• 专利附录
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  • 法律状态
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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989010165A1
    申请号:PCT/DE1989/000260
    申请日:1989-04-23
    公开日:1989-11-02
    发明作者:Frans Van Der Stel
    申请人:Stel Frans V D；
    IPC主号:G01L3-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zum Messen und Auswerten von Leistungsdaten eines Fahrradfahrers
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Aus¬ werten von Leistungsdaten eines Fahrradfahrers und eignet sich sowohl für ortsfestes Training, z. B. auf einem Heim¬ trainer, als auch für das Fahrradtraining auf der Straße oder Bahn .
    [0003] Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Messen und Auswer¬ ten von Leistungsdaten beim Fahrradfahren erfassen und zei¬ gen an:
    [0004] die Fahrstrecke (Tageskilometer, Gesamtkilometer usw.)
    [0005] Geschwindigkeiten (Momentan-, Durchschnitts-, Höchstge¬ schwindigkeit usw.) die Trittfrequenz (Anzahl der Kurbelumdrehungen pro Min.) die Herzfrequenz des Trainierenden.
    [0006] Bei ortsfesten Trainingsgeräten kann zusätzlich angezeigt werden:
    [0007] - die Leistung (Watt) der Energieverbrauch (kcal)
    [0008] Um die genannten Meßwerte zu erfassen und anzuzeigen, wer¬ den heute sog. Fahrrad- bzw. Trainingscomputer eingesetzt. Üblicherweise werden die Meßwerte zur Erfassung von Weg¬ strecken und Geschwindigkeiten mittels Magnetschaltern am Laufrad und die Meßwerte zur Erfassung der Trittfrequenz mittels eines Magnetschalters am Kettenblatt mit Kurbel gemessen.
    [0009] Der zurückgelegte Weg bei einer Umdrehung des Laufrades entspricht dem Radumfang und ist konstant, so daß die An¬ zahl der Umdrehungen des Laufrades für die Berechnung der Geschwindigkeit und Wegstrecke zugrunde gelegt werden kann.
    [0010] Ähnlich einfach ist es bei der Berechnung der Trittfrequenz und der Herzfrequenz. Hier werden die Anzahl der Kurbelum¬ drehungen pro Zeiteinheit bzw. die Anzahl der Pulse, die ein Herzpulsaufnehmer pro Zeiteinheit abgibt, zugrunde ge¬ legt„
    [0011] Die bekannten Fahrrad- (Trainings-) Computer verarbeiten diese Signale und zeigen die Ergebnisse beispielsweise mit einer LCD-Anzeige an.
    [0012] Noch nicht erfaßt und angezeigt wird die rein technische fahrerische Leistung bzw. die Form der Leistungsentfaltung. Die Qualität eines Radsportlers oder eines Radrennfahrers äußert sich nämlich nicht so sehr in der aufgewendeten Kraft als vielmehr in der nur durch ausgiebiges Training zu erlangenden Fähigkeit, die Pedalumdrehungen rund und schnell durchführen zu können. Ambitionierte Radrennfahrer üben den sog. "runden Tritt" mit kleinen Übersetzungen während des ganzen Winters und vervollkommnen ihn im Trainingslager. Der runde Tritt ist neben dem Konditions¬ training das wichtigste Trainingsziel und seine Beherrschung ein Maßstab für den Trainingszustand des Radfahrers. Er gilt als erreicht, wenn die Kurbeln (Pedale) mit einer gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit betätigt werden, und zwar möglichst bei einer hohen Trittfrequenz (90 - 110 UPM) .
    [0013] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die besser als die bisher erhältlichen Fahrradcomputer in der Lage ist, dem trainierenden Radsportler Aufschluß über seinen Trainingszustand zu vermitteln, wozu auch die mühelose Be¬ herrschung des in jeder Saison erneut zu perfektionierenden runden Tritts gehört.
    [0014] Vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch eine Meßwertaufnehmereinrichtung die Zeiten oder mittleren Win¬ kelgeschwindigkeiten beim Zurücklegen von Teilabschnitten der Kurbelumdrehungen erfaßbar sind und durch eine Auswerte¬ schaltung Differenzen oder Quotienten von Zeiten oder Win¬ kelgeschwindigkeiten verschiedener Teilabschnitte cder von einem oder mehreren Teilabschnitten und jeweils der vollen Kurbelumdrehung ermittelbar und anzeigbar sind.
    [0015] Da die Zeiten für das Zurücklegen bestimmter Teilabschnit¬ te einer Kurbelumdrehung umgekehrt proportional den Winkel¬ geschwindigkeiten sind, läuft die Erfassung und Verarbei¬ tung der Zeiten oder Winkelgeschwindigkeiten auf dasselbe hinaus. Wesentlich ist nur, daß Veränderungen der Winkel¬ geschwindigkeit während einer Umdrehung der Kurbel erfaßt und angezeigt werden. Die Größe der Geschwindigkeitsände¬ rung (gleichzusetzen mit Beschleunigung oder Abbremsung der Kurbel-Drehbewegung) im Vergleich zu der durchschnitt¬ lichen Winkelgeschwindigkeit während einer ganzen Kurbel¬ umdrehung ist ein Maß für die relative Gleichmäßigkeit der Kurbelbetätigung, d. h. für den runden Tritt.
    [0016] Die Erfindung ermöglicht also die objektive Bewertung der Gleichmäßigkeit des runden Tritts, die beispielsweise mit einer numerischen Note auf einer Skala von 0 (sehr schlecht) bis 10 (sehr gut) dargestellt werden kann. Bisher erfolgt diese Bewertung nur gefühlsmäßig nach subjektiven Maßstä¬ ben.
    [0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an- hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    [0018] Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrad¬ fahrers, dessen Fahrrad mit einer Vorrich¬ tung zum Messen und Auswerten des runden Tritts ausgestattet ist;
    [0019] Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Vorgänge von der Datenerfassung bis zur Anzeige des runden Tritts.
    [0020] In Fig. 1 ist ein Fahrradfahrer 1 auf einem Fahrrad 2 dar¬ gestellt, das mit einem "Fahrrad-Computer 3 ausgerüstet ist. Zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen des Laufrades wird in herkömmlicher Weise ein am Rahmen befestigter Magnet¬ schalter 4 benutzt, der mit einem am Laufrad angebrachten Magneten 5 zusammenwirkt. In entsprechender Weise ist auch neben dem Kettenblatt 6 am Rahmen ein Magnetschalter 7 ange¬ bracht, der mit Magneten 8 am Kettenblatt zusammenwirkt. Auf bekannte Weise werden, ausgehend von den Signalen der Magnetschalter 4 und 7, in dem Fahrrad-Computer 3 die Um¬ drehungen des Laufrads und des Kettenblatts 6 (der Kurbel) in Strecke, Geschwindigkeit und Trittfrequenz umgesetzt und angezeigt.
    [0021] Zur Erfassung der sich normalerweise während einer Kurbel¬ umdrehung mehr oder weniger stark ändernden Winkelgeschwin¬ digkeit der Kurbel sind nunmehr in einem praktischen Aus¬ führungsbeispiel der Erfindung auf dem Kettenblatt 6 fünf Magnete 8 in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander ange¬ bracht. Während einer Umdrehung der Kurbel wird also der Magnetschalter 7 fünfmal betätigt. Dementsprechend werden fünf Schaltimpulse dem Fahrrad-Computer 3 zugeleitet, in dessen mit 9 bezeichnetem, der Meßwertaufnehmereinrichtung zugeordneten Eingangsteil die Schaltflanken exakt erfaßt werden und eine Pulsfolge 9a erzeugt wird. In einer an den Eingangsteil 9 angeschlossenen Auswerte¬ schaltung 10 werden die Puls-zu-Puls-Zeiten t, bis t- ge¬ messen und in einem Zwischenspeicher 11 gespeichert.
    [0022] Zum Vergleich ist neben der im Beispielsfall gemessenen Pulsfolge 9a eine Pulsfolge 9b eingezeichnet, die sich bei ganz gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit, d. h. idealjrundem Tritt ergibt.
    [0023] Ein Diskriminator, d. h. eine Vergleichsschaltung 12 er¬ mittelt die relativen Zeitunterschiede A t zwischen t, bis tς, die dann in einer Schaltung 13 ins Verhältnis zur Gesamtzeit (t = t. + t_ + t3 + t. + tς) gesetzt und insge¬ samt in eine numerische Bewertung (z. B. 0 bis 10) umge¬ setzt werden. Ein Treiber 14 setzt diese Zahl weiter um in Steuersignale für eine LCD-Segmentanzeige 15.
    [0024] Bei der Bewertung im Schaltkreis 13 können weitere zusätz¬ liche Bewertungskriterien 16 berücksichtigt werden, z. B. Informationen über die Stellung der Kettenschaltung (das Übersetzungsverhältnis), die Herzfrequenz, momentane Stei¬ gung oder Gefälle oder bei einem Heimtrainer die momentane Belastung (Leistung in Watt oder Drehmoment in Nm) . Diese Kriterien werden dann bei der Bewertung der Fahrtechnik mit berücksichtigt.
    [0025] Abweichend vom vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können auch andere Meßmethoden benutzt werden, um die Ver¬ änderung der Winkelgeschwindigkeit zu messen, beispiels¬ weise ein Tachogenerator, Drehmomentaufnehmer usw. Auch die Einteilung einer Umdrehung der Kurbel in eine größere oder kleiner Anzahl Teilabschnitte sowie deren Lage mit Bezug auf die Kurbelarme der Pedale sind frei wählbar. Die Gleichmäßigkeit bzw. Ungleichmäßigkeit der Drehbewegung der Kurbel läßt sich außerdem auf verschiedene Weise zum Ausdruck bringen. Differenzen der Winkelgeschwindigkeit innerhalb verschiedener Teilabschnitte einer Kurbelumdre¬ hung sollen möglichst klein sein, und ihre Abweichung von Null, evtl. bezogen auf die Trittfrequenz oder die durch¬ schnittliche Winkelgeschwindigkeit einer vollen Kurbelum¬ drehung, kann als Maß für die Beherrschung des runden Tritts dienen. Andererseits besteht die Möglichkeit, die bestimmten Teilabschnitten einer Kurbelumdrehung zugeordne¬ ten Zeiten oder Winkelgeschwindigkeiten ins Verhältnis zu setzen zu den Zeiten oder Winkelgeschwindigkeiten anderer Teilabschnitte oder einer vollen Kurbelumdrehung. Der Grad der Gleichmäßigkeit des runden Tritts kommt dann in der mehr oder weniger großen Abweichung von der idealen Ver¬ hältniszahl "1" der miteinander verglichenen Winkelgeschwin¬ digkeiten zum Ausdruck.
    [0026] Wenn nur die Zeiten oder Winkelgeschwindigkeiten einzelner Teilabschnitte miteinander verglichen werden, empfiehlt es sich, einen Abschnitt, in dessen mittleren Bereich die Kurbelarme im wesentlichen nach oben und unten weisen, mit einem anderen Teilabschnitt zu vergleichen, in dessen mitt¬ leren Bereich die Kurbelarme im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind.
    [0027] Es versteht sich, daß der Fahrrad-Computer 3 das Auswer¬ tungsergebnis des runden Tritts numerisch oder in einer graphischen Darstellung, allein oder neben anderen Daten anzeigen kann.
    [0028] Vorstehende Ausführungen betreffend die Messung und den Ver¬ gleich von Zeiten und Winkelgeschwindigkeiten gelten entspre¬ chend für das Messen und den Vergleich des Drehmoments. Die Er¬ findung erstreckt sich daher auch auf Vorrichtungen mit geeigne¬ ten Drehmoment-Meßwertaufnehmern.
    权利要求:
    Claims -1 -Patentansprüche
    1. Vorrichtung zum Messen und Auswerten von Leistungsdaten eines Fahrradfahrers, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß durch eine Meßwertaufnehmerein¬ richtung (3, 7, 8, 9) die Zeiten (t, - ς) oder mittle¬ ren Winkelgeschwindigkeiten beim Zurücklegen von Teilab¬ schnitten der Kurbelumdrehungen erfaßbar sind und durch eine Auswerteschaltung (10 - 15) Differenzen oder Quo¬ tienten von Zeiten oder Winkelgeschwindigkeiten verschie¬ dener Teilabschnitte oder von einem oder mehreren Teilab¬ schnitten und jeweils der vollen Kurbelumdrehung ermit¬ telbar und anzeigbar sind.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die ermittelten Geschwin¬ digkeitsdifferenzen oder -Verhältnisse in Qualitätswerte umsetzbar und auf einer Qualitätsskala für runden Tritt anzeigbar sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich weitere Daten betreffend den Fahrer, das Fahrrad oder die Umgebung durch die Meßwertaufnehmereinrichtung (3 - 9) erfaßbar und durch die Auswerteschaltung (13) in Faktoren für die Berechnung des Qualitätswerts umsetzbar sind.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3813792A1|1989-11-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-11-02| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-11-02| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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