運動心率助力系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】一種運動心率助力系統(tǒng)的控制方法，其步驟如下：運動者在啟動系統(tǒng)電源后，通過控制面板輸入年齡數(shù)據(jù)Y，并選擇有氧運動模式或速度模式；如選用速度模式，通過控制面板設定助力檔位；如果選擇有氧運動模式，則按如下所述方式運行：a)由胸帶或手握式心率傳感器將實時采集運動者的即時心率r；b)控制器計算出該運動者的運動心率上限和下限；得出該運動者的健康有效運動心率范圍，控制助力電機的功率輸出來補償運動者的部分運動負荷；c)將有效運動心率范圍平分出N個心率區(qū)間；d)計算出具體控制檔位n、助力電機的輸出功率Wout，并驅(qū)動助力電機工作；f)采集的數(shù)據(jù)即時通過顯示儀表展示給運動者，使使用者的運動心率保持在健康運動心率范圍內(nèi)。
【專利說明】運動心率助力系統(tǒng)的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種健身運動器材運動心率助力系統(tǒng)的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前隨著科技水平的提高，生活方式的現(xiàn)代化、自動化程度越來越高，現(xiàn)代人進行 有氧運動的機會越來越少。從而導致肥胖人群增多，心腦血管疾病發(fā)病率逐年增高。很多 人意識到這一問題，自主進行有氧運動鍛煉。但絕大多數(shù)人對運動心率的了解知之甚少，導 致要么運動量不夠，要么運動過激導致心肌或其它組織受損甚至危及生命。CN203186536U 中公開了一種電動自行車的智能助力裝置，包括控制器、驅(qū)動電機、腳踏和控制面板，其特 征在于，還包括踏力傳感器、心率測試儀，所述控制器分別和踏力傳感器、心率測試儀、驅(qū)動 電機、控制面板連接。它是由扭矩傳感器和心率傳感器聯(lián)合進行控制。但很顯然這種聯(lián)合 扭矩傳感器和心率傳感器進行控制的技術(shù)是自相矛盾的。因為扭矩傳感器在不到1秒的時 間就會對騎行者踏板扭矩的變化進行助力響應，其所述會根據(jù)騎行者踏板扭矩的增加而增 加驅(qū)動電機功率輸出，整個騎行狀態(tài)平緩，騎行者基本不會有心率波動，從而使其系統(tǒng)的心 率控制失去發(fā)揮作用的機會。在說明書還提到電機的助力分為1 :〇.25，1 :1，和1:2三個 等級，每個等級電機輸出功率差距大，在實際使用過程中如此大范圍的輸出功率變化會導 致車輛急加速或急減速，使使用者產(chǎn)生不適感甚至危及人身安全。而且扭矩傳感器系統(tǒng)復 雜，穩(wěn)定性差，目前在電動助力車領(lǐng)域都不是主流配置，由此可見其實用性很低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種運動心率助力系統(tǒng)的控制方 法，通過對使用者運動心率進行實時監(jiān)測，并通過智能控制系統(tǒng)對使用者的運動健身器材 進行干預，使使用者的運動心率保持在健康運動心率范圍內(nèi)，從而達到健身不傷身的目的。
[0004] 本發(fā)明涉及的運動心率助力系統(tǒng)的控制方法，其步驟如下： 1、 采用由控制器及與控制器相連接的心率傳感器、運動頻率傳感器、控制面板、顯示儀 表、助力電機和蓄電池組成的運動心率控制系統(tǒng)； 2、 運動者在啟動系統(tǒng)電源后，顯示儀表會顯示要求使用者通過控制面板輸入年齡數(shù)據(jù) Y，并選擇有氧運動模式或速度模式； 如選用速度模式，運動者可在運動過程中根據(jù)自身喜好及身體狀況通過控制面板設定 助力檔位，所述助力檔位為大于等于〇的正整數(shù)；如果選擇有氧運動模式，則系統(tǒng)按如下所 述方式運行： a) 正常運動開始后，由胸帶或手握式心率傳感器將實時采集運動者的即時心率r，并 傳送給控制器； b) 控制器根據(jù)公式1 : Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :運動心率上限 -Y :運動者年齡， 計算出該運動者的運動心率上限，并根據(jù)公式2 : Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :運動心率下限 -Y :運動者年齡 計算出該運動者的運動心率下限；從而得出該運動者的健康有效運動心率范圍，通過 控制器來控制助力電機的功率輸出來補償運動者的部分運動負荷，從而控制運動者的心率 在整個運動過程中在此范圍內(nèi)變化； c) 控制器根據(jù)公式3: 其中R :心率區(qū)別

【權(quán)利要求】
1.運動心率助力系統(tǒng)的控制方法，其特征是步驟如下： (1) 、采用由控制器及與控制器相連接的心率傳感器、運動頻率傳感器、控制面板、顯示 儀表、助力電機和蓄電池組成的運動心率控制系統(tǒng)； (2) 、運動者在啟動系統(tǒng)電源后，顯示儀表會顯示要求使用者通過控制面板輸入年齡數(shù) 據(jù)Y，并選擇有氧運動模式或速度模式； 如選用速度模式，運動者可在運動過程中根據(jù)自身喜好及身體狀況通過控制面板設定 助力檔位，所述助力檔位為大于等于〇的正整數(shù)；如果選擇有氧運動模式，則系統(tǒng)按如下所 述方式運行： a) 正常運動開始后，由胸帶或手握式心率傳感器將實時采集運動者的即時心率r，并 傳送給控制器； b) 控制器根據(jù)公式1 : Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :運動心率上限 -Y :運動者年齡， 計算出該運動者的運動心率上限，并根據(jù)公式2 : Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :運動心率下限 -Y :運動者年齡 計算出該運動者的運動心率下限；從而得出該運動者的健康有效運動心率范圍，通過 控制器來控制助力電機的功率輸出來補償運動者的部分運動負荷，從而控制運動者的心率 在整個運動過程中在此范圍內(nèi)變化； c) 控制器根據(jù)公式3: 其中R :心率區(qū)別
N :最高助力檔位級數(shù) 將上述有效運動心率范圍平分出N個心率區(qū)間R ; d) 當位于傳動軸的運動頻率傳感器感知運動者運動頻率信號p非零時，即： 當p尹0時，控制器將根據(jù)公式4 :
其中η :具體控制檔位，其數(shù)值為從0開始直至N的正整數(shù)； 計算出具體控制檔位η; 當運動頻率信號Ρ等于零時，即： 當ρ=0時，控制檔位η=0 ; e) 控制器計算出具體控制檔位后，根據(jù)公式5:
計算出助力電機的輸出功率Wout，并按此功率驅(qū)動助力電機工作； f)在整個運動過程中，控制器采集的數(shù)據(jù)都會即時通過顯示儀表展示給運動者，其中 包括即時心率r、溫度t、運動頻率p、即時速度V、運動里程Dist、控制檔位η;當即時心率 r低于最低運動心率Min或高于最大運動心率Max時，顯示儀表背景燈閃爍，提醒運動者注 意并及時調(diào)整，降低運動強度，直至儀表背景燈不閃爍為止。
【文檔編號】A61B5/024GK104147761SQ201410348684
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月19日
【發(fā)明者】翟海洋, 李巖, 李偉, 哲巍, 汪洋 申請人:錦州萬得新能源汽車技術(shù)有限公司