發明專利申請
(21)申請號201710572593.2
(22)申請日2017.07.07
(43)申請公佈日2018.04.20
(71)申請人中國計量大學
地址 310018浙江省杭州市下沙高教園區 學源街258號
(72)發明人李孝祿 張楊昊 閆劍鋒 吳宗明 李運堂 朱儁江
(51)Int.Cl.
A63B | 22/06(2006.01) |
A63B | 24/00(2006.01) |
A63B | 71/06(2006.01) |
G06F | 3/01(2006.01) |
G16H | 50/30(2018.01) |
G16H | 15/00(2018.01) |
G16H | 20/30(2018.01) |
G16H | 20/60(2018.01) |
(54)發明名稱
一種基於虛擬現實技術的健身單車系統
(57)摘要
本發明公開了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統，包括單片機、心率傳感器、測量運動者血壓的傳感器、測量運動者體重的壓力傳感器、藍牙通信、手機中的人體健康數據APP、虛擬現實眼鏡、電機驅動電路、步進電機、風扇。單片機接收心率傳感器、測量運動者血壓的傳感器、測量運動者體重的壓力傳感器的信息，經藍牙通信傳給手機中的人體健康數據APP，同時單片機接收虛擬現實眼鏡中的坡度和速度信息，通過電機驅動電路控制步進電機和風扇做出相應的響應，實現阻力感和速度感。本發明實現了人體視覺和人體知覺的同步，增加了與虛擬現實場景的交互，增強了運動者的體驗感。
一種基於虛擬現實技術的健身單車系統
技術領域
[0001] 本發明涉及一種基於虛擬現實技術的健身單車系統，屬於健身領域。
背景技術
[0002] 我們生活在一個節奏越來越快的社會，每天埋頭工作，每天為生活不斷奔波。人們在繁忙的工作生活之餘，逐漸意識到體育健身運動的重要性。現代人工作時間長，壓力大，進行室外健身的時間越來越少，這一現狀刺激了室內健身器材的發展。健身單車作為主要 的室內健身器材之一，依靠其安全方便的鍛鍊方式以及適中的價格，具有不受空氣汙染、氣候、時間及地點影響等優點，成為大眾受歡迎的鍛鍊方式之一。然而，它的唯一缺點就是比較單調，如何讓人不知不覺中起到鍛鍊效果，又能享受美景的樂趣，是健身單車發展的方向。虛擬現實技術正好能滿足這一需求。
[0003] 虛擬現實，國外稱為Virtual Reality(VR)，是以計算機技術為核心，集傳感測量 技術、仿真技術、圖形渲染技術、屏顯技術和定位於一體的綜合性技術。通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等各種實時感知，為用戶提供高度逼真的人工真實環境。虛擬現實技術運用到健身和體育中，能夠讓健身者在長時間裡保持專注。虛擬現實技術中的虛擬環境主要是 保證鍛鍊中的趣味性、新奇感與舒適度。
[0004] 專利“一種與場景實時同步的虛擬現實智能健身單車”(發明號201621233933.6， 發明人：歐昊)提供了一種與場景實時同步的虛擬現實智能單車，它在傳統的動感單車的結 構基礎上，使虛擬現實場景中的顯示內容和健身單車的狀態實時同步，用戶在虛擬現實中感官狀態和真實狀態保持一致，最大限度地避免了用戶在使用過程中的暈動現象和其他不 適感覺。但是該專利的交互性體驗沒有更好地體現。
發明內容
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統。
[0006]本發明目的是：提供一種可以逼真模擬現實騎行鍛鍊體驗的虛擬現實健身單車系 統，將單車結構改裝，運動者戴在頭上的虛擬現實眼鏡給運動者視覺效果，通過單片機控制，實現騎行中的阻力感和速度感的目的，給運動者相應的知覺效果，達到人體視覺和人體知覺的同步。增加了與虛擬現實場景的交互，增強了運動者的體驗感。
[0007]本發明涉及一種基於虛擬現實技術的健身單車系統，包括車把手、風扇、心率傳感 器、測量運動者血壓的傳感器、虛擬現實眼鏡、坐墊、測量運動者體重的壓力傳感器、後支撐杆、步進電機夾座、步進電機、凸輪、中支撐杆、壓力杆、彈簧片、剎車片、單車、手機中的人體健康數據監測APP、核心處理器、電機驅動電路、單片機、藍牙通信。
[0008] 所述單車包括所述車把手、所述坐墊、所述後支撐杆、所述中支撐杆、所述壓力杆、所述彈簧片、所述剎車片，其特徵在於：所述風扇位於所述車把手上，所述心率傳感器安裝在所述車把手上，所述測量運動者血壓的傳感器套在運動者手腕上，所述虛擬現實眼鏡戴在運動者頭上，所述測量運動者體重的壓力傳感器位於所述坐墊和所述後支撐杆之間，所
述步進電機夾座位於所述中支撐杆前部，所述步進電機固定在所述步進電機夾座上，所述凸輪和所述步進電機相連，所述凸輪位於所述壓力杆上，所述壓力杆和所述彈簧片相連，所述彈簧片與所述剎車片相連。
[0009]本發明還提供了所述基於虛擬現實技術的健身單車系統的使用方法，其特徵在於 包括如下步驟：
[0010]運動者戴上所述虛擬現實眼鏡，騎到所述坐墊上，運動者的雙手握在所述心率傳 感器上，運動者開始健身；
[0011]所述心率傳感器、所述測量運動者血壓的傳感器和所述測量運動者體重的壓力傳 感器實時檢測人體健康數據，並把檢測到的人體健康數據通過所述單片機處理，通過藍牙通信傳送到所述手機中的人體健康數據監測APP上；
[0012]所述虛擬現實眼鏡的坡度信息通過所述核心處理器和所述藍牙通信傳到所述單 片機中，所述單片機通過所述電機驅動電路控制所述步進電機，所述步進電機帶動凸輪轉動，所述凸輪帶動所述壓力杆上下運動，所述壓力杆通過所述彈簧片對所述剎車片進行壓 力控制，實現阻力感；
[0013] 所述虛擬現實眼鏡的運動者速度信息通過所述核心處理器和所述藍牙通信傳到所述單片機中，所述單片機通過所述電機驅動電路控制所述風扇的轉速，實現速度感；[0014] 所述手機中的人體健康數據監測APP對人體健康數據進行分析，併為運動者給出運動或飲食方面的建議。
附圖說明
[0015] 下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：
[0016] 圖1為本發明所述的一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的結構示意圖。
[0017] 圖2為本發明所述的一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的阻力機構示意圖。
[0018] 圖3為本發明所述的一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的工作流程示意圖。
[0019]圖4為本發明所述的一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的人體健康數據監測流程圖。
[0020]圖5為本發明所述的一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的手機中的人體健康數據監測APP的內容組成示意圖。
[0021] 附圖標號說明：1：車把手；2：風扇；3：心率傳感器；4：測量運動者血壓的傳感器；5：虛擬現實眼鏡；6：坐墊；7：測量運動者體重的壓力傳感器；8：後支撐杆；9：步進電機夾座；10：步進電機；11：凸輪；12：中支撐杆；13：壓力杆；14：彈簧片；15：剎車片；16：單車；17：手機中的人體健康數據監測APP；18：核心處理器；19：電機驅動電路；20：單片機；21：藍牙通信。
具體實施方式
[0022]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實 施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技 術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
[0023] 本發明實施例提供了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統。
[0024] 參見圖1，示出了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的結構示意圖。參見圖2，示出了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的阻力機構示意圖。
[0025] 所述一種基於虛擬現實技術的健身單車系統包括：車把手1、風扇2、心率傳感器3、測量運動者血壓的傳感器4、虛擬現實眼鏡5、坐墊6、測量運動者體重的壓力傳感器7、後支撐杆8、步進電機夾座9、步進電機10、凸輪11、中支撐杆12、壓力杆13、彈簧片14、剎車片15、單車16、手機中的人體健康數據監測APP17、核心處理器18、電機驅動電路19、單片機20、藍 牙通信21。
[0026]所述單車16包括所述車把手1、所述坐墊6、所述後支撐杆8、所述中支撐杆12、所述 壓力杆13、所述彈簧片14、所述剎車片15，其特徵在於：所述風扇2位於所述車把手1上，所述心率傳感器3安裝在所述車把手1上，所述測量運動者血壓的傳感器4套在運動者手腕上，所述虛擬現實眼鏡5戴在運動者頭上，所述測量運動者體重的壓力傳感器7位於所述坐墊6和所述後支撐杆8之間，所述步進電機夾座9位於所述中支撐杆12前部，所述步進電機10固定在所述步進電機夾座9上，所述凸輪11和所述步進電機10相連，所述凸輪11位於所述壓力杆13上，所述壓力杆13和所述彈簧片14相連，所述彈簧片14與所述剎車片15相連。
[0027] 參見圖3，示出了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的工作流程示意圖。一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的使用方法為：
[0028] 運動者戴上所述虛擬現實眼鏡5，騎到所述坐墊6上，運動者的雙手握在所述心率傳感器3上，運動者開始健身；
[0029]所述心率傳感器3、所述測量運動者血壓的傳感器4和所述測量運動者體重的壓力 傳感器7實時檢測人體健康數據，並把檢測到的人體健康數據通過所述單片機20處理，通過 藍牙通信21傳送到所述手機中的人體健康數據監測APP17上；
[0030]所述虛擬現實眼鏡5的坡度信息通過所述核心處理器18和所述藍牙通信21傳到所述單片機20中，所述單片機20通過所述電機驅動電路19控制所述步進電機10，所述步進電機10帶動凸輪11轉動，所述凸輪11帶動所述壓力杆13上下運動，所述壓力杆13通過所述彈簧片14對所述剎車片15進行壓力控制，實現阻力感；
[0031]所述虛擬現實眼鏡5的運動者速度信息通過所述核心處理器18和所述藍牙通信21傳到所述單片機20中，所述單片機20通過所述電機驅動電路19控制所述風扇2的轉速，實現速度感。
[0032] 參見圖4，示出了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的人體健康數據監測流程圖：
[0033] 首先打開藍牙，登錄手機中的人體健康數據監測APP17，運動者開始健身，通過單 片機將測到的血壓、心率、體重數據經藍牙通信21傳到手機中的人體健康數據監測APP17，最後對人體健康數據分析，形成報表和建議。
[0034] 參見圖5，示出了一種基於虛擬現實技術的健身單車系統的內容組成示意圖：
[0035] 包括人體健康數據監測、人體健康數據分析和建議三部分。人體健康數據監測包 括運動者體重每週和每月變化圖，運動者每次健身心率數據變化圖，運動者每次健身血壓數據變化圖。人體健康數據分析對運動者體重數據繪製運動者體重每週和每月的最大值、最小值和平均值，對運動者心率數據繪製運動者每次健身的心率最大值、最小值和平均值，
對運動者血壓也求得每次健身的最大值、最小值和平均值。建議則對運動者體重給出塑形和飲食的意見，對運動者心率給出控制鍛鍊時間和強度的意見，對運動者血壓給出控制鍛鍊時間和強度的建議，並且給出鍛鍊後飲食的建議。
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
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