[发明专利]一种运动设备的实时分析模拟装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及运动健身领域，具体涉及一种分析用户通过运动装置驱动发电机工作的驱动力大小的实时分析装置，同时通过实时分析装置对运动装置的运行环境进行调整及模拟，并公开上述分析、调整和模拟的控制方法。

背景技术

运动健身一般包括室外健身和室内健身，而室内健身多是利用一些不易移动的器械，也有一些仿制室外移动设备的锻炼器械，如摩托车、自行车、帆船、汽车等运动装置，室内运动装置的特点是不能移动，但可以模拟或实现与室外运动装置一样的动作和功能。

在公开号为CN201717827专利中，公开一种马达阻力控制系统，其将马达、负载模块和多段式开关连接在一起，通过多段式开关来控制与马达连接的负载模块的数量，实现调节驱动马达所需阻力大小，进而达到提高或降低锻炼效果的目的。此方案虽然能够调整驱动马达的阻力大小，但在功能上，其仅是通过马达连接的负载数量来实现目的，其未了解马达在当前情况下的输出状态，不能根据马达所反应的驱动力状态来调整负载，也不能对负载进行自动和精细调整，只能被动接受按等级划分的负载带来的阻力变化，这种仅被动调整发电机阻力而不考虑用户承受力的方式，常常超过用户的承受能力，最终降低或缩短了锻炼时间，也降低了锻炼效果。

此外，现有技术中的室内运动装置目的都是锻炼操作性和持久性，很少有能够根据不同用户特点或锻炼过程进行针对性调整的设置，也缺少根据运动装置的特性提供不同特定运行环境的选择，使得运动装置只能运行在常规环境下。

发明内容

本发明首先解决现有技术中室内健身用运动装置不能根据不同用户的特点进行针对性调整的问题，其次解决如何根据用户的不同表现自动调整发电机的阻力大小的问题，再次解决如何让用户清楚当前所控制运动装置的实时状态的问题。针对上述问题，本发明提供一种根据用户驱动力大小来调整发电机阻力大小的控制装置，同时提供智能化的自动调整方法及根据传感器信息输出当前运动装置的实时图像的方法，具体方案如下：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，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，所述控制装置包括采集发电机转速的转速采样模块，对发电机输出进行整流的整流模块，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，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。

为实现发电机的输出状态分析：所述整流模块为三相整流模块，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和电压采样模块，所述电流采样模块包括串联在电容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与发电机连接，电阻R1与中央处理单元连接。

为了解运动装置的运行状态：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和储存发电机电力的蓄电池，所述输入输出设备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，所述蓄电池为标称12V并为外界输出12V电压的蓄电池，所述蓄电池通过电量传感器与中央处理单元连接，所述负载为调节电阻、电能消耗器件或/和电能输出接口。