DE3218086A1 - Cycle training apparatus with situation programming - Google Patents

Abstract

A cycle training apparatus with situation programming for simulating actual routes is proposed, in which the route to be simulated is optically recorded on a recording medium to be reproduced on a large screen. On a second track, control signals are recorded which contain information relating to the length of the route, the upward or downward gradient, curves and other landscape-related parameters. The content of the recording medium is reproduced on a large screen (2), and the control signals are input into a microprocessor. The microprocessor controls a braking part (10), a drive part (23) and a servomotor (24), and additional equipment for influencing the drive of the rear wheel. The drive force necessary to drive the rear wheel is controlled by means of the equipment, and the running speed of the recording medium is controlled in accordance with the muscle-operated drive of the rear wheel. <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

Fahrrad-Trainingsgerät mit Situations- Bicycle training device with situation

progratlunierung programmierung Die Erfindung betrifft ein Fahrrad-Trainingsgerät.progratlunierung programming The invention relates to a bicycle training device.

mit Situationsproqrammierung zur Simulation echter Fahrstrecken.with situation programming to simulate real driving routes.

Im Anwendungsbereich von Spielhallen sind bereits schon situations-programmierteSimulationsgeräte bekannt geworden, bei denen eine Fahrstrecke auf einem Großbildschirmprojiziert wird,und der Benutzer durch Bedienung von Hebeln (Gaspedal, Bremse, Lenkung)es in der Hand hat, mit welcher Geschwindigkeit er die auf dem Großbildschirm projizierteStrecke "abführt", ob er die Strecke unzulässigerweise verlässt , und ob er mitgleichfalls eingeblendeten Hindernissen kollidiert.In the area of application of amusement arcades there are already situation-programmedSimulation devices become known in which a route on a large screenprojected, and the user by operating levers (accelerator, brake, steering)it is in his hand at what speed he projected it on the large screenRoute "leads", whether he is leaving the route illegally, and whether he is withalso faded in obstacles collided.

Ebenso ist es im Bereich der Flug-Simulation bekannt., bei entsprechendenGroß-Simulations-Geräten aktuelle Flugsituationen, wie z.B. einen Anflug auf einenFlughafen oder dergleichen, wobei der Benutzer es wiederum nur in der Hand hat,eine mentale Leistung zu bringen, das heisst, z. B. Vigilanz, richtige Bedienungder Bedienungselemente, Koordination und dergleichen, zu erbringen hat. Die eingangsgenannten Simulationen sind also stets auf die Erbringung bestimmter mentaler Leistungengerichtet.It is also known in the field of flight simulation, with appropriateLarge simulation devices current flight situations, such as an approach to aAirport or the like, where the user again only has it in hand,to bring a mental performance, that is, z. B. Vigilance, correct operationwho has to provide controls, coordination and the like. The initiallyThe simulations mentioned are therefore always based on the provision of certain mental servicesdirected.

Ferner sind Fahrrad-Trainingsgeräte bekannt, mit denen es möglichist, einen bestimmten Bremswiderstand einzustellen, um kontinuierlich oder diskontinuierlichbestimmte Steigungsstrecken zu simulieren. Das Verfolgen konkreter Landschafts-Situationenmit Gefälle und Steigungsstrecken, mit Kurven und verschiedenen Strassen-beschaffenheitenist jedoch nicht möglich.Furthermore, bicycle training devices are known with which it is possibleis to set a certain braking resistor to be continuous or discontinuousto simulate certain inclines. Tracking specific landscape situationswith gradients and inclines, with curves and various roadtextureshowever, it is not possible.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein eingangs genanntesFahrrad-Trainingsgerät so weiter zu entwickeln, daß eine Situations-Programmierungin der Art möglich ist, daß konkret bestimmte Fahrstrecken simuliert werden können.The invention has set itself the task of creating an initially mentionedBicycle training device to further develop that a situation programmingit is possible in such a way that specific routes can be simulated.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die im Anspruch 1 gegebenetechnische Lehre.The given in claim 1 is used to solve the problemtechnical teaching.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß es vorgeschlagenwird, daß konkrete Landschafts-Situationen an einem Großbildschirm wiedergegebenwerden, und gleichzeitig die für das Fahrrad-Trainingsgerät wichtigen Parameter(Strassenbeschaffenheit, Gefälle oder Steigung, Kurven, Kurvenradius und dergleichen)zur Ansteuerung des Fahrrad-Trainingsgerätes verwendet werden.An essential feature of the present invention is that it is proposedthat specific landscape situations are shown on a large screenand at the same time the parameters that are important for the bicycle training device(Road condition, gradient or incline, curves, curve radius and the like)can be used to control the bicycle training device.

Auf diese Weise ist es möglich, das Fahrrad-Trainingsgerät in Formeiner Echtzeit-Situations-Programmierung zu betreiben, das heisst, der Benutzerdes Fahrrad-Trainingsgerätes hat genau den Eindruck, als ob er die projizierte Landschaftstreckegerade abfährt.In this way it is possible to keep the bicycle training device in shapeto operate a real-time situation programming, that is, the userof the bicycle training device has the exact impression as if it were the projected landscape routeis about to leave.

Hierzu ist es erforderlich, nicht nur ein entsprechendes Bremsteilam Hinterrad anzubringen, um eine Steigungsstrecke zu simulieren, es ist darüberhinauserforderlich, das Hinterrad auch antreibbar zu gestalten, um auch entsprechendeGefällestrecken zu simulieren.For this it is necessary, not just a corresponding brake partto be attached to the rear wheel to simulate a slope, it is beyond thatrequired to make the rear wheel also drivable to also appropriateSimulate downhill stretches.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es zusätzlichvorgesehen, daß der Lenkeinschlag und andere, damit verbundene Parameter erfasstwerden, um diese Parameter wiederum nach Datenverarbeitung durch den Mikroprozessor, dem Steuerteil des Medienträgerseinzugeben,um entsprechend derAntriebsgeschwindigkeit des Hinterrades die "abgefahrene 11 Landschaft mehr oderweniger schnell dem Benutzer zu programmieren.In a further development of the present invention, it is additionalprovided that the steering angle and other parameters associated therewith detectedwill turn to these parameters after data processing by the microprocessor, the control part of the media carrierto enter according to theDrive speed of the rear wheel the "crazy 11 landscape more orless quick to program for the user.

Als Situations-Hilfe kann es hierbei vorgesehen sein, daß der Benutzer"sein' Fahrrad als Lichtpunkt oder als sonstiges Symbol auf der Fahrstrecke projiziertsieht, so daß mit dieser Projektion der Benutzer den Lenkeinschlag seines Fahrrad-Trainingsgerätesso steuern muss, daß er nicht unzulässigerweise die Straße verlässt.As a situation aid, it can be provided here that the user"His' bike is projected onto the route as a point of light or any other symbolsees, so that with this projection the user controls the steering angle of his bicycle training devicemust steer in such a way that he does not illegally leave the road.

Er muß daher Kurven nachfahren, Hindernissen auf der Strasse ausweichenund dergleichen.He therefore has to follow curves and avoid obstacles on the roadand the same.

Die Datenzuführung der Landschafts-Parameter (Gefälle, Steigung, Kurvenradius,Straßenbeschaffenheit) erfolgt durch Einprogrammierung auf eine zweite Steuerspurwährend der Aufnahme der Landschaft.The data feed of the landscape parameters (gradient, incline, curve radius,Road condition) is done by programming in a second control lanewhile recording the landscape.

Hierzu können verschiedene Codierungsverfahren verwendet werden, diezum Stand der Technik gehören. Ein einfaches Verfahren der Aufzeichnung bestündebeispielsweise darin, daß ein entsprechendes Aufnahmegerät an einem Fahrrad angebrachtwird, daß die Landschaftstrecke fährt.Various coding methods can be used for this purposebelong to the state of the art. There would be a simple method of recordingfor example, that a corresponding recording device is attached to a bicycleis that the landscape route drives.

Mit entsprechenden Meßwert-Erfassungsteilen wird dann die aktuellgefahrene Geschwindigkeit, die Steigung oder das Gefälle, die Kurven und anderelandschaftsbezogenen Parameter aufgenommen und auf der Steuerspur aufgezeichnet.With the corresponding measured value acquisition parts, thethe speed driven, the uphill or downhill gradient, the curves and otherslandscape-related parameters recorded and recorded on the control lane.

Das so hergestellte Band (Film oder Video-Band) wird dann dem Abspielgeräteingegeben, und die Daten werden von der Steuerspur ausgelesen und einem Mikroprozessoreingegeben. Der Mikroprozessor erfasst die Daten und führt die entsprechende Datenverarbeitungin der Form durch, daß mit Analogdaten dann die entsprechenden Stellgeräte (Stellmotor,Antriebsmotor, Bremsteil ) angesteuert werden. Es wird also ein komplettes DatenerEassungs-und Datenverarbeitungssystem vorgeschlagen, bei dem einProzessrechner(Mikroprozessor) die aktuellen landschaftsbezogenen Daten (Parameter) dem Fahrrad-Trainingsgerätzuführt und entsprechend ansteuert.The tape produced in this way (film or video tape) then becomes the playeris entered, and the data is read out from the control track and a microprocessorentered. The microprocessor records the data and carries out the corresponding data processingin such a way that the corresponding actuating devices (servomotor,Drive motor, brake part) can be controlled. So it will be a complete data acquisitionand data processing system proposed in which aProcess computer(Microprocessor) the current landscape-related data (parameters) to the bicycle training devicesupplies and controls accordingly.

Die vom Benutzer am Fahrrad-Trainingsgerät ausgeführten, mechanischenLeistungen (Antriebskraft, Hinterrad-Umdrehung, Lenkeinschlag, Fahrrad-Neigung unddergleichen) werden umgekehrt dem Steuergerät des Wiedergabegerätes eingespeist,um hiernach das Steuergerät entsprechend anzusteuern und das projizierte Landschaftsbildzu beeinflussen, Das vorgeschlagene Gerät kann in mehreren Ausbaustufen geliefertwerden; wobei eine erste Ausbaustufe nur die Beeinflussung des Fahrrad-Trainingsgerätesentsprechend landschaftsbezogener Daten vorsieht, während als zweite Ausbaustufedie Rückwirkung der mechanisch am Fahrrad-Trainingsgerät erzeugten Leistungen aufdas proJizierte Bild gestattet.The mechanicalPerformances (drive force, rear wheel rotation, steering angle, bike inclination andthe like) are fed in reverse to the control unit of the playback device,in order to then control the control unit accordingly and the projected landscapeto influence, The proposed device can be delivered in several expansion stageswill; a first expansion stage only influencing the bicycle training deviceaccording to landscape-related data, while as a second expansion stagethe effect of the mechanical performance generated on the bicycle training devicethe projected image is permitted.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nichtnur aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombinationder einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject matter of the present invention does not resultonly from the combination of the individual claims, but also from the combinationof the individual claims with one another.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesonderedie in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlichbeansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technikneu sind.All information and characteristics disclosed in the documents, in particularthe spatial training shown in the drawings are considered essential to the inventionclaimed insofar as they are individually or in combination compared to the prior artare new.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungswegdarstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrerBeschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention is based on only one embodimentIllustrative drawing explained in more detail. Here go from the drawing and itsDescription of further features and advantages of the invention that are essential to the invention.

Es zeigen: Fig. 1: schematisiert gezeichnete Seitenansicht eines Fahrrad-Trainingsgerätesnach der Erfindung; Fig.2 : grob-schematisiertes Blockschaltbild zur situationsprogrammiertenWiedergabe; Das zu 'befahrende" Landschaftsbild wird von einem Video-Gerät 1 aufeinen Großbildschirm 2 projiziert.The figures show: FIG. 1: a schematically drawn side view of a bicycle training deviceaccording to the invention; Fig. 2: Roughly schematic block diagram for the situation-programmedReproduction; The landscape to be 'driven on' is viewed by a video device 1projected a large screen 2.

Die entsprechende Datenverarbeitung findet in dem darunter angeordnetenMikroprozessor 3 statt.The corresponding data processing takes place in the one belowMicroprocessor 3 instead.

Der Benutzer sitzt auf einem Trainingsgerät 4 , dessen Vordergabelin ans ich bekannter Weise von einem Ständer 5 gehalten ist, während das Hinterrad6 drehbar gegenüber dem Aufstellungsort ausgebildet ist. Der Benutzer treibt überdie Tretkurbeln 7 und den entsprechenden Zahnkranz über eine Kette 8 das drehbareHinterrad 6 an. Üblicherweise ist eine Gangschaltung vorhanden und es ist (nichtgezeichnet) eine physiologische Meßdaten-Erfassung bestimmter physiologischer Parametervorgesehen. Solche Parameter sind zum Beispiel Herz-Frequenz (HS), Haut-Temperatur(HT), Schweißabgabe (SA) und eine Kraftmessung (KM).The user sits on a training device 4, the front forkis held in a known manner by a stand 5, while the rear wheel6 is designed to be rotatable relative to the installation site. The user is exaggeratingthe cranks 7 and the corresponding ring gear via a chain 8 the rotatableRear wheel 6 on. Usually there is a gear shift and it is (notdrawn) a physiological measurement data acquisition of certain physiological parametersintended. Such parameters are, for example, heart rate (HS), skin temperature(HT), sweat output (SA) and a force measurement (KM).

Die Geschwindigkeit des Hinterrades 6 ist einstellbar über ein Bremsteil10, das mit entsprechenden Bremszangen 9 das Hinterrad 6 umgreift. Ferner sind Antriebsrollen11,12 vorhanden, wobei ein oder beide Antriebsrollen 11,12 über einen Elektromotorantreibbar sind.The speed of the rear wheel 6 is adjustable via a brake part10, which engages around the rear wheel 6 with corresponding brake calipers 9. There are also drive rollers11,12 present, with one or both drive rollers 11,12 via an electric motorare drivable.

Zusätzlich ist ein Stellmotor 24 (vergleiche Figur 2) vorgesehen,mit dem der Abstand in Pfeilrichtung 13 und in Gegenrichtung hierzu zwischen denAntriebsrollen 11, 12 einstellbar ist, so daß durch die Einstellung dieses Standesebenfalls der Fahrwiderstand des Hinterrades 6veränderbar ist.Über die Elektromotoren der Antriebsrollen 11,12 ist das Hinterrad 6 auch antreibbar,um entsprechende Gefälle-Strecken zu simulieren.In addition, a servomotor 24 (see Figure 2) is provided,with which the distance in the direction of arrow 13 and in the opposite direction to this between theDrive rollers 11, 12 is adjustable, so that by setting this standalso the driving resistance of the rear wheel 6is changeable.The rear wheel 6 can also be driven via the electric motors of the drive rollers 11, 12,to simulate corresponding downhill stretches.

In Figur 2 wird von dem Steuerteil 14, von dem die landschaftsbezogenenParameter aus dem Medienträger ausgelesen werden, über einen Steuerkanal 15 dieseentsprechenden Daten, z. B. in digitaler Form , einem Mikroprozessor 3 zugeführt.Dem Mikroprozessor 3 werden die mechanischen Meßdaten über ein Erfassungsteil 16und die Kanäle 17 eingespeist. Die mechanischen Meßdaten sind von dem Trainingsgerät4 abgenommen und betreffen zum Beispiel den Lenkeinschlag, die Fahrrad-Neigung,die Hinterrad-Umdrehung, die Tretkurbel-Umdrehung und ähnliche Parameter.In Figure 2 of the control part 14, from which the landscape-relatedParameters are read out of the media carrier via a control channel 15 thiscorresponding data, e.g. B. in digital form, a microprocessor 3 supplied.The mechanical measurement data are transmitted to the microprocessor 3 via a detection part 16and the channels 17 are fed. The mechanical measurement data are from the training device4 and relate, for example, to the steering angle, the inclination of the bike,the rear wheel rotation, the crank rotation and similar parameters.

Zusätzlich können über die Kanäle 19 physiologische Meßdaten überein Erfassungsteil 18 eingegeben werden, um den physiologischen Zustand des Prozessorszu überprüfen. Die erfassten physiologischen Daten wurden vorher erläutert.In addition, 19 physiological measurement data can be transmitted via the channelsa detection part 18 can be inputted to the physiological condition of the processorto check. The recorded physiological data was explained previously.

Der Ausgang des Mikroprozessors 3 steuert über die Ausgangskanäle20 , 21, 22 das Bremsteil 10, das Antriebsteil 23 und den Stellmotor 24 an.The output of the microprocessor 3 controls the output channels20, 21, 22 the brake part 10, the drive part 23 and the servomotor 24.

Zusätzlich kann über den Ausgangskanal 25 die aktuellen am Trainingsgerät4 erzeugten Daten dem Videogerät 1 eingegeben werden, um damit eine Projektion deraktuellen Fahrradsituation auf dem Großbildschirm zu ermöglichen.In addition, the current on the training device can be sent via the output channel 254 generated data are input to the video device 1 in order to produce a projection of theenable the current bike situation on the large screen.

Mit dem vorgeschlagenen System ist es möglich, aktuelle Trainings-Situationenwirklichkeitsgetreu zu simulieren, so als ob der Benutzer tatsächlich auf der Strasse,die am Großbildschirm 2 projiziert wird, fährt.With the proposed system it is possible to use current training situationsto simulate realistically, as if the user were actually on the street,projected on the large screen 2 moves.

Claims (5)

Translated fromGerman

Patentansprüche W Fahrrad-Trainings gerät mit Situationsprogrammierungzur Simulation echter Fahrstrecken, gekennzeichnet durch die Kombination folgenderMerkmale: a. die zu simulierende Fahrstrecke wird auf einem optisch auf einem Großbildschirm(2) wiederzugebenden Medienträger (Film oder Video) aufgezeichnet b. auf einer zweitenSpur werden Steuersignale aufgezeichnet, die Informationen über die Länge der Strecke,die Steigung oder das Gefälle, Kurven und andere örtliche Begebenheiten enthältc. der Inhalt des Medienträgers wird auf einem Großbildschirm (2) wiedergegeben,die Steuersignale werden einem Mikroprozessor (3) eingegebend.der Mikroprozessor (3) steuert ein Bremsteil (10), ein Antriebsteil (23) , und einenStellmotor (24) und weitere Aggregate zur Beeinflussung des Antriebs. Claims W bicycle training device with situation programmingfor simulating real driving routes, characterized by the combination of the followingFeatures: a. the route to be simulated is displayed on a large screen(2) media to be played back (film or video) recorded b. on a secondTrack, control signals are recorded, the information about the length of the route,includes up or down gradients, curves and other local featuresc. the content of the media carrier is shown on a large screen (2),the control signals are input to a microprocessor (3)d.the microprocessor (3) controls a braking part (10), a drive part (23), and aServomotor (24) and other units for influencing the drive. des Hinterrades 16) e. mit den Aggregaten (10,23,24) wird die zumAntrieb des Hinterrades (6) erforderliche Antriebskraft gesteuert f. entsprechenddem muskelbetätigten Antrieb des Hinterrades (6) wird die Ablaufgeschwindigkeitdes Medienträgers gesteuert. of the rear wheel 16) e. with the aggregates (10,23,24) the toDrive of the rear wheel (6) required drive force controlled accordinglythe muscle-operated drive of the rear wheel (6) is the running speedcontrolled by the media carrier.2. Fahrrad-Trainingsgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t , daß dem Mikroprozessor (3) auch physiologische Meßdaten (18)eingegeben-werden.-2. Bicycle training device according to claim 1, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t that the microprocessor (3) also physiological measurement data (18)to be entered.3. Fahrrad-Trainingsgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Medienträger ein Film ist.3. Bicycle training device according to claim 1 or 2, d a d u r cI would like to point out that the media carrier is a film.4. Fahrrad-Trainingsgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h ge k e n n ze i c h n e t , daß der Medienträer ein Video-Band ist.4. Bicycle training device according to claim 1 or 2, d a d u r c h gdoes not indicate that the media carrier is a video tape.5. Fahrrad-Trainingsgerät nach einem der Ansptüche 1 - 4, d a d-ur c h g e k e n n z e i ch n e t daß zusätzlich der Lenkeinschlag des Trainingsgerätes(4) erfasst wird und daß die aktuelle Fahrsituation des Trainingsgerätes auf demGroßbildschirm (2) projiziert wird (track follower).5. Bicycle training device according to one of Claims 1 - 4, d a d-ur c h g e k e n n n e i ch n e t that, in addition, the steering angle of the training device(4) is detected and that the current driving situation of the training device on theLarge screen (2) is projected (track follower).