WO1998034691A1 - Vorrichtung zum erfassen der geschwindigkeit eines rollschuhbenützers - Google Patents

Vorrichtung zum erfassen der geschwindigkeit eines rollschuhbenützers Download PDF

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WO1998034691A1
WO1998034691A1 PCT/EP1998/000679 EP9800679W WO9834691A1 WO 1998034691 A1 WO1998034691 A1 WO 1998034691A1 EP 9800679 W EP9800679 W EP 9800679W WO 9834691 A1 WO9834691 A1 WO 9834691A1
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roller
speed
speed sensor
evaluation circuit
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Inventor
Attila Agoston
Csaba Agoston
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Attila Agoston
Csaba Agoston
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
    • A63C17/00—Roller skates; Skate-boards
    • A63C17/26—Roller skates; Skate-boards with special auxiliary arrangements, e.g. illuminating, marking, or push-off devices

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the speed of a roller skate user with a roller skate which has rollers arranged in a row and freely rotatable.
  • Roller skates with freely rotating rollers arranged in a row allow movement at a comparatively high speed, so that it would be interesting in many cases to measure the speed of movement of the roller skate user, and not only for the purpose of a sporty comparison.
  • Known speed measuring devices which measure the speed of the passing roller skate driver from a fixed point, are not only complex and only determine the speed at defined points or over defined distances, but generally also require their own operation Measuring devices for covering the information requirements of a skater about his speed of movement unsuitable.
  • a display unit for a speed or distance measuring device in which several different data or data groups can be represented in a display field and which is in radio communication with a portable measuring unit which uses the Doppier radar technology for speed measurement.
  • the application of the simple tachometer principle to roller skates is considered to be unusable,
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for detecting the speed of a roller skate user of the type described above, which makes it possible to continuously display the speed of movement of the individual roller skater using constructive means using the simple tachometer principle.
  • This object was achieved in that the roller skate carries a speed sensor connected to an evaluation circuit for at least one roller and that the evaluation circuit is connected to a display for its output values, the evaluation circuit having a switching stage for the formation of corrected measured values.
  • the invention therefore relates to a device for detecting the speed of a roller skate user with a roller skate which has rollers which are arranged in a row and are freely rotatably mounted, and with a display for the output values of the evaluation circuit of the recorded measured values, characterized in that the roller skate is on the evaluation circuit (7) carries connected speed sensor (2) for at least one roller (1) and that the evaluation circuit (7) comprises a switching stage for forming measured values corrected as a function of the use-related speed fluctuations of the roller (1).
  • this roller becomes a measuring roller, with the aid of which a speed display is possible via an evaluation circuit, because the geometric dimensions of the roller are known and the respective speeds of this roller are recorded via the speed sensor.
  • the evaluation circuit comprises a switching stage for forming a corrected measured value depending on the usage-related fluctuations in the speed of the roller.
  • This corrected measured value should refer in particular to the average circumferential speed of the roller during a step, that is to say during contact with the ground.
  • the evaluation circuit can have a selection stage for the measured values of the speed sensor, depending on the use-related fluctuations in the measured value of the speed sensor. With this selection level, only certain measured values of the speed sensor can be selected for the display or for the formation of a corrected measured value, so that the measurement result can be determined, for example, independently of the friction-related drop in the peripheral speed of the rollers in the absence of contact with the ground.
  • the rolling path of the roller during the running step does not coincide with the direction of travel of the roller skater, because the roller skater performs ice skate-like steps, that is to say the roller skates are each guided obliquely outwards from the imaginary center or are moved tangentially to the curve during cornering.
  • the course of the steps and the sequence of steps depend very much on the running style of the roller skater and can only be taken into account more precisely depending on the personal running style of the roller skater. Therefore, the evaluation circuit is preferably provided with an adjustable correction element for the output values. With this correction element, the average deviation of the rolling tracks of the rollers from the movement of the roller skater and, if the correction element is adjustable, the personal running style can be taken into account accordingly.
  • the roller assigned to the speed sensor can be designed as a flywheel. Due to this flywheel design of the roller, it can be assumed in an approximation that the speed drop of the roller remains limited if there is no ground contact that a special measurement selection for the speed sensor can be dispensed with.
  • the energy required for the speed measurement, the evaluation and the display of the measured values and, if applicable, for the measured value transmission can be provided in a conventional manner by batteries. independence from such supply batteries can be achieved if the roller assigned to the speed sensor is designed as a rotor of an electrical generator for the energy supply of the speed sensor and the measured value transmission. In this case, the design of the roller as a flywheel is also advantageous.
  • the display of the measured values determined need not be limited to an optical evaluation device.
  • reading an optical display device can represent a distraction which may endanger the skater, so that acoustic display devices have advantages in this context.
  • Figure 1 as an example of an inventive device for detecting the speed of a roller skate user in a schematic block diagram.
  • a roller 1 of a roller skate serves as a measuring roller for a speed sensor 2, which is arranged in the region of the roller 1 on the roller skate and with a permanent magnet 3 on the roller 1 as The pulse generator works together.
  • the measured values of the speed sensor 2 are forwarded via a wireless transmission link 4, which comprises a transmitter 5 connected to the speed sensor 2 and a receiver 6, to an evaluation circuit 7, which is connected to a display 8 for the evaluated measured values.
  • This display 8 can be an optical display device 9 and / or an acoustic display device 10, e.g. have a voice output or sound effects dependent on the driving speed.
  • the speed sensor 2 and the transmitter 5 are combined to form a unit 11 associated with the roller skate.
  • the actual values of the speeds of the roller (s) 1 measured with the speed sensor 2 and transmitted via the transmission link 4 are processed in the evaluation circuit 7 to speed values which are determined using the known geometric dimensions of the roller 1, for example using a microcomputer.
  • the microcomputer can form a switching stage that processes the use-related speed fluctuations to form a corrected measured value.
  • a program-specific selection of the measurement values recorded by the speed sensor 2 can be made in order to determine certain influencing variables which may distort the measurement result. to be able to switch. Due to the periodic ground contacts of the roller 1 caused by the sequence of steps, there are, for example, periodic fluctuations in speed, which can be used to time the selection stage for the measured values of the speed sensor 2.
  • Another possibility for determining the speed of travel is also to determine the highest speed in each case during a running step.
  • various other evaluations are also possible, for example on the basis of the speed gradient, by means of which a selection of the speed range to be evaluated can be achieved on the basis of the speeds that increase or decrease continuously in the step sequences.
  • a correction element 13 is connected to the evaluation circuit 7, which influences the evaluated measured values if corresponding correction values are specified via an input 14.

Landscapes

  • Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers mit einem Rollschuh, der in einer Reihe angeordnete, frei drehbar gelagerte Laufrollen aufweist, und mit einer Anzeige für die Ausgangswerte der Auswerteschaltung der erfassten Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollschuh einen an die Auswerteschaltung (7) angeschlossenen Drehzahlgeber (2) für wenigstens eine Laufrolle (1) trägt und dass die Auswerteschaltung (7) eine Schaltstufe zur Bildung von in Abhängigkeit von den benutzungsbedingten Drehzahlschwankungen der Laufrolle (1) korrigierten Messwerten umfasst.

Description

Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers mit einem Rollschuh, der in einer Reihe angeordnete, frei drehbar gelagerte Laufrollen aufweist.
Rollschuhe mit in einer Reihe angeordneten, frei drehbaren Laufrollen erlauben eine Fortbewegung mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit, so dass es in vielen Fällen interessant wäre, die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Rollschuhbenützers zu messen, und zwar nicht nur zum Zweck eines sportlichen Vergleichs. Bekannte Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, die von einem ortsfesten Punkt aus die Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Rollschuhfahrers messen, sind nicht nur aufwendig und ermitteln die Geschwindigkeit nur an festgelegten Punkten bzw. über definierten Strecken, sondern bedürfen im all- gemeinen auch einer eigenen Bedienung nur Aus diesem Grunde sind solche Messeinrichtungen zur Abdeckung des Informationsbedarfs eines Rollschuhfahrers über seine Fortbewegungsgeschwindigkeit ungeeignet.
Aus DE-A 195 11 456 ist eine Anzeigeeinheit für ein Geschwindigkeits- oder Wegstreckenmessgerät bekannt, bei der in einem Anzeigefeld mehrere unterschiedliche Daten oder Datengruppen darstellbar sind und die in Funkverbindung mit einer tragbaren Meßeinheit steht, die zur Geschwindigkeitsmessung die Doppier Radartechnik verwendet. Die Anwendung des einfachen Tachometerprinzips bei Rollschuhen wird als nicht einsetzbar angesehen,
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers der oben geschilderten Art bereitzustellen, die es erlaubt, mit konstruktiven Mitteln unter Anwendung des einfachen Tachometerprinzips die Fortbewegungsgeschwindigkeit des einzel- nen Rollschuhfahrer laufend anzuzeigen. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rollschuh einen an eine Auswerteschaltung angeschlossenen Drehzahlgeber für wenigstens eine Laufrolle trägt und dass die Auswerteschaltung mit einer Anzeige für ihre Ausgangswerte verbunden ist, wobei die Auswerteschaltung eine Schaltstufe zu Bildung von korrigierten Messwerten aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers mit einem Rollschuh, der in einer Reihe angeordnete, frei drehbar gelagerte Laufrollen aufweist, und mit einer Anzeige für die Ausgangswerte der Auswerteschaltung der erfassten Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollschuh einen an die Auswerteschaltung (7) angeschlossenen Drehzahlgeber (2) für wenigstens eine Laufrolle (1 ) trägt und dass die Auswerteschaltung (7) eine Schaltstufe zur Bildung von in Abhängigkeit von den benutzungsbedingten Drehzahlschwankungen der Laufrolle (1) korrigierten Messwerten umfasst.
Durch die Zuordnung eines Drehzahlgebers zu einer Laufrolle des Rollschuhs wird diese Laufrolle zu einer Messrolle, mit deren Hilfe eine Geschwindigkeitsanzeige über eine Auswerteschaltung möglich wird, weil ja die geometrischen Abmessungen der Laufrolle bekannt sind und die jeweiligen Drehzahlen dieser Laufrolle über den Drehzahlgeber erfasst werden.
Die Drehzahlen der Laufrollen eines Rollschuhs beim Rollschuhfahren unterliegen benutzungsbedingten Schwankungen. Es ändert sich nämlich die Umlauf- geschwindigkeit der Laufrolle während eines Laufschrittes zwischen dem Aufsetzen und dem Abheben der Laufrollen. Außerdem hängt der Abfall der Umlaufgeschwindigkeit der Laufrollen zwischen den Aufeinanderfolgenden Laufschritten von den jeweiligen Reibungsverhältnissen ab, die sich mit zunehmender Verschmutzung erheblich ändern können. Um diese unterschiedlichen Ein- flüsse berücksichtigen zu können, umfasst die Auswerteschaltung eine Schaltstufe zur Bildung eines korrigierten Messwertes in Abhängigkeit von den benutzungsbedingten Drehzahlschwankungen der Laufrolle. Dieser korrigierte Messwert sollte sich insbesondere auf die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Laufrolle während eines Schrittes, also während des Bodenkontaktes beziehen. Damit diese korrigierten Messwerte vorteilhaft erfasst werden können, kann die Auswerteschaltung eine von den benutzungsbedingten Messwertschwankungen des Drehzahlgebers abhängig Auswahlstufe für die Messwerte des Drehzahlgebers aufweisen. Über diese Auswahlstufe können somit nur bestimmte Messwerte des Drehzahlgebers für die Anzeige bzw. für die Bildung eines korrigierten Messwertes ausgewählt werden, so dass das Messergebnis beispiels- weise unabhängig vom reibungsbedingten Abfall der Umfangsgeschwindigkeit der Laufrollen bei fehlendem Bodenkontakt ermittelt werden kann.
Ferner stimmt die Abrollbahn der Laufrolle während des Laufschrittes nicht mit der Fortbewegungsrichtung des Rollschuhfahrers überein, weil der Rollschuh- fahrer schlittschuhartige Schritte ausführt, das heißt die Rollschuhe von der gedachten Mitte jeweils schräg nach außen geführt werden bzw. beim Kurvenlaufen tangential zum Kurvenverlauf bewegt werden. Der Schrittverlauf und die Schrittfolge hängen demnach sehr vom Laufstil des Rollschuhfahrers ab und können nur in Abhängigkeit vom persönlichen Laufstil des Rollschuhbenützers genauer berücksichtigt werden. Daher wird die Auswerteschaltung vorzugsweise mit einem einstellbaren Korrekturglied für die Ausgangswerte versehen. Mit diesem Korrekturglied können die durchschnittliche Abweichung der Abrollbah- nen der Laufrollen von der Fortbewegung des Rollschuhfahrers und bei einer Einstellbarkeit des Korrekturglieds der persönliche Laufstil entsprechend be- rücksichtigt werden.
Soll mit einer einfachen, wenig aufwendigen Konstruktion das Auslangen gefunden werden, so kann die dem Drehzahlgeber zugeordnete Laufrolle als Schwungrad ausgebildet werden. Aufgrund dieser Schwungradausbildung der Laufrolle kann in einer Annäherung davon ausgegangen werden, dass der Drehzahlabfall der Laufrolle bei fehlenden Bodenkontakt beschränkt bleibt, so dass auf eine besondere Messwahlauswahl für den Drehzahlgeber verzichtet werden kann.
Obwohl eine Anordnung der Anzeige der Messwerte auf dem Rollschuh durch- aus möglich ist, können einfachere Abfragebedingungen sichergestellt werden, wenn die Anzeige getrennt vom Schuh z.B. am Handgelenk befestigt wird. Dies gilt vor allem dann, wenn über die Auswerteschaltung nicht nur die augenblickliche Fortbewegungsgeschwindigkeit, sondern auch andere Größen, z.B. über längere Zeitabschnitte gebildete Mittelwerte oder die zurückgelegte Strecke, ermittelt werden und um Abrufen der unterschiedlichen Messgrößen die anzeige umgeschaltet werden muss. Um keine störende Drahtverbindung zwischen dem Rollschuh und der vom Rollschuh getrennten Anzeige kann zwischen dem dem Rollschuh zugehörigen Drehzahlgeber und der vom Rollschuh gesonderten Anzeige eine an sich bekannte drahtlose Ü bertrag ungsstrecke vorgesehen werden.
Die für die Drehzahlmessung, die Auswertung und die Anzeige der Messwerte sowie gegebenenfalls für die Messwertübertragung erforderliche Energie kann in herkömmlicher Weise durch Batterien zur Verfügung gestellt werden. Eine Unabhängigkeit von solchen Versorgungsbatterien kann dann erreicht werden, wenn die dem Drehzahlgeber zugeordnete Laufrolle als Rotor eines elektrischen Generators für die Energieversorgung des Drehzahlgebers und der Messwertübertragung ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Ausbildung der Laufrolle als Schwungrad ebenfalls vorteilhaft.
Die Anzeige der ermittelten Messwerte braucht selbstverständlich nicht auf eine optische Auswerteeinrichtung beschränkt zu sein. Gerade beim Rollschuhfahrer kann das Ablesen einer optischen Anzeigeeinrichtung eine den Rollschuhfahrer unter Umständen gefährdende Ablenkung darstellen, so dass in diesem Zu- sammenhang akustische Anzeigeeinrichtungen Vorteile mit sich bringen. Figur 1 als Beispiel eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers in einem schematischen Blockschaltbild.
Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient eine Laufrolle 1 eines nicht näher dargestellten Rollschuhs mit mehreren in einer Reihe angeordneten Laufrollen als Messrolle für einen Drehzahlgeber 2, der im Bereich der Laufrolle 1 am Rollschuh angeordnet ist und mit einem Permanentmagnet 3 auf der Laufrolle 1 als Impulsgeber zusammenwirkt. Die Messwerte des Drehzahl- gebers 2 werden über eine drahtlose Ü bertrag ungsstrecke 4, die einen am Drehzahlgeber 2 angeschlossenen Sender 5 und einen Empfänger 6 umfasst, an eine Auswerteschaltung 7 weitergeleitet, die mit einer Anzeige 8 für die ausgewerteten Messwerte verbunden ist. Diese Anzeige 8 kann eine optische Anzeigevorrichtung 9 und/oder eine akkustische Anzeigeeinrichtung 10, z.B. eine Sprachausgabe oder von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Toneffekte, aufweisen. Der Drehzahlgeber 2 und der Sender 5 sind zu einer dem Rollschuh zugehörigen Baueinheit 11 zusammengefasst. Der Empfänger 6 bildet mit der Auswerteschaltung 7 und der Anzeigeeinheit 8 ebenfalls eine Baueinheit 12, die beispielsweise an einem Handgelenk oder an einem Gelenkschoner oder der- gleichen befestigt werden kann.
Die mit dem Drehzahlgeber 2 gemessenen und über die Übertragungsstrecke 4 übertragenen Istwerte der Drehzahlen der Laufrolle(n) 1 werden in der Auswerteschaltung 7 zu Geschwindigkeitswerten verarbeitet, die an Hand der be- kannten geometrischen Abmessungen der Laufrolle 1 beispielsweise über einen Mikrocomputer ermittelt werden. Zur Ermittlung dieser Geschwindigkeitswerte kann der Mikrocomputer eine Schaltstufe bilden, die die benutzungsbedingten Drehzahlschwankungen zur Bildung eines korrigierten Messwertes verarbeitet. Bei dieser Messwertverarbeitung kann programmbedingt eine Auswahl der vom Drehzahlgeber 2 erfassten Messwerte getroffen werden, um bestimmte, das Messeergebnis unter Umständen verfälschende Einflussgrößen aus- schalten zu können. Aufgrund der durch die Schrittfolge bedingten periodischen Bodenkontakte der Laufrolle 1 ergeben sich beispielsweise periodische Drehzahlschwankungen, die zur zeitlichen Steuerung der Auswahlstufe für die Messwerte des Drehzahlgebers 2 herangezogen werden können. Eine andere Möglichkeit zur Ermittlung der Fortbewegungsgeschwindigkeit besteht auch darin, die jeweils größte Drehzahl während eines Laufschrittes zu ermitteln. Es sind aber auch verschiedene andere Auswertungen möglich, beispielsweise auf Basis des Drehzahlgradienten, über den eine Auswahl des auszuwertenden Drehzahlbereichs aufgrund der bei den Schrittfolgen stetig steigenden oderste- tig fallenden Drehzahlen erzielt werden kann.
Zur Berücksichtigung des persönlichen Laufstils ist an die Auswerteschaltung 7 ein Korrekturgiied 13 angeschlossen, das die ausgewerteten Messwerte beein- flusst, wenn über eine Eingabe 14 entsprechende Korrekturwerte vorgegeben werden.

Claims

Patentansprüche:
1) Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rollschuhbenützers mit einem Rollschuh, der in einer Reihe angeordnete, frei drehbar gelagerte Laufrollen aufweist, und mit einer Anzeige für die Ausgangswerte der Auswerteschaltung der erfassten Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollschuh einen an die Auswerteschaltung (7) angeschlossenen Drehzahlgeber (2) für wenigstens eine Laufrolle (1) trägt und dass die Auswerteschaltung (7) eine Schaltstufe zur Bildung von in Abhängigkeit von den be- nutzungsbedingten Drehzahlschwankungen der Laufrolle (1) korrigierten
Messwerten umfasst.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (7) eine von den benutzungsbedingten Messwertschwankungen des Drehzahlgebers (2) abhängige Auswahlstufe für die Messwerte des
Drehzahlgebers (2) aufweist.
3) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (7) ein vorzugsweise einstellbares Korrektur- glied (13) für die Ausgangswerte aufweist.
4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Drehzahlgeber (2) zugeordnete Laufrolle (1) als Schwungrad ausgebildet ist.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem dem Rollschuh zugehörigen Drehzahlgeber (2) und der vom Rollschuh gesonderten Anzeige (8) in an sich bekannter Weise eine drahtlose Übertragungsstrecke (4) vorgesehen ist. 6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Drehzahlgeber zugeordnete Laufrolle (1) als Rotor eines elektrischen Generators für die Energieversorgung des Drehzahlgebers (2) und der Messwertübertragung ausgebildet ist.
7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (8) eine optische oder akkustische Anzeigeeinrichtung (9,10) aufweist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die akkustische Anzeigevorrichtung (10) ein Sprachausgabesystem ist.
PCT/EP1998/000679 1997-02-07 1998-02-08 Vorrichtung zum erfassen der geschwindigkeit eines rollschuhbenützers WO1998034691A1 (de)

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