CN107866033A - 一种组合式骑行跑步机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式骑行跑步机，包括底部支架、支撑柱、操作台、跑步机体、单车车体、升降机构、数据采集装置和VR眼镜；底部支架水平放置在地面上，跑步机体安装在底部支架上，升降机构设置在底部支架与跑步机体之间；单车车体可拆卸的安装在位于同侧的支撑柱和底部支架上，支撑柱上开设有储物槽储内置有电子手环；单车上设置有磁粉制动器，车把通过转动机构设置于车架的斜梁前端，转动机构上设有角度传感器；跑步机体前旋转轴的轴向表面设有转速传感器，扶手上还设置有光电传感器。本发明将跑步机和单车进行结合，搭配VR技术，使用者在锻炼的过程中，不仅可以欣赏到不同的风景，还可以准确获得当前的运动信息，提高锻炼的积极性。

Description

一种组合式骑行跑步机

技术领域

本发明涉及健身器械技术领域，更具体的说是涉及一种组合式骑行跑步机。

背景技术

跑步和骑行是全身性有氧活动，能有效的锻炼大脑、心脏等人体机能器官，不仅运动量大，在相同时间内也可以欣赏到更多的风景。随着生活节奏的加快，人们跑步和骑行时间变的越来越少，因此通过健身器材模拟骑行和跑步进行锻炼成了大部分人群的首选。

传统的健身自行车和跑步机其运动模式单调乏味，人们在坚持一段时间后容易放弃，并不能达到长期锻炼的目的。而且，做跑步和骑行运动需要同时准备跑步机和健身自行车，既占据了室内空间，运动的场景又单一无聊。运动过程中，运动者无法量化自己的运动量和及时了解身体的生理参数，使用者跟着跑步机的设定速度跑步，当使用者想要改变跑步速度时，需要手动修改跑步机速度设置，操作不便。虽然，目前采用在健身器械中增设电视与音乐播放功能来增强对使用者的吸引力的方式，但是这种方式仍然属于被动接受，无法激发运动者的热情，非专业的运动者在没有顽强的意志情况下难以坚持。

因此如何提供一种能够激发运动兴趣、集跑步和骑行于一体，并能检测人体生理参数和运动数据的运动器材，是本领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合式骑行跑步机，集跑步骑行于一体，通过采用VR眼镜实现了在健身的同时给使用者增加乐趣的体验效果，激发使用者的运动兴趣，并能在运动过程时刻采集使用者的生理参数和记录运动数据，提高使用者的锻炼积极性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种组合式骑行跑步机包括底部支架、支撑柱、操作台、跑步机体、单车车体、升降机构和VR眼镜；

所述底部支架水平设置，其中所述底部支架水平设置，所述底部支架承载所述跑步机体，所述跑步机体和所述底部支架之间设有所述升降机构，且所述升降机构与所述跑步机体活动连接；底部支架两侧设置有所述支撑柱，所述单车车体可拆卸的安装在所述支撑柱和所述底部支架上；

所述支撑柱的上端设有一对扶手，所述扶手上设置有光电传感器；所述扶手之间固定所述操作台，所述操作台设有数据采集装置、控制处理器和显示屏，所述显示屏的一侧设有操作键盘；所述支撑柱上开设有储物槽，所述储物槽内放置有电子手环；所述控制处理器分别与所述数据采集装置、所述VR眼镜电性连接。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，所述跑步机体包括起升架、驱动电机、跑带、前旋转轴和后旋转轴，所述前旋转轴与所述后旋转轴通过所述跑带连接，所述跑带两端分别通过所述前旋转轴、所述后旋转轴与所述起升架相连，所述起升架上还设有驱动电机，所述前旋转轴的轴向表面设有转速传感器，所述转速传感器与所述数据采集装置相连。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述单车车体包括车架、车把、脚踏板和磁粉制动器，所述车架包括斜梁、固定筒和车座底梁；所述斜梁两端开设有固定孔，所述支撑柱和所述底座支架上设置有与所述固定孔对应的通孔，所述斜梁分别与述支撑柱和所述底座支架通过销轴连接；所述固定筒设置在所述斜梁的前端，所述固定筒与所述车把通过转动机构连接；所述转动机构上设有与所述控制处理器连接的角度传感器；所述车座底梁固定在所述斜梁的后端，所述车座底梁上安装所述车座；连接所述脚踏板的曲柄上设置有磁铁，且所述曲柄和所述车架的连接处设有所述磁粉制动器，所述磁粉制动器与所述控制处理器电连接；所述磁粉制动器上设有霍尔传感器，所述霍尔传感器通过所述数据采集装置和所述控制处理器电性连接。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述车座底梁包括横向调节杆和高度调节杆，所述高度调节杆的底端与所述斜梁固定连接，所述横向调节杆与所述高度调节杆相互垂直、且安装在所述高度调节杆的顶端。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述转动机构包括与所述车把连接的转轴以及设于所述转轴与所述固定筒之间的轴承，所述角度传感器设于所述转轴上。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述升降机构包括起升电机、螺旋轴和螺套；所述起升电机设置在所述底部支架前端，所述螺套固定在所述起升架上，所述螺旋轴由所述起升电机驱动，且所述螺旋轴穿设于所述螺套的螺纹中。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述电子手环的内部设置有血压脉搏采集模块、体温传感器和传输模块；所述血压脉搏采集模块、所述体温传感器分别与所述传输模块连接，所述电子手环与所述数据采集装置通过所述传输模块电连接。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述显示屏用于显示运动画面、相对运动速度、相对运动路程、运动时间和心跳速率。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述底部支架的两侧均设有减震胶垫。

优选的，在上述一种组合式骑行跑步机中，所述VR眼镜通过数据线与所述控制处理器连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种组合式骑行跑步机，使用者可以在健身和骑行两者之间自由选择，将单车与跑步机进行结合，节约了占地面积。单车中设置磁粉制动器，代替了原有沉重的飞轮，使单车的外观得到很大的改进，并且整体质轻、方便拆卸安装，使用者在进行骑行锻炼前，可以通过操作台预先设定骑行过程的阻力，并由磁粉制动器输出相应大小阻力值，在配合VR眼镜提供的场景画面，进而达到身临其境的骑行感觉；在跑步机上安装光电传感器和转速传感器，实时检测跑步机和使用者的速度信息，数据采集装置将跑步机转速信息传递给控制处理器，再呈现到显示屏上，光电传感器直接连接处理控制器，将使用者的位移变化的信息反馈给控制处理器，最终控制跑步机驱动电机减速或加速，实现可以自动调速的功能。支撑柱上储物槽的设置除存放电子手环之外，还可以放置使用者的钱包、手机等物品，给使用者提供了方便，电子手环的设置用于检测使用者的心跳血脉、体温，并设有预定值，当心跳或血压达到或超过预定值时，控制处理器和VR眼镜及时将信息呈现给使用者，使其停止锻炼，避免意外的发生。升降机构可以随意改变跑步机的坡度，升到一定角度时可以模拟攀登的效果，再配合VR眼镜里的风景，效果更佳。

本发明将跑步机和单车进行结合，搭配VR技术，使用者在锻炼的过程中，不仅可以欣赏到不同的路边风景，还可以准确的得到当前的运动信息。提高使用者的兴趣，利于使用者进行长期锻炼。本发明设计的单车，质量轻，安装拆卸方便；跑步机可以实时检测跑步机和使用者的步速，通过控制处理器实现自动调速功能，同时升降机构改变跑步机机身的坡度，增加了健身的乐趣。

附图说明

图1为本发明一种组合式骑行跑步机结构示意图；

图2为本发明一种组合式骑行跑步机起升状态示意图；

图3为本发明一种组合式骑行跑步机的跑步机体的结构示意图；

图4为本发明一种组合式骑行跑步机VR眼镜结构示意图；

图5为本发明一种组合式骑行跑步机的跑步机体工作流程图；

图6为本发明一种组合式骑行跑步机单车车体工作流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1数据采集装置、2控制处理器、3显示屏、4操作键盘、5储物槽、6电子手环、7起升架、8跑带、9前旋转轴、10后旋转轴、11转速传感器、12磁粉制动器、13斜梁、14固定筒、15车座底梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种采用VR技术的组合式骑行跑步机，将跑步骑行融于一体，提高了健身的乐趣。

如图1所示，本发明实施例公开了一种组合式骑行跑步机，包括底部支架、支撑柱、操作台、跑步机体、单车车体、升降机构和VR眼镜；

底部支架水平设置，底部支架承载所述跑步机体，跑步机体和底部支架之间设有升降机构，且升降机构与跑步机体活动连接；底部支架两侧设置有支撑柱，单车车体可拆卸的安装在支撑柱和底部支架上；

支撑柱的上端设有一对扶手，扶手上设置有光电传感器；扶手之间固定操作台，操作台设有数据采集装置1、控制处理器2和显示屏3；显示屏3的一侧设有操作键盘4；支撑柱上开设有储物槽5，储物槽5内放置有电子手环6；控制处理器2分别与数据采集装置1、VR眼镜电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，跑步机体包括起升架7、驱动电机、跑带8、前旋转轴9和后旋转轴10；前旋转轴9与后旋转轴10通过跑带8连接，跑带8两端分别通过前旋转轴9、后旋转轴10与起升架7相连，起升架7上还设有驱动电机，前旋转轴9的轴向表面设有转速传感器11，转速传感器11与数据采集装置1相连。

采用上述进一步方案的有益效果是，转速传感器将跑步机实时运行的情况反馈给数据采集装置，再传输到控制处理器中，最终将相对运动的速度和相对运动的路程呈现在显示屏上，便于使用者随时观察；光电传感器能随时监测运动者的速度，使用者的跑步速度和跑带的速度相等，人处于跑带的中部，此时两个光电传感器的信号传输到控制处理器，由控制处理器控制驱动电机转速不变；使用者的跑步速度大于跑带的当前速度，人处于跑带的前端，此时光电传感器的信号传输到控制处理器，控制驱动电机转速缓慢升高，跑带速度也缓慢提高，最高达到初始设定的最高跑步速度；使用者的跑步速度小于跑带的当前速度，人处于跑带的后端，此时光电传感器的信号传输到控制处理器，控制驱动电机转速降低，跑带速度缓慢降低，最低至初始设定的最低跑步速度。

为了进一步优化上述技术方案，单车车体包括车架、车把、脚踏板和磁粉制动器12，车架包括斜梁13、固定筒14和车座底梁15；斜梁13两端开设有固定孔，支撑柱和底座支架上设置有与固定孔对应的通孔，斜梁13分别与支撑柱和底座支架通过销轴连接；固定筒14设置在斜梁13的前端，固定筒14与车把通过转动机构连接；转动机构上设有与控制处理器2连接的角度传感器；车座底梁15固定在斜梁13的后端，车座底梁15上安装车座；连接脚踏板的曲柄上设置有磁铁，且曲柄和车架的连接处设有磁粉制动器12，磁粉制动器12与控制处理器2电连接；磁粉制动器12上设有霍尔传感器，霍尔传感器通过数据采集装置1和控制处理器2电性连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，单车车体中设置磁粉制动器，代替了原有沉重的飞轮，使单车的外观得到很大的改进，整体质轻、方便拆卸安装，使用者在进行骑行锻炼前，可以通过操作台预先设定骑行过程的阻力，并由磁粉制动器输出相应大小阻力值，达到真实的骑行的效果。

为了进一步优化上述技术方案，车座底梁15包括横向调节杆和高度调节杆，高度调节杆的底端与斜梁13固定连接，横向调节杆与高度调节杆相互垂直、且安装在高度调节杆的顶端。

采用上述进一步方案的有益效果是，单车可以根据不同使用者调节适宜的高度和车座位置，通过销轴可以便捷的将车架稳固安装在跑步机上，并且两侧均可安装，增加竞技乐趣。

为了进一步优化上述技术方案，转动机构包括与车把连接的转轴以及设于转轴与固定筒14之间的轴承，角度传感器设于转轴上。

采用上述进一步方案的有益效果是，在骑行过程中角度传感器获得车把转动信息通过数据采集装置反馈给控制处理器再最终将车辆的状态同步反映在虚拟场景中，给健身人员身临其境的感觉，增加骑行的真实感。

为了进一步优化上述技术方案，升降机构包括起升电机、螺旋轴和螺套；起升电机设置在底部支架前端，螺套固定在起升架上，螺旋轴由起升电机驱动，且螺旋轴穿设于螺套的螺纹中。

采用上述进一步方案的有益效果是，使用者可以根据自身爱好通过跑步机的升降机构改变跑带的坡度，调节到一定角度可以模拟攀登的效果，体验更佳。

为了进一步优化上述技术方案，电子手环6的内部设置有血压脉搏采集模块、体温传感器和传输模块；血压脉搏采集模块、体温传感器分别与传输模块连接，电子手环6与数据采集装置通过传输模块电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，随时监测运动者的生理参数并呈现在显示屏上，当使用者心跳速率过快时，将信息反馈在VR眼镜和显示屏上，提醒使用者停止运动。

为了进一步优化上述技术方案，显示屏3用于显示运动画面、相对运动速度、相对运动路程、运动时间和心跳速率。

采用上述进一步方案的有益效果是，运动者通过VR模拟运动的信息呈现在显示屏上，便于记录用户能够直观在显示屏上了解自己的运动状态，适当控制和调节运动节奏，有利于提高健身效果。

为了进一步优化上述技术方案，底部支架的两侧均设有减震胶垫。

采用上述进一步方案的有益效果是，减震胶垫能够有效减少运动时的震动，提高运动过程的舒适性。

为了进一步优化上述技术方案，VR眼镜通过数据线与控制处理器2连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，使用者将事先录好的影像或下载的影像通过VR眼镜呈现给使用者，实现身临其境的感觉。

本发明工作原理，使用者在使用跑步机进行运动锻炼前，通过操作台上的操作键可以设定跑步机的速度、坡度等参数，在显示屏上设置好跑步速度范围，或直接选取***默认跑步速度范围；使用者还可以选择运动场景，运动场景为跑步机***自带或用户导入；当起升电机启动后，带动螺杆转动，螺杆在扬升架上固定螺母处转动后，起升架便会升起，从而带动跑步机的前端翘起；缓冲胶垫能够减缓跑步带来的振动，当使用者跑步速度改变后，在跑步机上安装的光电传感器和转速传感器，实时检测跑步机和使用者的速度信息，数据采集装置将跑步机转速信息传递给控制处理器，在呈现到显示屏上，光电传感器将使用者在跑带上相对位置信息，反馈给控制处理器，最终控制跑步机的驱动电机减速或加速，实现自动调速的功能，显示屏用于显示使用者的运动参数和生理参数。单车采用磁粉制动器代替传统沉重的飞轮，整体质轻方便拆卸安装，使用者在进行骑行锻炼前，通过操作台预先设定骑行过程的阻力，并由磁粉制动器输出相应大小阻力值，在骑行过程中角度传感器获得车把转动信息通过数据采集装置反馈给控制处理器将车辆的状态同步反映在虚拟场景中，增加骑行的真实感，使用者选择性佩戴VR眼镜，可以欣赏到不同的路边风景，趣味性大大增加，利于使用者长期坚持进行运动锻炼；电子手环的设置检测使用者的心跳血脉、体温，并设有预定值，当心跳或血压达到或超过预定值时，控制处理器和VR眼镜及时将信息呈现给使用者，使其停止锻炼，避免意外的发生；升降机构将跑步机升到一定角度时，调节步速可以模拟攀登的效果，再配合VR眼镜里的风景，效果更佳。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种组合式骑行跑步机，其特征在于，包括：底部支架、支撑柱、操作台、跑步机体、单车车体、升降机构和VR眼镜；

所述底部支架水平设置，所述底部支架用于承载所述跑步机体，所述跑步机体和所述底部支架之间设有所述升降机构，且所述升降机构与所述跑步机体活动连接；所述底部支架两侧设置有所述支撑柱，所述单车车体可拆卸的安装在所述支撑柱和所述底部支架上；

所述支撑柱的上端设有一对扶手，所述扶手上设置有光电传感器；所述扶手之间固定所述操作台，所述操作台设有数据采集装置（1）、控制处理器（2）和显示屏（3）；所述显示屏（3）的一侧设有操作键盘（4）；所述支撑柱上开设有储物槽（5），所述储物槽（5）内放置有电子手环（6）；所述控制处理器（2）分别与所述数据采集装置（1）、所述VR眼镜电性连接。

2. 根据权利要求1所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于， 所述跑步机体包括起升架（7）、驱动电机、跑带（8）、前旋转轴（9）和后旋转轴（10）；所述前旋转轴（9）与所述后旋转轴（10）通过所述跑带（8）连接，所述跑带（8）两端分别通过所述前旋转轴（9）、所述后旋转轴（10）与所述起升架（7）相连，所述起升架（7）上还设有所述驱动电机，所述前旋转轴（9）的轴向表面设有转速传感器（11），所述转速传感器（11）与所述数据采集装置（1）相连。

3.根据权利要求1所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述单车车体包括车架、车把、脚踏板和磁粉制动器（12），所述车架包括斜梁（13）、固定筒（14）和车座底梁（15）；所述斜梁（13）两端开设有固定孔，所述支撑柱和所述底座支架上设置有与所述固定孔对应的通孔，所述斜梁（13）分别与所述支撑柱和所述底座支架通过销轴连接；所述固定筒（14）设置在所述斜梁（13）的前端，所述固定筒（14）与所述车把通过转动机构连接；所述转动机构上设有与所述控制处理器（2）连接的角度传感器；所述车座底梁（15）固定在所述斜梁（13）的后端，所述车座底梁（15）上安装所述车座；连接所述脚踏板的曲柄上设置有磁铁，且所述曲柄和所述车架的连接处设有所述磁粉制动器（12），所述磁粉制动器（12）与所述控制处理器（2）电连接；所述磁粉制动器（12）上设有霍尔传感器，所述霍尔传感器通过所述数据采集装置（1）和所述控制处理器（2）电性连接。

4.根据权利要求3所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述车座底梁（15）包括横向调节杆和高度调节杆，所述高度调节杆的底端与所述斜梁（13）固定连接，所述横向调节杆与所述高度调节杆相互垂直、且安装在所述高度调节杆的顶端。

5.根据权利要求3所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述转动机构包括与所述车把连接的转轴、以及设于所述转轴与所述固定筒（14）之间的轴承，所述角度传感器设于所述转轴上。

6.根据权利要求2所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述升降机构包括起升电机、螺旋轴和螺套；所述起升电机设置在所述底部支架前端，所述螺套固定在所述起升架上，所述螺旋轴由所述起升电机驱动，且所述螺旋轴穿设于所述螺套的螺纹中。

7.根据权利要求1-6任一所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述电子手环（6）的内部设置有血压脉搏采集模块、体温传感器和传输模块；所述血压脉搏采集模块、所述体温传感器分别与所述传输模块连接，所述电子手环（6）与所述数据采集装置（1）通过所述传输模块电连接。

8.根据权利要求1-6任一所述一种组合式骑行跑步机，所述显示屏（3）用于显示运动画面、相对运动速度、相对运动路程、运动时间和心跳速率。

9.根据权利要求1-6任一所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述底部支架的两侧均设有减震胶垫。

10.根据权利要求1-6任一所述一种组合式骑行跑步机，其特征在于，所述VR眼镜通过数据线与所述控制处理器（2）连接。