专利名称：虚拟实境健身车的转向控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电脑控制健身车，尤指一种可由电脑控制健身车的车把控制荧屏中车的影像转向可改变人车影像位置的控制装置，它不仅可使乘车者有身临其境的体验及实际操控的感受，更可大大提高运动乐趣的虚拟实境健身车的转向控制装置。
但是，上述虚拟实境健身车虽可提供使用者视觉上的享受与乐趣，却尚有美中不足之处，该种虚拟实境健身车的车把均为固定式，荧屏上所显现的影像均由电脑控制器程序控制，只能按其既定路线行驶且无法改变，因为荧屏上的影像与健身车的车把转动并无关联，该车把仅供使用者扶握而已，并不能控制荧屏上的人车影像，故使用者在荧屏上所看到的永远是人车始终在道路中央行驶的影像，而无法改变人车在道路上的位置，或者只能随电脑控制器的设计程序行进，毫无控制可言，可见该种习知虚拟实境健身车无法提供使用者随荧屏场景路径的转弯而操纵车把随之转弯的身临其境的体验与实际操控的感受，使用一段时间后，同样会产生一成不变的无聊感。
本实用新型的技术方案是一种虚拟实境健身车的转向控制装置，固装在健身车前部下端，健身车前方设置显示器，并由车把操纵显示器荧屏上人车在道路上行驶影像的位置及显示骑乘的数据，其特征是该健身车的车把内杆下端固设一传动杆，转向控制装置的控制盒固接于健身车车架前方套管下端，其内设具有输出端的传感器，输出端电接一电脑控制器；车把的传动杆插入控制盒内与传感器相连结，转动车把时可同时改变传感器的输出讯号。
本实用新型还可通过以下技术措施实现上述传感器包含上下对称锁固的二片电路板，二片电路板间具有适当间隙，二片电路板的顶、底面分别固设数组上、下对应发光且形成无接点的模拟信号的电子元件，上电路板板体端缘设置一凸伸于控制盒外的输出端接头，各电子元件电接于输出端接头，输出端接头电接于电脑控制器(CPU)；二片电路板间隙中夹设一扇形遮板，遮板与上下电路板板体均保持一适当距离；上述控制盒由上盖及盒体组成。上盖上开设一插孔，内杆下端的传动杆由此孔插入控制盒，上盖底面凸设若干螺孔柱，盒体内对应上盖的螺孔柱凸设供螺栓穿过的通孔柱，螺栓穿过盒体之通孔柱及上下电路板之通孔螺固于上盖的螺孔柱内，螺孔柱与对应的通孔柱限制遮板的摆动范围；上述传动杆为非圆形体；上述二片电路板上分别设对应上盖的螺孔柱的通孔，二片电路板在接近电子元件的一侧分别开设对应通孔，遮板偏心柄端开设一卡合孔，卡合孔对应于电路板的通孔，二片电路板的上、下方并分别设有一插接柱与圆柱，插接柱穿过上电路板的通孔及遮板的卡合孔，圆柱则穿过下端电路板的通孔并锁固于插接柱下端，将遮板定位于上、下电路板间；上述遮板偏心柄端开设一非圆形卡合孔，卡合孔对应于电路板的通孔，插接柱穿过上电路板的通孔插接于该孔内，插接柱下端凸设与遮板之卡合孔形状相同的非圆形配合嵌块，嵌块底端凹设螺孔，在下电路板底部对应于通孔插设一圆柱，圆柱顶端凹设与插接柱之嵌块形状相同的配合嵌槽，圆柱下端对应于插接柱之螺孔设一通孔；上述插接柱顶端凹设与内杆下端之传动杆形状相同的非圆形配合插槽，传动杆嵌插其中并带动插接柱、遮板及圆柱同步转动；上述遮板的扇形板板片之扇面要能覆盖所有的电子元件，其上开设多道同心圆状、以预设之长短及间隔排列的若干槽孔，本实施例的遮板开设有五道16个槽孔；上述遮板板片上的多道槽孔可采用格雷(GRAY)编码法排列。
本实用新型具有以下优点1.使用者可利用转动车把来改变人车影像在道路上行驶位置，较已知健身车只能在电脑控制器设定的位置上行驶更具新鲜感，而且可在道路上增设若干障碍物，如水坑、石头的影像，令使用者须转向避开方能继续行驶，更能提高使用者身临其境的体验及实际操控的感受，增添运动的乐趣。
2.传感器采用光遮挡方式来阻断电子元件的模拟信号，整体结构上没有接点接触，故不致引起阻抗的变化或机械磨损，且因采用非线性原理，不受电压变动的影响，遮板板片的槽孔的设置采用格雷(GRAY)编码法，故不会产生间断码或重码的情形。
3.传感器将上下电路板及遮板锁固成一组独立单元后，组设于控制盒内，故在生产时具有可以将其制成便于组装的独立模块。
图2、为本实用新型的局部放大图。
图3、为本实用新型控制盒及传感器的立体分解图。
图4、为本实用新型的局部剖视图。
图5、为本实用新型的动作示意图。
图6、为本实用新型传感器遮板的俯视图。
图7、为本实用新型传感器遮板的的展开示意图。
健身车10设置一可转动的车把101，车把101的立杆102下端固接插套于车架前端的套管103内，并随车把101转动的内杆104下端凸设有一非圆形的传动杆105。
参见图3、4，虚拟实境健身车的转向控制装置固接于套管103的下端，主要包括控制盒1及其内的传感器2。控制盒1由上盖11及盒体12组成。上盖11上开设一插孔111，供内杆104下端的传动杆105插入控制盒1，上盖11底面凸设若干螺孔柱112，盒体12内对应上盖11的螺孔柱112凸设供螺栓122穿过的通孔柱121；该控制盒1内设置一组具有电接于电脑控制器(CPU)30的输出端接头214的传感器2。
传感器2包含上下对称锁固的二片电路板21，二片电路板21间具有适当间隙，其顶、底面分别固设数组上、下对应发光且相互感测的电子元件212，二片电路板21上分别设有对应上盖11的螺孔柱112的通孔211，上端的电路板21板体端缘设有一凸伸于控制盒1外的输出端接头214，将电子元件212发出的讯号输入电脑控制器(CPU)30；二片电路板21在接近电子元件212的一侧分别开设对应通孔215；二片电路板21之间隙中夹设一片扇形遮板22。
参见图6，该遮板22偏心柄端开设一非圆形的卡合孔221，卡合孔221与电路板21上的通孔215相对应，一插接柱23穿过上电路板21的通孔215插接于该卡合孔221内，插接柱23顶端凹设有与内杆104下端之传动杆105形状相同的非圆形配合插槽231，其下端凸设有与遮板22卡合孔221形状相同的非圆形的配合嵌块232，该嵌块232底端凹设有螺孔233；在下电路板21底部对应通孔215插设一圆柱24，圆柱24顶端凹设与插接柱23之嵌块232形状相同的配合嵌槽241，圆柱24下端对应插接柱23之螺孔233设一通孔242；遮板22的扇形板片之扇面要能覆盖所有的电子元件212，其上开设有多道同心圆状、预设之长短的、具有间隔的若干槽孔222(如图5所示)，本实施例的遮板22开设有五道16个槽孔222。
参见图4、为控制盒1与传感器2的组合状态，传感器2的遮板22置于上下电路板21之间，其卡合孔221对准电路板21的通孔215，扇形板片则置于上下电子元件212之间，插接柱23穿过上电路板21的通孔215，其嵌块232通过遮板22的卡合孔221、下电路板21的通孔215后、嵌插到圆柱24的嵌槽241内，然后将一螺栓243穿过圆柱24的通孔242螺固于插接柱23的螺孔233内，使遮板22置于插接柱23与圆柱24之间，并位于上下电路板21之间隙中，遮板22板片的上下端面分别与上下电路板21之间保持一无接触的适当距离。
将该传感器2置于控制盒1的盒体12内，令电路板21的通孔211对准通孔柱121盖上上盖11，将穿过盒体12之通孔柱121及上下电路板21之通孔211的螺栓122螺固于上盖11的螺孔柱112内，使传感器2的插接柱23顶面的插槽231恰对着上盖11的插孔111，传感器2就固设于控制盒1内。
参见图4，控制盒1固设于健身车10车架前端套管103的下端，而车把101立杆102下端的内杆104插设于套管103内，其下端的传动杆105则穿过控制盒1上盖11的插孔111，嵌插于插接柱23顶面的插槽231内，传感器2的输出端接头214电接于电脑控制器(CPU)30，故可将电子元件212所发讯号输入到电脑控制器(CPU)30内。
当转动健身车10的车把101时，传动杆105带动插接柱23与圆柱24同时转动，遮板22则随车把101在上下电路板21之间作偏心摆动，摆动的范围在控制盒1上盖11的螺孔柱112之间(如图5所示)，换言之，当遮板22板片撞及至任一螺孔柱112时，即无法继续摆动，此时车把101必须反向转动，不会发生将车骑出道路的现象。
如此，当使用者骑动健身车10时，其飞轮启动显示器20，荧屏上就会出现人车在道路上行驶的画面，使用者便可在虚拟场景之道路上随意转动车把101，操纵车的行驶方向。因车把的转动带动遮板22的扇板同步摆动，而随遮板22的摆动，上下电子元件212发出的亮光穿过遮板22之槽孔222形成各点的位置信号，即电子元件212透光点的位置信号，传感器2将位置信号转换成数码讯号输入电脑控制器(CPU)30；电脑控制器(CPU)30会根据接收到的不同讯号改变荧屏上人车影像在道路上的位置。即荧屏上的人车影像将随车把101的左、右转而移至道路左、右侧，当使用者将车把101摆正时，则人车影像恢复到原先位置。故使用者可随意改变人车影像的位置，有如真的在骑自行车行驶，脱离以往纯粹按照电脑控制器(CPU)30的设计程序，仅能在同一位置行驶的无聊感受，享受身临其境的体验及实际操控的乐趣。
参见图6、7，本实用新型遮板22的角度、槽孔222的长度及位置是经过精密计算，严格按格雷(GRAY)编码法排列的。由图7的展开示意图可知随遮板22的摆动，五道槽孔222将产生0-31段，共计32种不同的段数，换言之，当遮板22摆动至上下电路板21之相对应的电子元件212发出的光线是否被遮挡，可产生32种不同对应位置，并转换成32种不同的数码讯号，输入到电脑控制器(CPU)30，可使荧屏上的人车影像在道路上完成32个不同位置的转向动作；为使每个位置均具一缓冲区间，令每一位置的范围为3度，共计96度方向角，所以其最外侧两槽孔222的外侧孔缘之夹角为96度，而遮板22板片的夹角度则为106度；以上所述的数字值是会随不同设计者的设计而有所变化，故凡依上述编码法等效转换而完成的遮板22均应属于本实用新型的专利范畴。
权利要求1.一种虚拟实境健身车的转向控制装置，固装在健身车前部下端，健身车前方设置显示器，并由车把操纵显示器荧屏上人车在道路上行驶影像的位置及显示骑乘的数据，其特征是该健身车的车把内杆下端固设一传动杆，转向控制装置的控制盒固接于健身车车架前方套管下端，其内设具有输出端的传感器，输出端电接一电脑控制器；车把的传动杆插入控制盒内与传感器相连结，转动车把时可同时改变传感器的输出讯号。
2.根据权利要求1所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述传感器包含上下对称锁固的二片电路板，二片电路板间具有适当间隙，其上设有多个通孔，二片电路板的顶、底面分别固设有数组上、下对应发光且形成无接点的模拟信号的电子元件，上电路板板体端缘设置一凸伸于控制盒外的输出端接头，各电子元件电接于输出端接头，输出端接头电接于电脑控制器；二片电路板间隙中夹设一扇形遮板，遮板与上下电路板板体均保持一适当距离。
3.根据权利要求1或2所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述控制盒由上盖及盒体组成，上盖上开设一插孔，内杆下端的传动杆由此孔插入控制盒，上盖底面凸设若干螺孔柱，盒体内对应上盖的螺孔柱凸设供螺栓穿过的通孔柱，螺栓穿过盒体的通孔柱及上下电路板的通孔螺固于上盖的螺孔柱内，螺孔柱与对应的通孔柱限制遮板的摆动范围。
4.根据权利要求1所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述传动杆为非圆形体。
5.根据权利要求2所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述二片电路板在接近电子元件的一侧分别开设对应通孔，遮板偏心柄端开设一卡合孔，卡合孔对应于电路板的通孔，二片电路板的上、下方分别设有一插接柱与圆柱，插接柱穿过上电路板的通孔及遮板的卡合孔，圆柱穿过下端电路板的通孔与插接柱下端锁固，将遮板定位于上、下电路板之间。
6.根据权利要求5所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述遮板偏心柄端开设一非圆形卡合孔，该卡合孔对应于电路板的通孔，插接柱穿过上电路板的通孔插接于该孔内，插接柱下端凸设与遮板卡合孔形状相同的非圆形配合嵌块，嵌块底端凹设螺孔，在下电路板底部对应通孔插设一圆柱，圆柱顶端凹设与插接柱嵌块形状相同的配合嵌槽，圆柱下端对应于插接柱螺孔设一通孔。
7.根据权利要求1或6所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述插接柱顶端凹设与内杆下端的传动杆形状相同的非圆形配合插槽，传动杆嵌插其中并带动插接柱、遮板及圆柱同步转动。
8.根据权利要求1或2所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述遮板的扇形板板片的扇面覆盖所有的电子元件，其上开设多道同心圆状、预设有长短不等及相互间隔排列的若干槽孔。
9.根据权利要求8所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述遮板上开设有五道16个槽孔。
10.根据权利要求8所述虚拟实境健身车的转向控制装置，其特征是上述遮板板片上的多道槽孔可采用格雷(GRAY)编码法排列。
专利摘要一种虚拟实境健身车的转向控制装置,是将其控制盒固接于虚拟实境健身车前部套管下端,车把操纵显示器荧屏上人车在道路上行驶影像位置;其中:健身车车把内杆下端固设传动杆;虚拟实境健身车的转向控制装置的控制盒内设具有输出端的传感器,输出端电接一般虚拟实境健身车的电脑控制器(CPU);车把的传动杆插入控制盒内与传感器相连结。该结构无触点,无磨损、不受电压影响、不产生断码、重码。
文档编号A63F13/00GK2486189SQ0122943
公开日2002年4月17日 申请日期2001年7月6日 优先权日2001年7月6日
发明者吴木全 申请人:期美科技股份有限公司