一种自动获取踏频的智能自行车及踏频的获取方法与流程

本发明涉及智能自行车的领域，具体而言，涉及一种自动获取踏频的智能自行车及踏频的获取方法。

背景技术：

目前，自行车成为越来越受欢迎的代步工具，上下班、日常骑行成为人们青睐的健康的代步方式。自行车的踏频(1分钟脚踏转动一圈的次数)成为衡量骑行者骑行状态的一个重要参数。自行车踏频不仅可以增加骑行效率，维持一个稳定正确的踏频能够有效防止关节受伤，将踏频次数维持在最优踏频率上，将获得最佳能量的输出功率比，使得骑行者耐久性好，不容易疲劳。在骑乘自行车时，通过采集踩踏频率(踏频)来记录和分析运动表现，便于制定适合的运动计划，有助于调节骑者的体力、耐肌力、心肺输出等。

现有的用于采集自行车踏频的踏频传感器主要采用感应原理，多为磁铁与霍尔元件计数器相配合，磁铁与感应线圈计数器配合，实现踏频数据的采集。该踏频传感器需要两个分离部件之间相互运动配合才能获得相应数据，至少要有一个部件固定在车架上，另一部件需要固定在与中轴联动的曲柄上同步转动才能实现。现有的自动车并没有提供可以牢靠固定踏频传感器的位置，只能通过绑带等对相应的部件进行固定，长时间运动对感应的两部件之间位置发生偏移，影响稳定性。

技术实现要素：

本发明提供了一种自动获取踏频的智能自行车，旨在改善现有的智能自行车踏频获取装置安装不便的问题。

本发明提供了智能自行车踏频的获取方法，旨在改善现有的自行车的踏频获取困难的问题。

本发明是这样实现的：

一种自动获取踏频的智能自行车，包括自行车本体和安装在自行车本体上的踏频获取装置，踏频获取装置包括加速度传感器和与加速度传感器连接的处理器，加速度传感器用于获取自行车本体在运动方向上的实时加速度，处理器用于根据实时加速度与时间的曲线计算出骑行者的踏频。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，自行车本体包括车把、车身以及示意灯，踏频获取装置设置于示意灯中。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，示意灯可拆卸连接于车身上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括显示装置，显示装置与处理器信号连接，用于显示处理器的计算结果。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，显示装置包括码表、显示器、安装有相应app的便携式设备中的一种或多种。

一种智能自行车踏频的获取方法，应用上述的自动获取踏频的智能自行车，包括以下步骤：

s1：获取智能自行车运动方向上的实时加速度值；

s2：根据加速度值与时间，获取智能自行车的加速度-时间曲线，加速度-时间曲线上形成多个加速度峰值；

s3：根据加速度-时间曲线获取智能自行车的实时踏频。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s3,中，根据加速度-时间曲线获取智能自行车的实时踏频进一步包括：

s31，获取加速度-时间曲线获取上相邻两个加速度峰值之间的间隔时间t；

s32，根据间隔时间t获取智能自行车的实时踏频f，f＝1/t。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，s31步骤之后，s32步骤之前，还包括以下步骤：

将间隔时间t与预设时间范围比对，判断间隔时间是否处于预设时间内，是则进入步骤s32，否则继续执行s31步骤。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s32后，进一步包括：

s4，处理器根据实时踏频对骑行者进行告警。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，处理器根据实时踏频对骑行者进行告警的步骤进一步包括：

s41，实时踏频超出当前时刻之前预设时间段内的实时踏频数据范围，处理器提示骑行者踏频变化；

s42，实时踏频小于或等于预设阈值，处理器提示骑行者踏频过低。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述设计得到的自动获取踏频的智能自行车，通过加速度传感器获取自行车在运动方法上的实时加速度，将脚踏的转动次数转化为自行车在运动方向上的加速度的变化，通过测量相邻的两次加速度峰值之间的时间，从而得到智能自行车的踏频，无需将踏频获取装置安装在脚踏板或脚踏的曲柄上，安装方便，且能够有效避免装置随脚踏板或曲柄运动造成误差，具有准确度高、实用性强、工作稳定可靠的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1的智能自行车的结构示意图；

图2是本发明实施例1的踏频获取装置的方框图；

图3是本发明实施例1的踏频获取方法的流程示意图；

图4是本发明实施例1的踏频获取方法的原理示意图。

图标：100-智能自行车；110-自行车本体；111-车把；112-车身；113-示意灯；120-踏频获取装置；121-加速度传感器；122-处理器；130-显示装置。

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“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1，参照图1和图2所示：

本实施例提供一种自动获取踏频的智能自行车100，包括自行车本体110和安装在自行车本体110上的踏频获取装置120。踏频获取装置120用于检测自行车运行方向上的加速度，然后通过加速度-时间曲线获得骑行者的踏频。

踏频获取装置120包括加速度传感器121和与加速度传感器121连接的处理器122。加速度传感器121用于获取自行车本体110在运动方向上的实时加速度，处理器122用于根据实时加速度与时间的曲线计算出骑行者的踏频。

优选地，加速度传感器121为三轴加速度传感器或两轴加速度传感器。处理器122能够完成指令与处理数据，例如可以采用单片机或cpu等集成电路以供实现。

自行车本体110包括车把111、车身112以及示意灯113，踏频获取装置120设置于示意灯113中。优选地，示意灯113为自行车上的尾灯装置，设置在自行车车身112的后部。更为优选地，示意灯113可拆卸地连接于车身112上。例如，示意灯113通过卡扣件、螺栓组件等固定在车身112的后部。

通过将踏频获取装置120集成在示意灯113中，无需对现有的自行车的结构和构造进行任何改变，能够使得踏频获取装置120能够适应于各种类型的自行车，安装方便。

进一步地，自行车本体110上还设有显示装置130，显示装置130与处理器122信号连接，用于显示处理器122的计算结果。

优选地，显示装置130包括码表、显示器、安装有相应app的便携式设备中的一种或多种。例如，显示装置130为码表，安装在车把111部位，实时显示踏频获取装置120获取的踏频数据等，易于骑行者观察和把握自己的踏频数据。

请参阅图3和图4，本发明提供一种智能自行车踏频的获取方法，应用上述的自动获取踏频的智能自行车100，包括以下步骤：

s1：获取智能自行车运动方向上的实时加速度值；

s2：根据加速度值与时间，获取智能自行车的加速度-时间曲线，加速度-时间曲线上形成多个加速度峰值；

s3：根据加速度-时间曲线获取智能自行车的实时踏频。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s3,中，根据加速度-时间曲线获取智能自行车的实时踏频进一步包括：

s31，获取加速度-时间曲线获取上相邻两个加速度峰值之间的间隔时间t；

s32，根据间隔时间t获取智能自行车的实时踏频f，f＝1/t。

在自行车的行驶过程中，骑行者会在车轮每转动一圈时施加一个自行车向前行驶的力，因此，自行车会在车轮每转动一圈时产生一个向前的加速度的峰值，通过记录加速度传感器产生的向前的加速度的峰值之间的间隔时间t，得到该段时间内的平均踏频为f＝1/t。由于车轮转动一圈的时间非常短，因此，该平均踏频近似于骑行者的实时踏频。例如，两个加速度峰值之间的时间间隔为0.0125min，则该时间骑行者的踏频为80。

进一步地，s31步骤之后，s32步骤之前，还包括以下步骤：

将间隔时间t与预设时间范围比对，判断间隔时间t是否处于预设时间范围内，是则进入步骤s32，否则继续执行s31步骤。优选地，预设时间范围为0.008-0.05min。更为优选地，预设时间范围为0.01-0.025min。通过设置预设的时间范围，对间隔时间t进行判断，可以有效避免自行车处于非正常骑行状态时，对于踏频的误计。例如，推动自行车前进时，停止对踏频的采集，或是骑行者处于下坡状态时，停止对踏频的采集。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s32后，进一步包括：

s4，处理器根据实时踏频f对骑行者进行告警。

进一步地，处理器根据实时踏频f对骑行者进行告警的步骤进一步包括：

s41，实时踏频f超出当前时刻之前预设时间段内的实时踏频数据范围，处理器提示骑行者踏频变化；

s42，实时踏频小于或等于预设阈值，处理器提示骑行者踏频过低。

优选地，当前时刻之前预设时间段的实时踏频数据范围为当前时刻之前1-4min内的踏频数据范围，例如当前时刻的实时踏频为40，该时刻之前3min内实时踏频的数据范围为70-90，则处理器提醒骑行者实时踏频变低。将每一时刻的实时踏频都与该时刻之前的历史踏频数据进行对比，并及时对骑行者进行提醒，能够保证骑行者的踏频稳定在一个固定的范围内，避免踏频时而过高或过低，而影响骑行者。

当骑行者的踏频稳定在一个固定的范围(例如80-100)时，能够获得最佳能量输出功率比，用合理正确的踏频也可以有效防止膝盖损伤。步骤s42中，通过设定预设阈值，比对实时踏频f和预设阈值，当实时踏频小于或等于预设阈值，对骑行者进行提醒，让骑行者根据自身的情况进行合理的调整。

此外，可以通过设定不同的骑行模式，例如爬坡模式和平路模式，不同的骑行模式对应不同的预设阈值，骑行者可以自由在骑行模式和平路模式间进行切换。优选地，爬坡模式的预设阈值为65-75，平路模式的预设阈值为85-100。

本发明实施例通过将自行车运动时加速度的数据周期性变化转化为踏频数据，数据更为准确，无需对自行车的脚踏结构进行任何改造，且无需将踏频获取装置无需随脚踏一起运动，工作更为稳定、可靠。此外，进一步将踏频获取装置集成在自行车的示意灯上，安装简便。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。