠点があった
。"Problem to be Solved by the Invention" However, when the eddy current brake 4 is made of an alloy of iron with nickel, cobalt, aluminum, copper, titanium, etc., or a ferromagnetic material such as iron, the excitation coil 43 When current is applied, the eddy current brake 4 is heated due to the heat generated by the coil and the eddy current, increasing the coil resistance, increasing the resistance of the magnetic material, and decreasing the magnetic flux density of the magnetic material, resulting in a control output corresponding to the specified load. If it remains the same as before heat generation, the braking force of the eddy current brake 4 will decrease, and even if the specified load is the same, there is a drawback that the exerciser's momentum will change due to temperature changes.
本発明は前記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、渦
電流ブレーキ4に温度検出素子を取り付け、渦電流ブレ
ーキ4の温度変化に応じ指定負荷に対応した指示負荷に
制御し、運動者の運動量が一定の運動を常に行うことを
可能にすることであス
r問題を解決するための手段」。The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art, and includes a temperature detection element attached to the eddy current brake 4, and controls the load to a specified load corresponding to the specified load according to the temperature change of the eddy current brake 4, thereby increasing the exerciser's momentum. ``Means to solve the problem by making it possible for the robot to always perform constant motion.''
本発明の要点は第1図に示す様に、渦電流ブレーキを使
用した自転車式トレーニング装置の制御装置において、
ペダルの回転位置(回転角)を検知する位置検出器と、
ペダルの回転数を検出するための回転数検出器と、負荷
の最大値・最大値の位置及び負荷のバイアス値等の運動
負荷(指示負荷)を設定する負荷設定器と、前記渦電流
ブレーキの温度を検出する温度検出器と、前記負荷設定
器からの出力を前記温度検出器により検出された温度変
化に応じた運動負荷(指示負荷)に変換する温度調整器
と、前記回転位置検出器の出力・回転数検出器の出力及
び負荷調節器の出力に対応したパルス幅を決定するため
のパルス@114911器と、前記パルス@調整器によ
り決定されたパルス幅により前記渦電流ブレーキを駆動
するための負荷駆動装置とを設けたことにある。The main points of the present invention are as shown in FIG. 1, in a control device for a bicycle training device using an eddy current brake.
a position detector that detects the rotational position (rotation angle) of the pedal;
A rotation speed detector for detecting the rotation speed of the pedal, a load setting device for setting the exercise load (indication load) such as the maximum value of the load, the position of the maximum value, and the bias value of the load, and the eddy current brake. a temperature detector that detects temperature; a temperature regulator that converts the output from the load setting device into an exercise load (indication load) according to the temperature change detected by the temperature sensor; and a rotational position detector. A pulse@114911 device for determining a pulse width corresponding to the output of the output/rotation speed detector and the output of the load regulator, and a pulse width determined by the pulse@regulator to drive the eddy current brake. The reason is that a load drive device is provided.
「作 用」
ペダルの回転位置を検出すると共にペダルの回転数を検
出し、また、渦電流ブレーキの温度を検出し、負荷設定
器からの出力を渦電流ブレーキの温度変化に対応した負
荷に負荷指示値を負荷調整器によりmat、、ペダルの
回転位置・ペダルの回転数及び負荷指示値に対応したパ
ルス幅を得、前記パルス幅の電流にて渦電流ブレーキを
駆動することにより、前記渦電流ブレーキがペダルの回
転位置に対応した負荷として作用する。"Operation" Detects the rotational position of the pedal, detects the number of rotations of the pedal, detects the temperature of the eddy current brake, and applies the output from the load setting device to the load corresponding to the temperature change of the eddy current brake. The commanded value is determined by a load adjuster, and a pulse width corresponding to the pedal rotational position, pedal rotational speed, and load command value is obtained, and the eddy current is controlled by driving the eddy current brake with a current having the pulse width. The brake acts as a load corresponding to the rotational position of the pedal.
r実施例J 第2図は1gJ1の実施例を示すブロック図である。rExample J FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of 1gJ1.
自転車式トレーニング装置の本体は、車体フレーム(図
示せず)の中央に一対のペダル1付きのギヤクランク2
が回転自在に軸支され、 第9rgiに示された渦電
流ブレーキ4が前記フレームの前方又は後方に装着され
、前記ギヤ3は軸7により回転自在に前記フレームに軸
支されている。前記ギヤ3と前記渦電流ブレーキユニッ
ト4とは軸7及び7′とを直結(図示せず)しているか
、軸7及び7′とをチェーン、タイミングベルト等の連
結帯、5により橋絡(図示せず)している、前記フレー
ムの上方に上下・左右方向に移動可能にサドル(図示せ
ず)が取り付けられ、前記サドルの前方方向にハンドル
(図示せず)が前記フレームから延出され、前記ギヤク
ランク2に前記ペダル1の上始点に対応した位′11(
原点)を検出するための突出片6が設けられてする。The main body of the bicycle training device includes a gear crank 2 with a pair of pedals 1 mounted in the center of a body frame (not shown).
is rotatably supported on the frame, an eddy current brake 4 shown at 9th rgi is attached to the front or rear of the frame, and the gear 3 is rotatably supported on the frame via a shaft 7. The gear 3 and the eddy current brake unit 4 are either directly connected to the shafts 7 and 7' (not shown), or the shafts 7 and 7' are bridged by a connecting band 5 such as a chain or a timing belt. A saddle (not shown) is attached above the frame so as to be movable in vertical and horizontal directions, and a handle (not shown) extends from the frame in the front direction of the saddle. , the gear crank 2 is placed at a position '11 () corresponding to the upper starting point of the pedal 1.
A protruding piece 6 is provided for detecting the origin.
自転車式トレーニング装置の制御装置は、前記ペダルの
回転位置を検出するために前記ギヤクランクの2の歯数
を検出する磁気式・光電式又は静電式センサーか、前記
ギヤクランクの2の回転角として検出するロータリエン
コーダからなるセンサーSlと、前記センサーS1の出
力を計数しmビットのデータを並列出力するn進のカウ
ンタ21と。The control device of the bicycle training device may be a magnetic/photoelectric or electrostatic sensor that detects the number of teeth of the gear crank in order to detect the rotational position of the pedal, or a sensor that detects the rotation angle of the gear crank. and an n-ary counter 21 that counts the output of the sensor S1 and outputs m-bit data in parallel.
前記突出片6を一回転毎に検出し前記カウンタ21をリ
セットするための磁気式・光電式又はDfIt式センサ
ーS2と、前記渦電流ブレーキ4の温度上昇を検出する
ための抵抗温度検出器・サーミスタ及び半導体温度検出
器等からなる温度センサーS3と、各センサーS1、S
2の53及び入力に対応してI11御するためのコンピ
ュータ部60とから構成されている。A magnetic/photoelectric or DfIt type sensor S2 for detecting the protruding piece 6 every rotation and resetting the counter 21, and a resistance temperature detector/thermistor for detecting a temperature rise of the eddy current brake 4. and a temperature sensor S3 consisting of a semiconductor temperature detector, etc., and each sensor S1, S
2 53 and a computer section 60 for controlling the I11 in response to input.
次に、:2ンビユ一タ部60に付いて、現下説明する。Next, the :2 display unit 60 will now be explained.
62は制御するためのプログラム・予め決められた負荷
曲線及び回転位置に対応した標準負荷テーブル等を記憶
しておくための読みだし専用メモリ(以下、ROMと言
う)であり、63は用途に応じ変更しうるデータを記憶
してくための読出し・書込みメモリ (以下、RAMと
言う)であり、61はプログラムメモリとしての前記R
OM 62の内容に従って順次制御及び演算を行う中央
処理装置(以下、CPUと言う)であり、64は指先又
は耳たぶに取り付は心拍数を検出するための心拍センサ
ー(以下、HRセンサーと言う二 図示せず)及び原点
位置検出センサー(原点位置から原点位置までの時間に
比例した回転数を検出するセンサー) S2の周期時間
を計測するカウンタを複数持ったプログラマブルタイマ
カウンタ(以下、タイマと言う)であり、65はセンサ
ーS1から出力されるパルス列を計数し、センサーS2
から出力されるリセット信号によって零クリアーされる
カウンタである。62 is a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) for storing control programs, predetermined load curves, standard load tables corresponding to rotational positions, etc., and 63 is a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) that It is a read/write memory (hereinafter referred to as RAM) for storing data that can be changed, and 61 is the above-mentioned R as a program memory.
OM 62 is a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) that sequentially performs control and calculations according to the contents of 62, and 64 is a heart rate sensor (hereinafter referred to as HR sensor) attached to the fingertip or earlobe to detect the heart rate. (not shown) and origin position detection sensor (sensor that detects the rotation speed proportional to the time from origin position to origin position) Programmable timer counter (hereinafter referred to as timer) that has multiple counters that measure the cycle time of S2 65 counts the pulse train output from sensor S1, and counts the pulse train output from sensor S2.
This counter is cleared to zero by a reset signal output from the counter.
66は前記CPUに対し外部割込信号を制御するための
割込コントローラ(以下、 Iloと言う)であり、
67は前記CPUと外!5@路とのインターフェイスを
図る入出力回路(以下、 Iloと言う)であり、6
8はコンピュータの内部バスであり、69はフロッピー
ディスク・ハードディスク・ビイデオテープ及びICカ
ード等からなりプログラムされた負荷曲線・アニメーシ
ョン・テーブル及び基準データ等を格納してくための補
助記憶装置であり、前記CPU61− ROM82−
RAM63・タイ764・カウンタ65− I/C66
−l1067及びバス68から構成されていて、1チツ
プマイクロコンピユータでも複数の素子(チップ)を組
み合わせたマイクロコンピュータでも良い。66 is an interrupt controller (hereinafter referred to as Ilo) for controlling an external interrupt signal to the CPU;
67 is the CPU and outside! It is an input/output circuit (hereinafter referred to as Ilo) that interfaces with the 6
8 is an internal bus of the computer; 69 is an auxiliary storage device consisting of a floppy disk, hard disk, video tape, IC card, etc. for storing programmed load curves, animation tables, reference data, etc.; - ROM82-
RAM63・Tie 764・Counter 65- I/C66
-l 1067 and bus 68, and may be a one-chip microcomputer or a microcomputer combining a plurality of elements (chips).
前記l106Bには、前記センサーS1及びS2の出力
としての回動位置割込み・回転速度計測割込み及び心拍
割込み(以下、HR割込みと言う)がそれぞれ入力され
ている。 前記l7067には、負荷駆動装置51・
負荷最大位置設定器52・負荷最大振幅設定器53・負
荷バイアス量設定器54・セレクトスイッチ55・表示
器56及び温度変換器57がそれぞれ接続されている。A rotational position interrupt, a rotational speed measurement interrupt, and a heartbeat interrupt (hereinafter referred to as HR interrupt) as outputs of the sensors S1 and S2 are input to the I106B, respectively. The l7067 has a load driving device 51.
A load maximum position setter 52, a load maximum amplitude setter 53, a load bias amount setter 54, a select switch 55, a display 56, and a temperature converter 57 are connected, respectively.
前記負荷駆動装置51は、前記負荷最大位置設定器52
・負荷最大振幅設定器53及び負荷バイアス量設定器5
4又は補助記憶装置から出力された負荷指示データに応
じ、前記CPU61にて演算されたパルス幅データを入
力とし、その時間分だけ渦電流ブレーキ4の励磁コイル
に電流を流す。The load driving device 51 includes the load maximum position setting device 52
・Load maximum amplitude setter 53 and load bias amount setter 5
4 or the load instruction data outputted from the auxiliary storage device, the pulse width data calculated by the CPU 61 is input, and a current is caused to flow through the excitation coil of the eddy current brake 4 for that time.
前記負荷最大位置設定器52・負荷量大振@股走器53
及び負荷バイアス量設定器54は、デジタル値を直接入
力するデジタルスイッチでも、可変抵抗器で得られた電
圧をアナログ−デジタル変換器(A/D変換器)により
デジタル値として出力する装置でも良い。 前記セレ
クトスイッチ55は、自動/手動の切り換えスイッチ・
スタートスイッチ・ストップスイッチ・自動時のくフロ
ッピーディスク・ハードディスク・ビイデオテープ及び
ICカード等からなる補助記憶装置等)メモリ選択スイ
ッチ及びテンキー等から構成されている。 前記表示
器56は、回転数・心拍数・通勤距離・勾配及び背景の
絵等を表示するためのCRT・プラズマデイスプレー及
び液晶デイスプレー等からなる表示器である。 温度
変換器57は、渦電流ブレーキ4の誘導子44と相対し
ているボディ41の外面に張り付けるか、あるいは、ボ
ディ41の内部に埋め込んで取り付けられている(図示
せず)前記温度センサーS3の出力を入力とし、前記温
度センサーS3の出力を直線化及び温度に対応した電圧
(例えば、50℃を5V )に変換した後、アナログ値
をデジタル値に変換する変換器である。Said maximum load position setting device 52/Load amount large swing @ crotch runner 53
The load bias amount setting device 54 may be a digital switch that directly inputs a digital value, or a device that outputs a voltage obtained by a variable resistor as a digital value using an analog-to-digital converter (A/D converter). The select switch 55 is an automatic/manual changeover switch.
It consists of a start switch, a stop switch, an auxiliary storage device consisting of a floppy disk, a hard disk, a video tape, an IC card, etc.), a memory selection switch, a numeric keypad, etc. The display device 56 is a display device including a CRT, a plasma display, a liquid crystal display, etc., for displaying the rotational speed, heart rate, commuting distance, gradient, background picture, etc. The temperature transducer 57 is attached to the outer surface of the body 41 facing the inductor 44 of the eddy current brake 4, or is mounted embedded inside the body 41 (not shown). This is a converter that takes the output of the temperature sensor S3 as an input, linearizes the output of the temperature sensor S3, converts it into a voltage corresponding to the temperature (for example, 5V at 50°C), and then converts an analog value into a digital value.
以下、第3図及び第4図のフローチャート、第図7及び
第8図の負荷曲線及び−回転当りの負荷を示す図を参照
して、本発明の動作に付いて説明する。The operation of the present invention will be explained below with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4, the load curves of FIGS. 7 and 8, and the diagrams showing the load per revolution.
マイクロコンピュータ60に電m(図示せず)を投入す
ると、プログラムは起動しステップ70に進み、プログ
ラムを開始し、ステップ71に進む。When electricity (not shown) is supplied to the microcomputer 60, the program starts and proceeds to step 70, where the program is started and proceeds to step 71.
ステップ71では、前記r/C66からの割込を禁止し
、ステップ72に進む、 ステップ72では、マイク
ロコンピュータ60のハード部分及びリフト部分を初期
化し、ステップ73に進む、 ステップ73では、前
記1/C66からの割込みを許可し、ステップ74に進
む、 ステップ74では、前記セレクトスイッチ55
のスタートスイッチが作動しているかを判別するため、
前記CPU81が前記l1066を介して読み込み、前
記スタートスイッチが作動するまでステップ73をルー
プし、前記スタートスイッチが作動していればステップ
75に進む、 ステップ75はサブルーチンであり、
前記表示器56への表示のためのプログラム(図示せず
)・前記補助記憶装置67への負荷曲線・基準負荷デー
タ等の記憶のためのプログラム(図示せず)及び運動量
管理のプログラム等を実行し、ステップ76に進む。In step 71, interrupts from the r/C 66 are prohibited, and the process proceeds to step 72. In step 72, the hardware part and lift part of the microcomputer 60 are initialized, and the process proceeds to step 73. In step 73, the process proceeds to step 73. Allow the interrupt from C66 and proceed to step 74. In step 74, the select switch 55
To determine whether the start switch of the
The CPU 81 reads through the l1066, loops step 73 until the start switch is activated, and if the start switch is activated, proceeds to step 75. Step 75 is a subroutine,
Executes a program (not shown) for displaying on the display 56, a program (not shown) for storing the load curve, reference load data, etc. in the auxiliary storage device 67, a program for managing the amount of exercise, etc. Then, the process proceeds to step 76.
ステップ76では、
■前記CPU61が前記工1067を介して読み込み、
前記セレクトスイッチ55のストップスイッチが選択さ
れているか。In step 76, (1) the CPU 61 reads the data via the machine 1067;
Is the stop switch of the select switch 55 selected?
■心拍数の異常を検出した時。■When an abnormal heart rate is detected.
■運動量が基準値を越した時にそれぞれステップ77に
進み、それ以外の時にはステップ74に進み、前記ステ
ップ74・200・75及び76を、繰り返し実行する
。(2) When the amount of exercise exceeds the reference value, the process proceeds to step 77; otherwise, the process proceeds to step 74, and steps 74, 200, 75, and 76 are repeatedly executed.
ステップ77では、ストップスイッチが作動された場合
には、徐々に負荷値を小さくする操作を行った後本ステ
ップを終了し、ステップ74に進みスタートスイッチが
作動されるまで、ステップ74をループする。また、心
拍数の異常を検出した時又は運動量が基準値を越した時
には、判新した状態を表示器56に表示すると共に、徐
々に負荷値を小さくする操作を行った後本ステップを終
了し、ステップ74に進みスタートスイッチが作動され
るまで、ステップ74をループする。In step 77, if the stop switch is actuated, the load value is gradually reduced, then this step is ended, and the process proceeds to step 74, where step 74 is looped until the start switch is actuated. Furthermore, when an abnormal heart rate is detected or the amount of exercise exceeds the reference value, the newly determined state is displayed on the display 56, and the load value is gradually reduced, and then this step is ended. , the process proceeds to step 74 and loops through step 74 until the start switch is actuated.
上記動作を繰り返し行い、割込み許可中に前記位置割込
み・回転割込み及びHR割込みが眞記工/C86に入力
されると、第4〜6図に示す割込み処理ルーチンがそれ
ぞれ起動される。When the above operations are repeated and the position interrupt, rotation interrupt and HR interrupt are input to the Makiko/C86 while interrupts are enabled, the interrupt processing routines shown in FIGS. 4 to 6 are activated, respectively.
以下、各側込み処理ルーチンに付いて説明する。Each side-in processing routine will be explained below.
まず、第4図に示されている自転車トレーニング装置の
制御プログラムのフローチャートに付いて、第7及び8
図の回転位置とパルス幅変調の関係を示す図を参照して
説明する。First, regarding the flowchart of the control program for the bicycle training device shown in FIG.
This will be explained with reference to a diagram showing the relationship between rotational position and pulse width modulation.
尚、第7図(d)の振幅に対応し1回転数の変化及び回
転位置の変化によりによりパルス幅が変化をする様子を
示した図が第8図の(b)、 (c)及び(d)であり
、それぞれ4Qrpm、50rpmおよび60 r p
mの回転数に於ける最大パルス@T′と回転位置のパル
ス幅が示されている。In addition, the diagrams showing how the pulse width changes due to changes in the number of rotations and changes in the rotational position corresponding to the amplitude in FIG. 7(d) are shown in FIGS. 8(b), (c), and (). d), respectively 4Qrpm, 50rpm and 60rp
The maximum pulse @T' at a rotational speed of m and the pulse width at the rotational position are shown.
本プログラムは1位置検出割込みSlが発生すると起動
され、ステップ80に進む、 ステップ80で割込み
プログラムを開始し、ステップ81に進む。This program is started when the 1-position detection interrupt Sl occurs and proceeds to step 80. In step 80, the interrupt program is started and proceeds to step 81.
ステップ81では、前記一対のペダル1を運動者が踏む
とギヤクランク2が回転し、前記センサーS1から入力
されるパルス列(第7図(b)参照)を前記カウンタ6
5にて計数しく第7図(a)参照)、前記CPU61が
前記カウンタ65の計数値を読み込み位置入カニ Jを
得、ステップ82に進む、ステップ82では、セレクト
スイッチ55の手動/自動の切り換えスイッチの状態を
判別するため、前記CPU61が前記工1067を介し
て読み込み、前記スイッチが手動の場合であればステッ
プ83に進み、前記スイッチが自動の場合であればステ
ップ84に進む。In step 81, when the exerciser steps on the pair of pedals 1, the gear crank 2 rotates, and the pulse train input from the sensor S1 (see FIG. 7(b)) is sent to the counter 6.
(see FIG. 7(a)), the CPU 61 reads the count value of the counter 65 and obtains the position input crab J, and proceeds to step 82. In step 82, the select switch 55 is switched between manual and automatic. In order to determine the state of the switch, the CPU 61 reads it through the device 1067, and if the switch is manual, the process proceeds to step 83, and if the switch is automatic, the process proceeds to step 84.
ステップ83では、前記負荷最大位置設定器52・負荷
最大m@設定器53及び負荷バイアス量設定器54の設
定値を、前記CPU61が前記l1086を介して読み
込み、ステップ85に進む。In step 83, the CPU 61 reads the set values of the load maximum position setter 52, load maximum m@ setter 53, and load bias amount setter 54 via the l1086, and the process proceeds to step 85.
尚、負荷最大Ii幅・負荷バイアス量及び負荷最大位置
の設定値は、第7図のA−BおよびCにそれぞれ対応し
、平地における最大負荷・傾斜の勾配及び回転位置に対
する最大負荷位置(位相がπ12の位置)をそれぞれ表
している。The setting values for the maximum load Ii width, load bias amount, and maximum load position correspond to A-B and C in Fig. 7, respectively, and the maximum load position (phase represents the position of π12).
ステップ84では、ROM82又は補助記憶装置69内
の基準データ(本実施例では、手動の時と同様な負荷最
大!Ii@・負荷バイアス量及び負荷最大位置のデータ
である負荷データ)をRAM63内に読み込み、ステッ
プ85に進む。In step 84, the reference data in the ROM 82 or the auxiliary storage device 69 (in this embodiment, the load data, which is the data of the load maximum!Ii@, the load bias amount and the maximum load position, as in the case of manual operation) is stored in the RAM 63. Read and proceed to step 85.
ステップ85では、最大振幅点を中心にSIN的にに変
化することに着目し、指示値に対する負荷の振幅: L
を求めるため、回転位置分割数をMとして
L=B+/!Al5IN2π [J−(C−1!/4)
/Mコの演算を行い、ステップ86に進む。 ステッ
プ86では、基準回転数をNとして実際の回転数: m
(但し、回転中の1回前に計測された回転数)の補正を
するため、負荷指示値をL及び補正値をじとして
と=LXN/m
の演算を行い、ステップ87に進む。In step 85, focusing on the fact that the amplitude changes in a SIN manner around the maximum amplitude point, the amplitude of the load relative to the indicated value is calculated as follows:
To find, let the number of rotational position divisions be M and L=B+/! Al5IN2π [J-(C-1!/4)
/M is calculated and the process proceeds to step 86. In step 86, the reference rotation speed is N, and the actual rotation speed: m
(However, in order to correct the number of rotations measured one time before during rotation), the calculation of =LXN/m is performed using the load instruction value as L and the correction value, and the process proceeds to step 87.
ステップ87では、前記温度センサーS3の出力を直線
化及び温度に対応した電圧(例えば、50℃を500m
V )に変換した後、アナログ値をデジタル値に変換す
る温度変換器57の出力をl1067を介して温度デー
タ:THをCPU61に取り込み、温度補正された指示
負荷を1及び温度補正係数をαとして
■=じ [1+α (TH−25) ]の演算を行い
温度補正された指示負荷: 1を求め、ステップ88に
進む。In step 87, the output of the temperature sensor S3 is linearized and a voltage corresponding to the temperature (for example, 50° C.
After converting the analog value into a digital value, the temperature data: TH is input to the CPU 61 via the l1067, and the temperature-corrected command load is set to 1 and the temperature correction coefficient is set to α. ■=J [1+α(TH-25)] is calculated to obtain the temperature-corrected command load: 1, and the process proceeds to step 88.
ステップ88では、前のステップ87で補正された負荷
指示値: lに対応したパルス幅を得るため、基準回転
数の時に!制御する最大のパルス幅をT III。In step 88, in order to obtain the pulse width corresponding to the load instruction value: l corrected in the previous step 87, at the reference rotation speed! T III the maximum pulse width to be controlled.
最大の振幅に比例した時間をパ、最大のバイアス量に比
例した時間を「及び最大指示負荷をLOlfllとそれ
ぞれして、基準回転数: Nの時に制御する最大のパル
ス幅をT’sは、回転位置分割数をMとして
T喧= 60/(M−N)
の関係にあり、制御されるパルス幅: tを求めるため
t=TB・ (N/m) (1/Law)の演算を
行い、ステップ89に進む。Let the time proportional to the maximum amplitude be P, the time proportional to the maximum bias amount be LOlfll, and the maximum commanded load be LOlfll, and the maximum pulse width to be controlled when the reference rotation speed is N is T's. Assuming the number of rotational position divisions is M, the relationship is T = 60/(M-N), and in order to find the controlled pulse width: t, calculate t = TB (N/m) (1/Law). , proceed to step 89.
ステップ89では、前記演算結果のパルス@:tを、l
1087を介して負荷駆動袋W151に出力し、ステッ
プ90に進み本サブルーチンは終了し、位置検出割込み
Slが発生する前に行っていたプログラムに戻る。In step 89, the pulse @:t of the calculation result is changed to l
1087 to the load driving bag W151, and the process proceeds to step 90, where this subroutine ends and returns to the program that was being executed before the position detection interrupt Sl occurred.
第5図に示されているペダルの回転数を計測するフロー
チャートに付いて、以下説明する。The flowchart for measuring the number of rotations of the pedal shown in FIG. 5 will be explained below.
原点を検出するセンサーS2が突出片6杏検出すると回
転割込みが発生し、本プログラムは起動され、ステップ
100に進む。When the sensor S2 detecting the origin detects the protruding piece 6, a rotation interruption occurs, the program is started, and the process proceeds to step 100.
ステップ100でプログラムは開始し、ステップ101
に進む、 ステップ101では、IX点検出信号S2
から原点検出信号S2までの時間: T(第7rgi(
C)参照)を計測する前記タイマ64の計時データを前
記CPU62取り込み、ステップ102に進む。 ス
テップ102では1回報数二 mを求めるためにm =
60 / T 、 (r p m )の演算を行い
、その演算結果をRA M 83のデータエリアに記憶
した後、ステップ103に進み本サブルーチンは終了し
1回転割込みが発生する前に行っていたプログラムに戻
る。The program starts at step 100, and step 101
In step 101, the IX point detection signal S2
Time from to origin detection signal S2: T (7th rgi (
The CPU 62 takes in the clock data of the timer 64 that measures the timer 64 (see C), and the process proceeds to step 102. In step 102, m =
After calculating 60/T, (r p m ) and storing the calculation result in the data area of RAM 83, the process advances to step 103, where this subroutine ends and the program that was being executed before the 1-rotation interrupt occurs. Return to
ステップ105でプログラムは開始し、ステップ106
に進む、 ステップ106では、HR倍信号らHR倍
信号での時間二 〇を計測する前記タイマ64の計時デ
ータを前記CPU82取り込み、ステップ107に進む
、 ステップ107では、心拍数: HRを求めるた
めに
HR=60/G (回)
の演算を行い、その演算結果をRA M 63のデータ
エリアに記憶した後、ステップ108に進み本サブルー
チンは終了し、回転割込みが発生する前に行っていたプ
ログラムに戻る。The program starts at step 105 and step 106
In step 106, the CPU 82 imports the clock data of the timer 64 which measures the time 20 from the HR multiplied signal to the HR multiplied signal, and the processing proceeds to step 107.In step 107, in order to obtain the heart rate: HR. After calculating HR = 60/G (times) and storing the calculation result in the data area of RAM 63, the process advances to step 108, where this subroutine ends and the program that was running before the rotation interrupt occurred is returned. return.
本実施例の自動時に於て、ステップ84の基準データの
代わりに各回転数の指示負荷データ: LをROM82
又は補助記憶装置69内に持ち、kが指示データにより
決まるバイアス量: Bを決める比率を示す定数として
バイアス量: B=L (1−k)
及び
振幅: A=kL 但し、 O<k<1として振幅
演算(ステップ85を参照)を行えば回転補正をする必
要が無く(ステップ86を省略)、最大パルス幅時間:
Ta+(ステップ88を参照)はT濾=60/(M−m
)
の関係にあり、I!I御されるパルス@: 1はt=
Tヱ・ (1/L喧)
の演算に代えることにより、ビデオの絵を表示器5Bに
出力し、表示と合わせた指示負荷として快適に運動する
ことも可能となる。In the automatic mode of this embodiment, the instruction load data for each rotation speed: L is stored in the ROM 82 instead of the reference data in step 84.
Or, it is stored in the auxiliary storage device 69, and k is determined by the instruction data.Bias amount: B=L (1-k) and amplitude: A=kL as a constant indicating the ratio for determining the bias amount: B. However, O<k<1 If the amplitude calculation (see step 85) is performed as follows, there is no need to perform rotation correction (step 86 is omitted), and the maximum pulse width time is:
Ta+ (see step 88) is T = 60/(M-m
), and I! I-controlled pulse @: 1 is t=
By replacing the calculation with T(1/L), it is also possible to output the video picture to the display 5B and use it as an instruction load along with the display to comfortably exercise.
「発明の効果」
本発明の効果は、渦電流ブレーキ4に温度検出素子を取
り付け、渦電流ブレーキ4の温度変化に応じ指定負荷に
温度補償を行ない指定負荷を制御することにより1運動
者が一定の運動を常に行うことを可能にすることである
。"Effects of the Invention" The effects of the present invention are such that a temperature detection element is attached to the eddy current brake 4, temperature compensation is performed to the specified load according to the temperature change of the eddy current brake 4, and the specified load is controlled. The aim is to enable constant exercise.
第1図は、本発明の構成を示す図である。
第2図は、本発明の基本構成を示す第1の実施例を示す
ブロック図である。
第3図は、本発明のメインプログラムを示すフローチャ
ートである。
第4図は1本発明の負荷制御プログラムを示すフローチ
ャートである。
第5図は、本発明の回転数算出プログラムを示すフロー
チャートである。
第6図は1本発明の心拍数算出プログラムを示すフロー
チャートである。
第7及び8図は、負荷曲線及び−回転当りの負荷を示す
図である。
第9図は、渦電流ブレーキの立体新面図である。
「符号の説明」
1・・・・一対のペダル、2・・・・ギヤクランク、3
・・・・ギヤ、4・・・・渦電流ブレーキ、5・・・・
連結帯。
6・・・・突出片、7及び7′・・・・軸、51・・・
・負荷駆動装置、52・・・・最大位置設定器。
53・・・・最大振幅設定0154・・・・バイアス量
設定器、55・・・・セレクトスイッチ、56・・・・
表示器、57・・・・温度変換器
60・・・・コンピュータ、61・・・・CPU、62
・・・・ROM、63・・・・RAM、64・・・・タ
イマ、65・・・・カウンタ、66・・・・I/C,6
7・・・・Ilo、68・・・・バ入69・・・・補助
記憶装置FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment showing the basic configuration of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing the main program of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing a load control program of the present invention. FIG. 5 is a flowchart showing the rotation speed calculation program of the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing a heart rate calculation program of the present invention. 7 and 8 are diagrams showing the load curve and the load per rotation. FIG. 9 is a new three-dimensional view of the eddy current brake. "Explanation of symbols" 1...Pair of pedals, 2...Gear crank, 3
...Gear, 4...Eddy current brake, 5...
connection belt. 6...Protruding piece, 7 and 7'...shaft, 51...
- Load drive device, 52... Maximum position setting device. 53...Maximum amplitude setting 0154...Bias amount setter, 55...Select switch, 56...
Display device, 57...Temperature converter 60...Computer, 61...CPU, 62
...ROM, 63...RAM, 64...timer, 65...counter, 66...I/C, 6
7...Ilo, 68...Ba input 69...Auxiliary storage device
Claims (1)
装置の制御装置において、ペダルの回転位置(回転角)
を検知する位置検出器と、ペダルの回転数を検出するた
めの回転数検出器と、負荷の最大値・最大値の位置及び
負荷のバイアス値等の運動負荷(指示負荷)を設定する
負荷設定器と、前記渦電流ブレーキの温度を検出する温
度検出器と、前記負荷設定器からの出力を前記温度検出
器により検出された温度変化に応じた運動負荷(指示負
荷)に変換する温度調整器と、前記回転位置検出器の出
力・回転数検出器の出力及び負荷調節器の出力に対応し
たパルス幅を決定するためのパルス幅調整器と、前記パ
ルス幅調整器により決定されたパルス幅により前記渦電
流ブレーキを駆動するための負荷駆動装置とから成る自
転車式トレーニング装置。(1) In a control device for a bicycle training device that uses eddy current brakes, the rotational position (rotation angle) of the pedal
A position detector to detect the pedal rotation speed, a rotation speed detector to detect the pedal rotation speed, and a load setting to set the exercise load (instruction load) such as the maximum load value, the position of the maximum value, and the load bias value. a temperature detector that detects the temperature of the eddy current brake, and a temperature regulator that converts the output from the load setting device into an exercise load (instruction load) according to the temperature change detected by the temperature detector. and a pulse width adjuster for determining a pulse width corresponding to the output of the rotational position detector, the output of the rotational speed detector, and the output of the load adjuster, and a pulse width determined by the pulse width adjuster. and a load drive device for driving the eddy current brake.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25684189A JPH03118085A (en) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | Bicycle type training device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25684189A JPH03118085A (en) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | Bicycle type training device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03118085A true JPH03118085A (en) | 1991-05-20 |
Family
ID=17298161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25684189A Pending JPH03118085A (en) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | Bicycle type training device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03118085A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008055995A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Electric bicycle |
JP2009131347A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Don-Lon Yeh | Vibration apparatus for muscle training |
JP2023035773A (en) * | 2021-09-01 | 2023-03-13 | フィットプレイ テクノロジー(エイチケー)リミテッド | Method and device for controlling magnetic resistance of exercise bike and exercise bike |
-
1989
- 1989-09-30 JP JP25684189A patent/JPH03118085A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008055995A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Electric bicycle |
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JP2023035773A (en) * | 2021-09-01 | 2023-03-13 | フィットプレイ テクノロジー(エイチケー)リミテッド | Method and device for controlling magnetic resistance of exercise bike and exercise bike |
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