动感健身车发电系统设计

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大学生动感单车体育课教案

大学生动感单车体育课教案

一、教学目标1. 培养学生对动感单车运动的兴趣,提高运动参与度。

2. 通过动感单车锻炼,增强学生的心肺功能,提高身体协调性和耐力。

3. 培养学生团队合作精神,提高团队协作能力。

二、教学内容动感单车运动,包括热身、动感单车骑行、拉伸放松三个部分。

三、教学对象大学生四、教学时间1课时五、教学地点体育馆动感单车教室六、教学器材动感单车、音响设备、计时器、运动服、运动鞋等。

七、教学过程1. 准备部分(5分钟)(1)教师简要介绍动感单车运动的特点、锻炼价值以及注意事项。

(2)学生进行热身活动,包括慢跑、关节活动等。

2. 内容实施部分(40分钟)(1)动感单车骑行:教师带领学生进行动感单车骑行,分为以下几个阶段:a. 热身阶段(5分钟):慢速骑行,让学生适应运动节奏。

b. 基本技能训练阶段(15分钟):教授动感单车的基本动作,如踩踏、上坡、下坡等。

c. 激励阶段(15分钟):加快骑行速度,增加运动强度,让学生感受动感单车的激情。

d. 放松阶段(5分钟):慢速骑行,让学生逐渐降低运动强度,进行肌肉拉伸。

(2)团队协作:在动感单车骑行过程中,教师引导学生进行团队协作,如互相鼓励、共同完成挑战等。

3. 介绍部分(5分钟)教师简要介绍动感单车运动的发展历程、国内外优秀运动员等,激发学生对该运动的兴趣。

4. 课后小结与反馈(5分钟)(1)教师对本次课程进行总结,肯定学生的表现,提出改进意见。

(2)学生进行自我评价,分享运动感受,提出建议。

八、教学评价1. 学生对动感单车运动的兴趣和参与度。

2. 学生的心肺功能、身体协调性和耐力提高情况。

3. 学生团队合作精神和团队协作能力的提升。

九、教学反思1. 教师应关注学生的个体差异,合理调整教学内容和运动强度。

2. 注重激发学生的运动兴趣,培养学生的团队协作精神。

3. 加强与学生的沟通,及时了解学生的需求和意见,不断改进教学方法。

动感单车介绍

动感单车介绍

动感单车介绍动感单车介绍结构解析:动感单车基本与普通单车相似,包括车把、车座、蹬板和轮子几个部分,车身稳固地联结为一个整体。

与普通单车不同的是,它的结构可以做很大的调整,使骑行的人感觉更舒适。

上车之前,首先要决定座位的高度,通常这个高度以自己站在地面、抬起大腿并与地面水平时的高度为准,这样在骑行的时候,大腿与小腿的夹角不会过小,从而减轻了膝盖的负担,避免其受到损伤;然后以座位的位置决定车把的位置,手扶在车把最前方,手肘靠在最近把位上最为合适,身体要紧凑,手臂伸向前方不觉得吃力就好。

车把的高低也可以根据骑行者的身材升降。

减脂原理:和所有的有氧运动一样,动感单车也是在充分激活身体的运动细胞后,在消耗能量的同时达到减脂的目的。

据教练介绍,动感单车是健身房中运动量最大的器械之一,对体能的要求非常高,通常一堂课能消耗500卡左右的热量,同时也排出很多汗液,身体的水分流失很快,因此要及时补水。

但是大量的水分流失并不代表它是靠“减水”来减肥的,如果你在运动的时候带上心率表,就会很清楚地看见自己在运动过程中,从哪一刻开始就完全是在消耗脂肪了。

在以腿部为中心的锻炼过程中,臀部、腰部、背部、手臂的肌肉都能得到充分的锻炼,同时还能够增强你的心肺功能。

适合对象:起源于美国的动感单车沾染着浓浓的美国味道,活力四射、热情奔放,因此颇受25~35岁的人群的青睐。

不过在国外这项运动可没有年龄限制,因为它设计上的科学性保证了参与者的安全,而且运动的强度完全是可控的,适应于所有有运动能力的人。

不过建议膝盖有损伤的人不宜参加此项运动,因为整个骑行过程中,膝关节的摩擦很大,再加上高强度的压力,很容易形成潜在的伤害,在日后的运动过程中就会慢慢体现出来。

心脏病和高血压患者也最好不要参与,以免在高强度训练中发生危险。

教练提示1.每次在进行动感单车项目之前,一定要花点时间做好充分的热身运动,可以在跑步机上慢跑一阵,或者跳一段健美操,身体开始兴奋时再参与进来。

动感单车原理

动感单车原理

动感单车原理动感单车是一种运动健身器械,它结合了有氧运动和力量训练的特点,受到了越来越多人的喜爱。

那么,动感单车是如何工作的呢?下面我们就来探索一下动感单车的原理。

一、整体结构动感单车主要由车架、飞轮、调节器、踏板和座椅等部件组成。

车架是整个单车的骨架,支撑着其他部件的安装。

飞轮是动感单车的核心部件,它由一个重的金属轮和一个调节器组成。

调节器可以通过调节阻力来控制运动的难度。

踏板是供人们踩踏的部件,而座椅则是供人们坐在上面进行运动的。

二、原理介绍动感单车的原理可以简单地概括为“人力驱动、飞轮惯性”。

当人们坐在座椅上并将双脚放在踏板上时,通过踩踏踏板来驱动飞轮旋转。

飞轮通过惯性保持旋转,并产生一定的阻力。

人们需要通过调节器来调整阻力的大小,以达到不同的运动难度。

在踩踏踏板的过程中,人们的腿部肌肉会不断收缩和放松,从而产生力量。

这种力量通过踏板传递到飞轮上,使得飞轮继续旋转。

同时,飞轮的惯性也会产生一定的阻力,使得人们需要付出更大的力量才能继续保持飞轮的旋转。

三、运动效果动感单车的运动原理决定了它具有很多优点。

首先,动感单车是一种有氧运动,能够有效提高心肺功能和增强心血管健康。

其次,动感单车还可以锻炼大腿、臀部和小腿等下半身肌肉,提高肌肉的力量和耐力。

此外,动感单车运动还能消耗大量的热量,有助于减脂和塑形。

四、注意事项在使用动感单车时,需要注意以下几点。

首先,要根据自己的身体状况和运动目标来调节阻力的大小,以免过度运动或运动不够强度。

其次,要注意正确的骑行姿势,保持身体的平衡和稳定。

另外,要根据自己的感受来调节踏板的速度和力度,避免过度用力造成受伤。

总结起来,动感单车是一种通过人力驱动和飞轮惯性产生阻力的运动器械。

它具有有氧运动和力量训练的特点,能够有效提高心肺功能、锻炼下半身肌肉,同时消耗大量热量。

在使用动感单车时,需要注意调节阻力、保持正确姿势和避免过度用力。

希望通过本文的介绍,读者们对动感单车的原理有了更加清晰的了解。

vm430动感单车使用说明书

vm430动感单车使用说明书

vm430动感单车使用说明书VM430动感单车使用说明书一、产品概述VM430动感单车是一款专业的室内健身器材,适用于家庭、健身房等场所。

它采用了先进的技术和设计,具备多种功能和调节选项,能够满足不同用户的健身需求。

二、产品特点1. 调节选项丰富:VM430动感单车配备了多种调节选项,包括座椅高度、座椅前后位置、把手高度等,用户可根据自身需求进行调节,以获得最佳的骑行体验。

2. 强大的稳定性:该单车采用高强度的材料制造,结构坚固稳定,能够承受用户高强度的运动需求,保证骑行过程中的安全稳定。

3. 智能显示屏:VM430动感单车配备了智能显示屏,可实时显示用户的运动数据,包括时间、速度、距离、卡路里消耗等,方便用户进行运动监控和健身管理。

4. 静音设计:该单车采用了静音设计,运行时噪音较低,不会影响用户的使用体验,同时也不会对其他人造成干扰。

三、使用方法1. 调节座椅:根据个人身高和喜好,通过松紧旋钮调节座椅高度,确保骑行时膝盖轻微弯曲。

同时,可以通过松紧旋钮调节座椅的前后位置,以便更好地适应个人骑行姿势。

2. 调节把手:根据个人身高和喜好,通过松紧旋钮调节把手的高度,使手臂自然放松,肩膀不受过多压力。

3. 调节阻力:VM430动感单车配备了阻力调节器,可根据个人需求调节骑行阻力。

初始阻力较低,适合热身运动;逐渐调高阻力,可进行高强度训练。

4. 开始骑行:完成以上调节后,可以开始骑行。

双脚平稳踩踏踏板,双手握住把手,保持身体的平衡和稳定。

在骑行过程中,可以根据需要调整阻力和速度,达到理想的运动效果。

四、注意事项1. 骑行前应进行适当的热身运动,以避免运动伤害。

2. 在骑行过程中,保持骑行姿势正确,避免身体前倾或过度用力,以免造成腰背部不适。

3. 骑行时,适度增加阻力和速度,刺激身体进行有氧运动,但不要过度疲劳。

4. 定期检查单车的各个部件是否紧固可靠,如有松动或损坏应及时处理。

5. 使用时请保持室内空气流通,以确保良好的呼吸环境。

发电车装置的方案设计透析

发电车装置的方案设计透析

发电车装置的方案设计透析清晨的阳光透过窗帘,洒在书桌上,我的大脑开始飞速旋转,回忆起这十年来的方案写作经验。

今天,就让我以“发电车装置的方案设计透析”为题,为大家详细解析这款设备的设计过程。

一、项目背景想象一下,在遥远的海岛、偏远的山区,或是施工中的工地,电力供应常常成为难题。

发电车装置作为一种移动电源,可以轻松解决这些问题。

它不仅具备灵活的移动性,还能满足不同场景的用电需求。

那么,如何设计一款既实用又高效的发电车装置呢?二、设计目标1.确保发电车装置的稳定性,满足长时间、高负荷的运行需求;2.提高发电效率,降低能耗;3.增强发电车装置的环保性能,减少污染;4.优化结构设计,提高设备的便携性。

三、方案设计1.发电机选型发电机作为发电车装置的核心部件,其性能直接关系到发电效率。

我们选择了高效、低噪音的发电机,确保在恶劣环境下仍能稳定运行。

同时,发电机具备过载保护功能,有效防止因超负荷运行导致的设备损坏。

2.电池组设计电池组是发电车装置的能量储存单元,其容量和性能对设备的续航能力至关重要。

我们采用了高性能锂电池,具有体积小、重量轻、充电速度快、循环寿命长等特点。

电池组采用模块化设计,可根据实际需求灵活配置。

3.控制系统设计控制系统负责对发电车装置的运行状态进行实时监控,确保设备安全、稳定运行。

我们采用了先进的微处理器,实现发电机、电池组、负载等各部分的智能管理。

控制系统还具备远程监控功能,方便用户随时了解设备运行情况。

4.结构设计在结构设计上,我们充分考虑了设备的便携性和稳定性。

发电车装置采用轻量化设计,便于搬运;同时,底部采用防滑耐磨材料,确保在复杂地形下仍能稳定运行。

我们还为发电车装置配备了遮阳篷,以防止设备在高温环境下过热。

5.环保性能优化(1)发电机尾气处理:通过安装尾气净化器,降低排放污染;(2)电池组回收利用:电池组寿命到期后,可进行回收利用,减少资源浪费;(3)节能设计:优化电路设计,降低能耗。

DOMYOS健身车使用说明书

DOMYOS健身车使用说明书

优点:保持体形。 说明:在一次锻炼中达到最高值和最低值,即数值不断升高,然后,不断下降。
3.“KCAL1”计划:
优点:减肥计划1。 说明:“低间隔密度且存在两个平稳期,在整个锻炼过程中保持非常快的节奏。 建议:在用力时,双手最好握住。”
ZH
154
4.“KCAL2”计划: 5.“KCAL3”计划: 6.“适度”计划: 7.“PERF1”模式: 8.“PERF2”计划: 9.“PERF3”计划:
控制面板无法开启:
- 检查健身车电源适配器的连接状况; - 检查控制面板背面以及车身框架内部的连线情况(安装步骤5)。 如仍存在故障,请查阅说明书最后一页的表格。我的控制面板显示 “E1”,“E2”,“E3”:
联系Domyos售后服务部(参见最后一页)。
用平板电脑及蓝牙操作 DOMYOS。
您的 Domyos 私教。 拥有 Domyos 移动应用程序,您可以在家中享受到与众不同的私教体验。通过音频的鼓励 和视频的演示,您将明确锻炼的目标, 并且在这个过程中不再孤单。您的教练会使您的锻炼变得简洁、充满激情,并更有效率!
一般建议
1. 产品所有者须负责向其他使用者说明该器材的使用时注意事项。
2. DOMYOS公司对购买者或其他人因本产品的正常或不当使用而导致 的任何人身伤害或财产损失概不负责。
7. 带有心脏起搏器、除颤器或 其他类似电子植入设备的人士应慎用 脉 搏传感器以免引发危险。
8. 孕妇不宜使用 脉搏传感器。
3. 不要将本品用于任何商业、租赁或机构场所。 4. 每次使用前,用戶须检查产品上的所有零件固定情況。
警告: • 确认车座支管上的螺栓重新安装到位并拧紧。 • 不可超过高度上限。
2 - 如何调节踏板固定带 拆下固定带并调节至需要的槽位。

动感单车训练讲解

动感单车训练教程
动感单车(SPINNING)
由美国私人教练兼极限运动 员JOHNNYG于二十世纪八十年 代首创,是一种结合了音乐、视 觉效果等独特的充满活力的室内 自行车训练课程。成为一项能够 使全身得到锻炼的有氧运动。 这种运动或在单车上以坐姿 蹬车,或站起来用立姿蹬车,而 有时又会模拟上山、下坡等自然 的骑车动作。训练可以让健身者 在快乐运动中有效地加强肌肉的 耐力及心肺的运转功能,而且在 锻炼耐力的同时,会燃烧大量的 脂肪,达到减肥的目的。

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动感单车能量区间
• • SPINNING的训练——细致设计每一步按照运动强度和意志训练特性,动感单车能量 区间的设计将训练时段划分为:恢复区间、耐力区间、力量区间、间歇区间和竞赛日, 便于健身者在所有的能量区间进行转换训练。 在恢复区间,没有爬坡也没有跳跃,只有很轻的阻力。只要闭上眼睛,用鼻子呼吸并 且放松,感觉脚下的循环踩踏,让它变得顺畅起来,专注于躯体放松,双手轻轻地搭 在车把上,将心率维持在最大心率的50%~60%,轻松完成所有动作。试试在脚踏车 上练习冥想。 在耐力区间,最大心率可维持在65%~75%之间。重点是找到令人感觉舒适的、能够 保持长运动时间的心率和踩踏方式,放松肩膀、脖子、肘关节以及小腿。即使感觉到 腿部有些发酸了,也要坚持住,保持呼吸,这是挑战体能和意志的时刻。 力量区间锻炼肌肉和心肺功能,它要求在强阻力下做稳定、匀速的踩踏。不要和坡度 较劲儿,尽量放松,感觉踏板上的双脚,将最大心率保持在75%~85%之间。利用坡 度,体会如何化逆境为转机,用意志克服障碍,集中精力应付开始让人吃力的骑程。 间歇区间强调的是强度、节奏、时间和韵律。控制强度,将最大心率控制在65%~ 92%之间,掌握好节奏,坐姿和站姿之间的转换要流畅,在两个难度大的做功之间达 到您的运动恢复心率(最大心率的65%),注意心率恢复的时间。心率恢复得越快, 体能就越好。 如果你的体力十分充沛而且意志足够坚定,在经过前4个能量区间训练之后,可以来一 个竞赛日训练--全力做功训练。这个训练在一个稳定的、无氧临界状态的心率下进行, 无跳跃,无站姿,速度上无大幅度起落,保持心率在80%~92%之间,尽量稳定心率, 理智地选择阻力,保持清醒灵活的头脑,这是了解自己的时候,踩得最久最快的人将 永远是赢家!

动感单车使用说明

动感单车使用说明使用说明欢迎您选择动感单车作为您的健身器材!动感单车是一种室内有氧健身器械,通过模拟骑车运动,帮助您锻炼心肺功能、增强腿部肌肉力量,达到减脂塑形的效果。

为了您能更好地利用动感单车进行训练,以下是一些使用说明和注意事项,请您仔细阅读并遵守。

一、调整座椅和把手高度在开始骑行之前,您需要调整动感单车的座椅和把手的高度,以确保您的姿势正确且舒适。

首先,调整座椅高度,站在地面上将脚平放在踏板上,使腿伸直,但不要过分伸直。

然后,调整把手的高度,保证您的上身保持自然挺直的姿势,同时手臂稍微弯曲。

二、掌握骑行节奏骑行时,要掌握合适的节奏和运动强度,特别是对于新手来说。

建议您从舒缓的速度开始,逐渐增加骑行时间和强度。

动感单车通常提供不同的调节档位,您可以根据自己的健身水平来进行调节。

同时,根据自己的体力和目标,可以尝试不同的骑行模式,如坡道模式、脉冲模式等。

三、呼吸控制在骑行过程中,正确的呼吸方式对于提高运动效果和保护身体健康非常重要。

通常情况下,我们建议您采用深呼吸的方式,吸气和呼气都要均匀而有力。

尽量避免屏住呼吸或呼吸急促,以免出现缺氧或肌肉筋疲力尽的情况。

四、饮水补充在高强度的骑行训练中,您需要及时补充水分,以保持身体的水平衡。

动感单车上通常会配备水杯架,您可以将水杯放在方便拿取的位置,随时补充水分。

建议您在训练前后都要喝水,并在适当的时候补充体内流失的水分。

五、注意安全在使用动感单车时,安全是首要考虑的因素。

请确保您在骑行过程中穿着合适的运动鞋,以稳固身体并避免滑倒。

另外,要保持平稳和集中注意力,避免分心或进行危险的动作。

如果您是第一次使用动感单车,请在教练的指导下进行训练,以避免不必要的伤害。

六、适应自己的身体状况每个人的身体状况和健康状况都不相同,因此使用动感单车时应根据自己的实际情况进行调节和适应。

如果您有任何健康问题或患有某种慢性疾病,请在使用动感单车前咨询医生的意见,并根据医生指导进行骑行训练。

汗马动感单车JTb711仪表说明书

汗马动感单车JTb711仪表说明书
1、开关机:按压任何键或运动器材信号输入时,仪表开始工作,如果连续停用4分钟,仪表将自动关闭。

2、清零:在任何状态下按住选择键3秒钟,除总距离外所有功能数据全部清零。

3、模式:当显示屏上功能指示闪烁时,仪表进入自动扫描模式,此时再按压一下选择键,仪表进入锁定模式且固定在某一功能上。

4、功能及设定时间:按选择键对准到时间功能上,仪表显示当前运动时间。

速度,按选择键到速度功能上,仪表所显示的速度为即时运动速度。

总距离(如配置)按选择键到总距离功能上,仪表将记录您锻炼的总的距离数据,重新上电可将数据清零。

心率(如配置)按选择键到心率上,使用时双手握住手握感应片,仪表在30秒后即显示正常的测试心跳值。

卡路里按选择键到卡路里功能上,仪表显示运动所消耗的热量。

运动养生-动感单车的益处

文章导读随着健康理念的流行和传播,健身已经在广大群体中形成了一股热潮。

越来越多的人加入到了健身的大军之中。

因此,今天就为大家介绍健身房中常见的的一种健身器械——动感单车。

下面就一起来了解它的运动特点以及效果吧!一:结构特点具有地盘固定的特点,动感单车与普通的自行车不太一样,它虽然也有车把、车座及车轮,但它是固定在地面某一位置上。

当你坐在上面,进行着与普通自行车一样的蹬车动作,就可以使这种单车的车轮转动,但是它的底盘始终是固定的。

进行训练时可以不受任何天气的干扰,训练者在音乐的伴奏下,忘情地蹬车,从而达到健身目的,又能释放一天来自各方面的压力,增强健身者的自信心。

二:锻炼优势可以增强臀部和腿部的美感,动感单车所用的车体是按人体工程力学设计的,可供不同的身高、体重的人士随意选择,安全脚套始终固定在蹬板上,这有效地提高了运动的安全系数。

训练中会燃烧大量的脂肪,达到减肥的目的,同时,骑动感单车可以针对性的对臀部、大腿等大肌群起到健美作用,增强人体的下肢力量。

文章导读三:练习频率要保证每周至少训练三次,每次时间不低于45分钟,这45分钟的动感单车课会燃烧400到500卡路里热量,相当于长跑一个半小时!这一节45分钟里,可以用不同的音乐把它串起来,一般开始的时候会是5分钟的慢节奏用来热身,而越来越快的节奏会让你很快进入状态,最后几分钟的放松也会让你全身彻底的舒展开。

四:注意事项练习动感单车需要循序渐进,如果你是一个长时间久坐的办公一族,初次尝试动感单车,你可以多咨询一下专业人士,不能一上来就做大强度的练习。

可以按照这样的方法进行训练:10分钟骑行→休息→10分钟骑行→休息→10分钟骑行→休息,随着锻炼程度的提高,你也可以适当增加锻炼时间。

动感单车在大部分室内健身器材中受欢迎度非常高,除了它的简洁方便外,还因为它的动感有活力受到很多热爱运动的人的喜欢。

动感单车是一种能起到全身锻炼的效果健身器材,正确的锻炼方法可以使我们的健身更加健康。

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动感健身车发电系统设计
作者:王日昌
来源:《数字技术与应用》2011年第07期
摘要:本文以我馆运动与健康展区的科普展品“动感健身车发电”为例,阐述了骑健身单车虚拟游东莞的发电系统的设计思路、配置组成及工作原理,并以此探讨科技馆展品与虚拟技术之间的运用与融合的关系,科技馆的展品如何增加互动性、趣味性、科技馆的展品如何扩展和延伸,怎样加强展品的创新,共同打造观众喜爱的科普展品。

关键词:单车健身虚拟发电作用力与重力的作用
中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)07-0129-02
1、前言
在科技馆骑健身车,很多人认为是比较枯燥的运动,因为健身车是固定的。

那么怎样让观众快乐地、科学地骑健身车健身,就是本系统的设计目的。

如何将这个展项创新,让观众喜爱呢?在此笔者设计了一个“动感健身车发电”系统。

本系统通过虚拟技术将东莞市的部份地貌在大屏幕上显现出来,让人们在骑自行车时如置身于东莞市的大街小巷,与屏幕中的不断切换的画面“合为一体”,既锻炼身体,又增加动感,还能随时了解自身的心率和血压等变化;同时将骑车发电、力的作用等融入其中,给骑车增添了很大的科普性,系统通过建立管理系统将骑车者的很多信息进行记录和管理,特别是心率的管理,骑车者可以在不同阻力下骑车,从而找出最适合自己的骑车频率、强度。

设计强调老少咸宜,是一个能让观众乐在其中的创新展品。

2、设计思路
该系统是模仿竞技自行车设计的,由于骑车运动会增强下肢耐性、紧实下半身肌肉、增强肺活量、改善心血管功能,促进血液循环等健身功能,为了使观众达到这样的健身效果,我们要让观众科学合理地骑车,因此本系统设计了15分钟的游戏时间,分为开始3分钟热身慢骑,9分钟高强度快骑,后3分钟放松慢骑。

同时为了增加科学性,系统在观众骑健身车时,同步对骑车者的心跳和血压进行全程监测,并在屏幕上显示出来,同时记录骑车的时间、和速度,让观众了解人在运动过程中,血压、心率与运动的强烈程度的变化过程。

本系统通过虚拟技术让观众骑自行车健身时漫游东莞,对东莞的环境有一个初步了解。

在展品的趣味性设计上增加了骑车发电和力的演示,让观众直观地了解能量转换的过程和作用力与重力的作用。

本系统的人性设计既让观众感受到了科学的乐趣又可以锻炼身体。

3、系统概述
系统采用一部高级健身车,屏幕选用46寸LCD屏,固定在健身车的正前方约2米处,中间设一个“风效装置”,内置一个充满气的气球,旁边装一条LED光柱。

健身车固定在一个地台上,发电装置、控制系统等均装在地台内。

观众骑上健身车后,先带上一个腕式智能血压计,血压计的信号输出线穿过健身车车头的钢管直接与计算机连接,血压和心率的检测结果在屏幕上显示出来;观众按下健身车的按钮,屏幕上显示出东莞一些风景,然后观众骑动健身车,画面开始变化,LED灯开始逐渐被点亮,同时风机开始转动,气球慢慢升起,车速以及血压、心率的变化也在屏幕上显示出来,随着车速的增加,被点亮的LED灯越来越多,气球也越来越高。

当观众不用力骑车时,灯就会逐渐熄灭,气球也会慢慢下降。

15分钟后,屏幕上的场景就会结束,本游戏结束。

系统示意图如图1。

4、系统构成
4.1 计算机系统
计算机采用联想M4000T配置RS-485通信卡,阿尔泰的32路DIO数据采集输出卡,软件配备WINDOWS平台下的管理及应用软件。

管理软件包括:传感器采集信号,并对采集到的数据进行运算转换处理,最终在屏幕上显示出来。

虚拟的东莞场景约15分钟,骑车时自动调出。

4.2 测量传感器系统
腕式智能电子血压计,用以采集骑车者的血压与心率的数据,计算机通过DO输出口控制继电器通断,继电器触点控制电子血压计的启停,每分钟检测一次骑车者的血压与心率数据。

4.3 磁传感器
磁传感器(霍尔传感器)用以检测健身车车轮转动速度,以便计算机计算出健身车的行进速度和行进距离。

4.4 机械运动系统
机械运动系统由健身车、发电机、风效装置组成。

自行车采用高级竞赛自行车,直接固定在地台上,前轮的滚轴通过皮带与发电机连接,前轮支架上安装一套霍尔传感器,作为健身车行进速度检测用,计算机通过传感器信号计算出健身车速度并在屏幕上显示出来。

当健身车运动时带动发电机发电,发电机输出经整流滤波后分两路,一路与一条LED灯柱连接,随着车速的增加被点亮的LED灯就越多,另一路通过与风机连接,风机的风叶安装在一个有机玻璃罩内,并内置一充满气的气球,当风叶转动时气球会升起来,可适当在气球内增加一定的配重,让气球不至升得太高。

发电机采用200W的风力发电机,输出电压14伏,最大输出电流14A。

风机选用12伏直流电动机,功率25W,风叶直径180mm。

“风效装置”用直径200mm的有机玻璃管做成,高1200 mm,顶部加盖板,并在盖板上开一些直径10mm的小孔,管的最下面也开一些同样大小的小孔,以保证气流畅通。

底部出风口做成倒喇叭口,有利于风的聚集。

从而可以很好地演示作用力与重力的关系。

LED灯柱采用磨砂有机玻璃管做成,内装8条LED灯带。

4.5 控制系统
计算机进行自动控制,控制原理如下:首先计算机采集启动信号,当按下健身车按钮后,系统调出场景,同时计算机控制电子血压计进行检测,血压与脉搏的信号经A/D Converter 转换,并将转换后的资料显示在LCD上,同时计算机开始检测霍尔传感器,将其信号转换成自行车速度在LCD上显示出来。

自行车开始运动后,场景随着变化,展现在骑车者面前的是一幕幕东莞的美景,屏幕上同时显示车速和骑车者的血压和心跳的变化(血压每分钟检测一次)。

观众结束游戏后,可以从计算机上看到其运动信息,了解自己运动时的身体变化,从而可以调整运动强度,按照最适合你自己的方式和强度进行运动,达到科学锻炼、安全可靠。

LED灯分8条,用电压比较器控制,不同的电压会点亮不同的LED灯,电压变低了,对应的LED灯带就会熄灭,从而直观地显示发电量的大小。

5、软件设计
以多媒体的方式向观众介绍美丽的东莞,在屏幕上同时显示骑车者的血压和脉搏的变化,让观众了解在骑车运动时,自己的血压和脉搏会发生什么变化。

5.1 软件运行环境
操作系统:WINDOWSXP
编程工具:Microsoft Visual C++6.0 Multigen Vega、OpenGL Performer。

建模工具:Multigen Creator
5.2 软件介绍
Microsoft Visual C++ 6.0:VC++6.0是一个功能强大的可视化软件开发工具。

是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境(integrated development environment, IDE),此开发环境由许多组件组成,包括编辑器、编译器、调试器、以及程序导向AppWizard、类向导Class Wizard等开发工具。

这些组件通过一个名为Developer Studio的组件集成为和谐的开发环境。

Multigen Vega:Vega是MultiGen-Paradigm 公司应用于实时视景仿真、声音仿真、虚拟现实及其他可视化领域的世界领先的软件环境。

Vega和其他同类型软件的相比较,除了其强大的功能外,它的图形用户界面是独一无二的。

在一般的城市仿真应用中,几乎不用编任何源代码就可以实现三维场景漫游。

同时,Vega还包括完整的C语言应用程序接口API,在NT下以VC6.0为开发环境,以满足软件开发人员要求的最大限度的灵活性和功能定制。

OpenGL Performer:Performer是SGI公司开发的一个可扩展的高性能实时三维图形开发软件包。

它基于GL为开发实时图形应用程序提供的一组与标准C或C++绑定的程序接口(API),通过一个使用灵活的三维图形工具集提供高性能渲染能力。

Multigen Creator:由美国Multigen-Paradigm公司开发,它拥有针对实时应用优化的OpenFlight数据格式,强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能,以及多种专业选项及插件,能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库,并与后续的实时仿真软件紧密结合,在视景仿真、模拟训练、城市仿真、交互式游戏及工程应用、科学可视化等实时仿真领域有着世界领先的地位。

6、结语
本系统相当于将多个科技馆常见的科普展品融合在一起,以科学锻炼身体为目的,运用虚拟技术营造良好的氛围,加上简单的健身车发电和作用力和重力的直观演示,让观众在一个美丽的环境下体验科普,同时还能了解运动与健康的关系,大大地增加展品的互动性、趣味性。

作为一门先进的人机交流技术,虚拟现实技术已越来越多地被用到科技馆的展项里,特别是一些无法用其它手段来展示的展项,例如像航天、漫游世界以及地震、海啸、核危机等用虚拟现实技术是最好的手段。

另外运用虚拟现实技术手法可以提供一种全新的教育手段,让观众亲历其景,亲身体验,既增加了展项的趣味性、互动性,又可以让观众体验到一些无法目睹的现象,让观众有极强的临场感。

这种技术的运用是科普展项的一种新的展示补充,它为提高展项的互动性、趣味性、临场性起到极大的作用。

参考文献
[1]杨丽,李光耀.城市仿真建模工具:Creator软件教程.同济大学出版社,2007.
[2]李勋祥.虚拟现实技术与艺术.武汉理工大学出版社,2007.
[3]魏连荣.电力电子技术及应用.化学工业出版社,2010.。

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