一種虛擬場景網絡健身單車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種虛擬場景網絡健身單車，包括立式健身單車車體，在所述立式健身單車車體上設置一中央控制裝置和與中央控制裝置連接的觸摸屏顯示器，在所述立式健身單車車體下方的一行駛阻力由發(fā)電機，在行駛阻力由發(fā)電機上設置一腳蹬、一電機控制器，中央控制裝置與電機控制器連接，在立式健身單車車體把手上同軸安裝的角度傳感器，角度傳感器與中央控制裝置連接，在所述立式健身單車車體還設置一分別與中央控制裝置和電機控制器分別連接的一蓄電池、一制動電阻；該產品節(jié)能環(huán)保，具有非常好的市場前景。
【專利說明】一種虛擬場景網絡健身單車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及健身單車，尤其涉及的是，一種虛擬場景網絡健身單車。
【背景技術】
[0002]盡管知道早晨適當運動益處多多，但不少上班族覺得“早鍛煉”遙不可及，除了“沒時間”外，“沒有運動場地”也是上班族們早鍛煉的攔路虎之一。據統(tǒng)計，目前體育設施，有60%都集中在學校里。雖然學校的運動場地可以盡量對外開放，但是，需要在不影響正常教學秩序、不影響學生安全和體育課教學的情況下開放。而現實是，寒暑假期間，幾乎所有中小學都對運動愛好者說“不”。
[0003]于是，適合室內使用的健身單車便應運而生，但是目前為止，這些健身單車僅僅能調節(jié)阻力，沒有虛擬的場景，也沒有辦法進行多人比賽。
[0004]現有專利一種能夠聯網競技比賽的新型立式健身單車CN 201889024 U公開一種能夠聯網互動競技比賽的新型立式健身車，包括立式健身單車本體，其特征在于，在所述立式健身單車本體上還安裝有采用液晶顯示觸摸屏的計算機，所述計算機通過其網絡接口與外部互聯網相連；所述計算機通過內部通信接口與一核心處理控制器M⑶相接，所述核心處理控制器MCU外圍連接有速度檢測電路，脈搏檢測電路，按鍵控制電路以及阻力模塊控制電路作為輸入。這個專利沒有解決通過健身單車發(fā)出電問題，浪費資源。
[0005]因此現有的健身單車比較單一，不能滿足人們體育鍛煉需要，現有技術存在缺陷需要改進。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新的虛擬場景網絡健身單車。
[0007]本發(fā)明中提出一種虛擬場景網絡健身單車，其行駛阻力的大小來自于屏幕虛擬場景上路況，根據路面坡度和摩擦系數設置行駛阻力，而且，該行駛阻力由發(fā)電機產生，使得人腳蹬踏板的力轉化成為發(fā)電機發(fā)電的動力，所發(fā)的電通過蓄電池儲存，而且，單車控制器具有聯網功能，可以選擇網絡上的選手進行比賽，增加了健身單車的使用體驗。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:一種虛擬場景網絡健身單車，包括立式健身單車車體，在所述立式健身單車車體上設置一中央控制裝置和與中央控制裝置連接的觸摸屏顯示器，在所述立式健身單車車體下方的一行駛阻力由發(fā)電機，在行駛阻力由發(fā)電機上設置一腳蹬、一電機控制器，中央控制裝置與電機控制器連接，在立式健身單車車體把手上同軸安裝的角度傳感器，角度傳感器與中央控制裝置連接，在所述立式健身單車車體還設置一分別與中央控制裝置和電機控制器分別連接的一蓄電池、一制動電阻；
所述發(fā)電機控制器是一種帶自帶通訊接口的功率電子控制器件，用于將交流發(fā)電機所發(fā)交流電整流成直流，用于給蓄電池充電，當蓄電池電壓飽和時，切斷向蓄電池的充電，所述發(fā)電機控制器接通制動電阻，用于將發(fā)電經過制動電阻消耗；
中央控制裝置設置有有網絡接口、帶有232通訊接口，帶有與顯示器連接的數字接口和模擬接口，用于通過路由器或交換機與網絡上的用戶貢獻信息，實現語音交互和聯網競賽。
[0009]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述中央控制裝置是工控機或電腦。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，市電、電機控制器與蓄電池之間設置一變流器，
所述變流器是一種功率電子器件，用于將24V直流逆變成交流220V功能，從而給需要交流220V的觸摸屏顯示器和工控機或電腦供電，同時，變流器具有蓄電池電壓檢測功能，在蓄電池電壓低于一定電壓時，切斷蓄電池供電線路，而直接將市電切入，以便給觸摸屏顯示器和工控機或電腦供交流220V電源。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，觸摸屏顯示器為帶觸摸屏的顯示器，帶觸摸屏的顯示器通過USB接口與電腦主機通訊，電腦設置有該觸摸屏的驅動程序，用于實現觸摸功能。
[0010]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述角度傳感器是指對角位移進行絕對或相對測量的傳感器，其輸出信號為模擬量或輸出信號不為模擬量，經過中間信號調理模塊轉成模擬量。
[0011]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述制動電阻指在一定阻值、一定功率的電阻，主要起到消耗電能，降低直流部分電壓的作用；
優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述在工控機或電腦PCI插槽中設置AD轉換電子器件，用于插入工控機或電腦PCI插槽，或USB接口的具有將模擬量轉成數字量。
[0012]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述蓄電池指由鉛電池、鋰電池等具有電量儲存功能的器件；所述發(fā)電機指交流發(fā)電機。
[0013]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述中央控制裝置內部設置場景模塊。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述立式健身單車車體還設置一能量消耗測試裝置。
[0014]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，其包括輸入端、至少一輸出端與至少一存儲器；所述輸入端設置輸入模塊、場景選擇模塊、場景輸出模塊；所述輸出端設置信息獲取模塊、處理模塊、語音輸出模塊；所述輸入模塊分別連接所述場景選擇模塊、所述場景輸出模塊；所述場景選擇模塊連接所述場景輸出模塊，用于選擇某一預設場景后通過所述場景輸出模塊輸出所述場景信息；所述信息獲取模塊連接所述處理模塊，用于獲取所述場景信息，發(fā)送到所述處理模塊；所述處理模塊分別連接所述語音輸出模塊、各所述存儲器，用于根據所述場景信息，從所述存儲器中讀取預存儲的相應數據，通過所述語音輸出模塊輸出語音。
[0015]優(yōu)選的，所述虛擬場景網絡健身單車中，所述場景輸出模塊設置標識輸出單元，用于輸出標識并以標識形式輸出所述場景信息；所述信息獲取模塊設置標識讀取單元，用于掃描并讀取所述標識。
[0016]優(yōu)選的，所述虛擬場景網絡健身單車還設置一服務器，所述處理模塊通過無線傳輸單元，遠程連接所述服務器，由所述服務器為其選擇一所述存儲器并連接。
[0017]采用上述方案，本發(fā)明通過針對現有單車的缺點，增加了各種虛擬場景，如，盤山公路、泥濘道路、環(huán)湖公路等，該虛擬場景由世界上著名的景點1:1做成，使得單車的行駛阻力的大小由虛擬場景上路面的坡度阻力和摩擦阻力復合換算而來。使用者猶如在該實際道路上行駛，用戶沉浸感很好。
[0018]針對現有單車的缺點，增加了聯網功能，使得多名使用該單車的健身者，通過網絡互相邀請，組成比賽團隊，進行虛擬比賽。并具有語音服務功能，使得參賽選手之間可以進行語音對話，增加了比賽的互動性。市場前景較好。本系統(tǒng)將在線游戲與運動健身有機的結合為一體，擴展了常規(guī)運動的概念，增加了立式健身單車運動的真實性、競技性和趣味性，從而降低健身者的運動疲勞感，使健身運動更有吸引力，并直接提高運動健身效果。并且充分使用虛擬場景網絡健身單車中的發(fā)電裝置，來維持虛擬場景網絡健身單車中該行駛阻力由發(fā)電機產生，使得人腳蹬踏板的力轉化成為發(fā)電機發(fā)電的動力，所發(fā)的電通過蓄電池儲存，該產品節(jié)能環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0020]為了便于理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行更詳細的說明。本說明書及其附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例，但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0021]需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一個元件,或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件連接到該另一個元件。
[0022]本發(fā)明的一個實施例是，本發(fā)明的技術方案如下:一種虛擬場景網絡健身單車，包括立式健身單車車體，在所述立式健身單車車體上設置一中央控制裝置和與中央控制裝置連接的觸摸屏顯示器，在所述立式健身單車車體下方的一行駛阻力由發(fā)電機，在行駛阻力由發(fā)電機上設置一腳蹬、一電機控制器，中央控制裝置與電機控制器連接，在立式健身單車車體把手上同軸安裝的角度傳感器，角度傳感器與中央控制裝置連接，在所述立式健身單車車體還設置一分別與中央控制裝置和電機控制器分別連接的一蓄電池、一制動電阻；當前，健身單車僅僅通過不同檔位調節(jié)阻力，沒有虛擬的場景，也沒有辦法進行多人比賽。
[0023]針對現有單車的缺點，增加了各種虛擬場景，如，盤山公路、泥濘道路、環(huán)湖公路等，該虛擬場景由世界上著名的景點1:1做成，使得單車的行駛阻力的大小由虛擬場景上路面的坡度阻力和摩擦阻力復合換算而來。使用者猶如在該實際道路上行駛，用戶沉浸感很好。
[0024]針對現有單車的缺點，增加了聯網功能，使得多名使用該單車的健身者，通過網絡互相邀請，組成比賽團隊，進行虛擬比賽。并具有語音服務功能，使得參賽選手之間可以進行語音對話，增加了比賽的互動性。
[0025]本發(fā)明的工作流程是這樣的。通過虛擬現實軟件，以世界著名騎行景點為參考，構建1:1比例的虛擬場景，觸摸屏顯示器可以對多種場景進行選擇，進入場景后，根據場景中路面的摩擦系數和坡度計算行駛阻力，該行駛阻力由發(fā)電機提供，從而將腳蹬作用力轉化成為發(fā)電機的動力。單車在虛擬場景中的方向反饋是靠單車把手上同軸安裝的角度傳感器實現的。本發(fā)明以工控機或電腦作為控制中心，對發(fā)電機控制器進行通訊控制，設置發(fā)電功率，從而模擬行駛阻力。工控機或電腦帶有網絡接口，通過路由器或交換機與網絡上的用戶貢獻信息，實現語音交互和聯網競賽。
[0026]變流器是一種功率電子器件，具有將24V直流逆變成交流220V功能，從而給需要交流220V的觸摸屏顯示器和工控機或電腦供電，同時，變流器具有蓄電池電壓檢測功能，在蓄電池電壓低于一定電壓時，切斷蓄電池供電線路，而直接將市電切入，以便給觸摸屏顯示器和工控機或電腦供交流220V電源。
[0027]工控機或電腦作為整個系統(tǒng)的控制器，帶有232通訊接口，帶有與顯示器連接的數字接口和模擬接口。其主要作用為:1.生成虛擬仿真場景；2.以通訊方式控制發(fā)電機控制器；3.通過網絡接口顯示與其他網絡用戶的實施信息交互。
[0028]觸摸屏顯示器為帶觸摸屏的顯示器，觸摸屏通過USB接口與電腦主機通訊，電腦安裝該觸摸屏的驅動程序，從而實現觸摸功能。
[0029]發(fā)電機控制器是一種帶自帶通訊接口的功率電子控制器件，將交流發(fā)電機所發(fā)交流電整流成直流，以便給蓄電池充電，當蓄電池電壓飽和時，切斷向蓄電池的充電，同時，接通制動電阻，將發(fā)電經過制動電阻消耗。發(fā)電機控制器通過對發(fā)電機轉矩大小進行控制，進而控制發(fā)電機的輸出功率，該發(fā)電機轉矩大小即人力腳蹬單車的阻力大小，發(fā)電機負載轉矩、功率經由工控機或電控通訊實現參數設定。
[0030]蓄電池指由鉛電池、鋰電池等具有電量儲存功能的器件。
[0031]發(fā)電機指交流發(fā)電機。
[0032]制動電阻指在一定阻值、一定功率的電阻，主要起到消耗電能，降低直流部分電壓的作用。
[0033]AD轉換指插入工控機或電腦PCI插槽，或USB接口的具有將模擬量轉成數字量以便工控機或電腦讀取的電子器件。
[0034]角度傳感器指對角位移進行絕對或相對測量的傳感器，其輸出信號為模擬量或輸出信號不為模擬量，但是可以經過中間信號調理模塊轉成模擬量。
[0035]網絡接口指可連接交換機或路由器的RJ11、RJ45接口。
[0036]單車輪軸指單車后輪軸。
[0037]單車轉向指單車前輪轉向把手。
[0038]因特網即Internet，又叫做國際互聯網。它是由那些使用公用語言互相通信的計算機連接而成的全球網絡。
[0039]所述發(fā)電機控制器是一種帶自帶通訊接口的功率電子控制器件，用于將交流發(fā)電機所發(fā)交流電整流成直流，用于給蓄電池充電，當蓄電池電壓飽和時，切斷向蓄電池的充電，所述發(fā)電機控制器接通制動電阻，用于將發(fā)電經過制動電阻消耗；
中央控制裝置設置有有網絡接口、帶有232通訊接口，帶有與顯示器連接的數字接口和模擬接口，用于通過路由器或交換機與網絡上的用戶貢獻信息，實現語音交互和聯網競賽。
[0040]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述中央控制裝置是工控機或電腦。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，市電、電機控制器與蓄電池之間設置一變流器，
所述變流器是一種功率電子器件，用于將24V直流逆變成交流220V功能，從而給需要交流220V的觸摸屏顯示器和工控機或電腦供電，同時，變流器具有蓄電池電壓檢測功能，在蓄電池電壓低于一定電壓時，切斷蓄電池供電線路，而直接將市電切入，以便給觸摸屏顯示器和工控機或電腦供交流220V電源。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，觸摸屏顯示器為帶觸摸屏的顯示器，帶觸摸屏的顯示器通過USB接口與電腦主機通訊，電腦設置有該觸摸屏的驅動程序，用于實現觸摸功能。
[0041]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述角度傳感器是指對角位移進行絕對或相對測量的傳感器，其輸出信號為模擬量或輸出信號不為模擬量，經過中間信號調理模塊轉成模擬量。
[0042]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述制動電阻指在一定阻值、一定功率的電阻，主要起到消耗電能，降低直流部分電壓的作用；
優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述在工控機或電腦PCI插槽中設置AD轉換電子器件，用于插入工控機或電腦PCI插槽，或USB接口的具有將模擬量轉成數字量。
[0043]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述蓄電池指由鉛電池、鋰電池等具有電量儲存功能的器件；所述發(fā)電機指交流發(fā)電機。
[0044]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述中央控制裝置內部設置場景模塊。優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，所述立式健身單車車體還設置一能量消耗測試裝置。
[0045]優(yōu)選方案，所述虛擬場景網絡健身單車，其中，其包括輸入端、至少一輸出端與至少一存儲器；所述輸入端設置輸入模塊、場景選擇模塊、場景輸出模塊；所述輸出端設置信息獲取模塊、處理模塊、語音輸出模塊；所述輸入模塊分別連接所述場景選擇模塊、所述場景輸出模塊；所述場景選擇模塊連接所述場景輸出模塊，用于選擇某一預設場景后通過所述場景輸出模塊輸出所述場景信息；所述信息獲取模塊連接所述處理模塊，用于獲取所述場景信息，發(fā)送到所述處理模塊；所述處理模塊分別連接所述語音輸出模塊、各所述存儲器，用于根據所述場景信息，從所述存儲器中讀取預存儲的相應數據，通過所述語音輸出模塊輸出語音。
[0046]優(yōu)選的，所述虛擬場景網絡健身單車中，所述場景輸出模塊設置標識輸出單元，用于輸出標識并以標識形式輸出所述場景信息；所述信息獲取模塊設置標識讀取單元，用于掃描并讀取所述標識。
[0047]優(yōu)選的，所述虛擬場景網絡健身單車還設置一服務器，所述處理模塊通過無線傳輸單元，遠程連接所述服務器，由所述服務器為其選擇一所述存儲器并連接。
[0048]采用上述方案，本發(fā)明通過針對現有單車的缺點，增加了各種虛擬場景，如，盤山公路、泥濘道路、環(huán)湖公路等，該虛擬場景由世界上著名的景點1:1做成，使得單車的行駛阻力的大小由虛擬場景上路面的坡度阻力和摩擦阻力復合換算而來。使用者猶如在該實際道路上行駛，用戶沉浸感很好。
[0049]1.針對現有單車的缺點，增加了聯網功能，使得多名使用該單車的健身者，通過網絡互相邀請，組成比賽團隊，進行虛擬比賽。并具有語音服務功能，使得參賽選手之間可以進行語音對話，增加了比賽的互動性。市場前景較好。本系統(tǒng)將在線游戲與運動健身有機的結合為一體，擴展了常規(guī)運動的概念，增加了立式健身單車運動的真實性、競技性和趣味性，從而降低健身者的運動疲勞感，使健身運動更有吸引力，并直接提高運動健身效果。并且充分使用虛擬場景網絡健身單車中的發(fā)電裝置，來維持虛擬場景網絡健身單車中該行駛阻力由發(fā)電機產生，使得人腳蹬踏板的力轉化成為發(fā)電機發(fā)電的動力，所發(fā)的電通過蓄電池儲存，該產品節(jié)能環(huán)保。
[0050]2.系統(tǒng)帶有觸摸屏顯示器，以世界著名騎行景點為虛擬場景，可以對多種場景進行選擇。
[0051 ] 3.進入場景后，根據場景中路況產生不同的行駛阻力。
[0052]4.腳瞪作用力轉化成為發(fā)電機的動力，為蓄電池充電,實現一邊健身一邊發(fā)電。
[0053]5.系統(tǒng)控制器帶有網絡接口，可以實現多用戶語音通話和多人競賽。
[0054]6.單車在虛擬場景中的方向反饋由單車把手上同軸安裝的角度傳感器實現的。
[0055]7.發(fā)電機控制器通過對發(fā)電機負載轉矩大小進行控制，從而提供確定人力腳蹬單車的阻力大小。
[0056]8.發(fā)電機控制器通斷蓄電池充電和通斷制動電阻的功能。
[0057]需要說明的是，上述各技術特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實施例，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；并且，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種虛擬場景網絡健身單車，包括立式健身單車車體，其特征在于，在所述立式健身單車車體上設置一中央控制裝置和與中央控制裝置連接的觸摸屏顯示器，在所述立式健身單車車體下方的一行駛阻力由發(fā)電機，在行駛阻力由發(fā)電機上設置一腳蹬、一電機控制器，中央控制裝置與電機控制器連接，在立式健身單車車體把手上同軸安裝的角度傳感器，角度傳感器與中央控制裝置連接，在所述立式健身單車車體還設置一分別與中央控制裝置和電機控制器分別連接的一蓄電池、一制動電阻； 所述發(fā)電機控制器是一種帶自帶通訊接口的功率電子控制器件，用于將交流發(fā)電機所發(fā)交流電整流成直流，用于給蓄電池充電，當蓄電池電壓飽和時，切斷向蓄電池的充電，所述發(fā)電機控制器接通制動電阻，用于將發(fā)電經過制動電阻消耗； 中央控制裝置設置有有網絡接口、帶有232通訊接口，帶有與顯示器連接的數字接口和模擬接口，用于通過路由器或交換機與網絡上的用戶貢獻信息，實現語音交互和聯網競賽。
2.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述中央控制裝置是工控機或電腦。
3.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，市電、電機控制器與蓄電池之間設置一變流器， 所述變流器是一種功率電子器件，用于將24V直流逆變成交流220V功能，從而給需要交流220V的觸摸屏顯示器和工控機或電腦供電，同時，變流器具有蓄電池電壓檢測功能，在蓄電池電壓低于一定電壓時，切斷蓄電池供電線路，而直接將市電切入，以便給觸摸屏顯示器和工控機或電腦供交流220V電源。
4.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，觸摸屏顯示器為帶觸摸屏的顯示器，帶觸摸屏的顯示器通過USB接口與電腦主機通訊，電腦設置有該觸摸屏的驅動程序，用于實現觸摸功能。
5.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述角度傳感器是指對角位移進行絕對或相對測量的傳感器，其輸出信號為模擬量或輸出信號不為模擬量，經過中間信號調理模塊轉成模擬量。
6.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述 制動電阻指在一定阻值、一定功率的電阻，主要起到消耗電能，降低直流部分電壓的作用。
7.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述在工控機或電腦PCI插槽中設置AD轉換電子器件，用于插入工控機或電腦PCI插槽，或USB接口的具有將模擬量轉成數字量。
8.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述 蓄電池指由鉛電池、鋰電池等具有電量儲存功能的器件；所述發(fā)電機指交流發(fā)電機。
9.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述中央控制裝置內部設置場景模塊。
10.根據權利要求1所述虛擬場景網絡健身單車，其特征在于，所述立式健身單車車體還設置一能量消耗測試裝置。
【文檔編號】A63B71/06GK103920287SQ201410187301
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權日:2014年5月6日
【發(fā)明者】葛瑜, 葛新鋒, 張元敏, 殷志鋒, 白政民 申請人:許昌學院