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CN107323592A - 检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车 - Google Patents

检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车 Download PDF

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CN107323592A
CN107323592A CN201710475497.6A CN201710475497A CN107323592A CN 107323592 A CN107323592 A CN 107323592A CN 201710475497 A CN201710475497 A CN 201710475497A CN 107323592 A CN107323592 A CN 107323592A
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China
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靳连成
郭晓
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Shanghai Cloud Drive Intelligent Technology Co Ltd
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Shanghai Cloud Drive Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本发明属电动自行车技术领域，具体涉及一种检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车，包括：心率检测装置，用于检测骑行者的当前心率；显示仪表，用于获取所述骑行者的个人信息，并计算最佳心率范围；踏频传感器，用于检测自行车的踩踏频率；力矩传感器，用于检测骑行者的踩踏力；驱动控制器，用于根据所述踩踏频率和所述踩踏力控制电机的输出转速，还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速；电机，用于输出转速，给所述电动自行车提供动力。本发明不仅能通过采集的踩踏频率和踩踏力来控制电机的输出转速，还能通过检测骑行者的心率，来调整电机的输出转速，使人们的骑行锻炼达到最佳的运动效果。

Description

检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车
技术领域
本发明属于电动自行车技术领域，具体涉及一种检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车。
背景技术
运动心率，即人体在运动时保持的心率状态。不管是有氧运动，还是无氧运动。都有一个合适的心率才能达到较佳的运动效果。保持最佳运动心率对于运动效果和运动安全都很重要，三高人群锻炼中尤为重要的是运动心率，如果心率过高，会对身体健康不利，导致恶心、头晕、胸闷，糖尿病患者则会使血糖急剧降低，而且减脂效果也不好，心率低对身体没有危害，但是锻炼效果不好。男子最高心率＝205-年龄，女子最高心率＝220-年龄，对普通锻炼者来说，运动时的最佳心率范围为最高心率的60％～85％。
电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、显示仪表、传感器等设备的机电一体化个人交通工具。电动车是靠蓄电池的电能来驱动的，因为蓄电池储蓄的电能是有限的，当电能不足时或在陡坡时就无法驱动车前进，这时要用到助力器来辅助车辆前进。目前，市场上的助力传感器分两种：通过侦测踏频的踏频传感器和通过侦测踏力的力矩传感器，控制器通过传感器采集的数据来控制电机的转速，给电动车提供前进的动力。
目前市场上的电动自行车还不能根据骑行者的骑行心率来调整电机的输出转速，人们通过骑行电动自行车锻炼时，不能达到最佳的运动效果，对人们在骑行过程中的心率异常也没有起到警示的作用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明公开了一种检测心率的电动自行车智能系统及检测心率的电动自行车，本发明不仅能通过采集的踩踏频率和踩踏力来控制电机的输出转速，还能通过检测骑行者的心率，来调整电机的输出转速，使人们的骑行锻炼达到最佳的运动效果。
本发明一种检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，包括：
心率检测装置，用于检测骑行者的当前心率并发送给显示仪表；
显示仪表，用于获取所述骑行者的个人信息，并根据所述当前心率和所述个人信息计算最佳心率范围，并将所述当前心率和所述最佳心率范围发送给驱动控制器；
踏频传感器，用于检测自行车的踩踏频率并发送给驱动控制器；
力矩传感器，用于检测骑行者的踩踏力并发送给驱动控制器；
驱动控制器，用于根据所述踩踏频率和所述踩踏力控制电机的输出转速，还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速，并将所述踩踏频率和所述踩踏力发送给显示仪表；
电机，用于输出转速，给所述电动自行车提供动力。
优选地，还包括移动终端，所述移动终端分别与所述心率检测装置和所述显示仪表无线通信连接。
优选地，所述个人信息包括性别和年龄。
优选地，所述显示仪表还用于显示心率信息和进行语音播报，所述心率信息包括所述当前心率和所述最佳心率范围。
优选地，所述显示仪表还用于根据所述当前心率判断所述骑行者的身体状况并得到判断结果，根据所述判断结果进行心率异常提醒或拨打救援电话。
优选地，所述驱动控制器包括控制模块和电机驱动模块，所述控制模块控制电机驱动模块输出的电流大小和电流频率，从而控制电机的输出转速。
优选地，所述驱动控制器还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速具体为：
设定最佳心率范围的最小值N1和最大值N2；
若当前心率小于等于N1，则控制电机减小输出转速；
若当前心率大于N1且小于N2，则控制电机输出转速不变；
若当前心率大于等于N2，则控制电机增大输出转速；
优选地，所述心率检测装置采用心率带或心率手环或心率表或心率传感器。
优选地，所述心率带或所述心率手环或所述心率表均与所述显示仪表无线通信连接。
一种检测心率的电动自行车，包括心率传感器、显示仪表、踏频传感器、力矩传感器、电机和驱动控制器，所述心率传感器安装于所述电动自行车的把手上，所述显示仪表安装于所述电动自行车的把横中部，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机安装于所述电动自行车的中轴上，所述驱动控制器安装于所述电动自行车的五通外侧，所述心率传感器与所述显示仪表电连接，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机分别与所述驱动控制器电连接，所述显示仪表与所述驱动控制器无线通信连接。
本发明的有益效果为：不仅能通过采集的踩踏频率和踩踏力来控制电机的输出转速，还能通过采集的骑行者心率来调节电机的输出转速，且本发明还能通过检测骑行者的心率进行异常心率提醒和异常状况报警。
附图说明
图1为本实施例中检测心率的电动自行车智能系统的结构框图；
图2为本实施例中电机驱动模块的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，本发明实施例提供了一种检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，包括：
心率检测装置，用于检测骑行者的当前心率并发送给显示仪表；
显示仪表，用于获取所述骑行者的个人信息，并根据所述当前心率和所述个人信息计算最佳心率范围，并将所述当前心率和所述最佳心率范围发送给驱动控制器，所述个人信息包括性别和年龄；
踏频传感器，用于检测自行车的踩踏频率并发送给驱动控制器；
力矩传感器，用于检测骑行者的踩踏力并发送给驱动控制器；
驱动控制器，用于根据所述踩踏频率和所述踩踏力控制电机的输出转速，还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速，并将所述踩踏频率和所述踩踏力发送给显示仪表；
电机，用于输出转速，给所述电动自行车提供动力。
本实施例的智能系统不仅能通过采集的踩踏频率和踩踏力来控制电机的输出转速，还能通过采集的骑行者心率来调节电机的输出转速，且本发明还能通过检测骑行者的心率进行异常心率提醒和异常状况报警。
本实施中的系统还包括移动终端，所述移动终端分别与所述心率检测装置和所述显示仪表无线通信连接。所述移动终端上安装有本系统的app，所述移动终端可以将记录骑行者的相关信息，还可将相关信息发送给云端服务器，可记录的相关信息包括骑行地图、骑行环境、海拔、骑行者本身的输出功率、心率图等，将相关信息进行保存，有助于骑行者事后分析相关数据，从心率图中得出相关的运动信息，有助于下一次运动计划。上述相关信息也可记录在电动自行车上的显示仪表里。
本实施例中所述心率检测装置采用心率带或心率手环或心率表或心率传感器，所述心率带或所述心率手环或所述心率表均与所述显示仪表无线通信连接，所述心率传感器与所述显示仪表电连接；所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机分别与所述驱动控制器电连接，所述显示仪表与所述驱动控制器无线通信连接。本实施例中的无线通信连接可通过蓝牙连接、wifi连接或NFC连接。
本实施例中的显示仪表还用于显示心率信息和进行语音播报，所述心率信息包括所述当前心率和所述最佳心率范围；用于根据所述当前心率判断所述骑行者的身体状况并得到判断结果，根据所述判断结果进行心率异常提醒或拨打救援电话。可本实施例通过显示屏显示的方式和语音播报的方式告知提醒着当前心率和最佳心率范围，当检测到骑行者心率异常时，通过以上两种方式提醒骑行者，例如检测到骑行者心率过低，低于50时，提醒骑行者到医院就医。
所述驱动控制器包括控制模块和电机驱动模块，所述控制模块控制电机驱动模块输出的电流大小和电流频率，从而控制电机的输出转速。如图2所示，所述电机驱动模块包括直流电源和将直流电变为交流电的逆变电路，所述逆变电路包括由开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5和开关管S6构成的三相桥式逆变电路，在开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5和开关管S6上均连接有旁通二极管，所述控制模块通过控制六个所述开关管的通断来控制输出的电流大小和电流频率，从而控制电机的输出转速。
所述驱动控制器还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速具体为：
设定最佳心率范围的最小值N1和最大值N2；
若当前心率小于等于N1，则控制电机减小输出转速；
若当前心率大于N1且小于N2，则控制电机输出转速不变；
若当前心率大于等于N2，则控制电机增大输出转速；
本实施例中本实施例中男子最高心率＝205-年龄，女子最高心率＝220-年龄，对普通锻炼者来说，运动时的最佳心率范围为最高心率的60％～85％。本系统根据获得的骑行者个人信息，得知骑行者为男性、25岁，根据计算得知该骑行者的最佳心率范围为108～153，在上坡的骑行过程中，检测得骑行者的心率为170，根据检测结果可判断骑行者比较吃力，因而驱动控制器控制电机增大输出转速，给电动自行车提供更多动力，使骑行者比较舒适的骑行前进。
一种检测心率的电动自行车，包括心率传感器、显示仪表、踏频传感器、力矩传感器、电机和驱动控制器，所述心率传感器安装于所述电动自行车的把手上，所述显示仪表安装于所述电动自行车的把横中部，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机安装于所述电动自行车的中轴上，所述驱动控制器安装于所述电动自行车的五通外侧，所述心率传感器与所述显示仪表电连接，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机分别与所述驱动控制器电连接，所述显示仪表与所述驱动控制器无线通信连接。
通常的电动自行车智能系统以骑行者的踩踏频率、踩踏力为数据基础，智能的控制电机的输出转速、扭力以及功率，比如，当骑行者快速踩踏电动自行车时，电机提高输出转速；当骑行者用力踩踏电动自行车比如爬山路时，电机增加输出转速以提供更大的电动助力，给骑行者以轻松、舒适且智能化的骑行体验；而本实施例中检测心率的电动自行车智能系统增加了对心率数据的分析，比如在脚踏转速很慢的踩踏力很强的时候，心跳较快，意味着骑行者骑行比较吃力，本系统提供更大的电机输出转速，帮助骑行者节省体力，保持在正确的心跳范围内，可以让骑行者更加健康的专注于锻炼，也可以帮助有心脏病的骑行者不会因为骑行而发生心脏病突发的问题，如果心脏病突发，本系统会自动会拨打紧急救援电话或拨打设置的紧急联系人电话。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，包括：
心率检测装置，用于检测骑行者的当前心率并发送给显示仪表；
显示仪表，用于获取所述骑行者的个人信息，并根据所述当前心率和所述个人信息计算最佳心率范围，并将所述当前心率和所述最佳心率范围发送给驱动控制器；
踏频传感器，用于检测自行车的踩踏频率并发送给驱动控制器；
力矩传感器，用于检测骑行者的踩踏力并发送给驱动控制器；
驱动控制器，用于根据所述踩踏频率和所述踩踏力控制电机的输出转速，还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速，并将所述踩踏频率和所述踩踏力发送给显示仪表；
电机，用于输出转速，给所述电动自行车提供动力。
2.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端分别与所述心率检测装置和所述显示仪表无线通信连接。
3.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述个人信息包括性别和年龄。
4.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述显示仪表还用于显示心率信息和进行语音播报，所述心率信息包括所述当前心率和所述最佳心率范围。
5.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述显示仪表还用于根据所述当前心率判断所述骑行者的身体状况并得到判断结果，根据所述判断结果进行心率异常提醒或拨打救援电话。
6.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述驱动控制器包括控制模块和电机驱动模块，所述控制模块控制电机驱动模块输出的电流大小和电流频率，从而控制电机的输出转速。
7.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述驱动控制器还用于根据所述当前心率和所述最佳心率范围调整所述电机的输出转速具体为：
设定最佳心率范围的最小值N1和最大值N2；
若当前心率小于等于N1，则控制电机减小输出转速；
若当前心率大于N1且小于N2，则控制电机输出转速不变；
若当前心率大于等于N2，则控制电机增大输出转速。
8.根据权利要求1所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述心率检测装置采用心率带或心率手环或心率表或心率传感器。
9.根据权利要求8所述的检测心率的电动自行车智能系统，其特征在于，所述心率带或所述心率手环或所述心率表均与所述显示仪表无线通信连接。
10.基于权利要求8所述系统的一种检测心率的电动自行车，其特征在于，包括心率传感器、显示仪表、踏频传感器、力矩传感器、电机和驱动控制器，所述心率传感器安装于所述电动自行车的把手上，所述显示仪表安装于所述电动自行车的把横中部，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机安装于所述电动自行车的中轴上，所述驱动控制器安装于所述电动自行车的五通外侧，所述心率传感器与所述显示仪表电连接，所述踏频传感器、所述力矩传感器和所述电机分别与所述驱动控制器电连接，所述显示仪表与所述驱动控制器无线通信连接。
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