可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫的制作方法

本实用新型涉及一种健身装置，特别涉及一种可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫。

背景技术：

现如今，人们越来越热衷于健身锻炼，仰躺健身是一种健身常用方式，而仰躺健身通常需要铺设运动健身垫。

现有健身垫功能比较单一，只能身体躺在健身垫上进行运动，没有充分发挥健身垫作用，具有改进空间；俯卧撑是一种健身最基本的动作，能够提高上肢力量以及增强胸部、腰背和腹部肌肉力量，塑造完美身材曲线，但普通的器材无法实现电子计数的目的；人在运动时无法检测自己的心脏负荷，因此容易发生意外，近年来，患有心内科病症的人在运动时心脏跳动过快而发生意外情况有增无减。

因此急需引入一种可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫，它防滑、弹性好，为瑜伽爱好者保驾护航；可在其上做各种健身动作，尤其在做俯卧撑时还可智能计时计数，降低人们做俯卧撑时的疲劳度，提高健身效果；检测人的心率，并在心率过高时进行报警，避免发生意外，控制运动量达到健身目的。

本实用新型的目的是这样实现的：

可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫，包括垫子、封装电路盒，封装电路盒安装在垫子上偏右，封装电路盒的内部安装有电路板，电路板上有智能计时电路、智能计数电路、智能测心率及报警电路、复位电路以及声光提示电路，所有电路的电源通过电源开关控制，电源开关安装于垫子右下方并通过导线与电路板连接，智能计数电路中连接有距离传感器、第4数码管、第5数码管，距离传感器安装在垫子的上中间位置并伸出，第4数码管、第5数码管安装于垫子的右上角并伸出，智能测心率及报警电路连接有心率传感器、第1数码管、第2数码管、第3数码管、语音报警模块，第1数码管、第2数码管、第3数码管安装于封装电路盒的下方并伸出，心率传感器安装于第2数码管的左方并伸出，语音报警模块安装于封装电路9上，复位电路连接有复位开关，复位开关安装于第4数码管的下方，声光提示电路连接有蜂鸣器、发光二极管，蜂鸣器和发光二极管10安装于封装电路盒上并伸出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的智能计时电路与复位电路原理图。

图3为本实用新型的智能计数电路与声光提示电路原理图。

图4为本实用新型的智能测心率及报警电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫，包括垫子1、封装电路盒9，封装电路盒9安装在垫子1上偏右，封装电路盒9的内部安装有电路板15，电路板15上有智能计时电路、智能计数电路、智能测心率及报警电路、复位电路以、声光提示电路，所有电路的电源通过电源开关4控制，电源开关4安装于垫子1右下方并通过导线与电路板连接，智能计数电路中连接有距离传感器2、第4数码管12、第5数码管13，距离传感器2安装在垫子1的上的中间位置并伸出，第4数码管12、第5数码管13安装于垫子1的右上角并伸出，智能测心率及报警电路连接有心率传感器3、第1数码管5、第2数码管6、第3数码管7、语音报警模块14，第1数码管5、第2数码管6、第3数码管7安装于封装电路盒9的下方并伸出，心率传感器3安装于第2数码管6的左方并伸出，语音报警模块14安装于封装电路盒9上，复位电路连接有复位开关11，复位开关11安装于第4数码管12的下方，声光提示电路连接有蜂鸣器8、发光二极管10，蜂鸣器8和发光二极管10安装于封装电路盒9上并伸出。

智能计时电路由定时集成电路U1、第1电阻R1、第1滑动变阻器RV1、第1电容C1、第2电容C2、第1计数集成电路U2，第2计数集成电路U5、第1反相器U3:A、第1与门U6:A、第2与门U6:B、第3与门U6:C、第4与门U6:D、触发器U7:A组成，定时集成电路U1的4号和8号引脚接电源Vcc，第1电阻R1的一端接电源Vcc，第1电阻R1的另一端分别与定时集成电路U1的7号引脚和第1滑动变阻器RV1的一端相接，第1滑动变阻器RV1的另一端分别与定时集成电路U1的2号引脚、6号引脚和第2电容C2的一端相接，定时集成电路U1的2号引脚和定时集成电路U1的6号引脚相接，第2电容C2的另一端接地，定时集成电路U1的5号引脚与第2电容C2的一端相接，第2电容C2的另一端接地，定时集成电路U1的1号引脚接地，定时集成电路U1的3号引脚分别与第1计数集成电路U2的2号引脚、第2计数集成电路U5的2号引脚相接，第1计数集成电路U2的13号引脚和第1计数集成电路U2的12号引脚分别与第2与门U6:B的两个输入端相接，第2与门U6:B的输出端分别与第3与门U6:C的一个输入端和触发器U7:A输入端相接，第3与门U6:C的另一个输入端与电源Vcc相接，第3与门U6:C的输出端与触发器U7:A的3号引脚相接，触发器U7:A的4号引脚与电源Vcc相接，触发器U7:A的6号引脚与第4与门U6:D的一个输入端相接，第2计数集成电路U5的3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚相连后接地，第2计数集成电路U5的7号引脚和第2计数集成电路U5的10号引脚相连后接电源Vcc，第2计数集成电路U5的14号引脚和11号引脚分别接第1与门U6:A的两个输入端，第1与门U6:A的输出端接第1反相器U3:A的输入端，第1反相器U3:A的输出端接第2计数集成电路U5的9号引脚，同时第1与门U6:A的输出端接第1计数集成电路U2的7号引脚和第1计数集成电路U2的10号引脚，第1计数集成电路U2的7号引脚和第1计数集成电路U2的10号引脚相接；

复位电路由复位开关、第3电容C3、第3电阻R3、第3反相器U3:C、第4与门U6:D组成，第3电阻R3的一端与分别与复位开关的一端、第3电容C3的一端、第3反相器U3:C的输入端连接，第3电阻R3的另一端接地，复位开关的另一端接电源Vcc、第3电容C3的另一端接电源Vcc、第3反相器U3:C的输出端与第4与门U6:D的另一个输入端相接，第4与门U6:D的输出端与第1计数集成电路U2的1号引脚和第2计数集成电路U5的1号引脚相接，同时第3反相器U3:C的输出端与第3计数集成电路U10的1号引脚、第4计数集成电路U11的1号引脚、第5计数集成电路U13的1号引脚、第6计数集成电路U14的1号引脚和第7计数集成电路U16的1号相接；

智能计数电路由第3计数集成电路U10、第4计数集成电路U11、第5与门U12、第2反相器U3:B、第1译码器U8、第2译码器U9、第1数码管、第2数码管、电源开关、距离传感器2、第2电阻R2、第2滑动变阻器RV2、第1运算放大器U4组成，第3计数集成电路U10的7号引脚和10号引脚同时接第5与门U12的输出端，第3计数集成电路U10的11号引脚、12号引脚、13号引脚、14号引脚分别与第1译码器U8的6号引脚、2号引脚、1号引脚、7号引脚相接，第1译码器U8的3号引脚和第1译码器U8的5号引脚同时接电源Vcc，第1译码器U8的13号引脚、12号引脚、11号引脚、10号引脚、9号引脚、15号引脚、14号引脚分别与第1数码管的7个数据端连接，第1数码管的接地端接地，第4计数集成电路U11的3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚同时接地，第4计数集成电路U11的11号引脚、12号引脚、13号引脚、14号引脚分别与第2译码器U9的6号引脚、2号引脚、1号引脚、7号引脚相接，第2译码器U9的3号引脚和第2译码器U9的5号引脚同时接电源Vcc，第2译码器U9的13号引脚、12号引脚、11号引脚、10号引脚、9号引脚、15号引脚、14号引脚分别与第2数码管的7个数据端连接，第2数码管的接地端接地，第5与门U12的两个输入端分别与第4计数集成电路U11的11号引脚和第4计数集成电路U11的14号引脚相接，第5与门U12的输出端与第2反相器U3:B的输入端相接，第2反相器U3:B的输出端与第4计数集成电路U11的9号引脚相接，电源开关的一端连接电源Vcc，电源开关的另一端与距离传感器2的电源端连接，距离传感器2的接地端接地，距离传感器2的输出端接运算放大器U4的正输入端，第2电阻R2的一端连接电源Vcc、第2电阻R2的另一端与第2滑动变阻器RV2串联后接地并构成分压电路，通过调节第2滑动变阻器RV2可调节第2滑动变阻器RV2所分的电压，第2滑动变阻器RV2的高位端接运算放大器U4的负输入端，运算放大器U4的正输入端、负输入端的电位比较决定运算放大器U4的输出端电平的高低，运算放大器U4的输出端与第3计数集成电路U10的2号引脚和第4计数集成电路U11的2号引脚连接；

声光提示电路由发光二极管D1、第4电阻R4、蜂鸣器BUZ1组成，发光二极管D1的一端与第4与门U6:D的输出端相接，发光二极管D1的另一端接第4电阻R4的一端，第4电阻R4的另一端接蜂鸣器BUZ1的一端，蜂鸣器BUZ1的另一端接电源Vcc。

智能测心率及报警电路由第5计数集成电路U13、第6计数集成电路U14、第7计数集成电路U16、第6与门U17、第7与门U18、第4反相器U3:D、第5反相器U3:E、第3译码器U19、第4译码器U20、第5译码器U21、第3数码管、第4数码管、第5数码管、电源开关、心率传感器3、第5电阻R5、第6电阻R6、第3滑动变阻器RV3、第2运算放大器U15、三极管Q1、语音报警模块组成，第5计数集成电路U13的7号引脚和10号引脚相接后同时接第7与门U18的输出端，第5计数集成电路U13的11号引脚、12号引脚、13号引脚、14号引脚分别与第3译码器U19的6号引脚、2号引脚、1号引脚、7号引脚相接，第3译码器U19的3号引脚和第3译码器U19的5号引脚同时接电源Vcc，第3译码器U19的13号引脚、12号引脚、11号引脚、10号引脚、9号引脚、15号引脚、14号引脚分别与第3数码管的7个数据端连接，第3数码管的接地端接地，第6计数集成电路U14的3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚同时接地，第6计数集成电路U14的7号引脚和10号引脚相接后同时接第6与门U17的输出端，第6计数集成电路U14的11号引脚、12号引脚、13号引脚、14号引脚分别与第4译码器U20的6号引脚、2号引脚、1号引脚、7号引脚相接，第4译码器U20的3号引脚和第4译码器U20的5号引脚同时接电源Vcc，第4译码器U20的13号引脚、12号引脚、11号引脚、10号引脚、9号引脚、15号引脚、14号引脚分别与第4数码管的7个数据端连接，第4数码管的接地端接地，第7与门U18的两个输入端分别与第6计数集成电路U14的11号引脚和第6计数集成电路U14的14号引脚相接，第7与门U18的输出端与第4反相器U3:D的输入端相接，第4反相器U3:D的输出端与第6计数集成电路U14的9号引脚相接，第7计数集成电路U16的3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚同时接地，第7计数集成电路U16的11号引脚、12号引脚、13号引脚、14号引脚分别与第5译码器U21的6号引脚、2号引脚、1号引脚、7号引脚相接，第5译码器U21的3号引脚和第5译码器U21的5号引脚同时接电源Vcc，第5译码器U21的13号引脚、12号引脚、11号引脚、10号引脚、9号引脚、15号引脚、14号引脚分别与第5数码管的7个数据端连接，第5数码管的接地端接地，第6与门U17的两个输入端分别与第7计数集成电路U16的11号引脚和第7计数集成电路U16的14号引脚相接，第6与门U17的输出端与第5反相器U3:E的输入端相接，第5反相器U3:E的输出端与第7计数集成电路U16的9号引脚相接，电源开关的一端连接电源Vcc，电源开关的另一端与心率传感器C的电源端连接，心率传感器C的接地端接地，心率传感器3的输出端接第2运算放大器U15的正输入端，第5电阻R5的一端连接电源Vcc、第5电阻R5的另一端与第3滑动变阻器RV3串联后接地并构成分压电路，通过调节第3滑动变阻器RV3可调节第3滑动变阻器RV3所分的电压，第3滑动变阻器RV3的高位端接第2运算放大器U15的负输入端，第2运算放大器U15的正输入端、负输入端的电位比较决定第2运算放大器U15的输出端电平的高低，第2运算放大器U15的输出端与第5计数集成电路U13的2号引脚、第6计数集成电路U14的2号引脚和第7计数集成电路U16的2号引脚连接，同时第2运算放大器U15的输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电源Vcc，三极管Q1的发射极与语音报警模块、第6电阻R6串联后接地，语音报警模块预先设置好语音内容；

定时集成电路U1采用 NE555集成电路，第1计数集成电路U2，第2计数集成电路U5、第3计数集成电路U10、第4计数集成电路U11、第5计数集成电路U13、第6计数集成电路U14、第7计数集成电路U16均采用74LS161集成电路，触发器U7:A采用D触发器，第1译码器U8、第2译码器U9、第3译码器U19、第4译码器U20、第5译码器U21均采用74LS48集成电路。

功能实现如下。

1、计时功能实现

智能计时电路以NE555集成电路构成的多谐振荡器为时钟源，74LS161集成电路按清零置数法接成十进制计数，可调节滑动变阻器使时钟1秒跳变一次，跳变60次经历60秒，74LS161集成电路计数60，此时74LS161集成电路自动清零，发光二极管亮起，蜂鸣器响起，计时停止。

2、计数功能实现

智能计数电路通过距离传感器2检测是否有人在做俯卧撑，并判断是否向74LS161集成电路发送脉冲。距离传感器2检测是否有人在做俯卧撑，并判断是否向所述74LS161集成电路发送脉冲从而使其计数。74LS48集成电路驱动共阴极数码管使其显示数字。

计时结束时，智能计数电路中的74LS161集成电路不再计数，数码管维持这一刻的数字不变，直到按下复位开关，智能计数电路将重新工作。

3、测心率和报警功能实现

智能测心率及报警电路通过心率传感器3检测脉搏跳动，并判断是否向74LS161集成电路发送脉冲。心率传感器3检测脉搏跳动，并判断是否向所述74LS161集成电路发送脉冲从而使其计数。74LS48集成电路驱动共阴极数码管使其显示数字。若脉搏的跳动次数超出健身者设定的安全范围，则开始语音报警。

计时结束后，智能测心率及报警电路中的74LS161集成电路不再计数，数码管维持这一刻的数字不变，直到按下复位开关，智能测心率及报警电路将重新工作。

4、总体实现

当按下电源开关4后，使用者把食指放在心率传感器3的位置，便可开始做俯卧撑，距离传感器2检测到有人在做俯卧撑，第2计数集成电路和第3计数集成电路开始计数，同时心率传感器3检测到脉搏跳动，第5计数集成电路、第6计数集成电路和第7计数集成电路进行计数，当时间到达60秒，所有计数集成电路不再计数，发光二极管亮起，蜂鸣器响起，数码管显示使用者所做俯卧撑数量和脉搏跳动次数，直到按下复位开关11，数码管和计数集成电路清零，可智能计时计数及对使用者心率过高进行报警的健身垫重新开始计时计数测心率，使用完毕按下电源开关4即可。运动时，若脉搏的跳动次数超出健身者设定的安全范围，则启动语音报警模块14的报警工作。

使用者还可第1调节滑动变阻器RV1，自主控制定时时间。