一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，包括：傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測(cè)跑步時(shí)人腳的位置，并將數(shù)字化的人腳位置信息傳送給核心控制模塊；核心控制模塊，用于接收人腳位置信息，并根據(jù)人腳位置信息按設(shè)定方案向跑步機(jī)電機(jī)控制器發(fā)送控制信號(hào)，并向顯示模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)顯示信息；顯示模塊，用于顯示該核心控制模塊傳送的控制信息；直流降壓模塊，用于將220V市電轉(zhuǎn)化成直流電給該核心控制模塊供電，本發(fā)明可在一定程度上減少跑步機(jī)給人身安全帶來(lái)的隱性威脅。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及ARM控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于ARM控制的跑步機(jī)上的自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，跑步機(jī)這一名詞漸漸出現(xiàn)在了市場(chǎng)上。跑步機(jī)是家庭及健身房常備的器材，而且是家庭健身器材中最簡(jiǎn)單的一種，是家庭健身器的最佳選擇。
[0003]傳統(tǒng)的跑步機(jī)上有著很多不同的按鍵和緊急制動(dòng)閥門(mén)，只能提供給用戶(hù)手動(dòng)控制參數(shù)，手動(dòng)的調(diào)整參數(shù)。無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化變速以及真正意義上的緊急制停。尤其是當(dāng)人身體承擔(dān)一定負(fù)荷時(shí)又或者帶著負(fù)面情感去健身，可能會(huì)喪失這種判斷力，造成了一些不必要的人身安全損傷，韓國(guó)發(fā)生一例母親為女兒捐肝臟而在跑步機(jī)上跑死的致死案件。而近年來(lái)這種的案件在我國(guó)也屢見(jiàn)不鮮。所以不能很好的實(shí)現(xiàn)智能化的分級(jí)變速，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制緊急制停，這使得跑步機(jī)在使用和廣泛的推廣時(shí)產(chǎn)生了阻礙，尤其是對(duì)人身安全的潛在威脅實(shí)屬讓人擔(dān)憂(yōu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其可使得跑步者更合理的分配自己的體力和時(shí)間，充分鍛煉，不至于過(guò)度疲勞失去對(duì)身體機(jī)能的判斷力和對(duì)跑步機(jī)的控制，在一定程度上減少了跑步機(jī)給人身安全帶來(lái)的隱性威脅。
[0005]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，包括:
[0006]傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測(cè)跑步時(shí)人腳的位置，并將數(shù)字化的人腳位置信息傳送給核心控制模塊；
[0007]核心控制模塊，用于接收人腳位置信息，并根據(jù)人腳位置信息按設(shè)定方案向跑步機(jī)電機(jī)控制器發(fā)送控制信號(hào)，并向顯示模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)顯示信息；
[0008]顯示模塊，用于顯示該核心控制模塊傳送的控制信息；
[0009]直流降壓模塊，用于將220V市電轉(zhuǎn)化成直流電給該核心控制模塊供電。
[0010]進(jìn)一步地，所述傳感器為紅外對(duì)射傳感器。
[0011]進(jìn)一步地，所述傳感器模塊采用3對(duì)紅外對(duì)射傳感器。
[0012]進(jìn)一步地，所述傳感器模塊包含第一紅外對(duì)射傳感器、第二紅外對(duì)射傳感器、第三紅外對(duì)射傳感器，每組外對(duì)射傳感器包含發(fā)射端、接收端，各負(fù)責(zé)一個(gè)跑步區(qū)域，每組紅外對(duì)射傳感器的發(fā)射端固定在在跑步機(jī)跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對(duì)應(yīng)的接收端平行固定在跑步機(jī)另一側(cè)枕邊上，每組紅外對(duì)射傳感器的輸入和輸出接入總線(xiàn)，連接到該核心控制模塊。
[0013]進(jìn)一步地，各傳感器的發(fā)射端與接收端通過(guò)螺栓固定在跑步機(jī)的枕邊上。
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)接收到第一紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，所述核心控制模塊發(fā)出降速30%的指令給該跑步機(jī)電機(jī)控制器，當(dāng)接收到第二紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，該核心控制模塊發(fā)出降速50%的指令給跑步機(jī)電機(jī)控制器，當(dāng)接收到第三紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，該核心控制模塊發(fā)出直接斷電的指令給跑步機(jī)的緊急制停閥。
[0015]進(jìn)一步地，所述核心控制模塊采用M⑶或ARM處理器。
[0016]進(jìn)一步地，該顯示模塊為液晶顯示模塊。
[0017]進(jìn)一步地，該直流降壓模塊用于將220V市電轉(zhuǎn)化成±5V的直流電給該核心控制模塊供電。
[0018]進(jìn)一步地，該直流降壓模塊由一個(gè)整流橋、包括四個(gè)濾波電容的濾波電路、電源穩(wěn)壓芯片組成。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置通過(guò)在跑步機(jī)原有的人工按鍵上添加了自適應(yīng)變速裝置，使得跑步機(jī)更加的智能化，人性化，多級(jí)的變速使得跑步者更合理的分配自己的體力和時(shí)間，充分鍛煉，不至于過(guò)度疲勞失去對(duì)身體機(jī)能的判斷力和對(duì)跑步機(jī)的控制，在一定程度上減少了跑步機(jī)給人身安全帶來(lái)的隱性威脅。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例并結(jié)合【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀(guān)點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0022]圖1為本發(fā)明一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明一種多級(jí)變速及緊急制停裝置包括傳感器模塊10、核心控制模塊20、顯示模塊30、直流降壓t旲塊40。。
[0023]其中，跑步機(jī)傳送帶60以及跑步機(jī)電機(jī)控制器50屬于跑步機(jī)原有部分，傳感器模塊10需要安裝在跑步機(jī)枕邊兩側(cè)。傳感器模塊10包含多組傳感器(本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選使用3對(duì)紅外對(duì)射傳感器，但不以此為限，一切可以被人腳阻斷的傳感器均可)，用于檢測(cè)跑步時(shí)人腳的位置，并將數(shù)字化的人腳位置信息傳送給核心控制模塊20;核心控制模塊20為一 MCU或ARM處理器，用于接收人腳位置信息，并根據(jù)人腳位置信息按設(shè)定方案向跑步機(jī)電機(jī)控制器50發(fā)送控制信號(hào)和向顯示模塊30發(fā)送對(duì)應(yīng)顯示信息；顯示模塊30是一般液晶顯示模塊或接口(如跑步機(jī)顯示接口可用時(shí))，用于顯示本發(fā)明的控制信息;直流降壓模塊40由整流橋、電源穩(wěn)壓芯片(如LM7805/7905)、濾波電路(穩(wěn)壓芯片輸入、輸出濾波電容)組成，用于將220V市電轉(zhuǎn)化成±5V的直流電給系統(tǒng)供電。
[0024]在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，傳感器模塊10的紅外對(duì)射傳感器組包含第一紅外對(duì)射傳感器、第二紅外對(duì)射傳感器、第三紅外對(duì)射傳感器，每組外對(duì)射傳感器發(fā)射端、接收端，各負(fù)責(zé)一個(gè)跑步區(qū)域，每組紅外對(duì)射傳感器的發(fā)射端通過(guò)螺栓固定在在跑步機(jī)跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對(duì)應(yīng)的接收端通過(guò)螺栓平行固定在跑步機(jī)另一側(cè)枕邊上，每組紅外對(duì)射傳感器的輸入和輸出接入總線(xiàn)，連接到核心控制模塊20;核心控制模塊20輸出的控制信號(hào)連接至跑步機(jī)電機(jī)控制器50，而顯示信息則連接至顯示模塊30;直流降壓模塊40的輸入端連接220V市電，其輸出連接至系統(tǒng)各供電輸入端。
[0025]當(dāng)用戶(hù)使用采用本發(fā)明的跑步機(jī)跑步時(shí)，本發(fā)明預(yù)先假設(shè)一個(gè)安全跑步區(qū)域。在安全區(qū)域跑步時(shí)，用戶(hù)本身可以對(duì)跑步機(jī)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括坡度和速度。當(dāng)用戶(hù)使用跑步機(jī)奔跑一段時(shí)間后身體漸漸感到累，并且跟不上跑步機(jī)傳送帶的速度時(shí)候，相對(duì)速度不一致，被傳送帶拖行一段小位移，不在安全跑步區(qū)域了。恰好人體隔斷了第一紅外對(duì)射傳感器，此時(shí)第一紅外對(duì)射傳感器工作發(fā)出電流信號(hào)給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號(hào)給跑步機(jī)電機(jī)控制器50進(jìn)行降速30%，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)變速。同時(shí)輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“I” “-30”以此來(lái)提醒用戶(hù)此時(shí)在區(qū)域I奔跑。速度已降30%。
[0026]此時(shí)用戶(hù)可以選擇前進(jìn)，也可以選擇繼續(xù)降速。當(dāng)用戶(hù)體力跟不上時(shí)，放慢奔跑速度。當(dāng)人體隔斷了第二紅外對(duì)射傳感器，此時(shí)第二紅外對(duì)射傳感器工作發(fā)出電流信號(hào)給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號(hào)給跑步機(jī)變速控制系統(tǒng)進(jìn)行降速50%，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)變速。同時(shí)輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“2” “-50”以此來(lái)提醒用戶(hù)此時(shí)在區(qū)域2奔跑。速度已降50 %。
[0027]奔跑在區(qū)域2的用戶(hù)當(dāng)出現(xiàn)體力透支，步子無(wú)法跟進(jìn)跑步機(jī)傳送帶，而又因距離太長(zhǎng)夠不到跑步機(jī)緊急制停閥。此時(shí)用戶(hù)放慢奔跑速度。當(dāng)人體隔斷了第三紅外對(duì)射傳感器，此時(shí)第三紅外對(duì)射傳感器工作發(fā)出電流信號(hào)給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號(hào)給跑步機(jī)緊急制動(dòng)控制閥上立即斷電，實(shí)現(xiàn)第三級(jí)變速，即緊急制停。同時(shí)輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“3” “O”以此來(lái)提醒用戶(hù)此時(shí)在區(qū)域3奔跑。速度已為0%。安全制動(dòng)。
[0028]本發(fā)明采用整流降壓模塊(直流降壓模塊40)工作為控制器進(jìn)行供電。整流降壓模塊的輸出連接在ARM控制器的電源引腳上。
[0029]綜上所述，本發(fā)明一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置通過(guò)在跑步機(jī)原有的人工按鍵上添加了自適應(yīng)變速裝置，使得跑步機(jī)更加的智能化，人性化，多級(jí)的變速使得跑步者更合理的分配自己的體力和時(shí)間，充分鍛煉，不至于過(guò)度疲勞失去對(duì)身體機(jī)能的判斷力和對(duì)跑步機(jī)的控制，在一定程度上減少了跑步機(jī)給人身安全帶來(lái)的隱性威脅。
[0030]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，包括: 傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測(cè)跑步時(shí)人腳的位置，并將數(shù)字化的人腳位置信息傳送給核心控制模塊； 核心控制模塊，用于接收人腳位置信息，并根據(jù)人腳位置信息按設(shè)定方案向跑步機(jī)電機(jī)控制器發(fā)送控制信號(hào)，并向顯示模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)顯示信息； 顯示模塊，用于顯示該核心控制模塊傳送的控制信息； 直流降壓模塊，用于將220V市電轉(zhuǎn)化成直流電給該核心控制模塊供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述傳感器為紅外對(duì)射傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述傳感器模塊采用3對(duì)紅外對(duì)射傳感器。4.如權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述傳感器模塊包含第一紅外對(duì)射傳感器、第二紅外對(duì)射傳感器、第三紅外對(duì)射傳感器，每組外對(duì)射傳感器包含發(fā)射端、接收端，各負(fù)責(zé)一個(gè)跑步區(qū)域，每組紅外對(duì)射傳感器的發(fā)射端固定在在跑步機(jī)跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對(duì)應(yīng)的接收端平行固定在跑步機(jī)另一側(cè)枕邊上，每組紅外對(duì)射傳感器的輸入和輸出接入總線(xiàn)，連接到該核心控制模塊。5.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:各傳感器的發(fā)射端與接收端通過(guò)螺栓固定在跑步機(jī)的枕邊上。6.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:當(dāng)接收到第一紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，所述核心控制模塊發(fā)出降速30%的指令給該跑步機(jī)電機(jī)控制器，當(dāng)接收到第二紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，該核心控制模塊發(fā)出降速50%的指令給跑步機(jī)電機(jī)控制器，當(dāng)接收到第三紅外對(duì)射傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，該核心控制模塊發(fā)出直接斷電的指令給跑步機(jī)的緊急制停閥。7.如權(quán)利要求6所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述核心控制模塊采用MCU或ARM處理器。8.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:該顯示模塊為液晶顯示模塊。9.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:該直流降壓模塊用于將220V市電轉(zhuǎn)化成±5V的直流電給該核心控制模塊供電。10.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)多級(jí)變速及緊急制停裝置，其特征在于:該直流降壓模塊由一個(gè)整流橋、包括四個(gè)濾波電容的濾波電路、電源穩(wěn)壓芯片組成。
【文檔編號(hào)】A63B22/02GK105999621SQ201610428195
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】謝濤, 高桂革, 曾憲文, 張?bào)先? 呂輝, 王杰, 楊鑫, 張宏偉
【申請(qǐng)人】上海電機(jī)學(xué)院