[发明专利]一种具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台

说明书

本发明公开了一种具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台，包括用于支撑自行车的机架，还包括：电动机；施力于自行车的传动件；设置在电动机与传动件之间，用于控制传动件所受驱动力度大小的离合器；用于检测自行车运行参数的传感器；微处理器，接收所述传感器的检测信号，并对其进行计算，将计算得到的结果输出；离合器控制系统，用于接收所述微处理器的计算结果，根据该结果对对所述离合器进行实时控制。本发明提供的具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台，能够通过传感器信息接入虚拟现实系统进行真实性更强的骑行模拟；能够进行神经系统受损病人的平衡机能康复；能够训练骑行初学者直至专业运动员的平衡能力，使用范围、前景广泛。

技术领域

本专利涉及一种骑行模拟系统，具体为一种具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台。

背景技术

骑行是一项锻炼人体腿部、腰部、手部等多部位肌肉及身体平衡功能的有氧运动。但受交通、气候、环境等因素影响，如雨天、重度空气污染等情况下，室外骑行并不适合，因此需要一种能够在室内进行骑行模拟的平台。

室内骑行模拟平台有诸多优点。除能够解决上述影响外，还可对神经系统疾病患者进行平衡康复训练、对专业骑行运动员进行系统训练、接入虚拟现实系统实现仿真骑行等，并尽可能地避免室外骑行意外因素导致的骑行者受伤。

目前市场上的骑行平台多数称为“动感单车”，只能进行脚踏运动而没有方向转动，仅具有训练腿部肌肉的功能，没有锻炼人体平衡能力的功能，骑行体验不够真实。其体验不够真实的实质原因在于缺乏自行车转向与平衡的仿真。

中国专利申请号为201610591225.8的专利文献所提出的一种仿真自行车式平衡协调功能障碍康复训练装置，通过步进电机和滚珠丝杆驱动俯仰、横滚两轴的转动仿真骑行的姿态变化，进而训练康复者的平衡感知能力。该装置对于转向姿态起到一定程度的仿真。但由于采用的传动均为刚性传动，人体坐在自行车上承受的是被动的俯仰翻滚，而不是依靠人体平衡机能对自行车进行主动的平衡，不锻炼人体的主动平衡能力，骑行仿真程度还有待提高。

发明内容

针对现有产品、发明存在的不足，本发明提出一种具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台。该平台不采用刚性传动系统，而是采用柔性传力系统，通过对自行车施加一定的侧向力模拟转向受到的惯性力，使用者通过主动调节其自身姿态，使人—行车系统到达新的平衡状态，从而自然地形成转弯时的车身倾角。通过微处理器检测自行车前轮的转角和车轮转速，动态地将对应力传至自行车身，实时地模拟骑行状态。

一种具有自行车姿态控制功能的骑行模拟平台，包括用于支撑自行车的机架，还包括：

电动机；

施力于自行车的传动件；

设置在电动机与传动件之间，用于控制传动件所受驱动力度大小的离合器；

用于检测自行车运行参数的传感器；

微处理器，接收所述传感器的检测信号，并对其进行计算，将计算得到的结果输出；

离合器控制系统，用于接收所述微处理器的计算结果，根据该结果对对所述离合器进行实时控制。

作为优选，所述传感器包括分别用于实时监测前轮转角和后轮速度的前轮转角传感器、后轮速度传感器；所述微处理器分别接收所述前轮转角传感器、后轮速度传感器的前轮转角信息和后轮速度信息，得到人-自行车系统理论转弯惯性力值，并输出至离合器控制系统。

作为优选，所述传动件为柔性传动件。比如可以采用尼龙绳。

作为优选，所述电动机为转速为150～300转的减速电机。