一种VR动感单车的速度检测装置的制作方法

本实用新型涉及动感单车VR技术领域，具体涉及一种VR动感单车的速度检测装置。

背景技术：

动感单车基本与普通单车相似，包括把手、座位、蹬板和轮子几个部分，车身稳固地联结为一个整体，与普通单车不同的是，它的结构可以做很大的调整，使骑行的人感觉更舒适，故而深受健身人士喜爱。为保证解决健身过程单调乏味的问题，提供健身效果和游戏体验，现有的动感单车与VR技术相结合，掀起了一股VR动感单车热。

比如，现有技术公开了一种VR动感单车，包括车体和把手，把手通过转动机构转动设置于所述车体的斜梁前端，转动机构上设有用于与VR系统的处理器采样连接的角度传感器，转动机构包括与把手连接的转筒或转轴、斜梁前端的固定筒以及设于转筒与固定筒之间或设于转轴与固定筒之间的轴承，角度传感器设于转筒或所述转轴上。该VR动感单车将VR系统与动感单车相结合，在转动把手的时候，VR系统的处理器从角度传感器获得把手转动信息，及时将车辆的状态反映在虚拟场景中，让健身及游戏人员有一种身临其境的感觉，增加了骑行的真实感和丰富感。

但上述技术存在以下技术问题：

1、不能充分利用车轮高速旋转产生的机械能，能量利用率差；

2、结构复杂，成本高，无法模拟爬坡、下坡以及颠簸路况，无法与屏幕中的虚拟场景产生互动，车体无法动态的配合虚拟场景中的环境，健身效果和游戏体验均不好；

3、在运动过程中，对人体健康的检测也是尤为重要，一旦在运动过程中心率不正常，过高过低均可能置人于死地，但上述技术缺乏该设计，同时由于没有运动数据采集装置，普通健身自行车不能获取锻炼者的运动数据，不能反馈锻炼者的运动状况，使得锻炼者处于盲目健身状态，健身效果不佳；

4、使用动感单车的时候由于卡路里的燃烧会造成大量的出汗需要及时补充水分，但上述技术未设置水壶架，而普通的水壶架不能适用于不同直径大小的水壶，而VR动感单车需要模拟不同颠簸路况，水壶放置于一般水壶架上，在模拟颠簸路况时，因单车摇摆而容易掉落；

5、随着环境条件的恶劣，运动时，若空气质量不佳，反而会加重身体的负担；

6、现有动感单车为保证速度检测精度，速度检测装置设在车轮处或易与车轮摩擦处，若设在车轮处，则经常受到一定压力，而长期受压，容易损坏，若设在易与车轮摩擦处，单车在长期使用过程中产生形变，车轮与速度检测装置容易发生摩擦，从而被磨损，故而速度检测装置容易失灵，使用寿命低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种VR动感单车的速度检测装置，以解决现有技术速度检测装置使用寿命低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术手段：

一种VR动感单车的速度检测装置，所述速度检测装置包括测速杆、光源以及用于接受光源发出的光的光感编码器，所述测速杆与VR动感单车车轮的车轴一侧同轴连接，所述光源安装于测速杆的侧壁上，所述光感编码器设置于保护车轮的护壳上，且光感编码器与测速杆的长度以及朝向一致，所述光感编码器与VR动感单车的VR操作系统连接交互。

作为优选地，所述光源为激光或红外线光。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型设置的速度检测装置，结构简单，易于实现；同时测速杆、光感编码器不与地面接触，无动力磨损，使用寿命长；另外，速度检测装置只要将光源对准光感编码器即可进行检测，一旦发生问题，检修也较为方便。

附图说明

图1是动感单车的整体结构示意图；

图2是A处局部仰视视角的放大结构示意图；

图3是车头、车轮处的连接示意图；

图4是动力利用装置的爆炸结构示意图；

图5是电动式可调节水壶架的结构示意图；

图6是电动式可调节水壶架的调节机构示意图；

图7是弹性伸缩可调节水壶架的结构示意图；

图8是空气净化装置的整体结构示意图；

图9是空气净化装置的爆炸结构示意图；

图中标记为：1、基座；2、车体；3、车头安装板；3-1、滑槽；4、车把；5、车轮；6、连接转轴；7、护壳；8、显示屏；9、水壶架；9-1、弧形夹板；9-2、压力感应器；9-3、垫板；9-4、固定杆；9-5、滑块；9-6、导向杆；9-7、传动杆；9-8、驱动杆；9-9、驱动装置护壳；9-10、螺纹套杆；9-11、齿条；9-12、驱动齿轮；9-13、转动电机；9-14、弹性支撑杆；10、空气净化装置；10-1、外壳；10-2风轮孔；10-3、出风盖板；10-4、风轮；10-5、进风电机；10-6、主动齿轮；10-7、从动齿轮；10-8、轴承架；10-9、传动连杆；10-10、传动齿轮；10-11、进风齿轮；10-12、过滤层；11、座位；12、凸起支架；13、伸缩连杆；14、震荡连杆；15、电控油缸；16、脉搏传感器；17、心率传感器；18、转接板；19、光感编码器；20、测速杆；21、光源；22、齿轮护壳；23、脚踏板；24、随动齿轮；25、传动转轴；26、发电齿轮；27、发电机；28、蓄电器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-9对本发明作详细说明。

一种VR动感单车，包括基座1、车体2以及VR操作系统，所述车体2上安装有车头安装板3、车头、座位11、脚踏板23和车轮5，所述车头安装板3固定在车体2的前端，所述车头转动连接在车头安装板3上，车头包括车把4以及连接车把4和车轮5的连接转轴6、转接板18以及护壳7，所述车把4由左右两个把手以及连接把手的连杆组成，所述护壳7固定于转接板18下端并包覆在车轮5的上方，所述转轴6的下端固定于转接板18上，所述转接板18与车轮5之间经两个支杆固定连接；所述座位11固定于车体2上端，所述脚踏板23设有两个，分别设置在车体2的左右两侧，两个脚踏板23经一传动转轴25同轴连接，所述传动转轴25转动连接在车体2上位于座位11下方的位置，所述传动转轴25上设置有随传动转轴25转动而转动的随动齿轮24，所述随动齿轮24用于传递人踩动脚踏板23发生的动能。

其中，VR操作系统包括：

计算机终端，所述计算机终端装载有模拟游戏并配设有VR显示屏8，所述显示屏8设在两个把手之间，所述显示屏8与所述计算机终端连接交互，显示屏8用于显示单车运行状态，包括车速，骑行里程等，显示屏8的边缘还设有若干控制按键；

单片机控制器，所述单片机控制器与所述计算机连接交互；

方向模拟单元，所述方向模拟单元包括角度传感器，所述角度传感器安装在所述车头转轴上并与所述单片机控制器连接交互；

速度检测单元，速度检测装置与所述单片机控制器连接交互。

实施例1

请参与图1和图2，为解决颠簸模拟问题，所述基座1设置有一凸起支架12，所述车体2的底部中间位置转动连接在凸起支架12上，基座1上位于车体2后方或前方的位置安装有一经VR操作系统驱动且竖直设置的电控油缸15，车体2底部连接有一震荡连杆14，所述震荡连杆14与电控油缸15的伸缩端之间转动连接。

本实施例中，若模拟上坡信息，VR操作系统驱动电控油缸15控制车体前高后低，若模拟下坡信息，VR操作系统驱动电控油缸15控制车体前低后高。

作为左右摇摆优化的方案，车体2与凸起支架12之间经两根伸缩连杆13相连，所述伸缩连杆13的下端与凸起支架12相固定，所述伸缩连杆13的上端与车体2之间转动连接，所述电控油缸15还设有两组，分别位于车体2的左右两侧，车体2的左右两侧还设有与车体2左右两侧的电控油缸15伸缩端转动连接的摇摆连杆，本方案中，VR操作系统驱动电控油缸15控制车体左右倾斜，用于模拟拐弯等复杂操作。

实施例2

请参阅图4，为充分利用车轮高速旋转产生的机械能，所述车体2上还安装有电连接的发电机27和蓄电器28，所述随动齿轮24同时驱动车轮5以及发电机27的转子转动。

本实施例通过设置发电机27和蓄电器28，能有效将运动产生的机械能转化为电能储存或使用，大大提高了能量利用率。

作为优化的技术方案，所述随动齿轮24设有两组，两组随动齿轮24分别位于车体2的左右两侧，所述车轮5的车轴上同轴连有一齿轮，所述发电机27的转子同轴连有一发电齿轮26，其中一个随动齿轮24与车轮5的车轴上同轴连接的齿轮通过链条连接，另一个随动齿轮24与发电齿轮26之间相互啮合，分开驱动车轮5以及发电机27的转子，结构简单易于实现。

为保护齿轮不受损害以及防止人被绞伤，所述车体2上固定有一将随动齿轮24包覆的齿轮护壳22。

实施例3

请参照图3，为检测车速，在车轮处设置有速度检测装置，所述速度检测装置包括光源21以及接受光源21发出的光的光感编码器19，所述光源21安装在与车轮5的车轴一侧同轴连接的测速杆20的侧壁上，所述光感编码器19设置于护壳7上，光感编码器19用于检测光源21发出的特定光(比如激光、红外线等)，当测速杆20随车轮5的车轴转动一圈即可使光感编码器19感应一次光，并完成计数，并且光感编码器19与所述单片机控制器连接交互。

本实施例中，所述车轮5带动光源21旋转时，每当转动至光源21、光感编码器19相对的位置，所述光感编码器19接受光感信号并传递至单片机控制器，所述单片机控制器根据光感编码器19接受到的光源次数转换为数字式速度信号并传递至所述计算机终端，所述计算机终端处理所述速度信号并通过显示屏8在游戏环境中模拟车速。

本实施例结构简单，易于实现；同时测速杆20、光感编码器19不与地面接触，无动力磨损，使用寿命长。

为对运动环节进行人体检测，本实施例在车把4的两个把手握手的位置设置有脉搏传感器16和心率传感器17，所述脉搏传感器、心率传感器与VR操作系统电连接。

实施例4

请参阅图5-6，为解决运动过程中补水以及防止水壶掉落的问题，所述车头安装板3上设有一可适用于不同直径大小的水壶的水壶架9，所述水壶架9包括两块围合成水壶放置腔的弧形夹板9-1，所述弧形夹板9-1上连有驱动两块弧形夹板9-1靠近或远离的收紧驱动装置。

本实施例通过调节弧形夹板9-1之间的距离，即可稳固地将不同直径大小的水壶固定。

进一步设置收紧驱动装置，所述收紧驱动装置包括与两块弧形夹板9-1固定连接的两块滑块9-5(弧形夹板9-1与滑块9-5之间经一固定杆9-4连接)，所述滑块9-5与车头安装板3滑动连接，两块滑块9-5的同侧均固定连接有一传动杆9-7，所述传动杆9-7固定连接有一驱动杆9-8，两根驱动杆9-8均为螺纹杆，且两根驱动杆9-8端部连接在同一根螺纹套杆9-10内，所述螺纹套杆9-10的外侧壁上设置有齿条9-11，所齿条9-11啮合连接一驱动齿轮9-12，所述驱动齿轮9-12同轴连接在一转动电机9-13的输出轴上，所转动电机9-13与VR操作系统电连。

所述螺纹套杆9-10、转动电机9-13、驱动齿轮9-12外设置有一驱动装置护壳9-9。

该收紧驱动装置的设置能与VR操作系统相结合，通过VR操作系统控制两块弧形夹板9-1靠近或远离，无需用力即可实现水壶的取用和固定。

两块弧形夹板9-1的内壁上设置有一压力感应器9-2，所述压力感应器9-2与VR操作系统电连，该结构设置在取用水壶时，只要压力感应器9-2感应不到压力，即可停止驱动；放置水壶时，只要压力感应器9-2感应到压力，也可停止驱动，减少不必要的动力损失。

进一步优化，所述车头安装板3上位于弧形夹板9-1下方的位置设置有一长方形的滑槽3-1，所述滑块9-5滑动连接在滑槽3-1内，所述滑槽3-1内位于弧形夹板9-1正下方的位置设有一用于支撑水壶的垫板9-3，滑槽3-1还设置有贯穿滑块9-5的导向杆9-6。

参阅图7，所述收紧驱动装置包括与两块弧形夹板9-1固定连接的两块滑块9-5(弧形夹板9-1与滑块9-5之间经一固定杆9-4连接)，所述滑块9-5与车头安装板3滑动连接，所述车头安装板3上位于弧形夹板9-1下方的位置设置有一长方形的滑槽3-1，所述滑块9-5滑动连接在滑槽3-1内，所述滑槽3-1内位于弧形夹板9-1正下方的位置设有一用于支撑水壶的垫板9-3，滑槽3-1还设置有贯穿滑块9-5的导向杆9-6，滑块9-5外侧与滑槽3-1的侧壁之间设置有弹性支撑杆9-14，该结构利用弹性支撑杆9-14的弹性形变，无需外界动力即可实现水壶的取用和固定，取用水壶时需要手动扳开两块弧形夹板9-1。

实施例5

参阅图8-9，在车头安装板3上安装了一小型的空气净化装置10，所述空气净化装置10包括上端开口的外壳10-1，所述外壳10-1的侧壁下端设有风轮孔10-2，所述风轮孔10-2内安装有向外壳10-1内部进风的风轮10-4，所述风轮10-4连有经VR操作系统控制的风力驱动装置，外壳10-1的顶部设有将外壳10-1盖合的出风盖板10-3，所述出风盖板10-3上均布有若干出风口，出风盖板10-3与风轮10-4之间的位置从上而下叠设有若干层过滤层10-12。

本实施例中，所述风力驱动装置可作为VR动感单车的风力模拟单元，经VR操作系统控制风轮10-4的转动情况，以模拟风量，同时净化空气，空气净化装置10设在车头安装板3上，距离人体头部近，使人在运动中能呼吸到净化后的新鲜空气，从而解决了因空气质量差造成身体负担的问题。

作为进一步驱动风轮10-4的优选方案，所述风力驱动装置包括驱动风轮10-4转动的进风电机10-5。

进一步优化，所述风轮10-4设有两组，两组风轮10-4呈对称设置在外壳10-1的侧壁上，两组风轮10-4均同轴连接有一进风齿轮10-11，所述进风电机10-5的输出轴同轴连有一主动齿轮10-6，所述主动齿轮10-6啮合连接有一从动齿轮10-7，所述从动齿轮10-7同轴连有一传动连杆10-9，所述传动连杆10-9转动连接在固定于外壳10-1底部的轴承架10-8上，且传动连杆10-9的两端同轴连接有与进风齿轮10-11啮合的传动齿轮10-10。本处风轮10-4设有两组，保证了进风量，同时关于风力驱动装置也进一步做了优化，能同时满足两个风轮10-4同步转动，使得位于外壳10-1两侧壁的风轮10-4产生的风力一致，在保证进风量的同时还保证了风力平衡。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。