CN2792565Y - 自行车虚拟实境训练平台 - Google Patents

Abstract

一种自行车虚拟实境训练平台，包含与自行车前轮结合而可输出方向讯号的转向器，以及将自行车后轮悬空架起以利其转动并提供可调式阻力的后轮架；本实用新型提供一个允许传统型态的自行车在不改变任何实体结构的情况下能够很快地、很容易地与电脑或电动游戏等多媒体装置连结。

Description

自行车虚拟实境训练平台

技术领域

本实用新型与自行车有关，更详而言之，涉及一种将传统的自行车在未做任何结构改变的情况下成为一个能与多媒体装置相连互动的介面，并进一步使其成为该多媒体装置控制器的虚拟实境训练平台。

背景技术

健身车已行之有年。其典型结构包含把手、阻尼器，并通常为单轮型态。健身车被建立在一个基座上，该基座支持该轮子离开地面一个预定距离并且保持整个健身车在一个稳定的状态。阻尼器与健身车连接，提供一个模拟真实脚踏车行进时的阻抗力量。

无聊及疲劳感是操作上述健身车的通常抱怨。主要的解决方案就是提升趣味性。其中一种方法是以一显示器(例如，电视、电脑屏幕、虚拟实境的目镜等)提供一个模拟脚踏车真实行程或游戏情境来进行操作。这一系列的方式接受健身脚踏车操作者利用操控把手、控制健身车的速度等方式来与虚拟实境产生连结互动。有些虚拟实境系统更可依据模拟的路面情境提供回馈控制以改变健身车的阻抗力，或者改变健身车的倾斜角度。

但是要得到上述的趣味运动效果，必须购买一台上述的健身车，对于一个家庭而言费用太高昂，而且既定型式及尺寸的健身脚踏车也许无法适合家庭中的每一个成员。除此之外，培养自行车赛选手，除了现场训练之外，以虚拟实境的方式揣模各种路况来训练选手亦为良好的方案。但是，选手必须使用自己惯用的自行车来练习。因此，在可兼顾娱乐及训练等双重考量的情况下，设计一个使一般自行车或比赛自行车(以下简称自行车)与多媒体装置连结互动的平台为一根本的解决方案。

新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一个自行车虚拟实境训练平台，该平台与电脑或电动游戏等多媒体装置连结，且该平台允许自行车在不改变任何实体结构的情况下能够很快地、很容易地与平台结合。

为实现上述目的，本实用新型技术方案：一种自行车虚拟实境训练平台，包括一与多媒体装置互动连结的自行车的前轮及后轮；其特征在于：

一转向器，具有一固定在一可被转动的转盘结构上的轮缘夹座；该轮缘夹座内部的相对位置处具有二可调移及定位的调整块，每一调整块的上表面各具有一轮缘承载面；上述自行车的前轮一部份轮缘固定在该轮缘夹座内以及二调整块上；该转盘结构还包括一转向感应器，该转向感应器与上述多媒体装置导电连结；

一后轮架，具有二彼此平行、各以其底端为轴可转动地附属于一底座上的后轮支撑架，其顶端各具有一轴向彼此相对的轮轴定位件；上述底座相对位置上还具有二可彼此平行移动及定位的调整座，每一调整座与上述后轮支撑架之间具有一活动枢接的支撑杆；上述自行车的后轮位于该二后轮支撑架之间，上述轮轴定位件固定在该自行车的后轮轮轴的两端；

上述底座还包括一可相对上述自行车的后轮调移位置及定位的后轮阻力器，该后轮阻力器与上述多媒体装置导电连结。

本实用新型进步效果：

本实用新型提供一个允许传统型态的自行车在不改变任何实体结构的情况下能够很快地、很容易地与电脑或电动游戏等多媒体装置连结。利用多媒体装置所提供的虚拟实境供一般人以自行车运动娱乐，或者供选手训练之用。

本实用新型的转向器可让自行车前轮嵌置其上，使自行车把手通过前轮而枢控该转向器，该转向器并可进一步侦测前轮的转向角度并输出一方向讯号给上述多媒体装置，使自行车前轮与多媒体装置产生连结互动。

本实用新型的后轮架可将自行车的后轮离地架起，并保持整个自行车呈一种稳定的状态。除此之外，该后轮架可配应数种不同的后轮规格。此处所指的后轮规格，包括了轮径以及轮中轴的整个轴长。本实用新型后轮架更可提供后轮一可调式阻力，该阻力状态是受上述多媒体装置中的程式所控制，依据虚拟实境的变化产生不同阻力，使自行车后轮与多媒体装置产生连结互动。且为了配合各种不同的轮径尺寸使阻尼器能与后轮的轮缘相切，所以本实用新型的后轮阻尼器甚至是可以调整位置的。

附图说明

图1：本实用新型前轮转向器的立体分解图。

图2：本实用新型前轮转向器外观与自行车前轮结合的示意图。

图3：图2的3-3剖面暨箭头方向指视的剖面图。

图4：依据图3的剖面并表示适用不同轮径的示意图。

图5：图2中箭头5所指方向的侧视图。

图6：本实用新型的俯视图。

图7：本实用新型的俯视暨转动前轮的示意图。

图8：本实用新型后轮架立体外观图。

图9：图8中箭头9所指示的侧视图。

图10：本实用新型后轮架固定一较大轮径后轮的侧视图。

图11：本实用新型后轮架固定一较小轮径后轮的侧视图。

图12：本实用新型具有弹簧避震器型支撑杆的后轮架。

图13：一自行车结合于本实用新型的转向器与后轮架的平面图。

具体实施方式

本实用新型上述的转向器，包含：

一固定底座20，如图1、图2、图3，其顶面中央设一枢轴21以及若干底座环槽22。

一滚珠承座10，设于上述固定底座20上，其上设若干珠座13；每一珠座13中设一滚珠14，滚珠14的部份珠缘可突伸出该珠座13的上、下端，而滚珠14可于珠孔内灵活运转而不脱离掉落；上述滚珠14的部份下珠缘滑滚于上述底座环槽22中。

一转座25，如图1、图2、图3，设于上述滚珠承座10上，其中央设一轴孔26对应套固于上述固定底座20的枢轴21上，底面设若干供上述滚珠14的部份上珠缘得以滑滚于其中的转座环槽27。

一转向感应器30，如图1、图3，包含一垂直从属于该转座25偏心位置的第一摇杆31、一固定于上述固定底座20的感应器32，以及一水平从属于该感应器32的第二摇杆33；该第一摇杆31穿过该滚珠承座10及固定底座20预设的弧形孔15、23而结合于该第二摇杆33的自由端；该感应器32更被一固定于固定底座20的外罩35予以罩盖。

一轮缘夹座40，如图1、图2、图3，于一底板41的两侧各连接一侧板42构成其主体。该底板41以固定元件43固定于上述转座25顶面，二侧板42近两端处各设一横向长孔44。

二调整块45，如图1、图2、图3，置于该轮缘夹座40二侧板42之间的内部空间两端，并各以一固定元件46通过轮缘夹座40的横向长孔44穿锁；该二调整块45上表面各为一轮缘承载面47，而彼此相对的部面则各设一轮缘固定槽48。

一旋向角度控制器50，如图1、图2、图6，设在固定底座20及转座25上的固定栓51及活动栓52所构成，当转座25被旋转至预定的极限角度时，该活动栓52即被该固定栓51所挡止，该转座30即无法再以同一方向续转。该固定底座20更利用该固定栓51固定于若干具止滑及减震作用的脚垫53上。

如图5、图6、图7，上述的固定底座20、滚珠承座10以及转座25构成一供自行车前轮架设其上的转盘结构。自行车的前轮1000轮缘可嵌置于该轮缘夹座40二侧板42之间的容置空间中。使用者转动自行车把手使前轮1000偏转预定角度，即同步驱使该转座25转动，并使从属于转座25的第一摇杆31为圆周绕移，该第一摇杆31牵动上述第二摇杆33，使其产生水平摆动的角度变化，该角度由该感应器32感应进而输出一方向讯号予一多媒体装置(图未示)的中央处理器，使自行车的前轮1000与多媒体装置产生互动连结。

如图3、图4，图中表示该轮缘夹座40如何与不同轮径的前轮1000、1001配应。该调整块45以其固定元件46沿着该侧板42上的横向长孔44移动，改变二调整块45的相对距离，使其轮缘承载面47能与前轮1000、1001的轮缘相切，据此轮缘前、后有两个相对的固定点，而轮的左、右侧则由该轮缘夹座40的侧板42予以限位，因此前轮1000、1001即被制定在轮缘夹座40中。

如图6、图7，上述轮缘夹座40二侧板42之间的距离取一般自行车前轮宽度的公约值，使一般轮宽的前轮均可适用。若遇特别窄的轮宽者(例如比赛用车)，该轮1002可嵌于上述二调整块45的轮缘固定槽48中。

如图8、图9，本实用新型上述的后轮架，包含：

一底座60，该底座60包含一前横杆61、一后横杆62以及一端部活动枢连于该前横杆61，另一端则为自由端的二调整杆63；该前、后横杆61、62的底部各设若干具止滑及减震功能的底垫64。

二后轮支撑架70，其一端各与上述一调整杆63的自由端活动枢连，并将其尽端依后横杆62的圆形外轮廓设计为弧槽状，以附合于该后横杆62圆周面上；该支撑架70与后横杆62相异的一端设一轴方向与自行车的后轮1003轮轴x平行相对的后轮固定杆71、72，该后轮固定杆71、72中设一可轴向调动的轮轴定位件73、74，二轮轴定位件73、74相对该轮轴x的端部各设一支撑套75、76，俾套合于该轮轴x的二轴端。上述二轮轴定位件其中的一73系螺栓，与其后轮固定杆71的内螺牙相配，枢转即可轴向移动。另一轮轴定位件74则为一杆件，惟该杆件径向穿设一栓741枢出于其后轮固定杆72杆壁预设的轴向长孔721中，于长孔721中移动该栓741，可轴向驱动该杆件74于该后轮固定杆72中移动。

二调整组件80，包含一可沿着该调整杆63移动或者被固定的调整座81，该调整座81上活动枢接一支撑杆82的一端，该支撑杆82的另一端活动枢接于该后轮支撑架70。该调整座81以及调整杆63之间主要以螺丝元件811以及若干的孔631构成彼此的固定关系。

一后轮阻力器90，包含一组固定于后横杆62上的阻力器调整块91，该阻力器调整块91与后横杆62直角相交，其相对于该前横杆61的端部为一上扬端911；该阻力器调整块91上设一可被移动及固定的滚轮固定座92，二滚轮固定座92之间设一滚轮93。

如图10，该阻力器调整块91通过一固定在后横杆62上的阻力器固定片94而间接地固定在后横杆62上。该阻力器固定片94与阻力器调整块91之间主要以螺丝元件913以及若干的孔941构成彼此的固定关系。

如图8、图9，该滚轮固定座92通过一阻力器结合块95与阻力器调整块91结合，该阻力器结合块95与阻力器调整块91之间具有互嵌的结构关系，从而使结合块95能于调整块91上移动且无脱离之虞。该结合块95与调整块91主要以螺丝元件951以及若干的孔912构成彼此的固定关系。

如图10、图11，该后轮架可以配应不同尺寸规格的后轮1003、1004设置于后轮架上。该调整座81可于调整杆63上移动并且在预定位置被固定，据以改变该后轮支撑架70与调整杆63之间的夹角角度。例如，调整座81愈靠近该后横杆62，该后轮支撑架70与调整杆63之间的夹角角度θ愈大，该轮轴定位件73、74的轴心与地面B直线距离L愈大，可应配较大轮径尺寸的后轮1003。反之，调整座81愈靠近该前横杆61，该后轮支撑架70与调整杆63的夹角角度θ愈小，该后轮固定杆71、72的轴心与地面的距离L2愈小，可应配较小轮径尺寸的后轮1004。

除此之外，不同变速段级的自行车，因变速齿盘的设置数量不同，后轮轮轴总轴长亦有所差异，例如变速段级较多，其变速齿盘的设置数量较多，后轮轮轴总轴长较长；反之，变速段级较少，其变速齿盘的设置数量较少，后轮轮轴总轴长较短。

如图9，在本实用新型中，该后轮架亦可以配应不同的轮轴长度。轮轴x与变速齿盘G的相异端以轮轴定位件74固定之，该轮轴定位件74于其后轮固定杆72中的轴向移动距离是被其上的长孔721及栓741所限制，因此当其支撑套76套固于轮轴X一端时，定义出后轮1003与其中一后轮支撑架70的固定距离；而轮轴X与变速齿盘G的相对端以另一轮轴定位件73固定之，该轮轴定位件73为螺栓，可依不同的轮轴延伸长度而调整不同的轴进距离，使支撑套75确实套合于轮轴。

如图10、图11，本实用新型后轮阻力器90可依轮径大小调整位置，使其滚轮93确与自行车后轮1003、1004的轮缘相切提供予后轮一设定阻力。该后轮阻力器90的滚轮93以上述滚轮固定座92的调移设定在与后轮轮缘相切的位置。如图11，配应小径尺寸的后轮1004时，该滚轮固定座92甚至可以定位在该阻力调整块91的上扬端911。本实用新型的滚轮93为一利用磁力以控制其转动阻力，当滚轮93的转动阻力增加时，后轮1003、1004的转动阻力亦随的增加，使用者需较费力地踩动自行车脚踏板；反之，当滚轮93的自转阻力较小时，后轮1003、1004的转动阻力较小，使用者则可较省力地踩踏脚踏曲柄。该滚轮93的阻力受上述多媒体装置中的程式来控制，使后轮的转动阻力与虚拟情境连结互动。

如图12，图中表示将上述支撑杆82设计为弹簧避震器型态83，提供该后轮支撑架70一弹性缓冲的力量。

如图13，上述自行车以其前轮结合于本实用新型的转向器，以其后轮结合于本实用新型后轮架的平面图。

虽然本实用新型是以一个最佳实施例做说明，但本领域技术人员能在不脱离本案精神与范畴下做各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本案而已，非用以限制本案的范围。举凡不违本案精神所从事的种种修改或变化，俱属本案申请专利范围。

Claims (10)

1.一种自行车虚拟实境训练平台，包括一与多媒体装置互动连结的自行车的前轮(1000)及后轮(1003)；其特征在于：

一转向器，具有一固定在一可被转动的转盘结构上的轮缘夹座(40)；该轮缘夹座(40)内部的相对位置处具有二可调移及定位的调整块(45)，每一调整块(45)的上表面各具有一轮缘承载面(47)；上述自行车的前轮(1000)一部份轮缘固定在该轮缘夹座(40)内以及二调整块(45)上；该转盘结构还包括一转向感应器(30)，该转向感应器(30)与上述多媒体装置导电连结；

一后轮架，具有二彼此平行、各以其底端为轴可转动地附属于一底座(60)上的后轮支撑架(70)，其顶端各具有一轴向彼此相对的轮轴定位件(73)(74)；上述底座(60)相对位置上还具有二可彼此平行移动及定位的调整座(81)，每一调整座(81)与上述后轮支撑架(70)之间具有一活动枢接的支撑杆(82)；上述自行车的后轮(1003)位于该二后轮支撑架(70)之间，上述轮轴定位件(73)(74)固定在该自行车的后轮(1000)轮轴(x)的两端；

上述底座(60)还包括一可相对上述自行车的后轮(1003)调移位置及定位的后轮阻力器(90)，该后轮阻力器(90)与上述多媒体装置导电连结。

2.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述转向器的轮缘夹座(40)包括一底板(41)，其相对的两侧各具有一侧板(42)；上述二调整块(45)与该侧板(42)的相对面具有长孔(44)及固定件(46)。

3.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述转向器的该二调整块(45)的相对面还具有一轮缘固定槽(48)。

4.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述转向器的该转盘结构包括一固定底座(20)，其上可转动地轴接有一转座(25)，上述的轮缘夹座(40)固定在该转座(25)上；上述固定底座(20)及转座(25)之间具有一具若干滚珠(14)的滚珠承座(10)。

5.如权利要求4所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述的转盘结构还包括一用于限制该转盘结构旋转角度的旋向角度控制器(50)；该旋向角度控制器(50)由位于上述固定底座(20)及上述转座(25)上的固定栓(51)及活动栓(52)构成。

6.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述后轮架的后轮阻力器(90)具有一受上述多媒体装置的控制而可调整转动阻力，并与上述自行车的后轮(1003)轮缘相切的滚轮(93)。

7.如权利要求6所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述的后轮阻力器(90)包括一组固定在上述底座(60)上的阻力器调整块(91)以及一可在调整块(91)上移动及固定的滚轮固定座(92)，该滚轮固定座(92)上具有该滚轮(93)。

8.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述后轮架的该支撑杆(82)为直杆形状。

9.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述后轮架的该支撑杆(83)为弹簧避震器形状。

10.如权利要求1所述的自行车虚拟实境训练平台，其特征在于：上述后轮架具有一轮轴定位件(73)，其包括一穿枢在位于上述一后轮支撑架(70)顶端，且具内螺牙的后轮固定杆(71)中的螺栓；上述后轮架另一轮轴定位件(74)包括一穿枢在上述另一后轮支撑架(70)顶端后轮(1003)固定杆(72)中的杆件；上述的后轮固定杆(72)杆壁具有一轴向长孔(721)，该杆件(74)径向具有一伸在该长孔(721)中的栓(741)。

Images