TWI624291B - Virtual reality and fuzzy control technology bicycle training device - Google Patents
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Abstract
一種虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，至少包括：一中央處理器、一模糊邏輯控制器及一平台，該中央處理器電連結一影像輸出裝置及該模糊邏輯控制器，透過將模糊控制技術導入該中央處理器並轉換為語言程式嵌入至虛擬環境中，將計算所得之資訊用以控制該平台頂面設置複數位移裝置的移動，可使腳踏車前、後輪能根據虛擬實境系統模擬出過彎時的左右偏斜、遇上坡下坡或遇障礙物時上下抬升的情境。
Description
本發明係為一種自行車訓練裝置，尤指一種虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，藉由中央處理器搭配模糊邏輯控制器控制位移裝置對腳踏車之前、後車輪進行作動，達到腳踏車模擬過彎時左右偏斜或遇障礙物上下抬升之情境。
目前市場上已有跑步機或腳踏車健身器材及配置第一人稱視角畫面之電視進行搭配，供使用者在健身同時觀看畫面轉變，由於畫面會隨著使用者健身時間而不斷轉變，增加健身樂趣；然，若是使用腳踏車踩踏之相關健身器材，當畫面過彎、遇上坡下坡或是偶遇障礙物時，所述之健身器材不會隨著畫面而上下作動，因此較無身歷其境之感。
是以，針對上述所存在的問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實為消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。
本案係揭露一種虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，至少包括：一平台，頂面設置複數位移裝置，各該位移裝置由一推動部及一上升部設置而成，該平台係提供各該位移裝置動力源，且該平台電連接一中央處理器，該中央處理器驅動各該位移裝置並與一影像輸出裝置
電連結；該推動部係由一樞座組設一轉動件，該樞座設置於該平台頂面，該轉動件之自由端設置可往復位移之一推抵桿；該上升部係由一座體延伸設置可往復抬升之一上升桿，該座體設置於該平台頂面，該上升桿異於該座體之另一端樞設於該轉動件之表面；一模糊邏輯控制器，與該平台及該中央處理器電連接，能以模糊控制的方式控制各該位移裝置的作動；藉由上述結構，各該推抵桿係分別連動相對應一腳踏車之一前車輪及一後車輪，該中央處理器係對應該影像輸出裝置所輸出之路況調整該位移裝置對該腳踏車之施力，以上下位移或左右傾斜該腳踏車。
其中該轉動件係由一軸座延伸設置一增位段而成，該軸座由一第一定位件穿設於該樞座，該推抵桿係活動地設置於該增位段，且該上升桿係由一第二定位件樞設置於該增位段之下表面。
其中該推抵桿異於結合該轉動件之一端設置一結合面，該結合面之徑向剖面長度係大於該推抵桿之徑向剖面長度。
其中該平台上係設置兩個該位移裝置，且各該位移裝置係同側設置於該腳踏車相對應該前車輪及該後車輪之位置。
其中該平台上係設置四個該位移裝置，且各該位移裝置係兩兩分別設置於該腳踏車相對應該前車輪及該後車輪之兩側位置。
本發明之優點在於：藉由該中央處理器結合該模糊邏輯控制器，透過將模糊控制技術導入該中央處理器並轉換為語言程式嵌入至虛擬環境中，能將計算所得之資訊用以模糊控制該位移裝置帶動該腳踏車之左右偏擺及上下位移，藉由該推抵桿之來回伸縮並配合該轉動件結合該上升桿的來回抬升，
能帶動該腳踏車左右偏擺，進而模擬該腳踏車過彎時的情境；透過該上升桿帶動該轉動件上下移動並配合該推抵桿來回伸縮，能帶動該腳踏車上下抬升，進而模擬該腳踏車遇上坡下坡或遇障礙物產生顛簸之情境，本發明能結合虛擬實境並配合該影像輸出裝置之情境達到身歷其境之功效。
有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。
10‧‧‧平台
15‧‧‧位移裝置
18‧‧‧模糊邏輯控制器
20‧‧‧推動部
22‧‧‧樞座
24‧‧‧轉動件
241‧‧‧軸座
242‧‧‧增位段
243‧‧‧第一定位件
26‧‧‧推抵桿
261‧‧‧結合面
262‧‧‧第二定位件
30‧‧‧上升部
32‧‧‧座體
36‧‧‧上升桿
40‧‧‧腳踏車
42‧‧‧前車輪
44‧‧‧後車輪
46‧‧‧磁控阻力
50‧‧‧中央處理器
52‧‧‧影像輸出裝置
第1圖係本發明之立體示意圖
第2圖係本發明之立體分解示意圖
第3圖係本發明之流程方塊示意圖
第4圖係本發明之腳踏車左右偏斜之動作示意圖
第5圖係本發明之腳踏車上下抬升之動作示意圖
第6圖係本發明之腳踏車上下抬升之側面示意圖
第7圖係本發明裝設四個第一座體之俯視圖
參閱第1~2圖，本案係揭露一種虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，至少包括：一平台10，該平台10係作為動力源提供所需之動力，該平台10係於頂面設置複數位移裝置15，各該位移裝置15由一推動部20及一上升部30設置而成；該推動部20係由一樞座22組設一轉動件24，該樞座22設置於該平台10頂面，該轉動件
24係由一軸座241延伸設置一增位段242而成，該軸座241由一第一定位件243穿設於該樞座22，該增位段242之自由端係設置可往復位移之一推抵桿26，該推抵桿26異於結合該增位段242之一端設置一結合面261，該結合面261之徑向剖面長度係大於該推抵桿26之徑向剖面長度；該上升部30係由一座體32延伸設置可往復抬升之一上升桿36，該座體32設置於該平台10頂面，該上升桿36異於該座體32之另一端係由一第二定位件262樞設於該增位段242之下表面；藉由上述結構，各該推抵桿26係分別連動相對應一腳踏車40之一前車輪42及一後車輪44，以上下位移或左右傾斜該腳踏車40。
參閱第3~6圖，一中央處理器50電連接一影像輸出裝置52及一模糊邏輯控制器18，該模糊邏輯控制器18電連接該平台10；該平台10上係設置兩個該位移裝置15，且各該位移裝置15係同側設置於該腳踏車40相對應該前車輪42及該後車輪44之位置，該平台10提供各該位移裝置15動力源；由於該中央處理器50內部已有與該影像輸出裝置52所輸出路況編撰相對應之軟體模組，所述軟體模組將驅使該中央處理器50搭配該模糊邏輯控制器18的模糊邏輯控制技術，並導入該中央處理器50轉換為語言程式嵌入至虛擬環境中，再將計算所得之資訊用以對各該位移裝置15進行預定之作動指令，使該中央處理器50對應該影像輸出裝置52所輸出之路況調整該位移裝置15對該腳踏車40之施力，讓使用者參與虛擬實境系統所模擬的情境，及根據該影像輸出裝置52所帶出的畫面結合對該腳踏車40之踩踏，使該腳踏車40能模擬出行進時的左右偏擺或上下抬升之情境。
參閱第3、4圖，係揭露該腳踏車40立於該平台10上，並藉由該中央處理器50配合該影像輸出裝置52所顯示之影像對該位移裝置15進行驅動，進而作動該推動部20與該上升部30，首先該推動部20之該推抵桿26係對該腳踏車40施力，接著該上升部30帶動該轉動件24進行上下位移，並配合該推抵桿26施力方向進行上下位移的調整，使該腳踏車40朝向該推抵桿26施力方向傾倒；若該推抵桿26受拉力往回扳拉，由於該結合面261已經與該腳踏車40固定，因此會連動該腳踏車40朝向該推抵桿26受力方向傾倒；藉由上述，該推抵桿26之拉力及推力可使該腳踏車40進行左右偏擺之動作，所述左右偏擺動作將會對應該影像輸出裝置52之左右彎道或轉彎時的影像。
參閱第3、5、6圖，揭露與該腳踏車40之該前車輪42與該結合面261相互固定，且該腳踏車40設有一能提供腳踏阻力的磁控阻力46，當該轉動件24受該上升桿36施力作動往上時，會向上抬升並同時帶動該推抵桿26向上，此時，該推抵桿26會順著該前車輪42所移動距離而延長推伸，使該前車輪42除了受到該上升部30之推抵之外，同時亦有該推動部20的支撐，而該腳踏車40之該後車輪44穩定不偏擺，藉由上述，能使該腳踏車40模擬出遇到隆起障礙物或遇上坡下坡時，該前車輪42向上抬升之情況；反之，若為該後車輪44受該上升部30及該推動部20之推力往上抬升，而該前車輪42維持穩定不偏擺，則模擬出該腳踏車40遇到隆起障礙物時，該後車輪44向上抬升之情況。
參閱第7圖並搭配第1、2圖，其中該平台10上係設置
四個該位移裝置15，且各該位移裝置15係兩兩分別設置於該腳踏車40相對應該前車輪42及該後車輪44之兩側位置，四個該位移裝置15係能提升該腳踏車40左右偏擺或上下抬升之穩定性。
歸納上述說明，藉由本發明上述結構設計，可有效克服習知發明所面臨的缺失，進一步具有上述眾多的優點及實用價值，因此本發明為一創意極佳之發明創作，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」之要件，乃依法提出申請；惟，熟悉此技術之人士當可在不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，應皆涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。
Claims (4)
- 一種虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，至少包括：一平台，頂面設置複數位移裝置，各該位移裝置由一推動部及一上升部設置而成，該平台係提供各該位移裝置動力源，且該平台電連接一中央處理器，該中央處理器驅動各該位移裝置並與一影像輸出裝置電連結；該推動部係由一樞座組設一轉動件，該樞座設置於該平台頂面，該轉動件之自由端設置可往復位移之一推抵桿；該上升部係由一座體延伸設置可往復抬升之一上升桿，該座體設置於該平台頂面，該上升桿異於該座體之另一端樞設於該轉動件之表面；該轉動件係由一軸座延伸設置一增位段而成，該軸座由一第一定位件穿設於該樞座，該推抵桿係活動地設置於該增位段，且該上升桿係由一第二定位件樞設置於該增位段之下表面；一模糊邏輯控制器，與該平台及該中央處理器電連接，能以模糊控制的方式控制各該位移裝置的作動；藉由上述結構，各該推抵桿係分別連動相對應一腳踏車之一前車輪及一後車輪，該中央處理器係對應該影像輸出裝置所輸出之路況調整該位移裝置對該腳踏車之施力，以上下位移或左右傾斜該腳踏車。
- 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，其中該推抵桿異於結合該轉動件之一端設置一結合面，該結合面之徑向剖面長度係大於該推抵桿之徑向剖面長度。
- 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝 置，其中該平台上係設置兩個該位移裝置，且各該位移裝置係同側設置於該腳踏車相對應該前車輪及該後車輪之位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境與模糊控制技術自行車訓練裝置，其中該平台上係設置四個該位移裝置，且各該位移裝置係兩兩分別設置於該腳踏車相對應該前車輪及該後車輪之兩側位置。
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