自行車室外騎行測(cè)功裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種變化的力矩做功的測(cè)量裝置，具體為測(cè)量騎自行車的人騎行時(shí)累計(jì)做功多少的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民健康觀念的改變，人們更加注重鍛煉身體，騎自行車也是一種非常好的有氧運(yùn)動(dòng)，騎行倶樂部在全國乃至世界風(fēng)行，各種自行車周邊商品也隨之熱賣。很多騎行愛好者想知道一次騎行活動(dòng)燃燒了多少脂肪或人體對(duì)外做了多少功，用于衡量鍛煉的一項(xiàng)指標(biāo)。經(jīng)檢索目前還沒有應(yīng)用于自行車騎行人體做功的測(cè)量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了測(cè)量騎自行的人一次騎行所消耗的體力，可以通過測(cè)量人踩踏板時(shí)力矩累計(jì)做的功進(jìn)行間接測(cè)量，附圖4畫出了踏板的受力圖，圖中Fl為右腳的踩踏力，F(xiàn)2為左腳的踩踏力，R為踏板到中心轉(zhuǎn)軸的距離，Θ為踩板豎直軸Z的夾角，騎車人踩半圈踏板所做的功W可以通過計(jì)算定積分f (F1-F2) *R*sin Θ d Θ，積分區(qū)間為(0，π )而得到。通過累計(jì)該功W即可計(jì)算出一次騎行人體做功的多少，從而計(jì)算出一次騎行活動(dòng)燃燒了多少脂肪。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:自行車室外騎行測(cè)功裝置包括智能手機(jī)(1)、主設(shè)備(2)和從設(shè)備(3)，所述的主設(shè)備(2)和所述的從設(shè)備(3)安裝于自行車的踏板上，所述的智能手機(jī)(I)中安裝ΑΡΡ，所述的主設(shè)備(2)與所述的智能手機(jī)(I)通過無線通信I (4)無線連接，所述的從設(shè)備(3)與所述的主設(shè)備(2)通過無線通信II (5)無線連接；在騎行開始時(shí)，需要開啟智能手機(jī)(I)中的無線通信模塊和運(yùn)行所述的ΑΡΡ，根據(jù)實(shí)測(cè)的踏板到轉(zhuǎn)軸距離R，設(shè)定APP所需要的參數(shù)，該參數(shù)存儲(chǔ)于手機(jī)內(nèi)部或發(fā)送到主設(shè)備(2)，APP接收主設(shè)備(2)發(fā)送來的每轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)人踩踏板做功的值，進(jìn)行累加，可以顯示做功的數(shù)量，也可以以語音播報(bào)的方式播報(bào)做功的數(shù)量。
[0005]所述的從設(shè)備(3)包括壓電發(fā)電器(35)、電池(34)、微控制器(33)、壓力傳感器(31)和無線通信模塊(32)，以所述的微控制器(33)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器
(31)，通信通道是所述的無線通信模塊(32)，電源是所述的壓電發(fā)電器(35)和所述的電池
(34);所述的壓電發(fā)電器(35)和電池(34)為從設(shè)備(3)提供可持續(xù)的供電，微控制器(33)負(fù)責(zé)從壓力傳感器(31)讀取壓力值，并控制無線通信模塊(32)適時(shí)地將壓力的值通過無線方式傳輸?shù)街髟O(shè)備(2)中去。
[0006]所述的主設(shè)備(2)包括壓力傳感器(21)、壓電發(fā)電器(28)、電池(27)、微控制器(24)、無線通信模塊(25)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，以所述的微控制器(24)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器(21)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，通信通道是所述的無線通信模塊(25)，電源是所述的壓電發(fā)電器(28)和所述的電池(27);所述的壓電發(fā)電器(28)和電池(27)為主設(shè)備(2)提供可持續(xù)的供電，所述的微控制器(24)按照實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)定時(shí)地讀取所述的壓力傳感器(21)的壓力值，讀取角速度傳感器(22)的角速度實(shí)時(shí)值，讀取加速度傳感器(23)的Z軸和X軸的加速值，通過讀取到的Z軸和X軸的加速值以確定角度踏板通過Z軸，S卩Θ =O的時(shí)刻，通過讀取的角速度傳感器(22)的角速度實(shí)時(shí)值計(jì)算出Θ，通過獲取從無線通信模塊(25)獲取的從設(shè)備(3)發(fā)送來的壓力的值F2和壓力傳感器(21)的壓力值Fl，可以進(jìn)行功W的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果通過無線通信2 (5)發(fā)送到智能手機(jī)(I)，智能手機(jī)(I)安裝的APP進(jìn)行顯示或其它處理。
[0007]為了節(jié)約本實(shí)用新型的成本，所述的智能手機(jī)(I)還可以用具有微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊、電池的終端代替。所述的微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊依次電連接，電池為其提供持續(xù)的電力供應(yīng)。
[0008]隨著技術(shù)的發(fā)展，所述的無線通信模塊(25)和所述的無線通信模塊(32)可以選擇藍(lán)牙通信模塊，或者無線WIFI模塊，或者ZIGBEE模塊，還可以是其它可以自定義通信協(xié)議的無線通信模塊如24GHz模塊或433MHz模塊等。
[0009]本實(shí)用新型彌補(bǔ)了目前自行車只能測(cè)速和測(cè)距的不足，有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型主設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型從設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖4是自行車踏板受力分析圖；
[0014]附圖標(biāo)號(hào):
[0015]智能手機(jī)I
[0016]主設(shè)備2
[0017]從設(shè)備3
[0018]無線通信I 4
[0019]無線通信II 5
[0020]壓力傳感器 21
[0021]角速度傳感器22
[0022]加速度傳感器23
[0023]微控制器24
[0024]無線通信模塊25
[0025]實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊26
[0026]電池27
[0027]壓電發(fā)電器 28
[0028]壓力傳感器 31
[0029]無線通信模塊32
[0030]微控制器33
[0031]電池34
[0032]壓電發(fā)電器 35
【具體實(shí)施方式】
[0033]為便于對(duì)本實(shí)用新型的目的、結(jié)構(gòu)其及效果進(jìn)一步地理解，以實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0034]自行車室外騎行測(cè)功裝置包括智能手機(jī)(1)、主設(shè)備(2)和從設(shè)備(3)，所述的主設(shè)備(2)和所述的從設(shè)備(3)安裝于自行車的踏板上，所述的智能手機(jī)(I)中安裝APP，所述的主設(shè)備(2)與所述的智能手機(jī)(I)通過無線通信I (4)無線連接，所述的從設(shè)備(3)與所述的主設(shè)備(2)通過無線通信II (5)無線連接；在騎行開始時(shí)，需要開啟智能手機(jī)(I)中的無線通信模塊和運(yùn)行所述的APP，根據(jù)實(shí)測(cè)的踏板到轉(zhuǎn)軸距離R，設(shè)定APP所需要的參數(shù)，該參數(shù)存儲(chǔ)于手機(jī)內(nèi)部或發(fā)送到主設(shè)備(2)，APP接收主設(shè)備(2)發(fā)送來的每轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)人踩踏板做功的值，進(jìn)行累加，可以顯示做功的數(shù)量，也可以以語音播報(bào)的方式播報(bào)做功的數(shù)量，通過設(shè)計(jì)友好的APP軟件界面，達(dá)到用戶便于使用的效果。
[0035]所述的從設(shè)備(3)是用來配合主設(shè)備進(jìn)行踩踏力測(cè)量的裝置，包括壓電發(fā)電器
[35]、電池(34)、微控制器(33)、壓力傳感器(31)和無線通信模塊(32)，以所述的微控制器
(33)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器(31)，通信通道是所述的無線通信模塊(32)，電源是所述的壓電發(fā)電器(35)和所述的電池(34);所述的壓電發(fā)電器(35)和電池(34)為從設(shè)備(3)提供可持續(xù)的供電，微控制器(33)負(fù)責(zé)從壓力傳感器(31)讀取壓力值，并控制無線通信模塊(32)適時(shí)地將壓力的值通過無線方式傳輸?shù)街髟O(shè)備(2)中去，從設(shè)備設(shè)計(jì)為可以方便安裝到自行車踏板的結(jié)構(gòu)，所述的壓電發(fā)電器(35)和壓力傳感器(31)在踏板的兩面都安裝，在微控制器(33)的選擇上可以選擇性價(jià)比高的8位微控制器。
[0036]所述的主設(shè)備(2)是用來計(jì)算踩踏力矩做功的裝置，包括壓力傳感器(21)、壓電發(fā)電器(28)、電池(27)、微控制器(24)、無線通信模塊(25)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，以所述的微控制器(24)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器(21)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，通信通道是所述的無線通信模塊(25)，電源是所述的壓電發(fā)電器(28)和所述的電池(27);所述的壓電發(fā)電器(28)和電池(27)為主設(shè)備(2)提供可持續(xù)的供電，所述的微控制器(24)按照實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)定時(shí)地讀取所述的壓力傳感器(21)的壓力值，讀取角速度傳感器(22)的角速度實(shí)時(shí)值，讀取加速度傳感器(23)的Z軸和X軸的加速值，通過讀取到的Z軸和X軸的加速值以確定角度踏板通過Z軸，S卩Θ =0的時(shí)刻，通過讀取的角速度傳感器(22)的角速度實(shí)時(shí)值計(jì)算出Θ，通過獲取從無線通信模塊(25)獲取的從設(shè)備(3)發(fā)送來的壓力的值F2和壓力傳感器(21)的壓力值F1，可以進(jìn)行功W的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果通過無線通信2 (5)發(fā)送到智能手機(jī)(1)，智能手機(jī)(I)安裝的APP進(jìn)行顯示或其它處理。
[0037]為了節(jié)約本實(shí)用新型的成本，所述的智能手機(jī)(I)還可以用具有微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊、電池的終端代替。所述的微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊依次電連接，電池為其提供持續(xù)的電力供應(yīng)。
[0038]隨著技術(shù)的發(fā)展，所述的無線通信模塊(25)和所述的無線通信模塊(32)可以選擇藍(lán)牙通信模塊，或者無線WIFI模塊，或者ZIGBEE模塊，還可以是其它可以自定義通信協(xié)議的無線通信模塊如24GHz模塊或433MHz模塊等。
[0039]本實(shí)用新型彌補(bǔ)了目前自行車只能測(cè)速和測(cè)距的不足，有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自行車室外騎行測(cè)功裝置其特征在于:包括智能手機(jī)(I)、主設(shè)備(2)和從設(shè)備(3)，所述的主設(shè)備(2)和所述的從設(shè)備(3)安裝于自行車的踏板上，所述的智能手機(jī)(I)中安裝APP，所述的主設(shè)備(2)與所述的智能手機(jī)(I)通過無線通信I (4)無線連接，所述的從設(shè)備(3)與所述的主設(shè)備(2)通過無線通信11(5)無線連接； 所述的從設(shè)備(3)包括壓電發(fā)電器(35)、電池(34)、微控制器(33)、壓力傳感器(31)和無線通信模塊(32)，以所述的微控制器(33)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器(31)，通信通道是所述的無線通信模塊(32)，電源是所述的壓電發(fā)電器(35)和所述的電池(34); 所述的主設(shè)備(2)包括壓力傳感器(21)、壓電發(fā)電器(28)、電池(27)、微控制器(24)、無線通信模塊(25)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，以所述的微控制器(24)為核心，前向通道是所述的壓力傳感器(21)、角速度傳感器(22)、加速度傳感器(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(26)，通信通道是所述的無線通信模塊(25)，電源是所述的壓電發(fā)電器(28)和所述的電池(27)。2.按照權(quán)利要求1所述的自行車室外騎行測(cè)功裝置，其特征在于所述的智能手機(jī)(I)還可以是具有微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊、電池的終端，所述的微控制器、無線通信模塊接收、液晶或數(shù)碼顯示模塊或發(fā)聲模塊依次電連接，電池為其提供持續(xù)的電力供應(yīng)。3.按照權(quán)利要求1所述的自行車室外騎行測(cè)功裝置，其特征在于所述的無線通信模塊(25)和所述的無線通信模塊(32)為無線藍(lán)牙通信模塊，還可以是無線WIFI模塊，還可以是ZIGBEE 模塊。
【專利摘要】自行車室外騎行測(cè)功裝置包括智能手機(jī)、主設(shè)備和從設(shè)備，主設(shè)備和從設(shè)備安裝于自行車的踏板上，智能手機(jī)安裝APP。從設(shè)備包括壓電發(fā)電器、電池、微控制器、壓力傳感器和無線通信模塊；主設(shè)備包括從設(shè)備的所有電路模塊和角速度傳感器、加速度傳感器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊；從設(shè)備將檢測(cè)到的壓力參數(shù)通過無線發(fā)送到主設(shè)備，主設(shè)備將檢測(cè)到的壓力參數(shù)與收到的從設(shè)備的該參數(shù)做運(yùn)算得到合力，結(jié)合角速度、加速度、時(shí)鐘參數(shù)，通過力矩做功的計(jì)算方法，計(jì)算自行車踏板轉(zhuǎn)動(dòng)半圈人做的功，主設(shè)備將該功的數(shù)值通過無線上傳到手機(jī)APP，APP顯示人騎行累計(jì)做功的數(shù)量。本實(shí)用新型彌補(bǔ)了目前自行車只能測(cè)速和測(cè)距的不足，有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。
【IPC分類】G01L3/00
【公開號(hào)】CN204740085
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520487030
【發(fā)明人】陳善榮
【申請(qǐng)人】吉首大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月8日