一种自适应多级变速及紧急制停装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应多级变速及紧急制停装置，包括：传感器模块，包括多组传感器，用于检测跑步时人脚的位置，并将数字化的人脚位置信息传送给核心控制模块；核心控制模块，用于接收人脚位置信息，并根据人脚位置信息按设定方案向跑步机电机控制器发送控制信号，并向显示模块发送对应显示信息；显示模块，用于显示该核心控制模块传送的控制信息；直流降压模块，用于将220V市电转化成直流电给该核心控制模块供电，本发明专利技术可在一定程度上减少跑步机给人身安全带来的隐性威胁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ARM控制系统领域，特别是涉及一种基于ARM控制的跑步机上的自适应多级变速及紧急制停装置。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高，跑步机这一名词渐渐出现在了市场上。跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。传统的跑步机上有着很多不同的按键和紧急制动阀门，只能提供给用户手动控制参数，手动的调整参数。无法实现智能化变速以及真正意义上的紧急制停。尤其是当人身体承担一定负荷时又或者带着负面情感去健身，可能会丧失这种判断力，造成了一些不必要的人身安全损伤，韩国发生一例母亲为女儿捐肝脏而在跑步机上跑死的致死案件。而近年来这种的案件在我国也屡见不鲜。所以不能很好的实现智能化的分级变速，无法实现实时控制紧急制停，这使得跑步机在使用和广泛的推广时产生了阻碍，尤其是对人身安全的潜在威胁实属让人担忧。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种自适应多级变速及紧急制停装置，其可使得跑步者更合理的分配自己的体力和时间，充分锻炼，不至于过度疲劳失去对身体机能的判断力和对跑步机的控制，在一定程度上减少了跑步机给人身安全带来的隐性威胁。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种自适应多级变速及紧急制停装置，包括：传感器模块，包括多组传感器，用于检测跑步时人脚的位置，并将数字化的人脚位置信息传送给核心控制模块；核心控制模块，用于接收人脚位置信息，并根据人脚位置信息按设定方案向跑步机电机控制器发送控制信号，并向显示模块发送对应显示信息；显示模块，用于显示该核心控制模块传送的控制信息；直流降压模块，用于将220V市电转化成直流电给该核心控制模块供电。进一步地，所述传感器为红外对射传感器。进一步地，所述传感器模块采用3对红外对射传感器。进一步地，所述传感器模块包含第一红外对射传感器、第二红外对射传感器、第三红外对射传感器，每组外对射传感器包含发射端、接收端，各负责一个跑步区域，每组红外对射传感器的发射端固定在在跑步机跑步区域的一侧枕边上，对应的接收端平行固定在跑步机另一侧枕边上，每组红外对射传感器的输入和输出接入总线，连接到该核心控制模块。进一步地，各传感器的发射端与接收端通过螺栓固定在跑步机的枕边上。进一步地，当接收到第一红外对射传感器发来的信号，所述核心控制模块发出降速30％的指令给该跑步机电机控制器，当接收到第二红外对射传感器发来的信号，该核心控制模块发出降速50％的指令给跑步机电机控制器，当接收到第三红外对射传感器发来的信号，该核心控制模块发出直接断电的指令给跑步机的紧急制停阀。进一步地，所述核心控制模块采用MCU或ARM处理器。进一步地，该显示模块为液晶显示模块。进一步地，该直流降压模块用于将220V市电转化成±5V的直流电给该核心控制模块供电。进一步地，该直流降压模块由一个整流桥、包括四个滤波电容的滤波电路、
电源稳压芯片组成。与现有技术相比，本专利技术一种自适应多级变速及紧急制停装置通过在跑步机原有的人工按键上添加了自适应变速装置，使得跑步机更加的智能化，人性化，多级的变速使得跑步者更合理的分配自己的体力和时间，充分锻炼，不至于过度疲劳失去对身体机能的判断力和对跑步机的控制，在一定程度上减少了跑步机给人身安全带来的隐性威胁。附图说明图1为本专利技术一种自适应多级变速及紧急制停装置的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图1为本专利技术一种自适应多级变速及紧急制停装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术一种多级变速及紧急制停装置包括传感器模块10、核心控制模块20、显示模块30、直流降压模块40。。其中，跑步机传送带60以及跑步机电机控制器50属于跑步机原有部分，传感器模块10需要安装在跑步机枕边两侧。传感器模块10包含多组传感器(本专利技术实施例优选使用3对红外对射传感器，但不以此为限，一切可以被人脚阻断的传感器均可)，用于检测跑步时人脚的位置，并将数字化的人脚位置信息传送给核心控制模块20；核心控制模块20为一MCU或ARM处理器，用于接收人脚位置信息，并根据人脚位置信息按设定方案向跑步机电机控制器50发送控制信号和向显示模块30发送对应显示信息；显示模块30是一般液晶显示模块或接口(如跑步机显示接口可用时)，用于显示本专利技术的控制信息；直流降压模
块40由整流桥、电源稳压芯片(如LM7805/7905)、滤波电路(稳压芯片输入、输出滤波电容)组成，用于将220V市电转化成±5V的直流电给系统供电。在本专利技术较佳实施例中，传感器模块10的红外对射传感器组包含第一红外对射传感器、第二红外对射传感器、第三红外对射传感器，每组外对射传感器发射端、接收端，各负责一个跑步区域，每组红外对射传感器的发射端通过螺栓固定在在跑步机跑步区域的一侧枕边上，对应的接收端通过螺栓平行固定在跑步机另一侧枕边上，每组红外对射传感器的输入和输出接入总线，连接到核心控制模块20；核心控制模块20输出的控制信号连接至跑步机电机控制器50，而显示信息则连接至显示模块30；直流降压模块40的输入端连接220V市电，其输出连接至系统各供电输入端。当用户使用采用本专利技术的跑步机跑步时，本专利技术预先假设一个安全跑步区域。在安全区域跑步时，用户本身可以对跑步机的参数进行设置，包括坡度和速度。当用户使用跑步机奔跑一段时间后身体渐渐感到累，并且跟不上跑步机传送带的速度时候，相对速度不一致，被传送带拖行一段小位移，不在安全跑步区域了。恰好人体隔断了第一红外对射传感器，此时第一红外对射传感器工作发出电流信号给ARM核心控制器的引脚上。ARM核心控制器发出指令信号给跑步机电机控制器50进行降速30％，实现第一级变速。同时输出到显示模块的液晶显示屏上“1”“-30”以此来提醒用户此时在区域1奔跑。速度已降30％。此时用户可以选择前进，也可以选择继续降速。当用户体力跟不上时，放慢奔跑速度。当人体隔断了第二红外对射传感器，此时第二红外对射传感器工作发出电流信号给ARM核心控制器的引脚上。ARM核心控制器发出指令信号给跑步机变速控制系统进行降速50％，实现第二级变速。同时输出到显示模块的液晶显示屏上“2”“-50”以此来提醒用户此时在区域2奔跑。速度已降50％。奔跑在区域2的用户当出现体力透支，步子无法跟进跑步机传送带，而又因距离太长够不到跑步机紧急制停阀。此时用户放慢奔跑速度。当人体隔断了第三红外对射传感器，此时第三红外对射传感器工作发出电流信号给ARM核心
控制器的引脚上。ARM核心控制器发出指令信号给跑步机紧急制动控制阀上立即断电，实现第三级变速，即紧急制停。同时输出到显示模块的液晶显示屏上“3”“0”以此来提醒用户此时在区域3奔跑。速度已为0％。安全制动。本专利技术采用整流降压模块(直流降压模块40)工作为控制器进行供电。整流降压模块的输出连接在ARM控制器的电源引脚上。综上所述，本专利技术一种自适应多级变速及紧急制停装置通过在跑步机原有的人工按键上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应多级变速及紧急制停装置，包括：传感器模块，包括多组传感器，用于检测跑步时人脚的位置，并将数字化的人脚位置信息传送给核心控制模块；核心控制模块，用于接收人脚位置信息，并根据人脚位置信息按设定方案向跑步机电机控制器发送控制信号，并向显示模块发送对应显示信息；显示模块，用于显示该核心控制模块传送的控制信息；直流降压模块，用于将220V市电转化成直流电给该核心控制模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种自适应多级变速及紧急制停装置，包括：传感器模块，包括多组传感器，用于检测跑步时人脚的位置，并将数字化的人脚位置信息传送给核心控制模块；核心控制模块，用于接收人脚位置信息，并根据人脚位置信息按设定方案向跑步机电机控制器发送控制信号，并向显示模块发送对应显示信息；显示模块，用于显示该核心控制模块传送的控制信息；直流降压模块，用于将220V市电转化成直流电给该核心控制模块供电。2.如权利要求1所述的一种自适应多级变速及紧急制停装置，其特征在于：所述传感器为红外对射传感器。3.如权利要求2所述的一种自适应多级变速及紧急制停装置，其特征在于：所述传感器模块采用3对红外对射传感器。4.如权利要求3所述的一种自适应多级变速及紧急制停装置，其特征在于：所述传感器模块包含第一红外对射传感器、第二红外对射传感器、第三红外对射传感器，每组外对射传感器包含发射端、接收端，各负责一个跑步区域，每组红外对射传感器的发射端固定在在跑步机跑步区域的一侧枕边上，对应的接收端平行固定在跑步机另一侧枕边上，每组红外对射传感器的输入和输出接入总线，连接到该核心控制模块。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：谢涛，高桂革，曾宪文，张笙瑞，吕辉，王杰，杨鑫，张宏伟，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31