运动心率助力系统的控制方法
【专利摘要】一种运动心率助力系统的控制方法，其步骤如下：运动者在启动系统电源后，通过控制面板输入年龄数据Y，并选择有氧运动模式或速度模式；如选用速度模式，通过控制面板设定助力档位；如果选择有氧运动模式，则按如下所述方式运行：a)由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r；b)控制器计算出该运动者的运动心率上限和下限；得出该运动者的健康有效运动心率范围，控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷；c)将有效运动心率范围平分出N个心率区间；d)计算出具体控制档位n、助力电机的输出功率Wout，并驱动助力电机工作；f)采集的数据即时通过显示仪表展示给运动者，使使用者的运动心率保持在健康运动心率范围内。
【专利说明】运动心率助力系统的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种健身运动器材运动心率助力系统的控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前随着科技水平的提高，生活方式的现代化、自动化程度越来越高，现代人进行 有氧运动的机会越来越少。从而导致肥胖人群增多，心脑血管疾病发病率逐年增高。很多 人意识到这一问题，自主进行有氧运动锻炼。但绝大多数人对运动心率的了解知之甚少，导 致要么运动量不够，要么运动过激导致心肌或其它组织受损甚至危及生命。CN203186536U 中公开了一种电动自行车的智能助力装置，包括控制器、驱动电机、脚踏和控制面板，其特 征在于，还包括踏力传感器、心率测试仪，所述控制器分别和踏力传感器、心率测试仪、驱动 电机、控制面板连接。它是由扭矩传感器和心率传感器联合进行控制。但很显然这种联合 扭矩传感器和心率传感器进行控制的技术是自相矛盾的。因为扭矩传感器在不到1秒的时 间就会对骑行者踏板扭矩的变化进行助力响应，其所述会根据骑行者踏板扭矩的增加而增 加驱动电机功率输出，整个骑行状态平缓，骑行者基本不会有心率波动，从而使其系统的心 率控制失去发挥作用的机会。在说明书还提到电机的助力分为1 :〇.25，1 :1，和1:2三个 等级，每个等级电机输出功率差距大，在实际使用过程中如此大范围的输出功率变化会导 致车辆急加速或急减速，使使用者产生不适感甚至危及人身安全。而且扭矩传感器系统复 杂，稳定性差，目前在电动助力车领域都不是主流配置，由此可见其实用性很低。
【发明内容】
[0003] 本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种运动心率助力系统的控制方 法，通过对使用者运动心率进行实时监测，并通过智能控制系统对使用者的运动健身器材 进行干预，使使用者的运动心率保持在健康运动心率范围内，从而达到健身不伤身的目的。
[0004] 本发明涉及的运动心率助力系统的控制方法，其步骤如下： 1、 采用由控制器及与控制器相连接的心率传感器、运动频率传感器、控制面板、显示仪 表、助力电机和蓄电池组成的运动心率控制系统； 2、 运动者在启动系统电源后，显示仪表会显示要求使用者通过控制面板输入年龄数据 Y，并选择有氧运动模式或速度模式； 如选用速度模式，运动者可在运动过程中根据自身喜好及身体状况通过控制面板设定 助力档位，所述助力档位为大于等于〇的正整数；如果选择有氧运动模式，则系统按如下所 述方式运行： a) 正常运动开始后，由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r，并 传送给控制器； b) 控制器根据公式1 : Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :运动心率上限 -Y :运动者年龄， 计算出该运动者的运动心率上限，并根据公式2 : Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :运动心率下限 -Y :运动者年龄 计算出该运动者的运动心率下限；从而得出该运动者的健康有效运动心率范围，通过 控制器来控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷，从而控制运动者的心率 在整个运动过程中在此范围内变化； c) 控制器根据公式3: 其中R :心率区别
【权利要求】
1.运动心率助力系统的控制方法，其特征是步骤如下： (1) 、采用由控制器及与控制器相连接的心率传感器、运动频率传感器、控制面板、显示 仪表、助力电机和蓄电池组成的运动心率控制系统； (2) 、运动者在启动系统电源后，显示仪表会显示要求使用者通过控制面板输入年龄数 据Y，并选择有氧运动模式或速度模式； 如选用速度模式，运动者可在运动过程中根据自身喜好及身体状况通过控制面板设定 助力档位，所述助力档位为大于等于〇的正整数；如果选择有氧运动模式，则系统按如下所 述方式运行： a) 正常运动开始后，由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r，并 传送给控制器； b) 控制器根据公式1 : Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :运动心率上限 -Y :运动者年龄， 计算出该运动者的运动心率上限，并根据公式2 : Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :运动心率下限 -Y :运动者年龄 计算出该运动者的运动心率下限；从而得出该运动者的健康有效运动心率范围，通过 控制器来控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷，从而控制运动者的心率 在整个运动过程中在此范围内变化； c) 控制器根据公式3: 其中R :心率区别
N :最高助力档位级数 将上述有效运动心率范围平分出N个心率区间R ; d) 当位于传动轴的运动频率传感器感知运动者运动频率信号p非零时，即： 当p尹0时，控制器将根据公式4 :
其中η :具体控制档位，其数值为从0开始直至N的正整数； 计算出具体控制档位η; 当运动频率信号Ρ等于零时，即： 当ρ=0时，控制档位η=0 ; e) 控制器计算出具体控制档位后，根据公式5:
计算出助力电机的输出功率Wout，并按此功率驱动助力电机工作； f)在整个运动过程中，控制器采集的数据都会即时通过显示仪表展示给运动者，其中 包括即时心率r、温度t、运动频率p、即时速度V、运动里程Dist、控制档位η;当即时心率 r低于最低运动心率Min或高于最大运动心率Max时，显示仪表背景灯闪烁，提醒运动者注 意并及时调整，降低运动强度，直至仪表背景灯不闪烁为止。
【文档编号】A61B5/024GK104147761SQ201410348684
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月19日 优先权日:2014年7月19日
【发明者】翟海洋, 李岩, 李伟, 哲巍, 汪洋 申请人:锦州万得新能源汽车技术有限公司