健身遊戲自行車系統的製作方法
2023-10-07 20:13:09 1
健身遊戲自行車系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種健身遊戲自行車系統，包括一輛簡易自行車，所述自行車包括方向把、腳蹬支架、車體底梁，所述方向把兩端部為手柄，還包括主控盒，所述的主控盒通過夾緊裝置固定在所述的方向把上，所述的主控盒內設置有一主控板和分別與所述主控板連接的電子羅盤傳感器、陀螺儀、遊戲控制器，在手柄上固設有加速器和剎車模塊，所述的腳蹬支架上設置有至少一個磁鋼，在車體底梁上設置有霍爾傳感器，所述主控板還通過有線或者無線連接有一LCD顯示屏，遊戲控制器與計算機連接，主控板還連接有顯示裝置，健身遊戲自行車系統，結構簡單易組合、拆卸，與普通家用自行車組合使用，成本低。
【專利說明】健身遊戲自行車系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於自行車【技術領域】，具體地說，是涉及一種健身遊戲自行車系統。
【背景技術】
[0002]電動跑步機是目前健身器材中的主流產品，它是通過電機帶動跑步帶使人以不同的速度被動地跑或走，在人體用力方面，比在地面上跑、走省去了一個蹬伸動作，可使人比在地面運動消耗更多能量，但由於其功能比較單一，缺乏娛樂性和交互性，長時間鍛鍊會使人感到枯燥乏味，傳統電動跑步機這種單調重複運動已難以滿足人們對健身品質的要求。
[0003]目前也出現了具有遊戲控制及健身鍛鍊功能的健身裝置，公布號為CN103203099發明專利，提供了一種健身自行車的遊戲裝置和健身自行車系統，其將遊戲控制裝置與健身自行車的信息處理模塊連接，增強了健身車的娛樂性，其不足之處在於改進的前提仍然是基於專門的健身自行車，成本較高，不利於健身自行車的普遍推廣使用，而且硬體模塊與健身自行車集成於一體，不便安裝和拆卸，給使用造成不便。
[0004]基於此，如何發明一種的經濟型健身遊戲自行車系統，使用一臺普通家用自行車即可實現，降低成本的同時增強了自行車運動的娛樂性，是本發明主要解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]本實用新型為了解決現有普通自行車缺乏娛樂性以及娛樂健身自行車製作成本高、拆卸不方便的問題，提供了一種健身遊戲自行車系統，結構簡單易組合、拆卸，與普通家用自行車組合使用，成本低。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現:
[0007]一種健身遊戲自行車系統，包括一輛簡易自行車，所述自行車包括方向把、腳蹬支架、車體底梁，所述方向把兩端部為手柄，還包括主控盒，所述的主控盒通過夾緊裝置固定在所述的方向把上，所述的主控盒內設置有一主控板和分別與所述主控板連接的電子羅盤傳感器、陀螺儀、遊戲控制器，在手柄上固設有加速器和剎車模塊，所述的腳蹬支架上設置有至少一個磁鋼，在車體底梁上設置有霍爾傳感器，所述的加速器、剎車模塊、霍爾傳感器分別與主控板連接，所述主控板還通過有線或者無線連接有一 IXD顯示屏，所述的遊戲控制器與計算機連接，所述的主控板還連接有顯示裝置，所述的夾緊裝置包括通過螺栓緊固的底部夾緊片和頂部夾緊片，所述的底部夾緊片和頂部夾緊片固定後形成一用於套到所述方向把上的套筒，所述的頂部夾緊片上形成有主控盒支架，所述的主控盒支架包括底板和與底板一體成型的兩側邊。
[0008]進一步的，還包括無線發射模塊和無線接收模塊，所述無線發射模塊與主控板連接，所述無線接收模塊通過一單片機連接IXD顯示屏。
[0009]進一步的，所述的主控板有線連接IXD顯示屏，所述IXD顯示屏固設於所述主控盒的外表面上。
[0010]進一步的，還包括心率耳夾，所述心率耳夾上固定有與主控板連接的心率傳感器。[0011]進一步的，還包括脈搏檢測裝置，所述脈搏檢測裝置上設置有與主控板連接的脈搏傳感器。
[0012]進一步的，所述的脈搏傳感器包括依次連接的信號拾取電路、低通濾波放大電路、以及波形整形電路，所述的信號拾取電路包括發光二極體、光敏二極體，所述發光二極體的負極一方面連接第一運算放大器的輸出端，另外一方面連接光敏二極體的負極，所述光敏二極體的正極通過一濾波電路連接第二運算放大器的反相輸入端，所述第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端連接，所述第二運算放大器的輸出端連接低通濾波放大電路的輸入端。
[0013]進一步的，所述的低通濾波放大電路的輸入端依次連接限壓電阻(R6)、電解電容(C3)後，一方面連接第一電容(C4)後接地，另外一方面通過連接第一電阻(R7)後與第三運算放大器的反相輸入端連接，再一方面通過連接第二電阻(R8)後連接第三運算放大器的輸出端，所述第三運算放大器的反相輸入端與輸出端之間還連接有第二電容(R8)，第三運算放大器的輸出端連接波形整形電路的輸入端。
[0014]進一步的，所述的波形整形電路包括第一單穩態多諧振蕩器和第二單穩態多諧振蕩器，所述第一單穩態多諧振蕩器的正脈衝輸出端連接第一二極體(Dl)後連接NPN三極體(T3)的基極，第二單穩態多諧振蕩器的正脈衝輸出端連接第二二極體(D2)後連接NPN三極體(T3)的基極，所述第一單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第三電阻(R22)後連接電壓源，另外一方面連接第三電容(C20)後接地，所述第二單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第四電阻(R13)後連接電壓源，另外一方面連接第四電容(C7)後接地。
[0015]進一步的，所述的加速器、剎車模塊通過綁紮帶分別綁紮在兩個手柄上。
[0016]進一步的，在自行車的後輪軸上鉸接設有雙支腿。
[0017]與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是:本實用新型的健身遊戲自行車系統，以普通自行車搭建健身遊戲控制一體化平臺並綜合運用以立體電子陀螺儀和心率傳感器為為核心的多種傳感器技術、單片機控制技術、無線數據傳輸技術，具備傳統電動跑步機各種健身模式且具有專用遊戲控制器的各種功能，結構簡單易組合、拆卸，成本低，增強了自行車運動的娛樂性。
[0018]結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述後，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型所提出的健身遊戲自行車系統一種實施例結構示意圖；
[0020]圖2是圖1中系統連接方框圖；
[0021]圖3是圖1中夾緊裝置結構示意圖；
[0022]圖4是實施例一中括脈搏檢測裝置結構示意圖；
[0023]圖5是圖4中脈搏檢測裝置的電路原理圖；
[0024]圖6是本實施例一中的低通濾波放大電路原理圖；
[0025]圖7是本實施例一中的波形整形電路原理圖。
【具體實施方式】[0026]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0027]實施例一，參見圖1所示，本實施例的健身遊戲自行車系統，包括一輛簡易自行車，該自行車包括方向把1、腳蹬支架2、車體底梁3，方向把I兩端部為手柄4，還包括主控盒5，主控盒5通過夾緊裝置6固定在方向把I上，參見圖2所示，主控盒5內設置有一主控板和分別與所述主控板連接的電子羅盤傳感器、陀螺儀、遊戲控制器，在手柄上固設有加速器7和剎車模塊8，腳蹬支架2上設置有至少一個磁鋼9，在車體底梁3上設置有霍爾傳感器10，加速器7、剎車模塊8、霍爾傳感器分別與主控板連接，主控板還通過有線或者無線連接有一 IXD顯示屏，遊戲控制器與計算機(圖1中未示出)連接，所述的主控板還連接有顯示裝置(圖1中未示出)，參見圖3所示，夾緊裝置6包括通過螺栓緊固的底部夾緊片61和頂部夾緊片62，所述的底部夾緊片61和頂部夾緊片62固定後形成一用於套到所述方向把上的套筒63，頂部夾緊片62上形成有主控盒支架，所述的主控盒支架包括底板64和與底板一體成型的兩側邊65。本實施例的健身遊戲自行車系統的工作原理是:本系統以主控板為核心，由陀螺儀、電子羅盤傳感器、霍爾傳感器的電子器件相結合，其中，由陀螺儀、電子羅盤傳感器用於採集自行車車頭方向的信號，採集自行車車頭方向的信號，由霍爾傳感器來檢測自行車車輪和腳蹬動作的信號，由手柄上的剎車模塊來判斷是否剎車的信號，加速器7判斷加速信號，各傳感器將採集到的信號經過I2C總線與主控板進行通信，由主控板對信號進行分析後，相應的轉換為控制遊戲控制器的控制信號，遊戲控制器將信號傳輸至計算機，進而通過顯示裝置顯示出遊戲畫面，以及所採集的遊戲者的參數信息。
[0028]為了方便將加速器7、剎車模塊8固定在自行車上，加速器7、剎車模塊8通過綁紮帶分別綁紮在兩個手柄4上，加速器7和剎車模塊8的安裝、拆卸極為方便。在自行車的後輪軸上鉸接設有雙支腿12，用於將自行車後車輪支撐脫離地面，無需專門設置自行車固定裝置。[0029]具體在本實施例中，還包括無線發射模塊和無線接收模塊，無線發射模塊與主控板連接，所述無線接收模塊通過一單片機連接IXD顯示屏，主控板通過無線發射模塊將一些參數信息發送至無線接收模塊，進而通過LCD顯示屏顯示。通過無線傳輸技術，可以將IXD顯示屏放置在遠處，減少連接線。
[0030]當然，IXD顯示屏還可以通過有線與主控板連接，所述IXD顯示屏固設於所述主控盒的外表面上，這樣連接方便使用者查看LCD顯示屏的信息，該LCD顯示屏可以是觸控螢幕，通過其執行其他參數輸入操作。
[0031]為了可以採集使用者的生理參數信息，如圖1所示，還包括心率耳夾11，心率耳夾11上固定有與主控板連接的心率傳感器。該心率傳感器將採集使用者的心率信息，發送至主控板，進而可以通過IXD顯示屏進行顯示。
[0032]心率耳夾11上的對採集到的波形經過信號調理、整形處理轉換成方波，主控板對其進行計數測得心率值，又根據霍爾模塊所發出的脈衝個數得到運動的相關參數，LCD顯示屏上顯示心率、路程、速度、系統時間、運行時間等參數。當自行車左偏時，陀螺儀、加速度計、電子羅盤傳感器的數據會發生改變，控制板採集到後經過算法得到左偏值，經判斷後控制遊戲控制界面，使賽車左轉，右偏同理。當按下剎車或者加速時，單片機觸發中斷立即響應，控制遊戲控界面，使賽車倒退或者加速，進而實現本系統的娛樂功能。
[0033]還可以包括其他生理參數採集部件，比如，參見圖4所示，還包括脈搏檢測裝置，所述脈搏檢測裝置上設置有與主控板連接的脈搏傳感器12，用於採集使用者的脈搏信息，參見圖5所示，為本實施例中脈搏檢測裝置的電路原理圖，脈搏傳感器包括依次連接的信號拾取電路、低通濾波放大電路、以及波形整形電路，所述的信號拾取電路包括發光二極體IR333、光敏二極體PBW83，所述發光二極體IR333的負極一方面連接第一運算放大器IClA的輸出端，另外一方面連接光敏二極體PBW83的負極，所述光敏二極體PBW83的正極通過一濾波電路連接第二運算放大器IClB的反相輸入端，所述第一運算放大器IClA的輸出端與第二運算放大器IClB的同相輸入端連接，所述第二運算放大器IClB的輸出端連接低通濾波放大電路的輸入端。本脈搏傳感器的工作原理是:光敏二極體在紅外光的照射下能產生電能，單個二極體能產生0.4 V電壓，0.5 mA電流。BPW83型光敏二極體和IR333型發光二極體工作波長都是940 nm，在指夾中，光敏二極體和發光二極體相對擺放以獲得最佳的指向特性。當發光二極體發射的紅外光直接照射到光敏二極體上時，IClB的反相輸入端電位大於同相輸入端電位，Vi為「O」。當手指處於測量位置時，會出現二種情況:一是無脈期。雖然手指遮擋了發光二極體發射的紅外光，但是，由於光敏二極體中存在暗電流，仍有I μ A的暗電流會造成Vi電位略低於2.5 V。二是有脈期。當有跳動的脈搏時，血脈使手指透光性變差，紅外接收二極體中的暗電流減小，Vi電位上升。因此，所謂脈搏信號的拾取實際上是通過光敏二極體，在有脈和無脈時暗電流的微弱變化，再經過IClB的放大而得到的，所拾取的信號為2 μ V左右的電壓信號。脈搏檢測裝置可以做成指套形式或者耳夾形式均可。
[0034]參見圖6所示，為本實施例中低通濾波放大電路原理圖，該低通濾波放大電路的輸入端依次連接限壓電阻R6、電解電容C3後，一方面連接第一電容C4後接地，另外一方面通過連接第一電阻R7後與第三運算放大器的反相輸入端連接，再一方面通過連接第二電阻R8後連接第三運算放大器的輸出端，所述第三運算放大器的反相輸入端與輸出端之間還連接有第二電容R8，第三運算放大器的輸出端連接波形整形電路的輸入端。
[0035]參見圖7所示，為本實施例中的波形整形電路原理圖，包括第一單穩態多諧振蕩器IC3A和第二單穩態多諧振蕩器IC3B，第一單穩態多諧振蕩器IC3A的正脈衝輸出端連接第一二極體Dl後連接NPN三極體Τ3的基極，第二單穩態多諧振蕩器IC3B的正脈衝輸出端連接第二二極體D2後連接NPN三極體Τ3的基極，所述第一單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第三電阻R22後連接電壓源，另外一方面連接第三電容C20後接地，所述第二單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第四電阻R13後連接電壓源，另外一方面連接第四電容C7後接地。
[0036]當然，上述說明並非是對本實用新型的限制，本實用新型也並不僅限於上述舉例，本【技術領域】的普通技術人員在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種健身遊戲自行車系統，包括一輛簡易自行車，所述自行車包括方向把、腳蹬支架、車體底梁，所述方向把兩端部為手柄，其特徵在於:還包括主控盒，所述的主控盒通過夾緊裝置固定在所述的方向把上，所述的主控盒內設置有一主控板和分別與所述主控板連接的電子羅盤傳感器、陀螺儀、遊戲控制器，在手柄上固設有加速器和剎車模塊，所述的腳蹬支架上設置有至少一個磁鋼，在車體底梁上設置有霍爾傳感器，所述的加速器、剎車模塊、霍爾傳感器分別與主控板連接，所述主控板還通過有線或者無線連接有一 IXD顯示屏，所述的遊戲控制器與計算機連接，所述的主控板還連接有顯示裝置，所述的夾緊裝置包括通過螺栓緊固的底部夾緊片和頂部夾緊片，所述的底部夾緊片和頂部夾緊片固定後形成一用於套到所述方向把上的套筒，所述的頂部夾緊片上形成有主控盒支架，所述的主控盒支架包括底板和與底板一體成型的兩側邊。
2.根據權利要求1所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:還包括無線發射模塊和無線接收模塊，所述無線發射模塊與主控板連接，所述無線接收模塊通過一單片機連接LCD顯示屏。
3.根據權利要求1所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:所述的主控板有線連接IXD顯示屏，所述IXD顯示屏固設於所述主控盒的外表面上。
4.根據權利要求1-3任一項權利要求所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:還包括心率耳夾，所述心率耳夾上固定有與主控板連接的心率傳感器。
5.根據權利要求1所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:還包括脈搏檢測裝置，所述脈搏檢測裝置上設置有與主控板連接的脈搏傳感器。
6.根據權利要求5所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:所述的脈搏傳感器包括依次連接的信號拾取電路、低通濾波放大電路、以及波形整形電路，所述的信號拾取電路包括發光二極體、光敏二極體，所述發光二極體的負極一方面連接第一運算放大器的輸出端，另外一方面連接光敏二極體的負極，所述光敏二極體的正極通過一濾波電路連接第二運算放大器的反相輸入端，所述第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端連接，所述第二運算放大器的輸出端連接低通濾波放大電路的輸入端。
7.根據權利要求6所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:所述的低通濾波放大電路的輸入端依次連接限壓電阻(R6)、電解電容(C3)後，一方面連接第一電容(C4)後接地，另外一方面通過連接第一電阻(R7)後與第三運算放大器的反相輸入端連接，再一方面通過連接第二電阻(R8)後連接第三運算放大器的輸出端，所述第三運算放大器的反相輸入端與輸出端之間還連接有第二電容(R8)，第三運算放大器的輸出端連接波形整形電路的輸入端。
8.根據權利要求7所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:所述的波形整形電路包括第一單穩態多諧振蕩器和第二單穩態多諧振蕩器，所述第一單穩態多諧振蕩器的正脈衝輸出端連接第一二極體(Dl)後連接NPN三極體(T3)的基極，第二單穩態多諧振蕩器的正脈衝輸出端連接第二二極體(D2)後連接NPN三極體(T3)的基極，所述第一單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第三電阻(R22)後連接電壓源，另外一方面連接第三電容(C20)後接地，所述第二單穩態多諧振蕩器的第一輸入端一方面連接第四電阻(R13)後連接電壓源，另外一方面連接第四電容(C7)後接地。
9.根據權利要求1所述的健 身遊戲自行車系統，其特徵在於:所述的加速器、剎車模塊通過綁紮帶分別綁紮在兩個手柄上。
10.根據權利要 求1所述的健身遊戲自行車系統，其特徵在於:在自行車的後輪軸上鉸接設有雙支腿。
【文檔編號】A63B71/06GK203598428SQ201320565359
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】金龍國, 史雲成 申請人:青島職業技術學院