[發明專利]一種智能自行車訓練控制器及其控制系統

有效

• 申請號: 202110386509.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113082668B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 匡文明;石峰;安子敘
• 申請（專利權）人: 常州思泰姆教育科技有限公司
• 主分類號: A63B69/16
• 分類號: A63B69/16;A63B71/06
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 李帥

1.一種智能自行車訓練控制器，包括模式選擇模塊(1)、主控設置模塊(2)、監測模塊(3)、數據收集模塊(4)、健康數據分析模塊(5)和輸出模塊(6)，其特征在于：所述模式選擇模塊(1)用于對訓練模式進行選擇，所述主控設置模塊(2)用于對訓練時所受的阻力以及訓練里程進行設置，所述監測模塊(3)用于對訓練時的心率進行監測，所述數據收集模塊(4)用于對訓練過程中產生的各種數據進行收集，所述健康數據分析模塊(5)用于對監測以及收集到的數據進行分析，所述輸出模塊(6)用于對分析得到的數據進行輸出，所述模式選擇模塊(1)的輸出端與所述主控設置模塊(2)的輸入端電性連接，所述監測模塊(3)和所述數據收集模塊(4)的輸出端與所述健康數據分析模塊(5)的輸出端電性連接，所述健康數據分析模塊(5)的輸出端與所述輸出模塊(6)的輸入端電性連接，所述模式選擇模塊(1)包括加阻模式、預跑模式、機帶模式和里程模式，所述加阻模式用于訓練加阻訓練任務，所述預跑模式用于訓練預跑訓練任務，所述機帶模式用于訓練機帶訓練任務，所述里程模式用于訓練里程訓練任務，所述加阻模式、所述預跑模式、所述機帶模式以及所述里程模式的輸出端均分別與所述主控設置模塊(2)的輸入端電性連接，所述主控設置模塊(2)包括阻力設置單元、里程設置單元和主控單元，所述阻力設置單元用于對訓練時的阻力增減進行控制，所述里程設置單元用于對訓練時里程增減進行控制，所述主控單元用于對監測模塊(3)進行智能化控制，所述阻力設置單元和所述里程設置單元的輸出端均分別與所述模式選擇模塊(1)的輸入端電性連接，所述主控單元的輸出端與所述監測模塊(3)的輸入端電性連接，所述監測模塊(3)包括心率監測單元、心率計算單元和心率數據庫，所述心率監測單元用于對訓練者的心率進行監測，所述心率計算單元用于對監測到的心率進行計算，所述心率數據庫用于計算得到的心率數據進行儲存，所述心率監測單元的輸出端與所述心率計算單元的輸入端電性連接，所述心率計算單元的輸出端與所述心率數據庫的輸入端電性連接，所述數據收集模塊(4)包括運行時間單元、加載時間單元、電機時間單元、踩踏圈數單元和踩踏速度單元，所述運行時間單元用于對已訓練的時長進行記錄，所述加載時間單元用于對訓練目標時長進行記錄，所述電機時間單元用于對電機運行時長進行記錄，所述踩踏圈數單元用于對已踩踏的圈數進行記錄，所述踩踏速度單元用于對每踩踏一圈所用的速度進行記錄，所述運行時間單元、所述加載時間單元、所述電機時間單元、所述踩踏圈數單元和所述踩踏速度單元的輸出端均分別與所述健康數據分析模塊(5)的輸入端電性連接，所述健康數據分析模塊(5)包括數據調用單元、數據分析單元和健康數據庫，所述數據調用單元用于對需要使用的數據進行調用，所述數據分析單元用于對調用到的數據進行分析，所述健康數據庫用于對訓練者的歷史健康數據進行儲存，所述數據調用單元和所述健康數據庫的輸出端均分別與所述數據分析單元的輸入端電性連接，所述輸出模塊(6)包括語音推送單元和智能顯示單元，所述語音推送單元用于對分析得到的信息進行語音播報，所述智能顯示單元用于對分析得到的信息進行顯示，所述語音推送單元和所述智能顯示單元的輸出端均分別與所述健康數據分析模塊(5)的輸入端電性連接，智能自行車訓練控制器的控制 系統包括以下步驟：

S1、選擇加阻模式、預跑模式、機帶模式和里程模式四種模式中的一種，作為訓練目標；

S2、根據自身需求對阻力和里程的進行目標值設定；

S3、使用監測模塊對訓練者的心率進行實時監測；

S4、分析計算該訓練者的心率臨界值；

S5、利用數據收集模塊對當前的運行時間、加載時間、電機時間、踩踏圈數以及踩踏速度等數據進行實時收集；

S6、利用數據分析模塊分析訓練者在此次訓練中是否可以正常完成訓練目標，在步驟S1-S4中，通過所述心率監測單元實時監測訓練者的心率，并記錄訓練者的RHR和CHR數據，其中RHR為靜息心率，CHR為實時心率，利用所述監測模塊(3)，通過以下公式計算該訓練者的最大心率：

MHR＝205-(0.5*A)

其中MHR為最大心率，A為訓練者的年齡；

通過以下公式計算該訓練者的在運動時的最佳心率：

BHR＝(MHR-RHR-A)*Q+RHR

其中BHR為運動時最佳心率，Q為運動量，一般運動量分為50％以下的小運動量、50％～70％的中運動量和70％以上的大運動量；

調取所述心率數據庫內的心率數據，并通過以下公式計算訓練者的平均心率AHR：

其中為訓練者的平均心率，h為時間；

將上述計算得到的數據保存至所述心率數據庫內，

在步驟S5-S6中，利用所述運行時間單元可得到已經訓練的時長T_運行，利用所述數據收集模塊(4)可得到需要訓練的總時長T_總，通過以下公式計算可得需要訓練的剩余時長：

T_剩＝T_總-T_運行

其中T_剩為需要訓練的剩余時長；

利用所述數據收集模塊(4)可得到電機的運行時長T_電、已訓練的踩踏圈數M_圈和每圈的踩踏速度S_圈，通過以下公式計算可預測剩余時間內所需要踩踏的圈數為：

其中M_剩為預定剩余時間內還需要踩踏的圈數；

通過以下公式可計算出剩余時間內踩踏每圈的速度為：

其中S_剩為剩余時間內踩踏剩余圈數所需要的每圈的踩踏的速度；

a)若S_剩S_圈，則說明訓練者若要達到訓練目標，則需要進行加速，利用所述健康數據分析模塊(5)，對是否能加速的情況進行分析，數據分析過程如下：

將步驟S1-S4中的數據進行調用；

①時，說明此時訓練者可以進行加速訓練；

②時，將的數據與所述健康數據庫內的歷史數據AHR進行分析：

若此時的則說明此時訓練者可進行加速訓練；

若此時則建議訓練員不可加速訓練；

③說明此時訓練者不可強行加速；

b)若S_剩≤S_圈，則說明保持當前速度的情況下，無需加速，即可完成訓練目標；

將以上分析得到的信息輸送至輸出模塊，通過所述智能顯示單元和所述語音推送單元對訓練者進行消息推送。