[发明专利]一种运动设备的实时分析模拟装置及控制方法

权利要求书

1.一种运动设备的实时分析模拟装置，包括由用户控制的运动装置以及由运动装置驱动的发电机(2)，所述运动装置上安装有收集动作信息的传感器，其特征在于，还包括根据运动装置的状态改变发电机阻力的控制装置(13)，所述控制装置(13)包括采集发电机转速的转速采样模块(6)，对发电机输出进行整流的整流模块(3)，分析整流模块输出的采样模块，调节发电机阻力大小的负载调节模块(7)，以及接收上述模块和传感器信息并进行分析调整的中央处理单元(1)。 

2.如权利要求1所述的一种运动设备的实时分析模拟装置，其特征在于，所述整流模块(3)为三相整流模块，由六个二极管和一个电容C1构成，其中六个二极管每两个一组串联后再同时与电容C1并联，发电机的三根引线分别连接在相互串联的两个二极管之间； 

所述采样模块包括电流采样模块(4)和电压采样模块(5)，所述电流采样模块(4)包括串联在电容C1负极端的采样电阻R2，以及正极和负极分别连接在采样电阻R2两端的信号放大器，信号放大器的输出端与中央处理单元连接，所述电压采样模块(5)包括串联后并联在电容C1两端的调节电阻R7和R8，调节电阻R7的两端并联电容C2和齐纳二极管D7后与中央处理单元连接； 

所述负载调节模块(7)包括光电耦合器IC1和N-MOS开关Q1，其中光电耦合器IC1的输入端正极与中央处理单元(1)连接，负极与电容C1的负极端连接，光电耦合器IC1的输出端正极通过串联的调节电阻R11、负载(12)与N-MOS开关Q1的漏极连接，输出端负极通过调节电阻R10与N-MOS开关Q1的源极连接，同时直接与N-MOS开关Q1的栅极连接； 

所述转速采样模块(6)包括串联的高速采样开关K1和限流保护电阻R1，其中高速采样开关K1与发电机(2)连接，电阻R1与中央处理单元(1)连接。 

3.如权利要求2所述的一种运动设备的实时分析模拟装置，其特征在于，所述传感器包括检测运动装置制动状态的制动传感器，检测运动装置方向的转向传感器，测量用户施加到运动装置上驱动力大小的重力传感器，反应当前运动装置水平状态的平衡传感器，接收运动装置上各操作键工作状态的按键传感器，所述外部设备包括输入输出设备(9)和储存发电机电力的蓄电池(10)，所述输入输出设备(9)包括用于显示运动装置动作状态的显示屏和用于输入各种数据的输入设备，所述蓄电池(10)为标称12V并为外界输出12V电压的蓄电池(10)，所述蓄电池(10)通过电量传感器(11)与中央处理单元(1)连接，所述负载(12)为调节电阻、电能消耗器件或/和电能输出接口。 

4.如权利要求2所述的一种运动设备的实时分析模拟装置，其特征在于，所述运动装置上设置有供用户手握的把手，所述把手上安装有与中央控制单元连接的震动装置，所述震动装置包括作为震动源的饲服电机和传递震动的震动块，所述把手为空心管结构，所述饲服电机安装在空心管内，所述把手与饲服电机对应的位置处为镂空结构，所述震动块卡在镂空的位置上并与饲服电机通过弹簧连接。 

5.如权利要求2所述的一种运动设备的实时分析模拟装置，其特征在于，所述信号放大器的输出端与负极之间并联有调节电阻R5，与中央处理单元(1)之间连接有限流保护电阻R6；所述调节电阻R7的两端并联有滤波稳压电容C2和稳压二极管D7；中央处理单元(1)与电压采样电路(5)和负载调节模块(7)连接的线路上分别串联有限流保护电阻R9、R13。 

6.如权利要求1所述实时分析模块装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤1、中央处理单元根据转速采样模块获取发电机当前转速信息，根据电压采样电路、电流采样电路获取发电机在当前转速下的电流信息和电压信息，利用各传感器获取用户操作运动装置时的各种信息； 

步骤2、中央处理单元根据上述信息首先建立任意时刻或任意时间段内发电机转速与电流和电压之间的对应信息表，再将运动装置在相应时间时的状态信息加入到信息表对应位置； 

步骤3、中央处理单元根据信息表通过显示屏输出当前运动装置的各种状态参数，同时提供调整上述状态参数的输入接口； 

步骤4、中央处理单元接收相应参数后，控制负载调节模块中N-MOS开关Q1的开关状态来调节相应的负载输出，实现提高、降低或维持当前驱动发电机所需阻力大小的目的。