[發(fā)明專利]一種騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210176191.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103454022A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童國林;汪婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 童國林;汪婷
• 主分類號(hào): G01L3/00
• 分類號(hào): G01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能控制領(lǐng)域，涉及一種騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)，同時(shí)還涉及利用上述騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)的做功測(cè)量方法。

背景技術(shù)

自行車作為零碳排的綠色交通工具，受到各國政府以及民眾的推崇和支持，騎行自行車所做的功即為騎行者所消耗的卡路里，在目前的自行車上缺少能準(zhǔn)確計(jì)算出騎行者做功的系統(tǒng)。

物理學(xué)中關(guān)于做功和功率的公式有：

功W=功率P×?xí)r間t?

功W=力F×距離s?

因此：功率P=力F×距離s÷時(shí)間t=力F×速度v?

在自行車的腳踏做功時(shí)，速度v＝半徑r×角速度ω，因此功率P=力F×半徑r×角速度ω，即：

功率P=扭矩N×角速度ω，角速度的單位是弧度/秒，180度等于π弧度（近似為3.14弧度）。

所以：功W=扭矩N×角速度ω×?xí)r間t，在每個(gè)微小的時(shí)間間隔δt內(nèi)，可以近似地將扭矩和角速度視為不變的，這樣將所有時(shí)間間隔δt做的功W計(jì)算出來，并累加就得到了整個(gè)騎行過程中做功的總和W_all。

目前的自行車騎行卡路里消耗計(jì)算方法都是近似的推算，例如運(yùn)動(dòng)軌跡記錄應(yīng)用Cyclemeter?GPS，利用移動(dòng)設(shè)備GPS記錄用戶騎行路徑，輸入騎行者體重信息，近似推算消耗的卡路里，對(duì)于騎行時(shí)實(shí)際的風(fēng)阻完全無法估算。還有通過心律計(jì)估算卡路里消耗，使用時(shí)預(yù)先向心律計(jì)中輸入騎行者的身高、年齡、體重，這本身就是一種近似的估算。這些測(cè)量方法都是近似的推算，不僅不準(zhǔn)確，而且在使用前還需要手工輸入騎行者相關(guān)的數(shù)據(jù)，使用起來比較麻煩，對(duì)于動(dòng)態(tài)變化的參數(shù)，例如：騎行時(shí)的風(fēng)阻、道路坡度，要么直接忽略要么就只做近似估算，必然導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而且需要手工進(jìn)行參數(shù)設(shè)置才能估算出騎行做功的數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)，解決了不能自動(dòng)、準(zhǔn)確計(jì)算騎行者騎行自行車做功的問題。

同時(shí)提供了利用上述騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)的做功測(cè)量方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)，包括：

扭矩測(cè)量裝置，固定安裝在車架上，測(cè)量騎行時(shí)，施加在中軸上的扭矩的大小；與微處理器相連，向微處理器發(fā)送測(cè)量得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)；

角速度測(cè)量裝置，固定安裝在車架上，測(cè)量曲柄的角速度，與微處理器相連，向微處理器發(fā)送測(cè)量得到的角速度數(shù)據(jù)；

微處理器，接收扭矩測(cè)量裝置測(cè)得的扭矩?cái)?shù)據(jù)和角速度測(cè)量裝置測(cè)得的角速度數(shù)據(jù)，將扭矩?cái)?shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中；

存儲(chǔ)設(shè)備，與微處理器相連，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

一種騎行自行車做功測(cè)量方法，該方法包括如下步驟：

步驟S11，微處理器在每個(gè)微小的時(shí)間間隔δt接收扭矩測(cè)量裝置、角速度測(cè)量裝置發(fā)送的扭矩?cái)?shù)據(jù)n、角速度數(shù)據(jù)ω，將數(shù)據(jù)與當(dāng)前時(shí)間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備；

步驟S12，微處理器計(jì)算δt時(shí)間內(nèi)騎行者所做的功w_t，其計(jì)算公式為：w_t=n*ω*δt；?

步驟S13，微處理器從存儲(chǔ)器中取得本次騎行累計(jì)做功量W_all（騎行初始時(shí)，W_all被設(shè)置為0），將W_all+w_t得到的和存儲(chǔ)為新的W_all。

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本發(fā)明的有益效果是，應(yīng)用本發(fā)明提供的騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)及方法，微處理器每隔微小的時(shí)間間隔δt測(cè)量騎行者當(dāng)前腳踏的扭矩n、角速度ω，計(jì)算出δt內(nèi)騎行者做功值w_t，將騎行過程中所有的w_t累加就得到了騎行過程中做功的總和W_all。使用時(shí)無需針對(duì)騎行者、道路、車輛的差異進(jìn)行任何手工設(shè)置。應(yīng)用本發(fā)明，無需任何人工設(shè)置和處理，微處理器自動(dòng)準(zhǔn)確地計(jì)算得到騎行做功數(shù)值。因此，本發(fā)明解決了不能自動(dòng)、準(zhǔn)確計(jì)算騎行者騎行自行車做功的問題。

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附圖說明

????下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為示出實(shí)施例一的騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。

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具體實(shí)施方式

????為更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

實(shí)施例一

???????本發(fā)明揭示了一種騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)，以及利用它們的做功測(cè)量方法。

?參閱附圖1，由附圖1可見，騎行自行車做功測(cè)量系統(tǒng)包括：

扭矩測(cè)量裝置10，固定安裝在車架上，測(cè)量騎行時(shí)，施加在中軸上的扭矩的大小；與微處理器30相連，向微處理器30發(fā)送測(cè)量得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)；