.3V電源，譯碼器U7的I至16引腳作為控制信號輸出端接各自的線圈連接電路。
[0039]上述線圈連接電路包括:譯碼器U7的控制信號輸出端經(jīng)電阻R19接三極管Q3的發(fā)射極，經(jīng)電阻R22接三極管Q3的基極，三極管Q3的集電極連接光耦元件U6的I腳，光耦元件U6的2腳和3腳分別經(jīng)電阻R26、電阻R27后接地，光耦元件U6的3腳與場效應(yīng)管Q4的柵極連接，場效應(yīng)管Q4的源極接地，場效應(yīng)管Q4的漏極經(jīng)二極管D4接24V電源，光耦元件U6的4腳經(jīng)電阻R21接24V電源，場效應(yīng)管Q4的漏極接電磁鐵。
[0040] 上述轉(zhuǎn)向檢測模塊采用角度傳感器3，角度傳感器3安裝在單車本體的車把上，如圖9所示。角度傳感器連接控制模塊中控制芯片Ul的PAll?PA13中的任一引腳。
[0041 ] 上述電源電路包括24V轉(zhuǎn)5V電源電路和5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路；
[0042]如圖6所示，24V轉(zhuǎn)5V電源電路:包括電源管理芯片U2，電源管理芯片U2的I腳與保險絲電路的24V電源引腳相連，I腳經(jīng)電解電容C5接地，3腳和5腳直接接地，2腳依次經(jīng)電感L1、電感L2后與電解電容C6的一端連接輸出5V電源；
[0043]如圖7所示，5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路:包括電源芯片U5，電源芯片U5的3腳與5V電源，3腳經(jīng)電解電容C15接地，I腳直接接地，2腳和4腳連接后在分別經(jīng)電容C17、電容C18、電容C19接地，2腳和4腳連接后輸出3.3V電壓。
[0044]在使用單車騎行健身中，騎行速度控制通過本實用新型速度檢測模塊檢測力反饋單車上的踩踏頻率，并映射反映在虛擬單車的騎行速度上，騎行方向控制通過轉(zhuǎn)向檢測模塊采集來的實時方向控制信息更新虛擬單車車頭與當(dāng)前行駛方向的夾角，騎行阻力控制通過電磁鐵控制模塊實時傳輸給力反饋單車。
[0045]本實用新型的具體實施工作過程如下:
[0046]本實用新型通過控制模塊進行速度處理、阻力處理和電磁鐵電流控制。
[0047]速度處理:單車一級傳動輪上裝有一個霍爾傳感器，單片機檢測霍爾傳感器反饋信號，來求得傳動輪轉(zhuǎn)動一周所需的時間，根據(jù)V = 2π r/T2-Tl，單片機通過USB將數(shù)據(jù)傳給場景，進而實現(xiàn)與場景的互通；阻力處理:因為現(xiàn)實生活中騎車會有上坡和下坡，為了增加體驗者的真實感和沉浸感。場景里也會有上坡和下坡的場景，當(dāng)單車上坡和下坡時，場景里會根據(jù)坡度反饋給單片機(即控制芯片Ul) —個數(shù)據(jù)，單片機根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)控制線包的電流來調(diào)節(jié)磁阻尼，繼而來調(diào)節(jié)單車的阻力，來增加沉浸感；電磁鐵電流控制:當(dāng)單片機接收到場景里反饋來的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)來控制電磁鐵的通斷來實現(xiàn)單車阻力可調(diào)。
[0048]如圖2所示，控制芯片Ul通過串口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，或是通過USB進行通信，力反饋單車向PC端傳輸力反饋單車速度，PC端根據(jù)場景中的不同，向力反饋單車發(fā)送車子的阻力，控制芯片Ul根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)來調(diào)整控制電磁鐵模塊的電壓，改變線圈的磁通量，力反饋單車的配重輪轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生與配重輪相反方向的力，進而把場景中的阻力在現(xiàn)實中模擬出來，進而增加用戶的體驗。
[0049]控制芯片Ul根據(jù)單車一級傳動輪上霍爾傳感器傳回來的數(shù)據(jù)進行處理，控制芯片Ul會根據(jù)前后兩次的時間差計算出力反饋單車的速度，通過USB數(shù)據(jù)接口發(fā)送給計算機，使虛擬騎行場景中力反饋單車的速度跟人現(xiàn)實中踩得速度一樣，從而增強消費者的體驗感、沉浸感。
[0050]控制模塊通過帶單片機的集成電路處理騎行速度信息和阻力信息，通過相應(yīng)變換后分別傳遞給虛擬騎行場景和阻力反饋模塊，保證力反饋單車和虛擬騎行場景的同步。
[0051]控制芯片Ul根據(jù)虛擬騎行場景中路面的坡度發(fā)送給控制芯片Ul個數(shù)據(jù)，控制芯片Ul根據(jù)收到的數(shù)據(jù)控制電磁鐵模塊的電壓，來調(diào)節(jié)單車的阻力。
[0052]控制芯片Ul根據(jù)力反饋單車的轉(zhuǎn)向檢測模塊角度傳感器反饋的數(shù)據(jù)來檢測力反饋單車的轉(zhuǎn)向，然后通過USB數(shù)據(jù)接口發(fā)送給虛擬騎行場景，進而是力反饋單車跟虛擬騎行場景中的力反饋單車同步。
[0053]由此，本實用新型植入阻力控制，不再是之前手動改變阻力，方便健身者使用，解決了現(xiàn)有力反饋單車鍛煉形式單一枯燥的問題，幫助健身者輕松達到健身塑形的顯著效果，更增強帶來真實感。
【主權(quán)項】
1.一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:包括安裝在單車本體上的速度檢測模塊、控制模塊、多個電磁鐵、轉(zhuǎn)向檢測模塊以及用于供電的電源模塊；控制模塊分別與速度檢測模塊、電磁鐵控制模塊、轉(zhuǎn)向檢測模塊連接，電源模塊連接速度檢測模塊、控制模塊、電磁鐵控制模塊、轉(zhuǎn)向檢測模塊進行供電，電磁鐵控制模塊與電磁鐵連接進行控制，多個電磁鐵安裝在單車本體配重輪的周面，電磁鐵與配重輪形成電磁感應(yīng)進行力反饋的阻力控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的控制模塊包括控制芯片Ul和USB數(shù)據(jù)通信電路，控制芯片Ul連接有晶振復(fù)位電路；USB數(shù)據(jù)通信電路！MicroUSB接口的5、0腳接地，MicroUSB接口的4腳懸空，MicroUSB接口的2腳和3腳分別經(jīng)電阻R5、電阻R4后連接控制芯片Ul的PA12腳和PAll引腳，I腳接5V電源，2腳經(jīng)電阻R3連接到三極管Ql的集電極，三極管Ql的發(fā)射極接3.3V電源，三極管Ql的基極經(jīng)電阻Rl與控制芯片Ul的PC13引腳相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的速度檢測模塊:包括霍爾傳感器，霍爾傳感器經(jīng)中斷測速電路連接控制模塊，霍爾傳感器安裝在與單車本體腳踏相連的主動輪盤上，速度檢測模塊通過霍爾傳感器檢測與單車腳踏相連的輪盤轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的中斷測速電路:霍爾傳感器接口 Pl的2腳經(jīng)電阻R16接三極管Q2的發(fā)射極，霍爾傳感器接口 Pl的2腳經(jīng)電阻R17接三極管Q2的基極，霍爾傳感器接口 Pl的2腳經(jīng)電容ClO接地，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R18接地，三極管Q2的發(fā)射極與3.3V電源連接，三極管Q2的集電極經(jīng)電阻R15與控制模塊中控制芯片Ul的PBO引腳連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的電磁鐵由線圈、鐵芯和供電電路組成，鐵芯與配重輪接觸間隙為1mm，在間隙內(nèi)生成磁感應(yīng)強度為IT的磁場。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的電磁鐵控制模塊包括譯碼器U7和多個電路結(jié)構(gòu)相同的線圈連接電路，多個電磁鐵經(jīng)各自的線圈連接電路連接到譯碼器U7 ;譯碼器U7的20至23引腳分別連接控制模塊中控制芯片Ul的17?14腳，譯碼器U7的18、19、12腳接地，譯碼器U7的24腳接3.3V電源，譯碼器U7的I至16引腳作為控制信號輸出端接各自的線圈連接電路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的線圈連接電路包括:譯碼器U7的控制信號輸出端經(jīng)電阻R19接三極管Q3的發(fā)射極，經(jīng)電阻R22接三極管Q3的基極，三極管Q3的集電極連接光耦元件U6的I腳，光耦元件U6的2腳和3腳分別經(jīng)電阻R26、電阻R27后接地，光耦元件U6的3腳與場效應(yīng)管Q4的柵極連接，場效應(yīng)管Q4的源極接地，場效應(yīng)管Q4的漏極經(jīng)二極管D4接24V電源，光耦元件U6的4腳經(jīng)電阻R21接24V電源，場效應(yīng)管Q4的漏極接電磁鐵。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向檢測模塊采用角度傳感器，角度傳感器安裝在單車本體的車把上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置，其特征在于:所述的電源電路包括24V轉(zhuǎn)5V電源電路和5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路； 24V轉(zhuǎn)5V電源電路:包括電源管理芯片U2，電源管理芯片U2的I腳與保險絲電路的24V電源引腳相連，I腳經(jīng)電解電容C5接地，3腳和5腳直接接地，2腳依次經(jīng)電感L1、電感L2后與電解電容C6的一端連接輸出5V電源； 5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路:包括電源芯片U5，電源芯片U5的3腳與5V電源，3腳經(jīng)電解電容C15接地，I腳直接接地，2腳和4腳連接后在分別經(jīng)電容C17、電容C18、電容C19接地，2腳和4腳連接后輸出3.3V電壓。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于虛擬場景中騎行健身的力反饋單車控制裝置。包括安裝在單車本體上的速度檢測模塊、控制模塊、電磁鐵、轉(zhuǎn)向檢測模塊以及用于供電的電源模塊，控制模塊分別于速度檢測模塊、電磁鐵控制模塊、轉(zhuǎn)向檢測模塊連接，電源模塊連接速度檢測模塊、控制模塊、電磁鐵控制模塊、轉(zhuǎn)向檢測模塊進行供電，電磁鐵控制模塊與電磁鐵連接進行控制，電磁鐵安裝在單車本體配重輪的周面，電磁鐵與配重輪形成電磁感應(yīng)進行力反饋的阻力控制。本實用新型可用于虛擬場景體驗的力反饋單車，力反饋單車將騎行場景中的坡度帶來的騎行感受實時反映給健身者，解決了現(xiàn)有力反饋單車鍛煉形式單一枯燥的問題，幫助健身者輕松達到健身塑形的效果。
【IPC分類】A63B22/08, A63B24/00
【公開號】CN204619294
【申請?zhí)枴緾N201520288956
【發(fā)明人】王宏澤, 侯彥超, 吳震, 馮國華
【申請人】杭州映墨科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月6日