专利名称：自行车骑行辅助装置、用该辅助装置的自行车及辅助方法
技术领域：
本发明涉及自行车的辅助装置，更具体地说，涉及一种自行车骑行辅助装置、使用该辅助装置的自行车以及使用该辅助装置的自行车骑行辅助方法。
背景技术：
自行车作为一种常见的交通工具，人们从小就开始学习骑行自行车。目前自行车的初学者一般需要由旁人辅助平衡，这种情况下，辅助人很辛苦，学车人也觉得累，而且学习效果不佳。而且，在学习骑行自行车的时候，摔跤跌倒是很常见的事，不仅学车的人会，辅助的人有时也会受牵连，容易造成受伤。为此，出现了一些辅助装置，例如使用两个较细的辅助轮，通过固定支架直接安装在自行车后车架上，并且两侧辅助轮与地面之间设有一定的距离，从而在骑行自行车倾斜时，辅助轮能够支撑到地面，避免跌倒。这种辅助装置虽然能够避免跌倒，但是，会造成学习者对辅助轮的依赖，在没有辅助轮的自行车上仍然无法平衡。而且在自行车平稳骑行过程中，如果路面不太平坦、或者转弯较急时，辅助轮会支撑到地面上，不利于自行车的顺利前进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种能够根据自行车的姿态来辅助自行车骑行的自行车骑行辅助装置。本发明要解决的另一技术问题在于，提供一种使用该自行车骑行辅助装置来实现辅助自行车骑行的自行车。本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种使用该自行车骑行辅助装置来实现辅助自行车骑行的自行车骑行辅助方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种自行车骑行辅助装置，包括辅助轮，还包括驱动连接装置，感测装置，控制装置，以及为所述驱动连接装置、感测装置和控制装置供电的电源；
所述辅助轮安装在所述驱动连接装置上，并且所述驱动连接装置固定安装在所述自行车上；
所述感测装置用于监测所述自行车的运动参数，并将监测到的所述运动参数发送至所述控制装置，由所述控制装置根据所述运动参数运算后输出控制信号至所述驱动连接装置，由所述驱动连接装置控制所述辅助轮抬起或落下。在本发明的自行车骑行辅助装置中，所述控制装置包括控制器、以及与所述控制器连接的存储器；所述存储器中存储有行车状态参数阈值；所述控制器将所述感测装置监测的所述运动参数运算后得到的行车状态参数，将所述行车状态参数与所述行车状态参数阈值对比，得出控制所述驱动连接装置动作的所述控制信号。
在本发明的自行车骑行辅助装置中，所述感测装置包括加速度传感器；
所述行车状态参数包括由所述加速度传感器监测运算得到的前进方向上的速度和/ 或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度；所述行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值；
所述控制器接收所述运动参数，通过运算后得到所述前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度，将所述前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度分别与之对应的阈值进行对比来输出所述控制信号。在本发明的自行车骑行辅助装置中，所述感测装置包括陀螺仪；
所述行车状态参数包括将由所述陀螺仪检测得到的角加速度经过运算后得到的偏转角度；所述行车状态参数阈值包括偏转角度阈值；
所述控制器运算得到所述行车状态的所述偏转角度，并将所述偏转角度与所述偏转角度阈值进行对比来输出所述控制信号。在本发明的自行车骑行辅助装置中，所述行车状态参数还包括由所述陀螺仪检测得到的左右摆动频率；所述行车状态参数阈值还包括左右摆动频率阈值；
所述控制器接收所述陀螺仪检测到的角加速度的变化参数并运算得到所述左右摆动频率，并将所述左右摆动频率与所述左右摆动频率阈值进行对比判断所述自行车行进状态来输出所述控制信号。在本发明的自行车骑行辅助装置中，所述感测装置同时包括加速度传感器和陀螺仪；
所述加速度传感器和陀螺仪感测所述自行车的所述运动参数；并由所述控制器接收所述运动参数运算处理得到行车状态参数，所述行车状态参数包括由所述加速度传感器监测运算得到的前进方向上的速度和/或左右摆动频率、车体水平方向上产生的左右倾斜角度、以及由所述陀螺仪检测得到的角加速度经过运算后得到的偏转角度；对应的，所述行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值、以及偏转角度阈值；
所述控制器接收所述行车状态参数，判断所述自行车的行进状态以及平衡状态来输出所述控制信号。本发明还提供一种自行车，包括自行车车架，还包括安装在所述自行车车架上的、 上述任一自行车骑行辅助装置。本发明还提供一种利用上述自行车骑行辅助装置的自行车骑行辅助方法，包括以下步骤
51将所述自行车骑行辅助装置通过其驱动连接装置安装到所述自行车上；
52监测所述自行车的运动参数，并发送至控制装置；
53由所述控制装置根据所述运动参数，输出控制信号至驱动连接装置，由所述驱动连接装置带动所述辅助轮抬起或落下。在本发明的自行车骑行辅助方法的所述步骤S2中，通过加速度传感器以及陀螺仪监测所述自行车的运动参数；所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2通过加速度传感器以及陀螺仪监测得到的所述运动参数运算得到左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的偏转角度；
S3-2 将步骤S3-1得到的左右摆动频率与左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；
S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的偏转角度与偏转角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置，带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。在本发明的自行车骑行辅助方法的所述步骤S2中，通过加速度传感器监测所述自行车的运动参数；
所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2监测得到的所述运动参数运算得到前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度；
S3-2 将步骤S3-1得到的速度和/或左右摆动频率与速度阈值和/或左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；
S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的左右倾斜角度与左右倾斜角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置， 带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。在本发明的自行车骑行辅助方法的所述步骤S2中，通过陀螺仪监测所述自行车的运动参数；
所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2监测得到的所述运动参数运算得到左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的偏转角度；
S3-2 将步骤S3-1得到的左右摆动频率与左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；
S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的偏转角度与偏转角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置，带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。实施本发明具有以下有益效果通过监测自行车的运动参数，来产生控制信号，控制辅助轮抬起或落下，即在自行车平稳前进时，辅助轮自动收起，不会影响自行车的正常骑行；而监测到自行车倾斜的角度大于设定值时，控制辅助轮自动放下，而起到支撑作用，避免自行车的侧倒，避免骑行者的受伤；更加有利于学习者在不知不觉中练习骑行，掌握好平
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是本发明自行车骑行辅助装置的第一实施例的示意框图； 图2是本发明自行车骑行辅助装置的第二实施例的示意框图； 图3是本发明自行车骑行辅助装置的第三实施例的示意框图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明的自行车骑行辅助装置的第一实施例，包括辅助轮110、驱动连接装置120、感测装置150、控制装置140、电源130等。该辅助轮110可转动的安装在驱动连接装置120上，并通过驱动连接装置120安装在自行车的后车架上，例如，安装在后车轮的车轴外侧，当然，可以安装到其他合适的地方。可以理解的，该辅助轮110和驱动连接装置120可以为两套，分别设置在自行车的后车架的两侧，避免向两侧侧倒；当然，也可以合在一起构成一个整体，其形式可以根据设计要求进行变换。该控制装置140与感测装置150和驱动连接装置120连接，根据感测装置150监测到的自行车的运动参数，来输出控制信号至所述驱动连接装置120，由驱动连接装置120 控制辅助轮110抬起或放下。该电源130为驱动连接装置120、感测装置150和控制装置140等供电。该电源 130可以是充电电池，设有充电电路，接入外界电源130进行充电。可以理解的，也可以通过自行车骑行过程中产生的能量进行充电。进一步的，该电源130还设有电量显示电路，用于指示电池的剩余电量，以便于及时地进行充电。该感测装置150、控制装置140和电源130等，可以设置在一个控制盒内，安装到自行车车架的适当位置，保证控制装置140与驱动连接装置120的电连接即可。可以理解的， 该感测装置150、控制装置140、电源130等也可以与驱动连接装置120共同安装在一个外壳内，从而减少整个装置的零部件数量，更便于携带、安装。在本实施例中，该感测装置150包括加速度传感器152和陀螺仪153。该加速度传感器152和陀螺仪153用于监测自行车行的运动参数，并由控制装置140接收运动参数运算处理得到行车状态参数。该行车状态参书包括通过该加速度传感器152监测自行车前进方向上的速度，和/或，通过加速度传感器152监测自行车在水平方向上的左右水平加速度分量，来得到前进方向上的左右摆动频率；通过加速度传感器152监测自行车在水平方向上的左右水平加速度分量，来得到车体水平方向上产生的左右倾斜角度；以及通过陀螺仪 153监测自行车的角加速度，运算后得到的偏转角度。该前进方向上的速度和/或左右摆动频率、左右倾斜角度、偏转角度等共同组成了自行车的运动参数，通过对行车状态参数的对比分析，对自行车的行进状态和平衡姿态进行判断，从而得到控制信号。与感测装置150对应的，该控制装置140包括控制器142、以及与控制器142连接的存储器141。该存储器141中存储有行车状态参数阈值，控制器142将感测装置150检测到的运动参数进行运算后得到行车状态参数，将行车状态参数与存储的行车状态参数阈值对比，判断自行车的行进状态以及平衡状态，来得出控制驱动连接装置120动作的控制信号。可以理解的，该控制装置140还可以设有通讯接口，以对控制器142和存储器141的数据进行升级、存储等，便于使用。对应的，在本实施例中，该行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值、以及偏转角度阈值等。可以理解的，可以由控制器142对接收到的自行车的运动参数进行运算得到行进速度，并将该行进速度与存储器141中存储的速度阈值对比，判断该自行车是否处于平稳运行状态，并输出控制信号。或者，由控制器142对接收到的运动参数进行运算得到左右摆动频率，并将该左右摆动频率与存储器141中存储的左右摆动频率阈值对比，判断该自行车是否处于平稳运行状态，并输出控制信号。可以理解的，该左右摆动频率额可以根据陀螺仪监测得到的运动参数运算得到。同时，该控制器142接收加速度传感器152检测到的运动参数并进行运算，运算得到车体水平方向上产生的左右倾斜角度，将该左右倾斜角度与左右倾斜角度阈值对比，判断该自行车是否发生倾斜，并输出控制信号；
或者，该控制器142接收陀螺仪153检测到的运动参数并运算得到偏转角度，并将偏转角度与偏转角度阈值对比，判断该自行车是否发生倾斜，并输出控制信号。可以理解的，可以同时使用加速度传感器和陀螺仪进行监测能够相互补充精度更高；也可以根据需要使用部分参数，也能实现对自行车的姿态判断。该驱动连接装置120用于将辅助轮110可转动连接到自行车车架上，并通过控制装置140输出的控制信号来控制辅助轮110的抬起或落下。该驱动连接装置120可以包括连接机构以及驱动机构。该连接结构可以为连杆，一端通过采用螺栓、螺钉等连接件固定安装到自行车车架上，另一端则与驱动机构固定连接。该驱动机构可以包括驱动电机、传动组件等，通过驱动电机带动传动组件升降，进而带动安装在传动组件上的辅助轮110进行升降，即实现抬起或落下的功能。可以理解的， 该传动组件可以采用旋转升降组件、也可以采用竖直升降组件，主要能够实现抬起或落下的功能即可。在本实施例中，辅助轮110可以为两个，对应的驱动连接装置120为两个，分别安装在自行车车架的两侧，从而可以根据需要来控制其中之一动作，来自行车往一侧倾倒时， 对应该侧的驱动连接装置120驱动辅助轮110放下，从而无需两侧的辅助轮110同时落下， 使用更加方便、合理。当然，也可以同时放下或收起两侧的辅助轮。可以理解的，也可以根据需要仅仅在一侧设置辅助轮。在使用该自行车辅助装置时，首先将整个自行车辅助装置通过驱动连接装置120 安装到自行车上。例如，通过驱动连接装置120安装到自行车车架的后轮的车轴的位置处， 使得辅助轮110落下时能够支撑地面，起到辅助平衡的作用。然后，由感测装置150来监测自行车的运动参数，并发送至控制装置140，作为判断自行车的姿态的依据。由控制装置140根据运动参数运算得到行车状态参数，输出控制信号至驱动连接装置120，由驱动连接装置120带动辅助轮110抬起或落下。在本实施例中，通过加速度传感器152监测自行车的运动参数，并传送至控制装置140 ；由控制装置140的控制器141将该运动参数进行运算得到行车状态参数。根据行车状态参数运算得到前进方向上的速度。然后，将该速度与预存在存储器141中的速度阈值对比。当速度大于设定的速度阈值时，判断自行车正处于行进状态；而速度小于设定的速度阈值时，判断自行车正处于静止状态。或者，控制器141根据加速度传感器152和陀螺仪 153监测的运动参数运算得出左右摆动频率，将得到的左右摆动频率与左右摆动频率阈值对比。当左右摆动频率大于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于行进状态；而左右摆动频率小于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于静止状态。
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在自行车处于静止状态时，输出控制信号至驱动连接装置120，带动辅助轮110完全落下或落下到一定高度，起到支撑、平衡的作用。当自行车处于行进状态时，控制器141根据加速度传感器152监测的运动参数运算得到车体水平方向上产生的左右倾斜角度，与左右倾斜角度阈值进行对比；和/或，控制器141根据陀螺仪153监测的运动参数运算得到车体的偏转角度，并与偏转角度阈值进行对比。当左右倾斜角度和/或偏转角度在设定范围内，判断自行车处于平稳行进状态，并发出控制信号至驱动连接装置120，带动辅助轮110完全抬起或抬起到一定高度，从而避免辅助轮110对自行车平稳行进造成影响。在骑行的过程中，自行车发生倾斜时，加速度传感器152监测到的重力加速度分量、和/或左右水平加速度分量变化，控制装置140将左右倾斜角度与设定左右倾斜角度阈值对比，和/或，将偏转角度与偏转角度阈值进行对比，超出设定的范围时，发出控制信号至驱动连接装置120，带动辅助轮110慢慢地或者以一定速度完全落下或落下到一定高度起到辅助平衡自行车的作用，以不影响骑行者的感觉为原则，使得骑行者在不知不觉中练习，掌握好平衡。当然，还可以根据左右水平速度分量来判断自行车是往左侧还是右侧倾斜，从而控制对应一侧的辅助轮落下或收起。如图2是本发明的自行车骑行辅助装置的第二实施例，其与第一实施例的区别在于感测装置250与控制装置240的不同，其它结构(如辅助轮210、驱动连接装置220、电源 230等)与第一实施例基本相同，故不赘述。在本实施例中，该感测装置250包括加速度传感器252，省略了第一实施例中的陀螺仪。该加速度传感器252用于监测自行车行进过程速度。通过控制装置240进行处理得到行车状态参数，该行车状态参数包括前进方向上的速度和/或左右摆动频率，以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度等，作为判断自行车是否行进和倾斜的依据。与感测装置250对应的，该控制装置240包括控制器M2、以及与控制器242连接的存储器Ml。该存储器241中存储有行车状态参数阈值，控制器242将根据感测装置250 检测到的运动参数运算得到的行车状态参数与存储的行车状态参数阈值对比，得出控制驱动连接装置220动作的控制信号。可以理解的，该控制装置240还可以设有通讯接口，以对控制器242和存储器241 的数据进行升级、存储等，便于使用。在本实施例中，该行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值等。由控制器242对接收到的运动参数进行运算得到行进的速度，并将该速度与存储器Ml中存储的速度阈值对比，判断该自行车是否处于平稳运行状态，并输出控制信号。和/或，由控制器242对接收到的运动参数进行运算得到左右摆动频率，并将该左右摆动频率与存储器Ml中存储的左右摆动频率阈值对比，判断该自行车是否处于平稳运行状态，并输出控制信号。同时，该控制器242接收加速度传感器252检测到的运动参数并运算得到车体水平方向上产生的左右倾斜角度，将该左右倾斜角度与该左右倾斜角度阈值对比，判断该自行车是否发生倾斜，并输出控制信号。在使用该自行车辅助装置时，首先将整个自行车辅助装置通过驱动连接装置220 安装到自行车上。例如，通过驱动连接装置220安装到自行车车架的后轮的车轴的位置处，使得辅助轮210落下时能够支撑地面，起到辅助平衡的作用。然后，由感测装置250来监测自行车的运动参数，并发送至控制装置M0，作为判断自行车的姿态的依据。然后，由控制装置240根据运动参数运算得到行车状态参数，输出控制信号至驱动连接装置220，由驱动连接装置220带动辅助轮210抬起或落下。具体的根据行车状态参数得到前进方向上的行进速度，然后，将该速度与预存在存储器Ml中的速度阈值对比。当速度大于设定的速度阈值时，判断自行车正处于行进状态；而速度小于设定的速度阈值时，判断自行车正处于静止状态。或者，控制器241根据运动参数运算得出前进方向上的左右摆动频率，并与左右摆动频率阈值对比。当左右摆动频率大于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于行进状态；而左右摆动频率小于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于静止状态。在自行车处于静止状态时，输出控制信号至驱动连接装置220，带动辅助轮210完全落下或落下到一定高度，起到支撑、平衡的作用。当自行车处于行进状态时，控制器241根据运动参数运算得到车体水平方向上产生的左右倾斜角度，并与左右倾斜角度阈值进行对比。当左右倾斜角度在设定范围内，判断自行车处于平稳行进状态，并发出控制信号至驱动连接装置220，带动辅助轮210完全抬起或抬起到一定高度，从而避免辅助轮210对自行车平稳行进造成影响。在骑行的过程中，自行车发生倾斜时，加速度传感器252监测到的重力加速度分量、和/或左右水平加速度分量变化，控制装置240将运算得到的左右倾斜角度与设定左右倾斜角度阈值对比，超出设定的范围时，发出控制信号至驱动连接装置220，带动辅助轮 210慢慢地或者以一定速度完全落下或落下到一定高度起到辅助平衡自行车的作用，以不影响骑行者的感觉为原则，使得骑行者在不知不觉中练习，掌握好平衡。当然，还可以根据左右水平速度分量来判断自行车是往左侧还是右侧倾斜，从而控制对应一侧的辅助轮落下或收起。如图3所示，是本发明的自行车骑行辅助装置的第三实施例，其与第一实施例的区别在于感测装置350与控制装置340的不同，其它结构(如辅助轮310、驱动连接装置 320、电源330等)与第一实施例基本相同，故不赘述。在本实施例中，该感测装置350包括陀螺仪353，省略了第一实施例中的加速度传感器。该陀螺仪353用于监测自行车的左右摆动频率，以提供自行车是否平稳行进的判断依据。利用陀螺仪353来检测自行车的偏转角度，作为判断自行车是否倾斜的依据。该振动参数和偏转角度共同组成了自行车的行车状态参数，提供给控制装置340对自行车的姿态进行判断，从而得到控制信号。与该感测装置350对应的，该控制装置340包括控制器342、以及与控制器342连接的存储器341。该存储器341中存储有行车状态参数阈值，控制器342将感测装置350检测到的姿态参数与存储的行车状态参数阈值对比，得出控制驱动连接装置320动作的控制信号。可以理解的，该控制装置340还可以设有通讯接口，以对控制器342和存储器341 的数据进行升级、存储等，便于使用。在本实施例中，该行车状态参数阈值包括左右摆动频率阈值和偏转角度阈值。由控制器342对接收到的运动参数进行运算得到左右摆动频率，并将该左右摆动频率与存储器Ml中存储的左右摆动频率阈值对比，判断该自行车是否处于平稳运行状态，并输出控制信号。同时，该控制器342接收陀螺仪353检测到的运动参数并运算得到偏转角度，并将偏转角度与偏转角度阈值对比，判断该自行车是否发生倾斜，并输出控制信号。在使用该自行车辅助装置时，首先将整个自行车辅助装置通过驱动连接装置320 安装到自行车上。例如，通过驱动连接装置320安装到自行车车架的后轮的车轴的位置处， 使得辅助轮310落下时能够支撑地面，起到辅助平衡的作用。然后，由感测装置350来监测自行车的运动参数，并发送至控制装置340，作为判断自行车的姿态的依据。然后，由控制装置340根据运动参数运算得到行车状态参数，输出控制信号至驱动连接装置320，由驱动连接装置320带动辅助轮310抬起或落下。在本实施例中，通过陀螺仪353监测自行车的运动参数，并传送至控制装置340 ； 由控制装置340的控制器341将运动参数进行运算得到左右摆动频率和偏转角度。然后， 将该左右摆动频率与预存在存储器341中的左右摆动频率阈值对比。当左右摆动频率大于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于行进状态；而左右摆动频率小于设定的左右摆动频率阈值时，判断自行车正处于静止状态。在自行车处于静止状态时，输出控制信号至驱动连接装置320，带动辅助轮310完全落下或落下到一定高度，起到支撑、平衡的作用。当自行车处于行进状态时，将得到的偏转角度与偏转角度阈值进行对比，当偏转角度在设定范围内，判断自行车处于平稳行进状态，并发出控制信号至驱动连接装置320， 带动辅助轮310完全抬起或抬起到一定高度，从而避免辅助轮310对自行车平稳行进造成影响。在骑行的过程中，自行车发生倾斜时，陀螺仪353监测到偏转角度变化，控制装置340将偏转角度与设定的偏转角度阈值对比，超出设定的范围时，发出控制信号至驱动连接装置320，带动辅助轮310慢慢地或者以一定速度完全落下或落下到一定高度起到辅助平衡自行车的作用，以不影响骑行者的感觉为原则，使得骑行者在不知不觉中练习，掌握好平衡。以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种自行车骑行辅助装置，包括辅助轮，其特征在于，还包括驱动连接装置，感测装置，控制装置，以及为所述驱动连接装置、感测装置和控制装置供电的电源；所述辅助轮安装在所述驱动连接装置上，并且所述驱动连接装置固定安装在所述自行车上；所述感测装置用于监测所述自行车的运动参数，并将监测到的所述运动参数发送至所述控制装置，由所述控制装置根据所述运动参数运算后输出控制信号至所述驱动连接装置，由所述驱动连接装置控制所述辅助轮抬起或落下。
2.根据权利要求1所述的自行车骑行辅助装置，其特征在于，所述控制装置包括控制器、以及与所述控制器连接的存储器；所述存储器中存储有行车状态参数阈值；所述控制器将所述感测装置监测的所述运动参数运算后得到的行车状态参数，将所述行车状态参数与所述行车状态参数阈值对比，得出控制所述驱动连接装置动作的所述控制信号。
3.根据权利要求2所述的自行车骑行辅助装置，其特征在于，所述感测装置包括加速度传感器；所述行车状态参数包括由所述加速度传感器监测运算得到的前进方向上的速度和/ 或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度；所述行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值；所述控制器接收所述运动参数，通过运算后得到所述前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度，将所述前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度分别与之对应的阈值进行对比来输出所述控制信号。
4.根据权利要求2所述的自行车骑行辅助装置，其特征在于，所述感测装置包括陀螺仪；所述行车状态参数包括将由所述陀螺仪检测得到的角加速度经过运算后得到的偏转角度；所述行车状态参数阈值包括偏转角度阈值；所述控制器运算得到所述行车状态的所述偏转角度，并将所述偏转角度与所述偏转角度阈值进行对比来输出所述控制信号。
5.根据权利要求4所述的自行车骑行辅助装置，其特征在于，所述行车状态参数还包括由所述陀螺仪检测得到的左右摆动频率；所述行车状态参数阈值还包括左右摆动频率阈值；所述控制器接收所述陀螺仪检测到的角加速度的变化参数并运算得到所述左右摆动频率，并将所述左右摆动频率与所述左右摆动频率阈值进行对比判断所述自行车行进状态来输出所述控制信号。
6.根据权利要求2所述的自行车骑行辅助装置，其特征在于，所述感测装置同时包括加速度传感器和陀螺仪；所述加速度传感器和陀螺仪感测所述自行车的所述运动参数；并由所述控制器接收所述运动参数运算处理得到行车状态参数，所述行车状态参数包括由所述加速度传感器监测运算得到的前进方向上的速度和/或左右摆动频率、车体水平方向上产生的左右倾斜角度、以及由所述陀螺仪检测得到的角加速度经过运算后得到的偏转角度；对应的，所述行车状态参数阈值包括前进方向上的速度阈值和/或左右摆动频率阈值、车体水平方向上产生的左右倾斜角度阈值、以及偏转角度阈值；所述控制器接收所述行车状态参数，判断所述自行车的行进状态以及平衡状态来输出所述控制信号。
7.一种自行车，包括自行车车架，其特征在于，还包括安装在所述自行车车架上的、上述任一权利要求所述的自行车骑行辅助装置。
8.一种利用上述权利要求的自行车骑行辅助装置的自行车骑行辅助方法，其特征在于，包括以下步骤51将所述自行车骑行辅助装置通过其驱动连接装置安装到所述自行车上；52监测所述自行车的运动参数，并发送至控制装置；53由所述控制装置根据所述运动参数，输出控制信号至驱动连接装置，由所述驱动连接装置带动所述辅助轮抬起或落下。
9.根据权利要求8所述的自行车骑行辅助方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过加速度传感器以及陀螺仪监测所述自行车的运动参数；所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2通过加速度传感器以及陀螺仪监测得到的所述运动参数运算得到左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的偏转角度；S3-2 将步骤S3-1得到的左右摆动频率与左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的偏转角度与偏转角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置，带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。
10.根据权利要求8所述的自行车骑行辅助方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过加速度传感器监测所述自行车的运动参数；所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2监测得到的所述运动参数运算得到前进方向上的速度和/或左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的左右倾斜角度；S3-2 将步骤S3-1得到的速度和/或左右摆动频率与速度阈值和/或左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的左右倾斜角度与左右倾斜角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置， 带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。
11.根据权利要求8所述的自行车骑行辅助方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过陀螺仪监测所述自行车的运动参数；所述步骤S3包括步骤S3-1 所述控制装置根据所述步骤S2监测得到的所述运动参数运算得到左右摆动频率、以及车体水平方向上产生的偏转角度；S3-2 将步骤S3-1得到的左右摆动频率与左右摆动频率阈值进行对比，判断所述自行车处于静止状态或者行进状态；S3-3 当所述步骤S3-2判断所述自行车为行进状态时，将步骤S3-1得到的偏转角度与偏转角度阈值进行对比，通过运算判断输出所述控制信号至所述驱动连接装置，带动一侧或两侧的所述辅助轮完全抬起或完全落下、或者抬起一定高度及落下一定高度。
全文摘要
本发明涉及一种自行车骑行辅助装置、用该辅助装置的自行车及辅助方法。该辅助装置包括辅助轮、驱动连接装置、感测装置、控制装置以及电源，并固定安装在自行车上；感测装置用于监测自行车的运动参数，并将监测到的运动参数发送至控制装置，由控制装置根据运动参数运算得到的行车状态参数，再根据状态参数与参数阈值比较后的结果，输出控制信号至驱动连接装置，控制辅助轮抬起或落下。通过监测自行车的运动参数，来控制辅助轮抬起或落下，即在自行车平稳前进时，辅助轮自动收起，不会影响自行车的正常骑行；监测到自行车左右倾斜的角度大于设定值时，控制辅助轮自动放下，起到支撑作用，避免自行车的侧倒，使学习者在不知不觉中练习骑行，掌握好平衡。
文档编号B62H1/12GK102358364SQ20111025836
公开日2012年2月22日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者罗富强 申请人:深圳市合智创盈电子有限公司