[发明专利]模拟自行车野外环境训练及健身设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种健身设备，具体地说是一种模拟自行车野外环境训练及健身设备。

背景技术

长期以来，自行车运动员都在与比赛真实环境相同或接近的野外环境中训练，如真实路面环境，包括上坡、下坡、转弯、极度颠簸、刮风、严寒和酷暑的温度、高原缺氧等恶劣的环境。这样，运动员往往需要长途跋涉去昆明等训练基地，训练器材的搬运也是一个繁琐的任务，而且运动员在这些环境中训练也会涉及到安全问题。同时，一个训练团队在野外生活以及训练器械搬运时交通工具都会对环境造成污染。

目前市场上的健身器功能较少，且很少能模拟野外真实训练环境。设计自行车训练器需要同时考虑自行车自身设计和运动员身体状况变化，国内在这方面研制比较少，只有大连交通大学为国家自行车队开发出了一款用于训练的自行车模拟器，大部分产品都是国外研制的。

欧美国家对自行车模拟训练装置的研究比较早，早在七八十年代就出现了许多自行车模拟训练器专利产品。目前国外新加坡的南洋大学和韩国科技大学都研制出了先进的交互式的模拟训练器。

Max-Plank学会开发出了一款自行车模拟器，该模拟器有一个视觉模拟器组成，含有一个大的截锥形投影屏和能产生简单运动的系统。梅隆卡耐基大学也研制了一款简单的自行车模拟器，它包括一个头盔显示器和简单的踏板装置。这些技术设备比较复杂，成本较高，不利于推广使用，而且功能较少，很少能模拟野外真实环境。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种能够模拟风、温度和缺氧等野外环境和不同路况，运动强度可调，自发电、节能，成本低，应用范围广的模拟自行车野外环境训练及健身设备。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：一种模拟自行车野外环境训练及身设备，包括机械部分和控制部分，机械部分和控制部分通过电路连接，机械部分包括路况模拟装置和设于其上的自行车体，自行车体通过支撑装置固定于路况模拟装置上，自行车体上设有加载装置。

所述的自行车体包括车把、车座、车架、中轴、后轮、脚蹬和链传动系统，车座和车把设于车架上，中轴、后轮、脚蹬和链传动系统设于车架的下部。

所述的支撑装置包括前支撑架和后支撑架，前支撑架上端与车架前部固定连接，下端固定于路况模拟装置上；后支撑架上端与后轮的轴固定连接，下端固定于路况模拟装置上；前、后支撑架均呈梯形，其下部连接有支撑加强杆。

所述的路况模拟装置包括上、下平板和中间支撑部分，中间支撑部分包括与自行车车把对应的大气缸、与自行车后轮对应的三个支杆和安全装置，大气缸和三个支杆的上下两端分别与上、下平板连接，安全装置分别与上、下平板及三个支杆的中间支杆连接。

所述的三个支杆包括中间支杆和左、右支杆，三个支杆两端分别与上、下平板铰接；左支杆从上而下由钢筋、小气缸、杆端轴承组成；右支杆从上而下由钢筋、弹簧、杆端轴承组成。

所述的安全装置包括一之字形支架、一气缸和一斜杆，之字形支架呈倾斜设置并与上下平板铰接，斜杆一端与下、平板连接，另一端与三个支杆中的中间支杆连接；气缸一端与之字形支架中的横杆铰接，另一端与斜杆铰接。

所述的下平板下部两侧分别设置一个大于下平板长度的角钢，角钢下部的四个角上分别设有一个滚轮。

所述的上平板上部自行车体后轮处设置一励磁发电机，励磁发电机通过摩擦轮与自行车后轮接触连接，励磁发电机的输出端通过线路与固定在车把上的风机连接。

所述的加载装置为磁粉制动器，磁粉制动器固定于上平板下部，通过链条与自行车后轴上的一链轮连接。

所述的控制部分包括数据采集器、显示装置和控制装置，数据采集器、显示装置、磁粉制动器分别与控制装置连接，数据采集器包括固定于支架下底板的环境温度传感器、置于使用者头盔中体温传感器、夹在使用者手指上心率传感器、固定于路况模拟装置上的中间支杆与上平板铰接处的的上下坡角度传感器、置于自行车体车把转动处的转弯角度传感器和通过置于自行车后支架上的漫反射光电开关测量计计算的速度传感器；显示装置为一显示面板，显示面板设置于自行车体车把的中间，其上有设有显示上下坡、左右摆指示灯，气缸到达上极限位置和下极限位置时的指示灯；控制装置为PLC或单片机。