一种虚拟场景网络健身单车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种虚拟场景网络健身单车，包括立式健身单车车体，在所述立式健身单车车体上设置一中央控制装置和与中央控制装置连接的触摸屏显示器，在所述立式健身单车车体下方的一行驶阻力由发电机，在行驶阻力由发电机上设置一脚蹬、一电机控制器，中央控制装置与电机控制器连接，在立式健身单车车体把手上同轴安装的角度传感器，角度传感器与中央控制装置连接，在所述立式健身单车车体还设置一分别与中央控制装置和电机控制器分别连接的一蓄电池、一制动电阻；该产品节能环保，具有非常好的市场前景。
【专利说明】一种虚拟场景网络健身单车
【技术领域】
[0001]本发明涉及健身单车，尤其涉及的是，一种虚拟场景网络健身单车。
【背景技术】
[0002]尽管知道早晨适当运动益处多多，但不少上班族觉得“早锻炼”遥不可及，除了“没时间”外，“没有运动场地”也是上班族们早锻炼的拦路虎之一。据统计，目前体育设施，有60%都集中在学校里。虽然学校的运动场地可以尽量对外开放，但是，需要在不影响正常教学秩序、不影响学生安全和体育课教学的情况下开放。而现实是，寒暑假期间，几乎所有中小学都对运动爱好者说“不”。
[0003]于是，适合室内使用的健身单车便应运而生，但是目前为止，这些健身单车仅仅能调节阻力，没有虚拟的场景，也没有办法进行多人比赛。
[0004]现有专利一种能够联网竞技比赛的新型立式健身单车CN 201889024 U公开一种能够联网互动竞技比赛的新型立式健身车，包括立式健身单车本体，其特征在于，在所述立式健身单车本体上还安装有采用液晶显示触摸屏的计算机，所述计算机通过其网络接口与外部互联网相连；所述计算机通过内部通信接口与一核心处理控制器M⑶相接，所述核心处理控制器MCU外围连接有速度检测电路，脉搏检测电路，按键控制电路以及阻力模块控制电路作为输入。这个专利没有解决通过健身单车发出电问题，浪费资源。
[0005]因此现有的健身单车比较单一，不能满足人们体育锻炼需要，现有技术存在缺陷需要改进。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种新的虚拟场景网络健身单车。
[0007]本发明中提出一种虚拟场景网络健身单车，其行驶阻力的大小来自于屏幕虚拟场景上路况，根据路面坡度和摩擦系数设置行驶阻力，而且，该行驶阻力由发电机产生，使得人脚蹬踏板的力转化成为发电机发电的动力，所发的电通过蓄电池储存，而且，单车控制器具有联网功能，可以选择网络上的选手进行比赛，增加了健身单车的使用体验。
[0008]本发明的技术方案如下:一种虚拟场景网络健身单车，包括立式健身单车车体，在所述立式健身单车车体上设置一中央控制装置和与中央控制装置连接的触摸屏显示器，在所述立式健身单车车体下方的一行驶阻力由发电机，在行驶阻力由发电机上设置一脚蹬、一电机控制器，中央控制装置与电机控制器连接，在立式健身单车车体把手上同轴安装的角度传感器，角度传感器与中央控制装置连接，在所述立式健身单车车体还设置一分别与中央控制装置和电机控制器分别连接的一蓄电池、一制动电阻；
所述发电机控制器是一种带自带通讯接口的功率电子控制器件，用于将交流发电机所发交流电整流成直流，用于给蓄电池充电，当蓄电池电压饱和时，切断向蓄电池的充电，所述发电机控制器接通制动电阻，用于将发电经过制动电阻消耗；
中央控制装置设置有有网络接口、带有232通讯接口，带有与显示器连接的数字接口和模拟接口，用于通过路由器或交换机与网络上的用户贡献信息，实现语音交互和联网竞赛。
[0009]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述中央控制装置是工控机或电脑。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，市电、电机控制器与蓄电池之间设置一变流器，
所述变流器是一种功率电子器件，用于将24V直流逆变成交流220V功能，从而给需要交流220V的触摸屏显示器和工控机或电脑供电，同时，变流器具有蓄电池电压检测功能，在蓄电池电压低于一定电压时，切断蓄电池供电线路，而直接将市电切入，以便给触摸屏显示器和工控机或电脑供交流220V电源。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，触摸屏显示器为带触摸屏的显示器，带触摸屏的显示器通过USB接口与电脑主机通讯，电脑设置有该触摸屏的驱动程序，用于实现触摸功能。
[0010]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述角度传感器是指对角位移进行绝对或相对测量的传感器，其输出信号为模拟量或输出信号不为模拟量，经过中间信号调理模块转成模拟量。
[0011]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述制动电阻指在一定阻值、一定功率的电阻，主要起到消耗电能，降低直流部分电压的作用；
优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述在工控机或电脑PCI插槽中设置AD转换电子器件，用于插入工控机或电脑PCI插槽，或USB接口的具有将模拟量转成数字量。
[0012]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述蓄电池指由铅电池、锂电池等具有电量储存功能的器件；所述发电机指交流发电机。
[0013]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述中央控制装置内部设置场景模块。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述立式健身单车车体还设置一能量消耗测试装置。
[0014]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，其包括输入端、至少一输出端与至少一存储器；所述输入端设置输入模块、场景选择模块、场景输出模块；所述输出端设置信息获取模块、处理模块、语音输出模块；所述输入模块分别连接所述场景选择模块、所述场景输出模块；所述场景选择模块连接所述场景输出模块，用于选择某一预设场景后通过所述场景输出模块输出所述场景信息；所述信息获取模块连接所述处理模块，用于获取所述场景信息，发送到所述处理模块；所述处理模块分别连接所述语音输出模块、各所述存储器，用于根据所述场景信息，从所述存储器中读取预存储的相应数据，通过所述语音输出模块输出语音。
[0015]优选的，所述虚拟场景网络健身单车中，所述场景输出模块设置标识输出单元，用于输出标识并以标识形式输出所述场景信息；所述信息获取模块设置标识读取单元，用于扫描并读取所述标识。
[0016]优选的，所述虚拟场景网络健身单车还设置一服务器，所述处理模块通过无线传输单元，远程连接所述服务器，由所述服务器为其选择一所述存储器并连接。
[0017]采用上述方案，本发明通过针对现有单车的缺点，增加了各种虚拟场景，如，盘山公路、泥泞道路、环湖公路等，该虚拟场景由世界上著名的景点1:1做成，使得单车的行驶阻力的大小由虚拟场景上路面的坡度阻力和摩擦阻力复合换算而来。使用者犹如在该实际道路上行驶，用户沉浸感很好。
[0018]针对现有单车的缺点，增加了联网功能，使得多名使用该单车的健身者，通过网络互相邀请，组成比赛团队，进行虚拟比赛。并具有语音服务功能，使得参赛选手之间可以进行语音对话，增加了比赛的互动性。市场前景较好。本系统将在线游戏与运动健身有机的结合为一体，扩展了常规运动的概念，增加了立式健身单车运动的真实性、竞技性和趣味性，从而降低健身者的运动疲劳感，使健身运动更有吸引力，并直接提高运动健身效果。并且充分使用虚拟场景网络健身单车中的发电装置，来维持虚拟场景网络健身单车中该行驶阻力由发电机产生，使得人脚蹬踏板的力转化成为发电机发电的动力，所发的电通过蓄电池储存，该产品节能环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的的结构示意图；
【具体实施方式】
[0020]为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0021]需要说明的是，当某一元件固定于另一个元件，包括将该元件直接固定于该另一个元件,或者将该元件通过至少一个居中的其它元件固定于该另一个元件。当一个元件连接另一个元件，包括将该元件直接连接到该另一个元件，或者将该元件通过至少一个居中的其它元件连接到该另一个元件。
[0022]本发明的一个实施例是，本发明的技术方案如下:一种虚拟场景网络健身单车，包括立式健身单车车体，在所述立式健身单车车体上设置一中央控制装置和与中央控制装置连接的触摸屏显示器，在所述立式健身单车车体下方的一行驶阻力由发电机，在行驶阻力由发电机上设置一脚蹬、一电机控制器，中央控制装置与电机控制器连接，在立式健身单车车体把手上同轴安装的角度传感器，角度传感器与中央控制装置连接，在所述立式健身单车车体还设置一分别与中央控制装置和电机控制器分别连接的一蓄电池、一制动电阻；当前，健身单车仅仅通过不同档位调节阻力，没有虚拟的场景，也没有办法进行多人比赛。
[0023]针对现有单车的缺点，增加了各种虚拟场景，如，盘山公路、泥泞道路、环湖公路等，该虚拟场景由世界上著名的景点1:1做成，使得单车的行驶阻力的大小由虚拟场景上路面的坡度阻力和摩擦阻力复合换算而来。使用者犹如在该实际道路上行驶，用户沉浸感很好。
[0024]针对现有单车的缺点，增加了联网功能，使得多名使用该单车的健身者，通过网络互相邀请，组成比赛团队，进行虚拟比赛。并具有语音服务功能，使得参赛选手之间可以进行语音对话，增加了比赛的互动性。
[0025]本发明的工作流程是这样的。通过虚拟现实软件，以世界著名骑行景点为参考，构建1:1比例的虚拟场景，触摸屏显示器可以对多种场景进行选择，进入场景后，根据场景中路面的摩擦系数和坡度计算行驶阻力，该行驶阻力由发电机提供，从而将脚蹬作用力转化成为发电机的动力。单车在虚拟场景中的方向反馈是靠单车把手上同轴安装的角度传感器实现的。本发明以工控机或电脑作为控制中心，对发电机控制器进行通讯控制，设置发电功率，从而模拟行驶阻力。工控机或电脑带有网络接口，通过路由器或交换机与网络上的用户贡献信息，实现语音交互和联网竞赛。
[0026]变流器是一种功率电子器件，具有将24V直流逆变成交流220V功能，从而给需要交流220V的触摸屏显示器和工控机或电脑供电，同时，变流器具有蓄电池电压检测功能，在蓄电池电压低于一定电压时，切断蓄电池供电线路，而直接将市电切入，以便给触摸屏显示器和工控机或电脑供交流220V电源。
[0027]工控机或电脑作为整个系统的控制器，带有232通讯接口，带有与显示器连接的数字接口和模拟接口。其主要作用为:1.生成虚拟仿真场景；2.以通讯方式控制发电机控制器；3.通过网络接口显示与其他网络用户的实施信息交互。
[0028]触摸屏显示器为带触摸屏的显示器，触摸屏通过USB接口与电脑主机通讯，电脑安装该触摸屏的驱动程序，从而实现触摸功能。
[0029]发电机控制器是一种带自带通讯接口的功率电子控制器件，将交流发电机所发交流电整流成直流，以便给蓄电池充电，当蓄电池电压饱和时，切断向蓄电池的充电，同时，接通制动电阻，将发电经过制动电阻消耗。发电机控制器通过对发电机转矩大小进行控制，进而控制发电机的输出功率，该发电机转矩大小即人力脚蹬单车的阻力大小，发电机负载转矩、功率经由工控机或电控通讯实现参数设定。
[0030]蓄电池指由铅电池、锂电池等具有电量储存功能的器件。
[0031]发电机指交流发电机。
[0032]制动电阻指在一定阻值、一定功率的电阻，主要起到消耗电能，降低直流部分电压的作用。
[0033]AD转换指插入工控机或电脑PCI插槽，或USB接口的具有将模拟量转成数字量以便工控机或电脑读取的电子器件。
[0034]角度传感器指对角位移进行绝对或相对测量的传感器，其输出信号为模拟量或输出信号不为模拟量，但是可以经过中间信号调理模块转成模拟量。
[0035]网络接口指可连接交换机或路由器的RJ11、RJ45接口。
[0036]单车轮轴指单车后轮轴。
[0037]单车转向指单车前轮转向把手。
[0038]因特网即Internet，又叫做国际互联网。它是由那些使用公用语言互相通信的计算机连接而成的全球网络。
[0039]所述发电机控制器是一种带自带通讯接口的功率电子控制器件，用于将交流发电机所发交流电整流成直流，用于给蓄电池充电，当蓄电池电压饱和时，切断向蓄电池的充电，所述发电机控制器接通制动电阻，用于将发电经过制动电阻消耗；
中央控制装置设置有有网络接口、带有232通讯接口，带有与显示器连接的数字接口和模拟接口，用于通过路由器或交换机与网络上的用户贡献信息，实现语音交互和联网竞赛。
[0040]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述中央控制装置是工控机或电脑。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，市电、电机控制器与蓄电池之间设置一变流器，
所述变流器是一种功率电子器件，用于将24V直流逆变成交流220V功能，从而给需要交流220V的触摸屏显示器和工控机或电脑供电，同时，变流器具有蓄电池电压检测功能，在蓄电池电压低于一定电压时，切断蓄电池供电线路，而直接将市电切入，以便给触摸屏显示器和工控机或电脑供交流220V电源。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，触摸屏显示器为带触摸屏的显示器，带触摸屏的显示器通过USB接口与电脑主机通讯，电脑设置有该触摸屏的驱动程序，用于实现触摸功能。
[0041]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述角度传感器是指对角位移进行绝对或相对测量的传感器，其输出信号为模拟量或输出信号不为模拟量，经过中间信号调理模块转成模拟量。
[0042]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述制动电阻指在一定阻值、一定功率的电阻，主要起到消耗电能，降低直流部分电压的作用；
优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述在工控机或电脑PCI插槽中设置AD转换电子器件，用于插入工控机或电脑PCI插槽，或USB接口的具有将模拟量转成数字量。
[0043]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述蓄电池指由铅电池、锂电池等具有电量储存功能的器件；所述发电机指交流发电机。
[0044]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述中央控制装置内部设置场景模块。优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，所述立式健身单车车体还设置一能量消耗测试装置。
[0045]优选方案，所述虚拟场景网络健身单车，其中，其包括输入端、至少一输出端与至少一存储器；所述输入端设置输入模块、场景选择模块、场景输出模块；所述输出端设置信息获取模块、处理模块、语音输出模块；所述输入模块分别连接所述场景选择模块、所述场景输出模块；所述场景选择模块连接所述场景输出模块，用于选择某一预设场景后通过所述场景输出模块输出所述场景信息；所述信息获取模块连接所述处理模块，用于获取所述场景信息，发送到所述处理模块；所述处理模块分别连接所述语音输出模块、各所述存储器，用于根据所述场景信息，从所述存储器中读取预存储的相应数据，通过所述语音输出模块输出语音。
[0046]优选的，所述虚拟场景网络健身单车中，所述场景输出模块设置标识输出单元，用于输出标识并以标识形式输出所述场景信息；所述信息获取模块设置标识读取单元，用于扫描并读取所述标识。
[0047]优选的，所述虚拟场景网络健身单车还设置一服务器，所述处理模块通过无线传输单元，远程连接所述服务器，由所述服务器为其选择一所述存储器并连接。
[0048]采用上述方案，本发明通过针对现有单车的缺点，增加了各种虚拟场景，如，盘山公路、泥泞道路、环湖公路等，该虚拟场景由世界上著名的景点1:1做成，使得单车的行驶阻力的大小由虚拟场景上路面的坡度阻力和摩擦阻力复合换算而来。使用者犹如在该实际道路上行驶，用户沉浸感很好。
[0049]1.针对现有单车的缺点，增加了联网功能，使得多名使用该单车的健身者，通过网络互相邀请，组成比赛团队，进行虚拟比赛。并具有语音服务功能，使得参赛选手之间可以进行语音对话，增加了比赛的互动性。市场前景较好。本系统将在线游戏与运动健身有机的结合为一体，扩展了常规运动的概念，增加了立式健身单车运动的真实性、竞技性和趣味性，从而降低健身者的运动疲劳感，使健身运动更有吸引力，并直接提高运动健身效果。并且充分使用虚拟场景网络健身单车中的发电装置，来维持虚拟场景网络健身单车中该行驶阻力由发电机产生，使得人脚蹬踏板的力转化成为发电机发电的动力，所发的电通过蓄电池储存，该产品节能环保。
[0050]2.系统带有触摸屏显示器，以世界著名骑行景点为虚拟场景，可以对多种场景进行选择。
[0051 ] 3.进入场景后，根据场景中路况产生不同的行驶阻力。
[0052]4.脚瞪作用力转化成为发电机的动力，为蓄电池充电,实现一边健身一边发电。
[0053]5.系统控制器带有网络接口，可以实现多用户语音通话和多人竞赛。
[0054]6.单车在虚拟场景中的方向反馈由单车把手上同轴安装的角度传感器实现的。
[0055]7.发电机控制器通过对发电机负载转矩大小进行控制，从而提供确定人力脚蹬单车的阻力大小。
[0056]8.发电机控制器通断蓄电池充电和通断制动电阻的功能。
[0057]需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种虚拟场景网络健身单车，包括立式健身单车车体，其特征在于，在所述立式健身单车车体上设置一中央控制装置和与中央控制装置连接的触摸屏显示器，在所述立式健身单车车体下方的一行驶阻力由发电机，在行驶阻力由发电机上设置一脚蹬、一电机控制器，中央控制装置与电机控制器连接，在立式健身单车车体把手上同轴安装的角度传感器，角度传感器与中央控制装置连接，在所述立式健身单车车体还设置一分别与中央控制装置和电机控制器分别连接的一蓄电池、一制动电阻； 所述发电机控制器是一种带自带通讯接口的功率电子控制器件，用于将交流发电机所发交流电整流成直流，用于给蓄电池充电，当蓄电池电压饱和时，切断向蓄电池的充电，所述发电机控制器接通制动电阻，用于将发电经过制动电阻消耗； 中央控制装置设置有有网络接口、带有232通讯接口，带有与显示器连接的数字接口和模拟接口，用于通过路由器或交换机与网络上的用户贡献信息，实现语音交互和联网竞赛。
2.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述中央控制装置是工控机或电脑。
3.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，市电、电机控制器与蓄电池之间设置一变流器， 所述变流器是一种功率电子器件，用于将24V直流逆变成交流220V功能，从而给需要交流220V的触摸屏显示器和工控机或电脑供电，同时，变流器具有蓄电池电压检测功能，在蓄电池电压低于一定电压时，切断蓄电池供电线路，而直接将市电切入，以便给触摸屏显示器和工控机或电脑供交流220V电源。
4.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，触摸屏显示器为带触摸屏的显示器，带触摸屏的显示器通过USB接口与电脑主机通讯，电脑设置有该触摸屏的驱动程序，用于实现触摸功能。
5.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述角度传感器是指对角位移进行绝对或相对测量的传感器，其输出信号为模拟量或输出信号不为模拟量，经过中间信号调理模块转成模拟量。
6.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述 制动电阻指在一定阻值、一定功率的电阻，主要起到消耗电能，降低直流部分电压的作用。
7.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述在工控机或电脑PCI插槽中设置AD转换电子器件，用于插入工控机或电脑PCI插槽，或USB接口的具有将模拟量转成数字量。
8.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述 蓄电池指由铅电池、锂电池等具有电量储存功能的器件；所述发电机指交流发电机。
9.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述中央控制装置内部设置场景模块。
10.根据权利要求1所述虚拟场景网络健身单车，其特征在于，所述立式健身单车车体还设置一能量消耗测试装置。
【文档编号】A63B71/06GK103920287SQ201410187301
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】葛瑜, 葛新锋, 张元敏, 殷志锋, 白政民 申请人:许昌学院