发布时间：2026-01-31 11:02:49 浏览：
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本专利针对现有运动助力系统依赖扭矩传感器导致心率控制失效、功率波动大的问题，提出基于实时心率监测的智能控制方法。通过计算用户健康心率区间，将区间分档对应不同助力功率，动态调节电机输出以维持心率在安全范围，避免运动损伤。
【专利摘要】一种运动心率助力系统的控制方法，其步骤如下：运动者在启动系统电源后，通过控制面板输入年龄数据Y，并选择有氧运动模式或速度模式；如选用速度模式，通过控制面板设定助力档位；如果选择有氧运动模式，则按如下所述方式运行：a)由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r；b)控制器计算出该运动者的运动心率上限和下限；得出该运动者的健康有效运动心率范围，控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷；c)将有效运动心率范围平分出N个心率区间；d)计算出具体控易倍股份有限公司制档位n、助力电机的输出功率Wout，并驱动助力电机工作；f)采集的数据即时通过显示仪表展示给运动者，使使用者的运动心率保持在健康运动心率范围内。
[0002] 目前随着科技水平的提高，生活方式的现代化、自动化程度越来越高，现代人进行 有氧运动的机会越来越少。从而导致肥胖人群增多，心脑血管疾病发病率逐年增高。很多 人意识到这一问题，自主进行有氧运动锻炼。但绝大多数人对运动心率的了解知之甚少，导 致要么运动量不够，要么运动过激导致心肌或其它组织受损甚至危及生命。CN203186536U 中公开了一种电动自行车的智能助力装置，包括控制器、驱动电机、脚踏和控制面板，其特 征在于，还包括踏力传感器、心率测试仪，所述控制器分别和踏力传感器、心率测试仪、驱动 电机、控制面板连接。它是由扭矩传感器和心率传感器联合进行控制。但很显然这种联合 扭矩传感器和心率传感器进行控制的技术是自相矛盾的。因为扭矩传感器在不到1秒的时 间就会对骑行者踏板扭矩的变化进行助力响应，其所述会根据骑行者踏板扭矩的增加而增 加驱动电机功率输出，整个骑行状态平缓，骑行者基本不会有心率波动，从而使其系统的心 率控制失去发挥作用的机会。在说明书还提到电机的助力分为1 :〇.25，1 :1，和1:2三个 等级，每个等级电机输出功率差距大，在实际使用过程中如此大范围的输出功率变化会导 致车辆急加速或急减速，使使用者产生不适感甚至危及人身安全。而且扭矩传感器系统复 杂，稳定性差，目前在电动助力车领域都不是主流配置，由此可见其实用性很低。
[0003] 本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种运动心率助力系统的控制方 法，通过对使用者运动心率进行实时监测，并通过智能控制系统对使用者的运动健身器材 进行干预，使使用者的运动心率保持在健康运动心率范围内，从而达到健身不伤身的目的。
[0004] 本发明涉及的运动心率助力系统的控制方法，其步骤如下： 1、 采用由控制器及与控制器相连接的心率传感器、运动频率传感器、控制面板、显示仪 表、助力电机和蓄电池组成的运动心率控制系统； 2、 运动者在启动系统电源后，显示仪表会显示要求使用者通过控制面板输入年龄数据 Y，并选择有氧运动模式或速度模式； 如选用速度模式，运动者可在运动过程中根据自身喜好及身体状况通过控制面板设定 助力档位，所述助力档位为大于等于〇的正整数；如果选择有氧运动模式，则系统按如下所 述方式运行： a) 正常运动开始后，由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r，并 传送给控制器； b) 控制器根据公式1 : Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :运动心率上限 -Y :运动者年龄， 计算出该运动者的运动心率上限，并根据公式2 : Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :运动心率下限 -Y :运动者年龄 计算出该运动者的运动心率下限；从而得出该运动者的健康有效运动心率范围，通过 控制器来控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷，从而控制运动者的心率 在整个运动过程中在此范围内变化； c) 控制器根据公式3: 其中R :心率区别
1.运动心率助力系统的控制方法，其特征是步骤如下：(1) 、采用由控制器及与控制器相连接的心率传感器、运动频率传感器、控制面板、显示 仪表、助力电机和蓄电池组成的运动心率控制系统；(2) 、运动者在启动系统电源后，显示仪表会显示要求使用者通过控制面板输入年龄数 据Y，并选择有氧运动模式或速度模式；如选用速度模式，运动者可在运动过程中根据自身喜好及身体状况通过控制面板设定 助力档位，所述助力档位为大于等于〇的正整数；如果选择有氧运动模式，则系统按如下所 述方式运行：a) 正常运动开始后，由胸带或手握式心率传感器将实时采集运动者的即时心率r，并 传送给控制器；b) 控制器根据公式1 :Max= (220 - Y) X0. 8 其中-Max :运动心率上限 -Y :运动者年龄，计算出该运动者的运动心率上限，并根据公式2 :Min= (220 - Y) X0. 6 其中-Min :运动心率下限 -Y :运动者年龄计算出该运动者的运动心率下限；从而得出该运动者的健康有效运动心率范围，通过 控制器来控制助力电机的功率输出来补偿运动者的部分运动负荷，从而控制运动者的心率 在整个运动过程中在此范围内变化；c) 控制器根据公式3:其中R :心率区别
N :最高助力档位级数将上述有效运动心率范围平分出N个心率区间R ;d) 当位于传动轴的运动频率传感器感知运动者运动频率信号p非零时，即：当p尹0时，控制器将根据公式4 :
其中η :具体控制档位，其数值为从0开始直至N的正整数；计算出具体控制档位η;当运动频率信号Ρ等于零时，即：当ρ=0时，控制档位η=0 ;e) 控制器计算出具体控制档位后，根据公式5:
计算出助力电机的输出功率Wout，并按此功率驱动助力电机工作；f)在整个运动过程中，控制器采集的数据都会即时通过显示仪表展示给运动者，其中 包括即时心率r、温度t、运动频率p、即时速度V、运动里程Dist、控制档位η;当即时心率 r低于最低运动心率Min或高于最大运动心率Max时，显示仪表背景灯闪烁，提醒运动者注 意并及时调整，降低运动强度，直至仪表背景灯不闪烁为止。
【发明者】翟海洋, 李岩, 李伟, 哲巍, 汪洋 申请人:锦州万得新能源汽车技术有限公司
针对传统电动助力自行车手动控制仪表无法根据骑行者心率动态调整电机输出的问题，提出通过心率传感器实时采集数据，结合蓝牙模块与主控芯片实现电机功率自动调节，同时集成报警功能以保障运动安全，从而科学...
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