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CN109682609B - 一种自行车踩踏效率检测方法及系统 - Google Patents

一种自行车踩踏效率检测方法及系统 Download PDF

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CN109682609B
CN109682609B CN201811543270.1A CN201811543270A CN109682609B CN 109682609 B CN109682609 B CN 109682609B CN 201811543270 A CN201811543270 A CN 201811543270A CN 109682609 B CN109682609 B CN 109682609B
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pedal
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bicycle
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吴英丽
蔡金为
廖洪波
王陈
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Black Swan Intelligent Technology Fujian Co ltd
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Black Swan Intelligent Technology Fujian Co ltd
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Abstract

本发明提供一种自行车踩踏效率检测方法,该方法包括以下步骤:先计算特定位置各脚踏与脚踏的上下极限位置之间在竖直方向上的间距L1和L2;然后检测各脚踏的运动时间和加速度变化,并据此计算获得各脚踏在当前时刻所处的位置相对于脚踏的上极限位置或下极限位置之间在竖直方向上的位移s1和s2;最后,确定各脚踏是否位于特定位置并检测对应的压力P1和P2,并据此计算获得自行车踩踏效率。本发明还提供了一种自行车踩踏效率检测系统。本发明提供的方法及系统,通过检测脚踏的加速度来判断脚踏所处的位置,进而获得踩踏过程中踏力与自重力在不同方向与范围内变化所出现的踩踏效率的波动,使得骑手可以针对性的去调整踩踏节奏,训练效果相对较好。

Description

一种自行车踩踏效率检测方法及系统
技术领域
本发明涉及一种效率检测方法及系统,尤其是一种自行车踩踏效率检测方法及系统。
背景技术
骑行是一种深受人们喜爱的有氧运动方式,为了减少骑行的体能消耗以便能够骑得更快更远,骑手通常需要根据自己的踩踏效率调整踩踏节奏。
目前用于获取自行车踩踏效率的工具通常为功率计和码表,现有的功率计和码表通常仅能获取骑行一段时间后的踩踏效率,然而骑手在踩踏时,主要踏力应当出现在垂直踩踏的30度到120度范围,即牙盘的一点钟到四点钟方向,最大踏力应当发生在90度时,即牙盘的三点钟方向,并在一只脚施加踏力的过程中,另一只脚处于从下极限位置到上极限位置的阶段,自重力应当趋近于消失,由于现有的工具难以检测获得踩踏过程中踏力与自重力在不同方向与范围内变化所出现的踩踏效率的波动,骑手也就难以针对性的去调整踩踏节奏,训练效果相对较差。
有鉴于此,本申请人对自行车踩踏效率检测方法及系统进行了深入的研究,遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种训练效果相对较好的自行车踩踏效率检测方法及系统。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种自行车踩踏效率检测方法,该自行车具有牙盘、两个一端分别固定连接在所述牙盘两侧的曲柄、分别转动连接在两个曲柄另一端上脚踏,各所述曲柄与所述牙盘连接的一端都位于所述牙盘的轴心位置,且两个所述曲柄长度相同且位于同一直线上,该方法包括以下步骤:
S1,根据所述曲柄的长度r,计算其中一个所述曲柄与竖直面呈预定角度θ时,与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的间距L2;
S2,在踩踏过程中,检测从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏自最近一次经过所述上极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述上极限位置之间在竖直方向上的位移s1,检测另一个所述脚踏自最近一次经过所述下极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述下极限位置之间在竖直方向上的位移s2;
S3,比对L1+L2的值和s1+s2的值,当两者相同时,则检测当前时刻测从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏所受到的压力P1以及另一个所述脚踏所受到的压力P2,并根据所述压力P1和所述压力P2计算获得自行车踩踏效率。
作为本发明的一种改进,所述间距L1和所述间距L2的计算公式都为L=r(1-cosθ),其中L=L1或L=L2。
作为本发明的一种改进,所述预定角度θ为30°、90°或120°。
一种自行车踩踏效率检测系统,该自行车具有牙盘、两个一端分别固定连接在所述牙盘两侧的曲柄、分别转动连接在两个曲柄另一端上脚踏,各所述曲柄与所述牙盘连接的一端都位于所述牙盘的轴心位置,且两个所述曲柄长度相同且位于同一直线上,该检测系统包括分别用于实时检测各所述脚踏受到的压力的压力传感器、用于实时检测各所述脚踏在竖直方向上的加速度的加速度传感器以及分别与各所述压力传感器和各所述加速度传感器通讯连接的微处理器;
预先往所述微处理器输入所述曲柄的长度r以及一个以上的预定角度θ,所述微处理器根据所述长度r以及各所述预定角度θ计算当其中一个所述曲柄与竖直面呈各预定角度θ时,与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2;或者预先往所述微处理器输入一个以上的预定角度θ和当其中一个所述曲柄与竖直面呈各所述预定角度θ时与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2;
踩踏时,所述微处理器根据各所述加速度传感器获取的加速度判断对应的所述脚踏的运动方向,同时根据各所述加速度传感器获取的加速度的数值计算从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述上极限位置之间在竖直方向上的位移s1以及另一个所述脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述下极限位置之间在竖直方向上的位移s2;之后所述微处理器比对L1+L2的值和S1+S2的值,当两者相同时,则通过对应的所述压力传感器获取当前时刻从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏所受到的压力P1以及另一个所述脚踏所受到的压力P2,并根据所述压力P1和所述压力P2计算获得其中一个所述曲柄与竖直面呈对应的所述预定角度θ时的自行车踩踏效率。
作为本发明的一种改进,所述微处理器连接有用于与外部终端通讯连接的无线通讯模块或连接端口。
作为本发明的一种改进,还包括锁鞋,所述锁鞋包括分别安装在各所述脚踏上的鞋体,各所述压力传感器和各所述加速度传感器分别安装在对应的所述鞋体上。
作为本发明的一种改进,各所述鞋体都包括鞋底和辅助带,所述鞋底上开设有放置槽,所述放置槽内放置有元件盒,所述辅助带位于所述元件盒和所述放置槽的槽底之间,且所述辅助带的两端分别从所述放置槽内穿出,对应的所述加速度传感器安装在对应的所述鞋体上的所述元件盒内,对应的所述压力传感器安装在对应的所述鞋体的所述鞋底的上表面。
作为本发明的一种改进,各所述鞋底都通过锁片与对应的脚踏连接,同一所述鞋底上的所述锁片和所述压力传感器的位置相互对应。
作为本发明的一种改进,各所述压力传感器都为压电薄膜传感器,各所述加速度传感器都为MEMS加速度传感器。
作为本发明的一种改进,所微处理器根据各所述加速度传感器获取的加速度进行一次积分获知对应的所述脚踏的速度的方向和速度变化,并据此判断对应的所述脚踏是否经过脚踏的下极限位置,并记录该脚踏经过脚踏的下极限位置的次数和时间。
采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1、本发明提供的方法及系统,通过检测脚踏的加速度来判断脚踏所处的位置,以此获得踩踏过程中不同位置的踏力数据,进而获得踩踏过程中踏力与自重力在不同方向与范围内变化所出现的踩踏效率的波动,使得骑手可以针对性的去调整踩踏节奏,训练效果相对较好。
2、通过将各传感器设置与锁鞋,不同于传统功率计,无需对自行车本身的牙盘、曲柄、锁踏等进行调整或更换,泛用性强。
附图说明
图1为本发明提供的自行车踩踏效率检测方法的原理示意图;
图2为本发明提供的自行车踩踏效率检测系统的结构示意图;
图3为本发明中的锁鞋的结构示意图,图中省略部分零部件;
图4为本发明中的锁鞋的分解结构示意图,图中省略部分零部件;
图5为本发明中的元件盒的内部结构示意图。
图中标示对应如下:
10-牙盘; 11-曲柄;
12-脚踏; 20-压力传感器;
30-加速度传感器; 40-微处理器;
50-无线通信模块; 60-鞋体;
61-鞋面; 62-鞋底;
63-鞋垫; 64-辅助带;
65-放置槽; 66-元件盒;
67-锁片; 70-电源。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明做进一步的说明:
实施例一。
本实施例提供一种自行车踩踏效率检测方法,如图1所示,该自行车具有牙盘10、两个一端分别固定连接在牙盘10两侧的曲柄11、分别转动连接在两个曲柄11另一端上脚踏12,即脚踏12也有两个,分别为左脚踏和右脚踏。各曲柄11与牙盘10连接的一端都位于牙盘10的轴心位置,且两个曲柄11长度相同且位于同一直线上,这样,当曲柄11竖直布置时,位于对应的曲柄11上端的脚踏12所处的位置即为脚踏12的上极限位置,即图1中的a点位置,位于对应的曲柄11下端的脚踏12所处的位置即为脚踏12的下极限位置,即图1中的b点位置,脚踏12绕着牙盘10轴向旋转一圈所形成的圆圈为踩踏圈。当然,上述牙盘10、曲柄11和脚踏12的具体连接位置关系与常规的自行车相同,并非本实施例的重点,此处不再详述。
本实施例提供的方法包括以下步骤:
S1,根据曲柄11的长度r,计算其中一个曲柄11与竖直面呈预定角度θ时,与该曲柄11对应的脚踏12所在的位置与脚踏12的上极限位置之间在竖直方向上的间距L1以及另一个脚踏12所在的位置与脚踏12的下极限位置之间在竖直方向上的间距L2;其中,曲柄11的长度r为定值,可通过预先测量获得,这样,当预定角度θ的取值确定后,间距L1和间距L2也是固定的数值。需要说明的是,预定角度θ为以牙盘10的轴线和上极限位置之间的连线为基准,沿牙盘10的顺时针或逆时针方向测量所获得的角度,即测量方向相反时,该角度为负值。
预定角度θ的取值可根据实际需要从0-180°中选取,例如可以为30°、90°或120°,在本实施例中以30°为例进行说明,此时其中一个脚踏12位于图1中的c点。需要说明的是,当预定角度θ的取值为0°或180°时,间距L1和间距L2的值都为零,此时其中一个脚踏12处于上极限位置,另一个脚踏12处于下极限位置。
间距L1和间距L2的计算公式都为L=r(1-cosθ),其中L=L1或L=L2,该公式根据直接三角形的勾股定理推导获得,具体的推导方式为常规的数学推导方式,并非本实施例的重点,此处不再详述。
S2,在踩踏过程中,检测从上极限位置往下极限位置方向运动的脚踏12自最近一次经过上极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏12在当前时刻所处的位置相对于所述上极限位置之间在竖直方向上的位移s1,检测另一个脚踏12(即从下极限位置往上极限位置方向运动的脚踏12)自最近一次经过下极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏12在当前时刻所处的位置相对于下极限位置之间在竖直方向上的位移s2。
加速度的检测方式可以采用常规的方式,例如采用加速度传感器30进行检测,或者采用视觉系统进行检测,可以采用直接检测的方式获得加速度,也可以采用间接检测的方式获得加速度。在本实施例中,加速度采用可直接从市场上购买获得的三轴加速度传感器或六轴加速度传感器进行检测,在踩踏过程中,根据获得的加速度进行一次积分获得速度,当脚踏12处于上极限位置和下极限位置时其垂直方向上的速度都为零,根据获得的加速度进行二次积分获得位移,可计算获得脚踏12的当前位置与其上极限位置或下极限位置之间的竖直位移。具体的,根据数学公式
Figure BDA0001908735530000061
Figure BDA0001908735530000071
可推导获得公式
Figure BDA0001908735530000072
据此公式可推导获得速度公式和位移公式,其中a为加速度,t为时间,s为位移,v为速度。
需要说明的是,每次加速度的检测及对应的竖直位置计算均以对应的脚踏12的上极限位置(即附图1中的a点)或下极限位置(即附图1中的b点)为基准,具体的,当脚踏12从上极限位置往下极限位置运动时,加速度的检测及对应的竖直位置计算均以该脚踏12的上极限位置为基准,当脚踏12从下极限位置往上极限位置运动时,加速度的检测及对应的竖直位置计算均以该脚踏12的下极限位置为基准,即脚踏12每转动一圈,基准都需要变更两次。
S3,比对L1+L2的值和s1+s2的值,当两者相同时,则检测当前时刻从上极限位置往下极限位置方向运动的脚踏12所受到的压力P1以及另一个脚踏12(即从下极限位置往上极限位置方向运动的脚踏12)所受到的压力P2,并根据压力P1和压力P2计算获得自行车踩踏效率,具体的计算公式为P=(P1+P2)/P1,其中P为自行车踩踏效率,且该自行车踩踏效率为曲柄11在指定位置时的自行车踩踏效率。
实施例二。
本实施例提供了一种自行车踩踏效率检测系统,该系统采用了实施例一种的自行车踩踏效率检测方法,参考图1所示,与该系统配合的自行车具有牙盘10、两个一端分别固定连接在牙盘10两侧的曲柄11、分别转动连接在两个曲柄11另一端上脚踏12,即脚踏12也有两个,分别为左脚踏和右脚踏。各曲柄11与牙盘10连接的一端都位于牙盘10的轴心位置,且两个曲柄11长度相同且位于同一直线上,这样,当曲柄11竖直布置时,位于对应的曲柄11上端的脚踏12所处的位置即为脚踏12的上极限位置,即图1中的a点位置,位于对应的曲柄11下端的脚踏12所处的位置即为脚踏12的下极限位置,即图1中的b点位置,脚踏12绕着牙盘10轴向旋转一圈所形成的圆圈为踩踏圈。当然,上述牙盘10、曲柄11和脚踏12的具体连接位置关系与常规的自行车相同,并非本实施例的重点,此处不再详述。
如图2-图5所示,本实施例提供的检测系统包括分别用于实时检测各脚踏12受到的压力的压力传感器20、用于实时检测各脚踏12在竖直方向上的加速度的加速度传感器30以及分别与各压力传感器20和各加速度传感器30通讯连接的微处理器40,即压力传感器20和加速度传感器30各有两个。微处理器40可以只有一个,也可以有两个,当微处理器40有两个时,用于检测同一个脚踏12的压力传感器20和加速度传感器30与同一个微处理器40通讯连接,具体的通讯连接方式可以为常规的方式,如无线连接或通过导线实现连接等。在本实施例中,以微处理器40有两个为例进行说明。此外,各微处理器40都连接有电源70以及用于与外部终端通讯连接的无线通讯模块50或连接端口,其中,外部终端为常规的终端,例如码表、专用手持机、安装有特定APP的手机或电脑等,只要能够与无线通讯模块50或连接端口进行数据交互即可,该外部终端不属于本实施例中的检测系统的一部分。需要说明的是,上述压力传感器20、加速度传感器30、微处理器40、电源70以及无线通讯模块50或连接端口都是可直接从市场上购买获得的电子元件,优选的,在本实施例中,各压力传感器20都为压电薄膜传感器,各加速度传感器30都为MEMS加速度传感器,其型号为ADXL355,微处理器40的型号为ATF16V8B-15JU,无线通讯模块50的型号为SI4432,电源70为电池。
优选的,本实施例的检测系统还包括锁鞋,锁鞋包括分别安装在各脚踏12的鞋体60,即鞋体60有两个,分别为左鞋体和右鞋体,各压力传感器20、各加速度传感器30、各微处理器40、各电源70和各无线通信模块50分别安装在对应的鞋体60上,即每个鞋体60上都安装有一组相互连接的压力传感器20、加速度传感器30、微处理器40、无线通信模块50和电源70。具体的,各鞋体60都包括鞋面61、鞋底62、鞋垫63和辅助带64,其中辅助带64为长条状网布,鞋面61、鞋底62和鞋垫63之间的连接位置关系与常规的鞋子相同,并非本实施例的重点,此次不在详述;鞋底62上开设有放置槽65,放置槽65内放置有元件盒66,辅助带64位于元件盒66和放置槽65的槽底之间,且辅助带64的两端分别从放置槽65内穿出,辅助带64的一端胶粘与鞋底62的上表面,另一端放置或者可拆卸连接在鞋底62的上表面,这样可通过提拉辅助带64快速将元件盒66从放置槽65中取出。对应的加速度传感器30、微处理器40、无线通信模块50和电源70安装在对应的鞋体60上的元件盒66内,而对应的压力传感器20则设置在对应的鞋体60上的鞋底62的上表面。各鞋底62都通过设置在鞋底62下表面上的锁片67与对应的脚踏12连接,其中锁片67的结构及其与鞋底62和脚踏12之间的连接结构与常规的锁鞋的结构相同,此外,位于同一鞋底62上的锁片67与和压力传感器20和元件盒66的位置相互对应(参见图4虚线所示),且位于鞋底62的前掌部位,这样有助于提高压力检测的准确度。
此外,微处理器40上还需要连接有用于控制微处理器40开启或关闭的开关,开关的具体设置位置及结构都是常规的,例如可以将开关设置在外部终端上,或者将开关设置在锁鞋,还可以将开关设置在自行车的码表上等等。
本实施例的检测系统使用前,需要预先往微处理器40输入曲柄11的长度r以及一个以上的预定角度θ,在本实施例中,预定角度θ有三个,分别为30°、90°和120°,当然,在不更换自行车或自行车的曲柄11的情况下,曲柄11的长度r只需要输入一次,之后微处理器40根据长度r以及各预定角度θ计算当其中一个曲柄11与竖直面呈各预定角度θ时,与该曲柄11对应的脚踏12所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个脚踏12所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2,即间距L1和间距L2分别有三个。此外,在确保曲柄11的长度不会被改变的情况下,也可以预先往微处理器40输入一个以上的预定角度θ和当其中一个曲柄11与竖直面呈各预定角度θ时与该曲柄11对应的脚踏12所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个脚踏12所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2,直接存储三个间距L1和三个间距L2的数据而无需经过微处理器40计算。当然,在微处理器40内,每个一预定角度θ都和与该预定角度θ对应的间距L1和间距L2存在关联关系,以便微处理器40调用。
踩踏时,微处理器40根据各加速度传感器30获取的加速度进行一次积分获知速度的方向判断对应的脚踏12的运动方向,具体的,速度的方向通过加速度传感器30获取的加速度一次积分的数值为正数还是负数进行判断,当速度为正数时,对应的脚踏12从上极限位置往下极限位置方向运动,反之则对应的践踏12从下极限位置往上极限位置方向运动。微处理器40在判断对应的脚踏12的运动方向的同时,根据各加速度传感器30获取的加速度的数值进行二次积分计算从上极限位置往所述下极限位置方向运动的脚踏在当前时刻所处的位置相对于上极限位置之间在竖直方向上的位移s1以及另一个脚踏在当前时刻所处的位置相对于下极限位置之间在竖直方向上的位移s2,具体的计算方式与实施例一相同,此次不再重述。之后微处理器40比对L1+L2的值和S1+S2的值,当两者相同时,则通过对应的压力传感器20获取当前时刻从上极限位置往所述下极限位置方向运动的脚踏12所受到的压力P1以及另一个脚踏12所受到的压力P2,并根据压力P1和压力P2计算获得其中一个所述曲柄与与竖直面呈对应的预定角度θ时的自行车踩踏效率。需要说明的是,由于自行车在行走时,路面不可能是绝对水平的,不可避免存在坡度变化,在这种情况下,通过单个加速度传感器30的检测数据计算获得的竖直方向上的位移会受到坡度变化的影响,然而,由于自行车两个脚踏12的运动方向相反且位移大小相同,因此在计算位移之和时,坡度的影响会被相互抵消,不会影响计算结果。
使用者可以通过外部终端(如手机等)接收微处理器40获得的自行车踩踏效率的数据,并对这些数据进行整合归纳,将骑行过程中脚踏12在30度、90度、120度位置时,向下踩踏的左脚或右脚产生的平均踏力及踏力浮动曲线,和30度至120度时向上移动的左脚或右脚产生的平均的力及力浮动曲线以左脚及右脚为单位分别汇总,用于骑行训练中。
优选的,在本实施例中,微处理器40还可以根据各加速度传感器30获取的加速度进行一次积分获知对应的脚踏12的速度的方向和速度变化,并据此判断对应的脚踏12是否经过脚踏的下极限位置,并记录该脚踏经过脚踏12的下极限位置的次数和时间,据此计算踩踏平滑度、踩踏力量效率和平均踏力等运动数据。具体的,上极限位置是踏板12由向上运动至向下运动的转折点,在临界点(即上极限位置),竖直向上的速度减少至0(速度可通过微处理器40对加速度进行积分处理获知),同理,下极限位置为踏板12竖直向下的速度减少至0时的位置。至于踩踏平滑度、踩踏力量效率和平均踏力等运动数据的具体计算方式为常规的方式,当然,必要时需要结合自行车码表的数据进行计算,这点并非本实施例的重点,此次也不再详述。
上面结合附图对本发明做了详细的说明,但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式,本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形,例如使用其他现有的柔性传感器代替上述实施例中的压电薄膜传感器等等,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行车踩踏效率检测方法,该自行车具有牙盘、两个一端分别固定连接在所述牙盘两侧的曲柄、分别转动连接在两个曲柄另一端上脚踏,各所述曲柄与所述牙盘连接的一端都位于所述牙盘的轴心位置,且两个所述曲柄长度相同且位于同一直线上,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1,根据所述曲柄的长度r,计算其中一个所述曲柄与竖直面呈预定角度θ时,与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的间距L2;
S2,在踩踏过程中,检测从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏自最近一次经过所述上极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述上极限位置之间在竖直方向上的位移s1,检测另一个所述脚踏自最近一次经过所述下极限位置开始至当前时刻的运动时间和在竖直方向上的加速度变化,并据此计算获得该脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述下极限位置之间在竖直方向上的位移s2;
S3,比对L1+L2的值和s1+s2的值,当两者相同时,则检测当前时刻测从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏所受到的压力P1以及另一个所述脚踏所受到的压力P2,并根据所述压力P1和所述压力P2计算获得自行车踩踏效率。
2.如权利要求1所述的自行车踩踏效率检测方法,其特征在于,所述间距L1和所述间距L2的计算公式都为L=r(1-cosθ),其中L=L1或L=L2。
3.如权利要求1所述的自行车踩踏效率检测方法,其特征在于,所述预定角度θ为30°、90°或120°。
4.一种自行车踩踏效率检测系统,该自行车具有牙盘、两个一端分别固定连接在所述牙盘两侧的曲柄、分别转动连接在两个曲柄另一端上脚踏,各所述曲柄与所述牙盘连接的一端都位于所述牙盘的轴心位置,且两个所述曲柄长度相同且位于同一直线上,其特征在于,该检测系统包括分别用于实时检测各所述脚踏受到的压力的压力传感器、用于实时检测各所述脚踏在竖直方向上的加速度的加速度传感器以及分别与各所述压力传感器和各所述加速度传感器通讯连接的微处理器;
预先往所述微处理器输入所述曲柄的长度r以及一个以上的预定角度θ,所述微处理器根据所述长度r以及各所述预定角度θ计算当其中一个所述曲柄与竖直面呈各预定角度θ时,与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2;或者预先往所述微处理器输入一个以上的预定角度θ和当其中一个所述曲柄与竖直面呈各所述预定角度θ时与该曲柄对应的所述脚踏所在的位置与脚踏的上极限位置之间在竖直方向上的各间距L1以及另一个所述脚踏所在的位置与脚踏的下极限位置之间在竖直方向上的各间距L2;
踩踏时,所述微处理器根据各所述加速度传感器获取的加速度判断对应的所述脚踏的运动方向,同时根据各所述加速度传感器获取的加速度的数值计算从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述上极限位置之间在竖直方向上的位移s1以及另一个所述脚踏在当前时刻所处的位置相对于所述下极限位置之间在竖直方向上的位移s2;之后所述微处理器比对L1+L2的值和S1+S2的值,当两者相同时,则通过对应的所述压力传感器获取当前时刻从所述上极限位置往所述下极限位置方向运动的所述脚踏所受到的压力P1以及另一个所述脚踏所受到的压力P2,并根据所述压力P1和所述压力P2计算获得其中一个所述曲柄与竖直面呈对应的所述预定角度θ时的自行车踩踏效率。
5.如权利要求4所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,所述微处理器连接有用于与外部终端通讯连接的无线通讯模块或连接端口。
6.如权利要求4所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,还包括锁鞋,所述锁鞋包括分别安装在各所述脚踏上的鞋体,各所述压力传感器和各所述加速度传感器分别安装在对应的所述鞋体上。
7.如权利要求6所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,各所述鞋体都包括鞋底和辅助带,所述鞋底上开设有放置槽,所述放置槽内放置有元件盒,所述辅助带位于所述元件盒和所述放置槽的槽底之间,且所述辅助带的两端分别从所述放置槽内穿出,对应的所述加速度传感器安装在对应的所述鞋体上的所述元件盒内,对应的所述压力传感器安装在对应的所述鞋体的所述鞋底的上表面。
8.如权利要求7所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,各所述鞋底都通过锁片与对应的脚踏连接,位于同一所述鞋底上的所述锁片和所述压力传感器的位置相互对应。
9.如权利要求4-8中任一权利要求所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,各所述压力传感器都为压电薄膜传感器,各所述加速度传感器都为MEMS加速度传感器。
10.如权利要求4-8中任一权利要求所述的自行车踩踏效率检测系统,其特征在于,所述微处理器根据各所述加速度传感器获取的加速度进行一次积分获知对应的所述脚踏的速度的方向和速度变化,并据此判断对应的所述脚踏是否经过脚踏的下极限位置,并记录该脚踏经过脚踏的下极限位置的次数和时间。
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