一种自动获取输出功率的智能自行车及其控制方法与流程

本发明涉及自行车技术领域，尤其是一种自动获取输出功率的智能自行车及其控制方法。

背景技术：

自行车为日常生活中极为常见的短程代步工具，尤其近年来对环保的重视，为提倡节能环保的理念，各国分别提倡广泛使用自行车作为交通工具，以降低能源消耗，再者，随着现代对于运动的逐渐注重，骑乘自行车已经是如今广为盛行的运动项目，自行车更是被列为重要竞赛项目之一。

而在骑行自行车时，主要阻力来自空气阻力、轮胎与地面之间的摩擦力以及自行车上坡行驶时重力在与行驶方向相反方向上的分量，传统的输出功率测算器中，不能全面的考虑到阻力对骑行者的输出功率的影响，造成输出功率的计算不准确。

技术实现要素：

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种计算准确、拆装方便的自动获取输出功率的智能自行车及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种自动获取输出功率的智能自行车，包括自行车本体、功率获取装置以及显示装置；所述自行车本体包括车座、车身以及连接于所述车身与所述车座之间的座垫杆；所述功率获取装置包括加速度传感器和与所述加速度传感器连接的控制器；所述加速度传感器与所述控制器均设置于所述座垫杆靠近后轮的一侧，所述加速度传感器用于获取所述自行车本体在运动方向上的加速度；所述显示装置与所述控制器连接，用于输入骑行者的体重和显示骑行者的输出功率，所述控制器根据所述加速度以及骑行者的体重计算出骑行者的输出功率。

作为进一步改进的，进一步包括尾灯，所述功率获取装置设置于所述尾灯中。

作为进一步改进的，所述显示装置包括码表、显示屏、以及安装有app的便携式设备。

一种自动获取输出功率的智能自行车的控制方法，包括以下步骤：

s1，骑行者通过所述显示装置输入骑行者的体重m以及所述自行车本体的重量m；

s2，所述加速度传感器获取所述自行车本体在前进方向上的加速度a(t)以及与所述加速度a(t)相反的反加速度af；

s3，所述控制器根据所述加速度、所述反加速度、骑行者的体重以及所述自行车本体的重量，得出骑行者的输出功率p；

s4，所述控制器向所述显示装置发送信息，所述显示装置显示所述输出功率p，进入步骤s2。

作为进一步改进的，在步骤s3中，所述得出骑行者的输出功率p的步骤进一步包括：

s31，所述控制器记录产生加速度a(t)的时间t0，对t0时间内的加速度进行积分:

得出所述自行车本体的速度v；

s32，所述控制器根据所述加速度a(t)和所述反加速度af计算得出实际加速度a'，其满足：a'＝a(t)+|af|；

s33，所述控制器根据所述体重m和所述自行车本体的质量m，得出总质量m总，其满足：m总＝m+m；

s34，所述控制器根据所述总质量m总，得出所述自行车本体前进的动力f，其满足：f＝m总a'；

s35，所述控制器根据所述动力f，得出骑行者在t0时刻的输出功率p，其满足：p＝fv。

作为进一步改进的，在步骤s4之后进一步包括：

s5，所述控制器根据所述输出功率p通过所述显示装置对骑行者进行告警。

作为进一步改进的，所述控制器根据骑行者的所述输出功率p通过所述显示装置对骑行者进行告警的步骤进一步包括：

s51，当所述输出功率p大于等于第一阈值且小于第二阈值时，所述控制器通过所述显示装置显示输出功率过高；当所述输出功率p大于等于第二阈值时，所述控制器通过所述显示装置语音提示骑行者输出功率过高。

作为进一步改进的，所述第一阈值的取值范围为250w-270w，所述第二阈值的取值范围为350w-370w。

作为进一步改进的，所述第一阈值的取值为255w，所述第二阈值的取值为355w。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明一种自动获取输出功率的智能自行车中，功率获取装置设置于尾灯中，减少了占用空间，并且拆装方便，结构简单，能够在充分考虑阻力因素的影响下得出准确的功率输出。

附图说明

附图1是本发明一种自动获取输出功率的智能自行车的结构示意图。

附图2是本发明一种自动获取输出功率的智能自行车的功率获取装置的方框图。

附图3是本发明一种自动获取输出功率的智能自行车的控制方法的流程示意图。

主要元件符号说明

自行车本体100、功率获取装置200、显示装置300、车座110、车身120、座垫杆130、加速度传感器210、控制器220、显示装置300、尾灯400。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

请参考图1-2，实施例中，一种自动获取输出功率的智能自行车，包括自行车本体100、功率获取装置200以及显示装置300；所述自行车本体100包括车座110、车身120以及连接于所述车身120与所述车座110之间的座垫杆130；所述功率获取装置200包括加速度传感器210和与所述加速度传感器210连接的控制器220；所述加速度传感器210与所述控制器220均设置于所述座垫杆130靠近后轮的一侧，所述加速度传感器210用于获取所述自行车本体100在运动方向上的加速度。

所述显示装置300与所述控制器220连接，用于输入骑行者的体重和显示骑行者的输出功率，所述显示装置300与所述控制器220可通过有线连接或者无线连接，为了方便安装以及不影响所述自行车本体100的正常运行，优选的，所述显示装置300与所述控制器220通过无线连接，更优选的，所述显示装置300与所述控制器220通过蓝牙连接，可以保证传输信号良好；所述控制器220根据所述加速度以及骑行者的体重计算出骑行者的输出功率。

请参考图2，实施例中，所述智能自行车进一步包括尾灯400，所述尾灯400设置于所述座垫杆130靠近所述后轮的一侧；为了减少体积以及便于拆卸，所述功率获取装置200设置于所述尾灯400中。所述功率获取装置200设置于所述尾灯400中，使得所述功率获取装置200易于安装拆卸，携带方便。所述尾灯400与所述控制器220电连接，使得所述尾灯400不需要再额外的与电源连接，通过所述控制器220即可获得电源，所述控制器220也可控制所述尾灯400闪烁告警等。

优选的，所述显示装置200包括码表、显示屏、以及安装有app的便携式设备。所述码表以及所述显示屏安装于所述自行车本体100上，并且骑行者易于观看到的位置。

请参考图3，实施例中，一种自动获取输出功率的智能自行车的控制方法，包括以下步骤：

s1，骑行者通过所述显示装置300输入骑行者的体重m以及所述自行车本体100的重量m；

s2，所述加速度传感器210获取所述自行车本体100在前进方向上的加速度a(t)以及与所述加速度a(t)相反的反加速度af；

s3，所述控制器220根据所述加速度、所述反加速度、骑行者的体重以及所述自行车本体100的重量，得出骑行者的输出功率p；

s4，所述控制器220向所述显示装置300发送信息，所述显示装置300显示所述输出功率p，进入步骤s2。

实施例中，在步骤s3中，所述得出骑行者的输出功率p的步骤进一步包括：

s31，所述控制器220记录产生加速度a(t)的时间t0，对t0时间内的加速度进行积分:

得出所述自行车本体100的速度v；

s32，所述控制器220根据所述加速度a(t)和所述反加速度af计算得出实际加速度a'，其满足：a'＝a(t)+|af|；

s33，所述控制器根据所述体重m和所述自行车本体的质量m，得出总质量m总，其满足：m总＝m+m；

s34，所述控制器220根据所述总质量m总，得出所述自行车本体100前进的动力f，其满足：f＝m总a'；

s35，所述控制器220根据所述动力f，得出骑行者在t0时刻的输出功率p，其满足：p＝fv。

在实际应用中，所述控制器220考虑到因为阻力而产生的功率损耗，通过计算所述实际加速度a'，考虑到所述反加速度af对骑行者输出功率的影响，让骑行者的输出功率计算更贴合实际，更全面的考虑到骑行者的输出功率状态，计算出来的所述输出功率p也更具有参考价值。

实施例中，在步骤s4之后进一步包括：

s5，所述控制器根据所述输出功率p通过所述显示装置对骑行者进行告警。

实施例中，所述控制器根据骑行者的所述输出功率p通过所述显示装置对骑行者进行告警的步骤进一步包括：

s51，当所述输出功率p大于等于第一阈值且小于第二阈值时，所述控制器通过所述显示装置显示输出功率过高；当所述输出功率p大于等于第二阈值时，所述控制器通过所述显示装置语音提示骑行者输出功率过高。

优选的，所述第一阈值的取值范围为250w-270w，所述第二阈值的取值范围为350w-370w。所述第一阈值的取值范围符合有一定经验的自行车骑行者的功率输出，所述第二阈值的取值范围符合职业自行车骑行者的功率输出，因此，所述控制器220能对骑行者给出具有一定参考价值的输出功率建议，让骑行者知道自身的功率输出状态。在本实施例中，所述第一阈值的取值为255w，所述第二阈值的取值为355w，所述控制器220通过所述显示装置300对骑行者进行告警，能让骑行者时刻知道自身的功率输出状态，让骑行者能够根据自身条件作出合理运动量的控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。