TWI487644B - 具腦波控制變速功能之自行車 - Google Patents

Description

具腦波控制變速功能之自行車

本發明是一種以腦波控制變速的自行車。

養生風行，自行車在許多國家不再是交通工具，而是重要的運動與休閒工作。變速器對於自行車是相通重要的一部分，其不僅可讓使用者降低其肢體施力負擔，更可以增加騎乘自行車之樂趣。

變速器種類繁多，然，目前多數的變速器均必須以手部進行變速，讓騎乘者有時候必須分心照顧改變方向及變速，經常造成危險或使用不便。

為了解決既有自行車變速需要騎乘者以手控制變速，常讓騎乘者無法精確掌控把手改變方向，造成使用不便或甚至影響安全的技術問題，本發明提出一種以腦波控制變速之自行車，其包含一控制器、一腦波感應組及一車本體，其中：該車本體包含一前變速把手、一後變速把手；該腦波感應組可穿戴於一使用者頭部，感應該使用者之腦波，並將腦波轉換為腦波無線訊號；該控制器接收該腦波無線訊號，並分析該腦波無線訊 號是否包含一變速指令，該控制器依據該變速指令控制該前變速把手或後變速把手改變該車本體之變速段數。

其中，該控制器包含一中央處理單元及分別與該中央處理單元電性連接之二變速驅動組及一接收單元，該接收單元接收該腦波無線訊號後，輸出至該中央處理單元，兩個該變速驅動組分別與該前變速把手與該後變速把手呈可離合對接，該中央處理單元於該變速驅動組與該前變速把手或該後變速把手接合時，驅動該變速驅動組轉動而帶動該前變速把手或該後變速把手轉動而改變該車本體之變速段數。

其中，每個變速驅動組包含一伺服馬達、一結合座及一把手對接構造；該結合座與該車本體固定結合，該伺服馬達可活動設於該結合座，該把手對應構造局部外型與該前變速把手或該後變速把手對應，該把手對應構造與該伺服馬達之轉動軸心固定連接；兩個該伺服馬達分別與該前、後變速把手對應，該伺服馬達可延該結合座改變與該前或後變速把手之距離關係而使該把手對應構造與該前或後變速把手對應卡制結合，該該中央處理單元驅動該伺服馬達轉動該把手對應構造，改變該前、後變速把手之段數。

其中，該伺服馬達傳回轉動軸心之狀態，使該中央處理單元判斷該把手對應構造及該前或後變速把手之段數。

其中，該腦波感應組包含一穿戴件、一腦波量測單元、一發射單元及一電池，該電池提供該腦波感應組工作所需之電力；該腦波量測單元結合於該穿戴件上，其包含複數個電極與使用者大腦接觸，該電極持續接收該使用者之腦 波，該發射單元受該腦波量測單元之控制，將所感測的腦波轉換為無線訊號輸出至該控制器。

其中，該穿戴件可為頭巾或一安全帽。

其中，該伺服馬達與該結合座之間包含一卡制構造，該卡制構造可選擇地限制該伺服馬達對該結合座之移動。

本發明具有下列特點：

1.使用者可以以腦波控制變速，解決既有技術使用不便及可能產生危險的技術問題。

2.可以調整該伺服馬達之位置與變速把手產生離合功效，讓使用者自行選擇是否以腦波自動變速。

10‧‧‧控制器

11‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧變速驅動組

121‧‧‧控制電路

122‧‧‧驅動電路

123‧‧‧伺服馬達

1232‧‧‧結合座

1231‧‧‧軌道

124‧‧‧把手對接構造

13‧‧‧接收單元

14‧‧‧顯示單元

15‧‧‧輸入單元

16‧‧‧電池組

17‧‧‧發光二極體

20‧‧‧腦波感應組

21‧‧‧穿戴件

22‧‧‧腦波量測單元

23‧‧‧發射單元

211‧‧‧安全帽

30‧‧‧車本體

321(341)‧‧‧前(後)變速器

322(342)‧‧‧前(後)變速把手

(323)343‧‧‧變速線

50‧‧‧使用者

第一圖為本發明較佳實施例之系統示意圖。

第二圖為本發明較佳實施例之後變速組示意圖

第三圖為本發明較佳實施例之前變速組示意圖。

第四圖為本發明較佳實施例之變速驅動組動作示意圖。

第五圖為本發明較佳實施例之腦波感應組示意圖。

第六圖為本發明較佳實施例之系統方塊示意圖。

第七圖為本發明較佳實施例之使用示意圖。

第八圖為本發明較佳實施例之流程示意圖。

請參考第一圖至第六圖，其為本發明具腦波控制變速功能之自行車，其包含一控制器10、一腦波感應組20及一車本體30，該控制器10固定安裝於該車本體30，該腦波感應組20穿戴於一使用者50頭部之對應位置，該腦波感應 組20與該控制器10以無線訊號傳遞溝通訊息。

該控制器10包含一中央處理單元11及分別與該中央處理單元11電性連接之二變速驅動組12、一接收單元13、一顯示單元14、一輸入單元15、一電池組16及一發光二極體17。

該變速驅動組12與該車本體30之一前變速組及一後變速組形成可分離對應接合，該變速驅動組12可以接受該中央處理單元11之控制，控制該前變速組及該後變速組改變段速。該前(後)變速組分別包含一前(後)變速器321(341)、一前(後)變速把手322(342)及連接該前(後)變速器321(341)及該前(後)變速把手322(342)之變速線(323)343，該前(後)變速把手322(342)固定安裝於該車本體30鄰近一龍頭(車把手)之位置，本實施例之該前(後)變速把手322(342)固定安裝於該車本體30之一頭管。該前變速器321係整合安裝於該車本體30之一大尺盤，透過所連接之變速線323之拉扯，使該車本體30之一鏈條改變於該大尺盤之位置。該後變速器341係整合安裝於該車本體30之一飛輪組，透過所連接之該變速線343之拉扯，使該車本體30之該鏈條改變於該飛輪組之位置，達到變速之目的；其中，該變速線(323)343係安裝於該車本體30表面，並與該前(後)變速把手322(342)連接，使用者改變該前(後)變速把手322(342)之擋位，達到變速之效果。

該變速驅動組12與該前變速組及該後變速組之對應連接方式不限定，例如可以是該變速驅動組12之局部與該前 (後)變速把手322(342)對應卡制連接，使該變速驅動組12可以透過轉動該前(後)變速把手322(342)之段位，達到前速變速功效，或者，該變速驅動組12可以直接與該變速線(323)343連接，透過拉動該變速線(323)343達到使該前(後)變速器321(341)之變速之效果。本實施例之兩個該變速驅動組12包含之二控制電路121、二驅動電路122、二伺服馬達123、一結合座1232及二把手對接構造124。兩個該控制電路121分別與該中央處理單元11電性連接，兩個該驅動電路122及兩個該伺服馬達123依序串接於兩個該控制電路121，該中央處理單元11輸出控制訊號制該控制電路121，該控制電路121驅使該驅動電路122使其輸出可以控制該伺服馬達123之控制輸出。該結合座1232與該車本體30固定結合，兩個該伺服馬達123可滑動設於該結合座1232而使該伺服馬達123改變與該前、後變速把手322、342之相對位置，本實施例之兩個該伺服馬達123分別與該前、後變速把手322、342位置對應，每個該伺服馬達123包含一軌道1231而可滑動設於該結合座1232，使每個該馬達123可接近或遠離所對應之該前、後變速把手322、342。每個該把手對接構造124結合於該伺服馬達123之轉動軸心，該把手對接構造124之一端與該前、後變速把手322、342外型對應，使該把手對接構造124可與該前後變速把手322、342卡合對接，使該伺服馬達123轉動時，該把手對接構造124控制該前、後變速把手322、342轉動。如第四圖所示，使用者可以先調整該伺服馬達123於該結合座1232之位置，使該把手對接構造124與所 對應的該前、後變速把手322、342結合後，於該伺服馬達123受驅動而轉動軸心及對應連接之該把受對接構造124，達到變速功效。進一步地，該伺服馬達123可以設有一卡制構造，例如卡榫等，其於相對於該結合座1232移動後，以該卡制構造固定該伺服馬達123於該結合座1232之特定位置，藉以讓該伺服馬達123與該前、後變速把手322、342之位置關係固定。

該接收單元13為一無線訊號接收器，其與該中央處理單元11對應連接，且持續接收該腦波感應組20所輸出的無線訊號，並將無線訊號輸出至該中央處理單元11。

該顯示單元14及輸入單元15係為該控制器10之人機輸出入介面。該電池組16提供該控制器10之內部組件工作所需之電力。該發光二極體17接受該中央處理單元11之控制產生不同之色光輸出。

該中央處理單元11於該接收單元13接收無線訊號後，依據該無線訊號之訊息內容，判斷是否驅動連接之該變速驅動組12產生對應轉動動作，改變該前、後變速把手322、342之段速。

該腦波感應組20穿戴於該使用者50之頭部，其包含一穿戴件21、一腦波量測單元22、一發射單元23及一電池，該電池提供該腦波感應組20工作所需之電力。該穿戴件21可為頭巾或一安全帽211，該腦波量測單元22結合於該穿戴件21上，其包含複數個電極與使用者50大腦接觸，該腦波量測單元22透過該電極持續接收該使用者50之腦波。腦波之擷取技術係屬於既有技術，人內腦波中可以解 析人類思考或判斷結果亦屬於既有技術，於此不再贅述。該發射單元23受該腦波量測單元22之控制，將所感測的腦波轉換為無線訊號輸出至該控制器10；如此，該控制器10得依據使用者50腦波中所包含之一變速指令，達到控制對應連接之該伺服馬達123，達到變速效果。

為更進一步說明以腦波變速之方法，請配合參考第七圖、第八圖，使用者50穿戴該腦波感應組20後，該控制器10可以持續接收與使用者50腦波中與變速指令有關的無線訊號，並據訊號接收結果，進行變速。其中，該中央處理單元11可依據下列步驟，執行變速工作：設定前變速或後變速：使用者50騎車前先行調整該伺服馬達123之位置，決定要進行前變速及/或後變速。

接收腦波感測訊號：該控制器10接收該腦波感應組20感測該使用者50之腦波。

腦波訊號放大濾波處理：該中央處理單元11將所接收之腦波無線訊號予以放大與濾除雜訊，產生一腦波資訊。

腦波辨識與比對運算：該中央處理單元11將該腦波資訊與該中央處理單元11之一資料庫內儲之腦波資訊與變速決策對應關係進行比較，找出該腦波資訊是否對應一變速決策(指令)。其中，資料庫儲存之腦波資訊與變速決策可是先由該使用者50進行訓練，例如，事先請使用者50錄製進行各種變速思想之腦波圖形，藉以取得該使用者50執行各種變速動作之對應腦波予以儲存於該資料庫。進一步地，為了減少錯誤判斷，可以限制使用者50一次只能在限定選項中進行變速思考，例如：必須先思考前變速或後 變速，確定判斷正確後，在進行增段或減段之思考。

(判斷)取得變速指令？：該中央處理單元11判段是否由該資料庫找出對應之變速決策/指令，判斷結果如為無使用者50腦波無變速指令，則顯示無變速資訊於該顯示單元14，反之，則進行下一步驟。

驅動伺服馬達執行變速：該中央處理單元11間接驅動前變速組或後變速組之該伺服馬達123，進行變速。

(判斷)變速成功？：該中央處理單元11依據該伺服馬達123回饋其軸心之角度，判斷是否完成變速，如果變速失敗，則於該顯示單元14或該發光二極體17該顯示變速失敗指示燈號，例如產生紅色光輸出；反之，則執行下一步驟。

顯示變速完成指令燈號：該中央處理單元11於該顯示單元14或該發光二極體17產生顯示變速完成指示燈號，例如產生綠色光輸出。

延遲2秒並等待變速指令：該中央處理模組11間隔兩秒，在由無線訊號分析與判斷產生變速指令。

基於前述說明可知，本發明具有下列特點：

1.使用者可以以腦波控制變速，解決既有技術使用不便及可能產生危險的技術問題。

2.可以調整該伺服馬達之位置與變速把手產生離合功效，讓使用者自行選擇是否以腦波自動變速。

10‧‧‧控制器

20‧‧‧腦波感應組

21‧‧‧穿戴件

22‧‧‧腦波量測單元

23‧‧‧發射單元

30‧‧‧車本體

322(342)‧‧‧前(後)變速把手

(323)343‧‧‧變速線

Claims (8)

1. 一種具腦波控制變速功能之自行車，其包含一控制器、一腦波感應組及一車本體，其中：該車本體包含一前變速把手、一後變速把手；該腦波感應組可穿戴於一使用者頭部，感應該使用者之腦波，並將腦波轉換為腦波無線訊號；該控制器接收該腦波無線訊號，並分析該腦波無線訊號是否包含一變速指令，該控制器依據該變速指令控制該前變速把手或後變速把手改變該車本體之變速段數；該控制器包含一中央處理單元及分別與該中央處理單元電性連接之二變速驅動組及一接收單元，該接收單元接收該腦波無線訊號後，輸出至該中央處理單元，兩個該變速驅動組分別與該前變速把手與該後變速把手呈可離合對接，該中央處理單元於該變速驅動組與該前變速把手或該後變速把手接合時，驅動該變速驅動組轉動而帶動該前變速把手或該後變速把手轉動而改變該車本體之變速段數；及每個變速驅動組包含一伺服馬達、一結合座及一把手對接構造；該結合座與該車本體固定結合，該伺服馬達可活動設於該結合座，該把手對應構造局部外型與該前變速把手或該後變速把手對應，該把手對應構造與該伺服馬達之轉動軸心固定連接；兩個該伺服馬達分別與該前、後變速把手對應，該伺服馬達可延該結合座改變與該前或後變速把手之距離關係而使該把手對應構造與該前或後變速把手對應卡制結合，該該中央處理單元驅動該伺服馬達轉動該把手對應構造，改變該前、後變速把手之段數。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該伺服馬達傳回轉動軸心之狀態，使該中央處理單元判斷該把手對應構造及該前或後變速把手之段數。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該腦波感應組包含一穿戴件、一腦波量測單元、一發射單元及一電池，該電池提供該腦波感應組工作所需之電力；該腦波量測單元結合於該穿戴件上，其包含複數個電極與使用者大腦接觸，該電極持續接收該使用者之腦波，該發射單元受該腦波量測單元之控制，將所感測的腦波轉換為無線訊號輸出至該控制器。
4. 如申請專利範圍第3項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該穿戴件為一頭巾。
5. 如申請專利範圍第4項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該伺服馬達與該結合座之間包含一卡制構造，該卡制構造可選擇地限制該伺服馬達對該結合座之移動。
6. 如申請專利範圍第3項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該穿戴件為一安全帽。
7. 如申請專利範圍第6項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該伺服馬達與該結合座之間包含一卡制構造，該卡制構造可選擇地限制該伺服馬達對該結合座之移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述的具腦波控制變速功能之自行車，該伺服馬達與該結合座之間包含一卡制構造，該變速驅動組設於一龍頭對應位置。