[发明专利]一种智能骑行设备及其功率计算方法

权利要求书

1.一种智能骑行设备的功率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，功率的影响因素：根据功率的计算公式为P＝T*N/9550，其中P为功率、T为扭矩、N为转速，功率的主要影响因素为扭矩以及转速；

步骤二，扭矩的影响因素：步骤一中扭矩的影响因素来源于骑行台惯性轮上洛伦兹力施加的阻力，其计算公式为F＝Q(E+V₁*B)，其中V₁为线速度、B为磁感应强度、Q为电荷量；扭矩的主要影响因素为线速度、磁感应强度以及电荷量；

步骤三，阻力线性调节：根据电磁加阻原理，通过调节磁体与惯性轮圆心之间的距离即位移量，控制磁体与惯性轮的铝环之间的相对感应面积和磁感应通量的变化，从而改变扭矩值大小；

步骤四，功率计算：由于反作用力中电荷量Q难以控制与检测，则通过功率测试台对骑行台进行整体功率测试，速度传感器对线速度进行实时监测，即可反推得到永磁体的位移量与扭矩变化之间的关系；

在同转速条件下，在扭矩均值最大位置处，控制磁体位移量的线性调节，通过与功率测试台上得到的功率数据的变化，得到功率的控制公式为位移量L₁对应的扭矩值*惯性轮转速N＝扭矩*测试机转速＝功率P。

2.根据权利要求1所述的一种智能骑行设备的功率计算方法，其特征在于，所述步骤二中线速度V₁的计算公式为V₁＝2πr₁n，其中n为转速，可通过速度传感器直接监测得到；r₁为磁体至惯性轮圆心之间的距离，作为变量控制线速度的线性调节。

3.根据权利要求2所述的一种智能骑行设备的功率计算方法，其特征在于，所述步骤三包括：

S1，位移原点校准：磁体在位移机构的带动下滑动，磁体上设置的原点限位开关被光电限位传感器检测到时，定义为位移原点；

S2，位移量线性调节：位移机构带动磁体滑动，通过光电限位传感器对磁体位置进行检测，滑动位置与S1中位移原点之间的距离定义为位移量L₁。

4.根据权利要求1所述的一种智能骑行设备的功率计算方法，其特征在于，所述步骤四中的扭矩均值最大位置为永磁体与惯性轮磁通量面积最大、线速度最大的位置。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的智能骑行设备功率计算方法用智能骑行设备，其特征在于，包括骑行台主梁(1)、惯性轮(2)、永磁体(3)以及位移机构(4)，所述惯性轮(2)转动连接在骑行台主梁(1)的一侧，所述永磁体(3)与惯性轮(2)之间设置有间隙，所述位移机构(4)设置在骑行台主梁(1)靠近惯性轮(2)的一侧，所述永磁体(3)通过位移机构(4)与骑行台主梁(1)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能骑行设备，其特征在于，所述位移机构(4)包括步进电机(41)、丝杠(42)、滑动块(43)以及限位装置，所述步进电机(41)固定设置在骑行台主梁(1)上的一侧，所述丝杠(42)通过步进电机(41)驱动转动，所述滑动块(43)套设在丝杠(42)上且与丝杠(42)滑动连接，所述永磁体(3)固定设置在滑动块(43)上，所述限位装置用于监测永磁体(3)的位移量。

7.根据权利要求6所述的一种智能骑行设备，其特征在于，所述限位装置包括光电限位传感器(44)以及原点限位开关(45)，所述光电限位传感器(44)固定设置在骑行台主梁(1)的一侧，所述原点限位开关(45)固定设置在滑动块(43)的一侧，所述原点限位开关(45)与光电限位传感器(44)对应设置且电信号连接。

8.根据权利要求6所述的一种智能骑行设备，其特征在于，所述永磁体(3)与滑动块(43)之间固定设置有磁铁垫板(5)。

9.根据权利要求6所述的一种智能骑行设备，其特征在于，所述步进电机(41)选用四相步进电机，所述丝杠(42)螺距设置为1mm。