專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括計(jì)算機(jī)和傳感器的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器所構(gòu)成的人工環(huán)境，即虛擬環(huán)境，是可實(shí)現(xiàn)的和不可實(shí)現(xiàn)的物理上的、功能上的事物和環(huán)境，用戶投入這種環(huán)境中，就可與之交互作用。這種虛擬現(xiàn)實(shí)世界是由計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備構(gòu)造出來(lái)的，主要硬件有計(jì)算機(jī)，顯示設(shè)備和模擬現(xiàn)實(shí)的交互設(shè)備。計(jì)算機(jī)有數(shù)據(jù)庫(kù)，存有被模擬環(huán)境的圖像聲音等信息并接收交互設(shè)備產(chǎn)生的控制信號(hào)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末，已在娛樂(lè)、醫(yī)療、工程和建筑、教育和培訓(xùn)、軍事模擬、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用。目前，在一些大型娛樂(lè)場(chǎng)所已經(jīng)有虛擬摩托車、虛擬賽車設(shè)備；但市場(chǎng)上已有的虛擬賽車都不是人力驅(qū)動(dòng)的，只是一種娛樂(lè)的游戲機(jī)，沒(méi)有健身的效果。在健身會(huì)所中的健身自行車屬于人力驅(qū)動(dòng)的健身器材，但只是出于單純健身的目的，較為枯燥，沒(méi)有交互特性，體會(huì)不到健身休閑的樂(lè)趣。在市場(chǎng)上還沒(méi)有騎車阻力隨場(chǎng)景不斷變化的既健身又娛樂(lè)的虛擬自行車設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何使用計(jì)算機(jī)、自行車模型、傳感器和一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)造一種使使用人在受限場(chǎng)地虛擬騎行自行車時(shí)遇到阻力隨場(chǎng)景不斷變化的虛擬自行車設(shè)備及其虛擬騎車方法。
本發(fā)明上述技術(shù)問(wèn)題這樣解決，構(gòu)造一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法，其特征在于，使用自行車模型及其龍頭上傳感器和其腳踏帶動(dòng)的內(nèi)部磁場(chǎng)可調(diào)的發(fā)電機(jī)以及與所述傳感器和發(fā)電機(jī)連接的內(nèi)置虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括利用所述自行車模型模擬自行車運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作模擬方法以及用于模擬自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)場(chǎng)景變化的利用所述方向傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)方法，利用速度傳感器的速度檢測(cè)方法、和利用所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其顯示系統(tǒng)的根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)方法和速度檢測(cè)方法的數(shù)據(jù)結(jié)果以及所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的場(chǎng)景動(dòng)態(tài)顯示方法；所述動(dòng)作模擬方法包括利用所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)所述場(chǎng)景變化自動(dòng)調(diào)整所述發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)從而改變由此而產(chǎn)生的騎車阻力的阻尼力自動(dòng)調(diào)整方法。這些方法具體是(a)使用傳感器檢測(cè)自行車速度和方向；(b)由自行車腳踏帶動(dòng)內(nèi)部磁場(chǎng)可調(diào)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電；(c)由內(nèi)置虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前位置顯示場(chǎng)景；(d)根據(jù)設(shè)置以及檢測(cè)到的速度和方向來(lái)改變當(dāng)前位置及相應(yīng)場(chǎng)景；(e)還根據(jù)所述場(chǎng)景變化自動(dòng)調(diào)整所述發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)從而改變由此而產(chǎn)生的騎行阻力。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)包括與多個(gè)不同騎車節(jié)目對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景數(shù)據(jù)；所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)還包括與所述場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的阻力參數(shù)，所述阻力參數(shù)可以包括當(dāng)前場(chǎng)景中自行車道的坡度值。每個(gè)節(jié)目的場(chǎng)景不同。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述阻尼力自動(dòng)調(diào)整方法包括1)根據(jù)所述速度檢測(cè)方法測(cè)算所述模擬自行車的當(dāng)前速度2)從所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)獲取所述阻力參數(shù)，根據(jù)所述速度和阻力參數(shù)計(jì)算所述模擬自行車的當(dāng)前阻力；3)根據(jù)當(dāng)前阻力和所述當(dāng)前速度調(diào)整所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)和該發(fā)電機(jī)負(fù)荷的負(fù)載大小。阻力矩與電阻成反比，并隨發(fā)電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)增大而增加，其計(jì)算公式為T＝kω/R，其中T為阻力矩，k為系數(shù)，k＝(αφ)2/η，其中φ為磁通，α為系數(shù)，η為效率系數(shù)，ω為腳踏角速度，R為負(fù)載電阻。
本技術(shù)措施用于模擬騎車受到的阻力。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述動(dòng)作模擬方法利用鏈輪和皮帶輪裝置以多級(jí)方式將所述模擬自行車的腳踏速度以一定的放大倍數(shù)放大為發(fā)電機(jī)額定輸出時(shí)的對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，所述發(fā)電機(jī)能夠正常接收。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述放大倍數(shù)為39倍，所述多級(jí)為三級(jí)。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)方法包括利用齒輪裝置的放大方法，所述龍頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度設(shè)置為±25度，所述放大方法的放大倍數(shù)為6倍。利用本措施提高檢測(cè)精度。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述虛擬場(chǎng)景是由計(jì)算機(jī)軟件制作的有景深的三維場(chǎng)景，所述場(chǎng)景動(dòng)態(tài)顯示方法利用背投或其他顯示器以及投影裝置。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，還包括用于模擬不斷變化的場(chǎng)景背景聲音的聲音輸出方法；所述傳感器可以包括檢測(cè)自行車龍頭轉(zhuǎn)向的方向傳感器和檢測(cè)自行車車輪轉(zhuǎn)速的速度傳感器，還可以使用其他方法檢測(cè)自行車速度和方向。
本發(fā)明另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題這樣解決，構(gòu)造一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的設(shè)備，包括用于模仿的自行車模型、與自行車模型龍頭方向裝置連接的方向檢測(cè)裝置、與自行車模型腳踏裝置連接的速度檢測(cè)裝置和阻尼力裝置以及與所述方向檢測(cè)裝置、速度檢測(cè)裝置和阻尼力裝置電連接的用于處理所述方向檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)、輸出不斷變化的虛擬場(chǎng)景以及與其對(duì)應(yīng)的阻力調(diào)整信號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其顯示系統(tǒng)，所述阻尼力裝置根據(jù)所述阻力調(diào)整信號(hào)產(chǎn)生阻力；所述方向檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置包括各自的傳感器，所述阻尼力裝置包括一個(gè)內(nèi)部磁場(chǎng)可變的發(fā)電機(jī)。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述方向檢測(cè)裝置包括大小雙齒輪裝置和連在小齒輪上的傳感器，所述齒輪裝置中的大齒輪連接所述龍頭方向裝置中的龍頭支架上，位于所述支架底部。所述方向檢測(cè)裝置也可以采用多級(jí)齒輪放大。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述腳踏裝置包括腳踏及其軸上的主動(dòng)輪、共轉(zhuǎn)動(dòng)軸的從動(dòng)輪和次級(jí)主動(dòng)輪、共轉(zhuǎn)動(dòng)軸的次級(jí)從動(dòng)輪和三級(jí)主動(dòng)輪、三級(jí)從動(dòng)輪以及各級(jí)主從輪之間的鏈條或皮帶；其中，一級(jí)主從輪可以鏈輪，次級(jí)和三級(jí)可以是皮帶輪。所述速度檢測(cè)裝置的傳感器可以設(shè)置在所述各級(jí)主從輪中的任一輪上。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述阻尼力裝置包括連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器及其輸出端上的勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器、與該調(diào)節(jié)器輸出端連接的發(fā)電機(jī)及其回路和輸入端與所述控制器連接的、輸出端與所述可變負(fù)載連接的負(fù)載調(diào)節(jié)器；所述回路包括與所述發(fā)電機(jī)形成電回路的負(fù)載和與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接的發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)電路；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位于所述三級(jí)從動(dòng)輪即三級(jí)從動(dòng)皮帶輪的軸上，所述負(fù)載是可變負(fù)載。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括位于所述設(shè)備上的用于啟動(dòng)設(shè)備和選擇節(jié)目的輸入裝置。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述輸入裝置包括用于啟動(dòng)設(shè)備的智能卡讀卡裝置和用于選擇節(jié)目的多功能按鍵。所述多功能按鍵可以選擇不同節(jié)目，每個(gè)節(jié)目有不同場(chǎng)景。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)可以是所述自行車模型龍頭正前方的與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接的背投、其他顯示器或投影設(shè)備。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備為一整體，包括一個(gè)外殼。
實(shí)施本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法及設(shè)備，能夠提供各種虛擬場(chǎng)景模擬、以及騎車阻力真實(shí)模擬，使用者可以自由選擇，能夠讓使用者體會(huì)不同的騎車感覺(jué)，同時(shí)又能起到一定鍛煉效果。


圖1是本發(fā)明提供的設(shè)備的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1所示設(shè)備側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1所示設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是圖1所示設(shè)備邏輯結(jié)構(gòu)分解圖。
圖6是圖5中阻力調(diào)整控制電路的原理框圖。
圖7是圖5中龍頭方向裝置和方向檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是實(shí)施本發(fā)明方法和設(shè)備的軟件的部分流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先，說(shuō)明作為本發(fā)明方法和設(shè)備的基礎(chǔ)1、速度檢測(cè)速度檢測(cè)是檢測(cè)皮帶輪的轉(zhuǎn)速，乘以虛擬場(chǎng)景中自行車的速度參數(shù)就是自行車在場(chǎng)景中的移動(dòng)速度。V＝π×D×rps＝π×D×n，其中D為虛擬自行車車輪直徑，n為參數(shù)脈沖值2、阻力計(jì)算通過(guò)讀取與畫面對(duì)應(yīng)的阻力參數(shù)值，和虛擬自行車參數(shù)值計(jì)算應(yīng)產(chǎn)生的阻力大小。阻力矩T＝kω/R，其中k為系數(shù)，k＝(αφ)2/η，其中φ為磁通，α為系數(shù)，η為效率系數(shù)，ω為腳踏角速度，R為負(fù)載電阻。即腳踏板阻力矩與負(fù)載電阻成反比，與轉(zhuǎn)速成正比。又由于T＝CφIa，其中C為系數(shù)，φ為磁通，Ia為勵(lì)磁電流，即阻力矩隨勵(lì)磁電流增大而增大。
3、阻力自動(dòng)產(chǎn)生通過(guò)腳踏板帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，使用者克服發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)力做功，改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流大小以及改變發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的電阻值可以產(chǎn)生大小不同的阻力。
4、方向檢測(cè)通過(guò)龍頭和齒輪以一定的傳感比例帶動(dòng)傳感器進(jìn)行檢測(cè)；傳感器使用塑料電位器。
5、場(chǎng)景模擬，包括模擬顯示、聲音以及每個(gè)瞬間場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的阻力參數(shù)數(shù)據(jù)顯示可以使用背投或其他顯示器以及投影裝置。
下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明設(shè)備可以安裝在健身館或游樂(lè)場(chǎng)所中，會(huì)員或游客可以用健身智能卡或娛樂(lè)智能卡使用該設(shè)備，其外部結(jié)構(gòu)如圖所示，包括自行車模型、外殼和顯示屏，自行車模型包括龍頭及其上的多功能按鍵、車身及其上的智能卡讀卡設(shè)備以及腳踏和車座。
本發(fā)明使用的設(shè)備外殼內(nèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)自行車模型及其上裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如圖1-圖3所示，包括龍頭方向裝置、腳踏傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)以及支撐裝置和方向檢測(cè)裝置四個(gè)部分。所述龍頭方向裝置和方向檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2、3和7所示，包括龍頭、龍頭支架、大齒輪、小齒輪和傳感器。所述腳踏傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2、3和7所示，包括腳踏、一級(jí)主動(dòng)鏈輪、一級(jí)從動(dòng)鏈輪、二級(jí)主動(dòng)皮袋輪、二級(jí)從動(dòng)皮袋輪、三級(jí)主動(dòng)皮帶輪和三級(jí)從動(dòng)皮帶輪，所述級(jí)間從動(dòng)輪和主動(dòng)輪共轉(zhuǎn)動(dòng)軸，主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)連接，主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪通過(guò)皮帶帶動(dòng)連接。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位于三級(jí)從動(dòng)皮帶輪軸上。
本發(fā)明設(shè)備的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)，如圖4所示，包括一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)和外觀造型，其他裝置位于其上，其中顯示器和腳踏機(jī)構(gòu)中的腳踏露在外殼外，其外被包起來(lái)；本設(shè)備的所述位于自行車模型上的電子裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)獲取及其本身工作的控制都由控制器完成，該控制器通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)通訊，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并控制控制器的工作。
本發(fā)明設(shè)備采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，由多個(gè)設(shè)備組成，其分層結(jié)構(gòu)如圖5所示，分為計(jì)算機(jī)、自行車、檢測(cè)和阻尼力裝置(或檢測(cè)和阻尼力設(shè)備)以及軟件和節(jié)目一共四大塊，每大塊又分為不同小塊。其中D3D程序用于模擬三維顯示。
下面進(jìn)一步說(shuō)明其中的關(guān)鍵構(gòu)件腳踏裝置(或腳踏力傳遞機(jī)構(gòu))、龍頭方向檢測(cè)裝置和阻力調(diào)整控制電路以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
1、腳踏裝置，如圖2所示，使用三級(jí)放大的鏈輪和皮帶輪，使人腳踏速度通過(guò)多倍放大后達(dá)到發(fā)電機(jī)額定輸出時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速的要求2、龍頭方向檢測(cè)裝置與龍頭方向裝置連接，其結(jié)構(gòu)如圖7所示，包括通過(guò)輪齒連接的大小齒輪和小齒輪上的傳感器傳感器使用塑料電位器，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般接近一圈，實(shí)際自行車改變方向是有限的，比如不可能一下轉(zhuǎn)90℃或180℃，本發(fā)明設(shè)備模擬真實(shí)的一般情況，轉(zhuǎn)動(dòng)角度不高于25℃，利用大小齒輪的放大作用和采用的電位器的量程，增加了方向檢測(cè)的精度。
3、阻力調(diào)整控制電路，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括計(jì)算機(jī)、控制器、用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器以及用于調(diào)整負(fù)載大小的負(fù)載調(diào)節(jié)器增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流或發(fā)電機(jī)輸出電流即減小負(fù)載阻值大小都能加大線圈所受阻力，人通過(guò)腳踏裝置傳遞腳踏力克服所述阻力做功。
4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)包括節(jié)目單，每個(gè)節(jié)目單對(duì)應(yīng)不同靜態(tài)的場(chǎng)景數(shù)據(jù)，每個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)顯示數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，該處理數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)場(chǎng)景如路面、坡度值。
場(chǎng)景數(shù)據(jù)中的顯示數(shù)據(jù)是靜態(tài)的一般場(chǎng)景顯示數(shù)據(jù)，②智能卡讀卡和節(jié)目選擇人機(jī)界面使用現(xiàn)有裝置和多功能鍵盤，內(nèi)置軟件讀取所述動(dòng)態(tài)場(chǎng)景數(shù)據(jù)。
圖8示出了實(shí)施本發(fā)明方法和設(shè)備軟件的部分流程圖，包括片頭顯示、初始化、刷卡、游戲設(shè)置、過(guò)場(chǎng)動(dòng)畫、裝入游戲、啟動(dòng)游戲、倒計(jì)時(shí)、游戲結(jié)束、顯示成績(jī)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)用傳感器檢測(cè)自行車速度和方向；(b)由自行車腳踏帶動(dòng)內(nèi)部磁場(chǎng)可調(diào)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電；(c)由內(nèi)置虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前位置顯示場(chǎng)景；(d)根據(jù)設(shè)置以及檢測(cè)到的速度和方向來(lái)改變當(dāng)前位置及相應(yīng)場(chǎng)景；(e)還根據(jù)所述場(chǎng)景變化自動(dòng)調(diào)整所述發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)從而改變由此而產(chǎn)生的騎行阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)包括與多個(gè)不同騎車節(jié)目對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景數(shù)據(jù)；所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)還包括與所述場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的阻力參數(shù)，所述阻力參數(shù)可以包括當(dāng)前場(chǎng)景中自行車道的坡度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述步驟(e)包括3.1)根據(jù)所述速度檢測(cè)方法測(cè)算所述模擬自行車的當(dāng)前速度；3.2)從所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)獲取所述阻力參數(shù)，根據(jù)所述速度和阻力參數(shù)計(jì)算所述模擬自行車的當(dāng)前阻力；3.3)根據(jù)當(dāng)前阻力和所述當(dāng)前速度調(diào)整所述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)和該發(fā)電機(jī)負(fù)荷的負(fù)載大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括以下步驟利用鏈輪和皮帶輪裝置，將所述模擬自行車的腳踏速度多倍放大為發(fā)電機(jī)額定輸出時(shí)的對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，所述放大倍數(shù)為39倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括以下步驟利用多齒輪裝置的多級(jí)放大方法，所述龍頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度設(shè)置為±25度，所述放大方法的放大倍數(shù)為6倍。
6.按照權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括用于模擬不斷變化的場(chǎng)景背景聲音的聲音輸出方法；所述傳感器可以包括檢測(cè)自行車龍頭轉(zhuǎn)向的方向傳感器和檢測(cè)自行車車輪轉(zhuǎn)速的速度傳感器。
7.一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的設(shè)備，其特征在于，包括用于模仿的自行車模型、與自行車模型龍頭方向裝置連接的方向檢測(cè)裝置、與自行車模型腳踏裝置連接的速度檢測(cè)裝置和阻尼力裝置以及與所述方向檢測(cè)裝置、速度檢測(cè)裝置和阻尼力裝置電連接的用于處理所述方向檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)、輸出不斷變化的虛擬場(chǎng)景以及與其對(duì)應(yīng)的阻力調(diào)整信號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其顯示系統(tǒng)，所述阻尼力裝置根據(jù)所述阻力調(diào)整信號(hào)產(chǎn)生阻力；所述方向檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置包括各自的傳感器，所述阻尼力裝置包括一個(gè)內(nèi)部磁場(chǎng)可變的發(fā)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述設(shè)備，其特征在于，所述方向檢測(cè)裝置包括大小雙齒輪裝置和連在小齒輪上的傳感器，所述齒輪裝置中的大齒輪連接所述龍頭方向裝置中的龍頭支架上，位于所述支架底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述設(shè)備，其特征在于，所述腳踏裝置包括腳踏及其軸上的主動(dòng)輪、共轉(zhuǎn)動(dòng)軸的從動(dòng)輪和次級(jí)主動(dòng)輪、共轉(zhuǎn)動(dòng)軸的次級(jí)從動(dòng)輪和三級(jí)主動(dòng)輪、三級(jí)從動(dòng)輪以及各級(jí)主從輪之間的鏈條或皮帶；所述速度檢測(cè)裝置的傳感器可以設(shè)置在所述各級(jí)主從輪中的任一輪上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述設(shè)備，其特征在于，所述阻尼力裝置包括連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器及其輸出端上的勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器、與該調(diào)節(jié)器輸出端連接的發(fā)電機(jī)及其回路和輸入端與所述控制器連接的、輸出端與所述可變負(fù)載連接的負(fù)載調(diào)節(jié)器；所述回路包括與所述發(fā)電機(jī)形成電回路的負(fù)載和與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接的發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)電路；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位于所述三級(jí)從動(dòng)輪的軸上，所述負(fù)載是可變負(fù)載。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法及設(shè)備，包括動(dòng)作模擬、轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)、速度檢測(cè)和場(chǎng)景動(dòng)態(tài)顯示等環(huán)節(jié)，動(dòng)作模擬包括阻尼力自動(dòng)調(diào)整，用于產(chǎn)生其大小隨所述場(chǎng)景變化的阻力。設(shè)備包括自行車、安裝于龍頭裝置上并傳感其龍頭轉(zhuǎn)向的方向檢測(cè)裝置、安裝其腳踏裝置上的速度檢測(cè)裝置和阻尼力裝置以及與上述三個(gè)裝置電連接的用于處理檢測(cè)數(shù)據(jù)、輸出虛擬場(chǎng)景和阻力調(diào)整信號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其顯示系統(tǒng)，所述阻尼力裝置根據(jù)阻力調(diào)整信號(hào)產(chǎn)生阻力，上述兩個(gè)檢測(cè)裝置包括傳感器，上述阻尼力裝置包括內(nèi)部磁場(chǎng)可變的發(fā)電機(jī)。利用本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)虛擬騎車的方法及其虛擬自行車，能夠讓使用者充分體會(huì)到隨場(chǎng)景變化的騎車樂(lè)趣，同時(shí)又能起到相應(yīng)的鍛煉效果。
文檔編號(hào)A63B21/005GK1552490SQ0312672
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者李明, 戎志剛, 高敬義, 劉道強(qiáng), 明 李 申請(qǐng)人:李明, 戎志剛, 高敬義, 劉道強(qiáng), 明 李