本實(shí)用新型涉及一種自行車，特別是關(guān)于一種電動(dòng)輔助自行車及用于電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自行車是人們常使用的代步工具，騎乘自行車不僅能節(jié)能、減碳更能運(yùn)動(dòng)健身。而市面上所販賣的自行車有多種類型，其中通過馬達(dá)輔助自行車行進(jìn)的電動(dòng)輔助自行車隨著科技進(jìn)步而逐漸突破技術(shù)問題(例如，續(xù)航力差、驅(qū)動(dòng)力不足等)，從而在市場(chǎng)上嶄露頭角。

電動(dòng)輔助自行車通常會(huì)設(shè)置踏板，并以人力驅(qū)動(dòng)為主而馬達(dá)作為輔助。此外，現(xiàn)有電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)方式是依據(jù)檢測(cè)到的扭力而通過馬達(dá)輔助行進(jìn)。例如，當(dāng)電動(dòng)輔助自行車行駛在上坡路段時(shí)，電動(dòng)輔助自行車檢測(cè)到扭力不足而使馬達(dá)提供輔助動(dòng)力。而當(dāng)電動(dòng)輔助自行車行駛在下坡路段時(shí)，馬達(dá)便停止提供輔助動(dòng)力。

另一方面，自行車運(yùn)動(dòng)也是一種有氧運(yùn)動(dòng)，越來越多人會(huì)選擇乘騎自行車來達(dá)到比賽訓(xùn)練、體重控制或日常運(yùn)動(dòng)等目的。而部份民眾或運(yùn)動(dòng)員甚至?xí)^察運(yùn)動(dòng)時(shí)的生理狀態(tài)來評(píng)估當(dāng)前運(yùn)動(dòng)是否符合預(yù)定的運(yùn)動(dòng)目的。然而，對(duì)于前述電動(dòng)輔助自行車的現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)方式，用戶僅能自行調(diào)整出力情況以試圖讓生理狀態(tài)符合預(yù)定的運(yùn)動(dòng)目的。也就是說，當(dāng)前沒有簡(jiǎn)單且方便的驅(qū)動(dòng)方式來輔助用戶達(dá)成運(yùn)動(dòng)目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種電動(dòng)輔助自行車及用于電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其可輔助用戶達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)目的，且提升下坡行駛的安全性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種用于電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)輔助自行車包括一馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一生理感測(cè)裝置和一控制裝置，生理感測(cè)裝置包括一心率傳感器和一與所述心率傳感器耦接的傳輸單元，所述心率傳感器檢測(cè)一心率值，所述傳輸單元用于傳送所述心率值；控制裝置包括一接收單元、一與所述接收單元耦接的處理單元和一與所述處理單元耦接的重力傳感器，所述接收單元接收所述心率值，所述重力傳感器感測(cè)所述電動(dòng)輔助自行車的前后傾斜狀態(tài)，所述處理單元依據(jù)所述心率值和前后傾斜狀態(tài)決定是否驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)輔助自行車的馬達(dá)。

優(yōu)選地，處理單元將所述心率值與一運(yùn)動(dòng)需求值比較以取得一比較結(jié)果，所述處理單元依據(jù)所述比較結(jié)果決定是否驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)輔助自行車的馬達(dá)。

優(yōu)選地，所述控制裝置還包括一與所述處理單元耦接的輸入單元，所述輸入單元接收一運(yùn)動(dòng)模式信息，所述處理單元依據(jù)所述運(yùn)動(dòng)模式信息決定所述運(yùn)動(dòng)需求值，其中所述運(yùn)動(dòng)模式信息用于指示多個(gè)運(yùn)動(dòng)模式中的一種。

優(yōu)選地，所述輸入單元接收一用于指示所述運(yùn)動(dòng)需求值是否符合使用者需求的評(píng)估信息，而所述處理單元依據(jù)所述評(píng)估信息調(diào)整所述運(yùn)動(dòng)需求值。

優(yōu)選地，所述處理單元判斷所述前后傾斜狀態(tài)是否符合一下坡行駛狀態(tài)，若所述前后傾斜狀態(tài)符合所述下坡行駛狀態(tài)，則所述處理單元不驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)輔助自行車的馬達(dá)。

優(yōu)選地，所述控制裝置還包括一與所述處理單元耦接的顯示單元，所述處理單元依據(jù)所述心率值通過所述顯示單元顯示一警示信息。

優(yōu)選地，還包括一行動(dòng)裝置，所述行動(dòng)裝置包括一通訊單元和一與所述通訊單元耦接的第二處理單元，所述第二處理單元通過所述通訊單元將所述心率值轉(zhuǎn)送至所述控制裝置。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)輔助自行車，其特征在于：適用于與一生理感測(cè)裝置聯(lián)機(jī)，所述生理感測(cè)裝置具有一用于檢測(cè)一心率值的心率傳感器，而所述電動(dòng)輔助自行車包括一車體和一控制裝置，車體包括一車架和一設(shè)置在所述車架上的馬達(dá)，所述馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)輔助自行車；控制裝置設(shè)置在所述車架上并包括一接收單元、一處理單元耦接所述接收單元、以及一重力傳感器耦接所述處理單元，所述接收單元接收所述心率值，所述重力傳感器感測(cè)所述電動(dòng)輔助自行車之前后傾斜狀態(tài)，所述處理單元并依據(jù)所述心率值及所述前后傾斜狀態(tài)決定是否驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)。

優(yōu)選地，所述處理單元將所述心率值與一運(yùn)動(dòng)需求值比較以取得一比較結(jié)果，所述處理單元依據(jù)所述比較結(jié)果決定是否驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)。

優(yōu)選地，所述控制裝置還包括一與所述處理單元耦接的輸入單元，所述輸入單元接收一運(yùn)動(dòng)模式信息，所述處理單元依據(jù)所述運(yùn)動(dòng)模式信息決定所述運(yùn)動(dòng)需求值，其中所述運(yùn)動(dòng)模式信息用于指示多個(gè)運(yùn)動(dòng)模式中的一種。

優(yōu)選地，所述輸入單元接收一用于指示所述運(yùn)動(dòng)需求值是否符合一使用者需求的評(píng)估信息，所述處理單元依據(jù)所述評(píng)估信息調(diào)整所述運(yùn)動(dòng)需求值。

優(yōu)選地，所述處理單元判斷所述前后傾斜狀態(tài)是否符合一下坡行駛狀態(tài)，若所述前后傾斜狀態(tài)符合所述下坡行駛狀態(tài)，則所述處理單元不驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)。

優(yōu)選地，所述控制裝置還包括一與所述處理單元耦接的顯示單元，所述處理單元依據(jù)所述心率值通過所述顯示單元顯示一警示信息。

綜上所述，心率值是評(píng)估運(yùn)動(dòng)中生理狀態(tài)的指標(biāo)之一，而本實(shí)用新型即是評(píng)估使用者的心率值，同時(shí)還搭配檢測(cè)電動(dòng)輔助自行車的前后傾斜狀態(tài)來得知電動(dòng)輔助自行車是否正行駛于下坡路段，以決定是否讓馬達(dá)提供輔助動(dòng)力，從而達(dá)到合適的騎乘輔助。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中電動(dòng)輔助自行車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部份組件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1包括一生理感測(cè)裝置10、一電動(dòng)輔助自行車30和一行動(dòng)裝置60。

該生理感測(cè)裝置10可以系智能型手表、手環(huán)等類型的穿戴式裝置，該生理感測(cè)裝置10還包括一心率傳感器11和一與心率傳感器11耦接的傳輸單元13。心率傳感器11可通過檢測(cè)血液脈動(dòng)、心電脈沖信號(hào)等方式感測(cè)用戶的心率值。而傳輸單元13可以是具備WiFi、近場(chǎng)通訊或藍(lán)牙等無線通信技術(shù)的無線發(fā)射器，傳輸單元13用于傳送該心率值。

電動(dòng)輔助自行車30包括一車體31和一控制裝置50。

以圖1的右邊作為該電動(dòng)輔助自行車30的前方，車體31包括一車架33、兩設(shè)置在車架33前后側(cè)下方的車輪35、兩設(shè)置在車架33左右兩側(cè)的踏板37、一設(shè)置在車架33上方的座椅39、一設(shè)置在車架33前側(cè)上方的車把41、一設(shè)置在車架33上并用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輔助自行車30的馬達(dá)43、以及一設(shè)置在車架33上并為馬達(dá)43提供電力的電池45。

控制裝置50包括一接收單元51、一與接收單元51耦接的處理單元53、一與處理單元53耦接的重力傳感器55、一與處理單元53耦接的輸入單元57、以及一與處理單元53耦接的顯示單元59。接收單元51可以是具備對(duì)應(yīng)于傳輸單元13所使用的無線通訊技術(shù)的無線接收器，并使接收單元51可通過一無線方式接收該心率值。處理單元53可以是中央處理單元、芯片或微控制器等具有信號(hào)處理、馬達(dá)控制等功能的處理單元，處理單元53可發(fā)送一控制信號(hào)(例如，控制輸出功率、轉(zhuǎn)速、輸出扭力等)至馬達(dá)43。重力傳感器55可通過檢測(cè)電容變化、壓電效應(yīng)等方式感測(cè)電動(dòng)輔助自行車30的前后傾斜狀態(tài)(例如，特定軸的加速度值)。輸入單元57可以是電容式、電阻式等觸控面板、按鈕或鍵盤等，輸入單元57用于接收由用戶輸入操作所取得的輸入信息。而顯示單元59可以是LCD、LED等類型的視頻信號(hào)顯示單元。

行動(dòng)裝置60可以為智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等便攜設(shè)備，行動(dòng)裝置60包括一通訊單元61和一與通訊單元61耦接的第二處理單元63。通訊單元61可以為具備對(duì)應(yīng)于傳輸單元13及接收單元51所使用的通訊技術(shù)的無線收發(fā)器。而第二處理單元63可以為中央處理單元、芯片或微控制器等具有信號(hào)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能的處理單元，第二處理單元63可通過通訊單元61將來自生理狀態(tài)感測(cè)裝置10的心率值轉(zhuǎn)送至控制裝置50。

需說明的是，在本實(shí)施例中，控制裝置50設(shè)置在車把41上以方便通過顯示單元59顯示信息或通過輸入單元57接收用戶的輸入操作，然而由于傳輸單元13和接收單元51都屬于無線通信單元，因此控制裝置50可根據(jù)其他需求而設(shè)置在車架33的任何其他位置。此外，行動(dòng)裝置60在本實(shí)施例中作為生理狀態(tài)裝置10與控制裝置50之間轉(zhuǎn)送心率值的中繼器，然而在其他實(shí)施例中，控制裝置50可以與生理狀態(tài)裝置10直接連接，以接收心率值；或者，生理狀態(tài)裝置10可設(shè)置在車架33上，且傳輸單元13和接收單元51可以為有線方式通訊的通訊單元。另一方面，本實(shí)施例中的控制裝置50與車體31結(jié)合為一體，而在其他實(shí)施例中，控制裝置50可以采用與車體31分離式的結(jié)構(gòu)且為一獨(dú)立裝置。

上述說明是相關(guān)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)與元件設(shè)計(jì)，以下將進(jìn)一步說明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1的運(yùn)作流程。

生理狀態(tài)傳感器10的傳輸單元13將心率傳感器11所檢測(cè)到使用者的心率值傳送至行動(dòng)裝置60，而行動(dòng)裝置60即可將心率值轉(zhuǎn)送至控制裝置50。同時(shí)，處理單元53可通過重力傳感器55感測(cè)電動(dòng)輔助自行車30的前后傾斜狀態(tài)。

需說明的是，該心率值和該前后傾斜狀態(tài)可能會(huì)有瞬間變化過大的情況，處理單元53可適度忽略變化過大的數(shù)值或計(jì)算特定時(shí)間(例如，3、5、10秒等)內(nèi)數(shù)值平均值。

而當(dāng)控制裝置50的處理單元53接收到心率值時(shí)，處理單元53可依據(jù)心率值和前后傾斜狀態(tài)決定是否驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輔助自行車30的馬達(dá)43。在本實(shí)施例中，處理單元53將心率值與一運(yùn)動(dòng)需求值比較以取得一比較結(jié)果，處理單元53并依據(jù)該比較結(jié)果決定是否驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43。若比較結(jié)果是心率值小于運(yùn)動(dòng)需求值，則處理單元53便產(chǎn)生不驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43的控制信號(hào)。而若比較結(jié)果是心率值不小于運(yùn)動(dòng)需求值，則處理單元53判斷前后傾斜狀態(tài)是否符合一下坡行駛狀態(tài)。例如，定義電動(dòng)輔助自行車30的直行前進(jìn)方向?yàn)橹亓鞲衅?5的Y軸，當(dāng)處理單元53判斷重力傳感器55在Y軸上的加速度值為負(fù)值或小于特定值時(shí)，則該前后傾斜狀態(tài)符合下坡行駛狀態(tài)；或者，定義電動(dòng)輔助自行車30的上下垂直方向?yàn)橹亓鞲衅?5的Z軸，當(dāng)處理單元53判斷重力傳感器55在Z軸上的加速度值小于每秒平方9.8公尺時(shí)，則該前后傾斜狀態(tài)符合下坡行駛狀態(tài)。而若前后傾斜狀態(tài)符合下坡行駛狀態(tài)，則處理單元53便不驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輔助自行車30的馬達(dá)43，以避免下坡加速行駛而提高危險(xiǎn)。反之，若處理單元53判斷前后傾斜狀態(tài)不符合下坡行駛狀態(tài)，則處理單元53產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43的控制信號(hào)，使馬達(dá)43輔助電動(dòng)輔助自行車30行進(jìn)。

需說明的是，處理單元53判斷前后傾斜狀態(tài)及心率值的順序可能有多種變化，例如，處理單元53可在前后傾斜狀態(tài)不符合下坡行駛狀態(tài)的前提下再比較心率值與運(yùn)動(dòng)需求值；或者，處理單元53可同時(shí)判斷前后傾斜狀態(tài)和心率值，并在前后傾斜狀態(tài)不符合下坡行駛狀態(tài)且心率值大于運(yùn)動(dòng)需求值的情況下，才會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)43。而為了符合法規(guī)及行車安全，處理單元53也會(huì)使電動(dòng)自行車30限制在特定速度(例如，每小時(shí)15、20或25公里等)以下行駛。

此外，在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)需求值為使用者的最大心率值(例如，220-年齡、208-(0.7*年齡)或205-(0.5*年齡))的特定百分比，而在其他實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)需求值也可通過輸入單元57接收設(shè)定信息來調(diào)整該運(yùn)動(dòng)需求值。處理單元53還可以通過輸入單元57接收一運(yùn)動(dòng)模式信息，且處理單元53依據(jù)運(yùn)動(dòng)模式信息決定運(yùn)動(dòng)需求值，而運(yùn)動(dòng)模式信息用于指示多個(gè)運(yùn)動(dòng)模式中的一種。例如，這些運(yùn)動(dòng)模式包括一體重控制模式、一比賽訓(xùn)練模式和一有氧運(yùn)動(dòng)模式，且這些運(yùn)動(dòng)模式分別對(duì)應(yīng)于最大心率值的60％、90％及80％。也就是說，用戶可自行選擇一運(yùn)動(dòng)模式，而控制裝置50便會(huì)依據(jù)該運(yùn)動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)需求值，來判斷使用者當(dāng)前的心率值是否需要通過馬達(dá)43提供輔助動(dòng)力。若心率值超過運(yùn)動(dòng)需求值，則馬達(dá)43適時(shí)提供輔助動(dòng)力，以減輕使用者負(fù)擔(dān)并可促使心率值降低。而若心率值下降至運(yùn)動(dòng)需求值以下，則馬達(dá)43便不提供輔助動(dòng)力，使用者需自行加快踩踏速度以提升其心率值。通過電動(dòng)輔助自行車30依據(jù)心率值而適時(shí)提供騎乘輔助，使用者便可輕松地控制心率值維持在運(yùn)動(dòng)需求值的特定范圍(例如，±5％、±10％等)內(nèi)，從而達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)目的。

此外，在使用者運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后或過程中，處理單元53也可通過輸入單元57接收一評(píng)估信息，且處理單元53依據(jù)評(píng)估信息調(diào)整運(yùn)動(dòng)需求值，而評(píng)估信息用于指示運(yùn)動(dòng)需求值是否符合一使用者需求。例如，處理單元53通過顯示單元59顯示運(yùn)動(dòng)需求值是否符合用戶需求的提問信息(例如，過高？過低？滿意？)，而評(píng)估信息即是通過輸入單元57所接收該提問信息的響應(yīng)。若評(píng)估信息過高，則處理單元53調(diào)低運(yùn)動(dòng)需求值。而若評(píng)估信息過低，則處理單元53調(diào)高運(yùn)動(dòng)需求值。

另一方面，處理單元53還可依據(jù)心率值通過顯示單元59顯示一警示信息。例如，心率值超過運(yùn)動(dòng)需求值的10％，則顯示單元59顯示“心率過高！”的警示信息。顯示單元59也可以實(shí)時(shí)顯示用戶當(dāng)前的心率值及運(yùn)動(dòng)需求值，以方便使用者改變施加在兩踏板37上的力量大小而調(diào)整其心率值。此外，行動(dòng)裝置60還可紀(jì)錄與心率值相關(guān)的歷史信息，甚至加以分析統(tǒng)計(jì)，以方便使用者事后評(píng)估運(yùn)動(dòng)情況。

通過上述架構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式，用戶只要事先設(shè)定運(yùn)動(dòng)需求值，處理單元53便可自適應(yīng)且適時(shí)地依據(jù)該使用者的心率值及電動(dòng)輔助自行車30的前后傾斜狀態(tài)來控制馬達(dá)43，不僅能輔助使用者達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)目的，更能提升下坡行駛的安全性。

上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。