一種自適應多級變速及緊急制停裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應多級變速及緊急制停裝置，包括：傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測跑步時人腳的位置，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)人腳位置信息按設定方案向跑步機電機控制器發(fā)送控制信號，并向顯示模塊發(fā)送對應顯示信息；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給人身安全帶來的隱性威脅。
【專利說明】
一種自適應多級變速及緊急制停裝置
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明涉及ARM控制系統(tǒng)領域，特別是涉及一種基于ARM控制的跑步機上的自適應多級變速及緊急制停裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人們生活水平的提高，跑步機這一名詞漸漸出現(xiàn)在了市場上。跑步機是家庭及健身房常備的器材，而且是家庭健身器材中最簡單的一種，是家庭健身器的最佳選擇。
[0003]傳統(tǒng)的跑步機上有著很多不同的按鍵和緊急制動閥門，只能提供給用戶手動控制參數(shù)，手動的調(diào)整參數(shù)。無法實現(xiàn)智能化變速以及真正意義上的緊急制停。尤其是當人身體承擔一定負荷時又或者帶著負面情感去健身，可能會喪失這種判斷力，造成了一些不必要的人身安全損傷，韓國發(fā)生一例母親為女兒捐肝臟而在跑步機上跑死的致死案件。而近年來這種的案件在我國也屢見不鮮。所以不能很好的實現(xiàn)智能化的分級變速，無法實現(xiàn)實時控制緊急制停，這使得跑步機在使用和廣泛的推廣時產(chǎn)生了阻礙，尤其是對人身安全的潛在威脅實屬讓人擔憂。
【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多級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間，充分鍛煉，不至于過度疲勞失去對身體機能的判斷力和對跑步機的控制，在一定程度上減少了跑步機給人身安全帶來的隱性威脅。
[0005]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種自適應多級變速及緊急制停裝置，包括:
[0006]傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測跑步時人腳的位置，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)人腳位置信息按設定方案向跑步機電機控制器發(fā)送控制信號，并向顯示模塊發(fā)送對應顯示信息；
[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]進一步地，所述傳感器為紅外對射傳感器。
[0011]進一步地，所述傳感器模塊采用3對紅外對射傳感器。
[0012]進一步地，所述傳感器模塊包含第一紅外對射傳感器、第二紅外對射傳感器、第三紅外對射傳感器，每組外對射傳感器包含發(fā)射端、接收端，各負責一個跑步區(qū)域，每組紅外對射傳感器的發(fā)射端固定在在跑步機跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對應的接收端平行固定在跑步機另一側(cè)枕邊上，每組紅外對射傳感器的輸入和輸出接入總線，連接到該核心控制模塊。
[0013]進一步地，各傳感器的發(fā)射端與接收端通過螺栓固定在跑步機的枕邊上。
[0014]進一步地，當接收到第一紅外對射傳感器發(fā)來的信號，所述核心控制模塊發(fā)出降速30%的指令給該跑步機電機控制器，當接收到第二紅外對射傳感器發(fā)來的信號，該核心控制模塊發(fā)出降速50%的指令給跑步機電機控制器，當接收到第三紅外對射傳感器發(fā)來的信號，該核心控制模塊發(fā)出直接斷電的指令給跑步機的緊急制停閥。
[0015]進一步地，所述核心控制模塊采用M⑶或ARM處理器。
[0016]進一步地，該顯示模塊為液晶顯示模塊。
[0017]進一步地，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]進一步地，該直流降壓模塊由一個整流橋、包括四個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)明一種自適應多級變速及緊急制停裝置通過在跑步機原有的人工按鍵上添加了自適應變速裝置，使得跑步機更加的智能化，人性化，多級的變速使得跑步者更合理的分配自己的體力和時間，充分鍛煉，不至于過度疲勞失去對身體機能的判斷力和對跑步機的控制，在一定程度上減少了跑步機給人身安全帶來的隱性威脅。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種自適應多級變速及緊急制停裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0022]圖1為本發(fā)明一種自適應多級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，跑步機傳送帶60以及跑步機電機控制器50屬于跑步機原有部分，傳感器模塊10需要安裝在跑步機枕邊兩側(cè)。傳感器模塊10包含多組傳感器(本發(fā)明實施例優(yōu)選使用3對紅外對射傳感器，但不以此為限，一切可以被人腳阻斷的傳感器均可)，用于檢測跑步時人腳的位置，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)人腳位置信息按設定方案向跑步機電機控制器50發(fā)送控制信號和向顯示模塊30發(fā)送對應顯示信息；顯示模塊30是一般液晶顯示模塊或接口(如跑步機顯示接口可用時)，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)明較佳實施例中，傳感器模塊10的紅外對射傳感器組包含第一紅外對射傳感器、第二紅外對射傳感器、第三紅外對射傳感器，每組外對射傳感器發(fā)射端、接收端，各負責一個跑步區(qū)域，每組紅外對射傳感器的發(fā)射端通過螺栓固定在在跑步機跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對應的接收端通過螺栓平行固定在跑步機另一側(cè)枕邊上，每組紅外對射傳感器的輸入和輸出接入總線，連接到核心控制模塊20;核心控制模塊20輸出的控制信號連接至跑步機電機控制器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]當用戶使用采用本發(fā)明的跑步機跑步時，本發(fā)明預先假設一個安全跑步區(qū)域。在安全區(qū)域跑步時，用戶本身可以對跑步機的參數(shù)進行設置，包括坡度和速度。當用戶使用跑步機奔跑一段時間后身體漸漸感到累，并且跟不上跑步機傳送帶的速度時候，相對速度不一致，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射傳感器，此時第一紅外對射傳感器工作發(fā)出電流信號給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號給跑步機電機控制器50進行降速30%，實現(xiàn)第一級變速。同時輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“I” “-30”以此來提醒用戶此時在區(qū)域I奔跑。速度已降30%。
[0026]此時用戶可以選擇前進，也可以選擇繼續(xù)降速。當用戶體力跟不上時，放慢奔跑速度。當人體隔斷了第二紅外對射傳感器，此時第二紅外對射傳感器工作發(fā)出電流信號給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號給跑步機變速控制系統(tǒng)進行降速50%，實現(xiàn)第二級變速。同時輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“2” “-50”以此來提醒用戶此時在區(qū)域2奔跑。速度已降50 %。
[0027]奔跑在區(qū)域2的用戶當出現(xiàn)體力透支，步子無法跟進跑步機傳送帶，而又因距離太長夠不到跑步機緊急制停閥。此時用戶放慢奔跑速度。當人體隔斷了第三紅外對射傳感器，此時第三紅外對射傳感器工作發(fā)出電流信號給ARM核心控制器的引腳上。ARM核心控制器發(fā)出指令信號給跑步機緊急制動控制閥上立即斷電，實現(xiàn)第三級變速，即緊急制停。同時輸出到顯示模塊的液晶顯示屏上“3” “O”以此來提醒用戶此時在區(qū)域3奔跑。速度已為0%。安全制動。
[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)明一種自適應多級變速及緊急制停裝置通過在跑步機原有的人工按鍵上添加了自適應變速裝置，使得跑步機更加的智能化，人性化，多級的變速使得跑步者更合理的分配自己的體力和時間，充分鍛煉，不至于過度疲勞失去對身體機能的判斷力和對跑步機的控制，在一定程度上減少了跑步機給人身安全帶來的隱性威脅。
[0030]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應如權(quán)利要求書所列。
【主權(quán)項】
1.一種自適應多級變速及緊急制停裝置，包括: 傳感器模塊，包括多組傳感器，用于檢測跑步時人腳的位置，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)人腳位置信息按設定方案向跑步機電機控制器發(fā)送控制信號，并向顯示模塊發(fā)送對應顯示信息； 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所述的一種自適應多級變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述傳感器為紅外對射傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的一種自適應多級變速及緊急制停裝置，其特征在于:所述傳感器模塊采用3對紅外對射傳感器。4.如權(quán)利要求3所述的一種自適應多級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射傳感器、第二紅外對射傳感器、第三紅外對射傳感器，每組外對射傳感器包含發(fā)射端、接收端，各負責一個跑步區(qū)域，每組紅外對射傳感器的發(fā)射端固定在在跑步機跑步區(qū)域的一側(cè)枕邊上，對應的接收端平行固定在跑步機另一側(cè)枕邊上，每組紅外對射傳感器的輸入和輸出接入總線，連接到該核心控制模塊。5.如權(quán)利要求4所述的一種自適應多級變速及緊急制停裝置，其特征在于:各傳感器的發(fā)射端與接收端通過螺栓固定在跑步機的枕邊上。6.如權(quán)利要求4所述的一種自適應多級變速及緊急制停裝置，其特征在于:當接收到第一紅外對射傳感器發(fā)來的信號，所述核心控制模塊發(fā)出降速30%的指令給該跑步機電機控制器，當接收到第二紅外對射傳感器發(fā)來的信號，該核心控制模塊發(fā)出降速50%的指令給跑步機電機控制器，當接收到第三紅外對射傳感器發(fā)來的信號，該核心控制模塊發(fā)出直接斷電的指令給跑步機的緊急制停閥。7.如權(quán)利要求6所述的一種自適應多級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所述的一種自適應多級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所述的一種自適應多級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所述的一種自適應多級變速及緊急制停裝置，其特征在于:該直流降壓模塊由一個整流橋、包括四個濾波電容的濾波電路、電源穩(wěn)壓芯片組成。
【文檔編號】A63B22/02GK105999621SQ201610428195
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】謝濤, 高桂革, 曾憲文, 張笙瑞, 呂輝, 王杰, 楊鑫, 張宏偉
【申請人】上海電機學院