跑步机装置及系统的制作方法

本申请涉及人脸识别技术领域，特别是涉及一种跑步机装置及系统。

背景技术：

近年来，随着城市人民生活水平的进一步提高和人们健身意识的提升，人们的健身意识大为增强，掀起了体育健身的热潮。现有大多数跑步机采用驱动前滚轮转动的电动机，而带发电功能的跑步机能够带动跑步机运行并通过用户的跑步动作自身进行发电。

传统的跑步机无法区分特定用户，对特定用户的运动量无法统计，且与娱乐设施的供电是相互独立的，很多用户在跑步机上只是观看娱乐节目，无法起到锻炼效果。

技术实现要素：

针对传统的跑步机无法区分特定用户，对特定用户的运动量无法统计，且与娱乐设施的供电是相互独立的，很多用户在跑步机上只是观看娱乐节目，无法起到锻炼效果的问题，本申请提供一种跑步机装置及系统，通过设置人脸识别模块与控制模块，对特定用户的运动量进行统计，并根据用户的运动量对娱乐设施进行供电，避免用户在跑步机上仅观看娱乐节目，使用户的锻炼效果更好。

本申请提供一种跑步机装置，包括跑步机主体、发电模块、人脸识别模块、控制模块以及蓄电模块，其中：

跑步机主体用于承载用户跑步，并获取跑步速度以及跑步时长；

人脸识别模块与所述跑步机主体相连，用于识别跑步用户信息；

控制模块分别与所述跑步机主体以及人脸识别模块相连，用于基于所述跑步用户信息、跑步速度以及跑步时长控制蓄电模块供电；

发电模块与所述跑步机主体相连，用于在跑步机主体的带动下进行发电；

蓄电模块分别与所述控制模块与所述发电模块相连，用于接收发电模块传输的电量进行存储，并在控制模块的控制下为娱乐设备供电。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述跑步机主体包括导轮、导轮转轴以及带轮，导轮通过导轮转轴相连，用于带动跑带运动，所述带轮设置于所述导轮之间，与所述发电模块相连。

可选的，所述发电模块包括皮带、被动轮与发电机，所述被动轮通过皮带与所述带轮相连，所述被动轮与所述发电机相连，带轮通过皮带带动被动轮，被动轮带动发电机发电。

可选的，所述人脸识别模块包括依次相连的红外感应单元、摄像单元、识别单元以及通讯单元，所述红外感应单元用于感应预设范围内的用户，所述摄像单元用于采集人脸图像，所述识别单元用于对人脸图像进行识别并确定用户信息，所述通讯单元与所述控制模块相连，与控制模块通讯。

可选的，所述蓄电模块包括第一蓄电单元、第二蓄电单元、第一输入继电器、第二输入继电器以及输出继电器，所述第一输入继电器控制第一蓄电单元的充电或放电，第二输入继电器控制第二蓄电单元的充电或放电，所述第一输入继电器与第二输入继电器的充电端均与所述发电模块相连，所述第一输入继电器与第二输入继电器的放电端均与所述输出继电器相连，所述第一输入继电器、第二输入继电器以及输出继电器的控制端均与所述控制模块相连，所述控制模块控制第一蓄电单元以及第二蓄电单元的充电或放电。

可选的，所述蓄电模块还包括电量检测单元，所述电量检测单元分别与所述第一蓄电单元、第二蓄电单元以及控制模块相连，电量检测单元用于检测第一蓄电单元以及第二蓄电单元的电量，控制模块基于第一蓄电单元以及第二蓄电单元的电量控制第一输入继电器以及第二输入继电器，以控制第一蓄电单元以及第二蓄电单元进行充电或放电。

可选的，所述控制模块包括stc单片机。

本申请提供一种跑步机系统，包括上述跑步机装置以及娱乐设备，所述娱乐设备设置于所述跑步机装置的跑步机主体上。

可选的，所述娱乐设备包括依次相连的显示单元以及电源，所述电源与蓄电模块相连，为显示单元供电。

可选的，所述跑步机系统还包括显示器，所述显示器设置于所述跑步机装置的跑步机主体上，用于显示跑步速度与跑步时长。

上述跑步机装置及系统，通过设置人脸识别模块与控制模块，对特定用户的运动量进行统计，并根据用户的运动量对娱乐设施进行供电，避免用户在跑步机上仅观看娱乐节目，使用户的锻炼效果更好。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的跑步机装置的示意图；

图2为本实用新型一实施例的跑步机装置的跑步机主体的主视图；

图3为本实用新型一实施例的跑步机装置的跑步机主体的俯视图。

图中附图标记说明如下：

11、保护板；12、跑带；13、支架；14、导轮；15、扶手；16、导轮转轴；17、带轮；21、皮带；22、被动轮；23、发电机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请一实施例提供一种跑步机装置，跑步机装置包括跑步机主体、发电模块、人脸识别模块、控制模块以及蓄电模块，其中：

跑步机主体用于承载用户跑步，并获取跑步速度以及跑步时长；

人脸识别模块与跑步机主体相连，用于识别跑步用户信息；

控制模块分别与跑步机主体以及人脸识别模块相连，用于基于跑步用户信息、跑步速度以及跑步时长控制蓄电模块供电；

发电模块与跑步机主体相连，用于在跑步机主体的带动下进行发电；

蓄电模块分别与控制模块与发电模块相连，用于接收发电模块传输的电量进行存储，并在控制模块的控制下为娱乐设备供电。

另一实施例中，跑步机主体包括导轮14、导轮转轴16以及带轮17，导轮14通过导轮转轴16相连，用于带动跑带12运动，带轮17设置于导轮14之间，与发电模块相连。具体地，跑步机主体包括保护板11、跑带12、支架13、导轮14、导轮转轴16、扶手15以及带轮17，跑带12的前端每边各有一个保护板11，包裹着两个导轮14、以及一个带轮17，导轮14置于导轮转轴16的两侧，带轮17置于导轮转轴16的中间，带轮17和导轮14为三角带c型，支架13固定在保护板11两侧，支架13的上端是扶手15。可以理解的，跑步机主体上还设置有传感器，用于检测跑步速度以及跑步时长，传感器可以采用角度传感器wdd35d-4a。

另一实施例中，发电模块包括皮带21、被动轮22与发电机23，被动轮22通过皮带21与带轮17相连，被动轮22与发电机23相连，带轮17通过皮带21带动被动轮22，被动轮22带动发电机23发电。

另一实施例中，人脸识别模块包括依次相连的红外感应单元、摄像单元、识别单元以及通讯单元，红外感应单元用于感应预设范围内的用户，摄像单元用于采集人脸图像，识别单元用于对人脸图像进行识别并确定用户信息，通讯单元与控制模块相连，与控制模块通讯，通讯单元可采用串口数据传输。人脸识别的具体步骤包括：

1、人脸检测定位，基于摄取到的图像识别是否包括人脸，并且准确定位人脸位置，通过opencv库中的haar级联过滤器可以有效的完成。

2、人脸图像预处理，即归一化处理，具体包括几何归一化处理和灰度归一化处理。具体地，几何归一化处理即机器将识别到的人脸调整至预设的相同的位置和大小便于提取信息；灰度归一化处理即对图像进行光照补偿，滤镜等预处理，使图像灰度趋于一致。

3、人脸识别输出，通过对比每一帧图像中的人脸和服务器数据库中的预存人脸进行对比，来进行辨别人脸，以确定当前用户的身份，具体地，可使用python系统中的face_recognition库来完成系统设计。

可以理解的，人脸识别技术为现有的成熟技术，可直接应用在本申请的实施例中。

另一实施例中，蓄电模块包括第一蓄电单元、第二蓄电单元、第一输入继电器、第二输入继电器以及输出继电器，第一输入继电器控制第一蓄电单元的充电或放电，第二输入继电器控制第二蓄电单元的充电或放电，第一输入继电器与第二输入继电器的充电端均与发电模块相连，第一输入继电器与第二输入继电器的放电端均与输出继电器相连，第一输入继电器、第二输入继电器以及输出继电器的控制端均与控制模块相连，控制模块控制第一蓄电单元以及第二蓄电单元的充电或放电。

可以理解的，蓄电模块还包括电量检测单元，电量检测单元分别与第一蓄电单元、第二蓄电单元以及控制模块相连，电量检测单元用于检测第一蓄电单元以及第二蓄电单元的电量，控制模块基于第一蓄电单元以及第二蓄电单元的电量控制第一输入继电器以及第二输入继电器，以控制第一蓄电单元以及第二蓄电单元进行充电或放电。在本实施例中，电量检测单元包括依次相连的线性光耦、电压跟随电路与分压电路。

具体地，第一蓄电单元以及第二蓄电单元的充放电切换条件具体为：

1、设定上限阈值比较电压为vup，设定下限阈值比较电压为vdown，获取第一蓄电单元的电压值为v1，获取第二蓄电单元的电压为v2；

2、周期f开始时，默认第一蓄电单元充电，第二蓄电单元放电，如果第一蓄电单元电压v1超过上限阈值比较电压vup，或者第二蓄电单元电压v2低于下限阈值比较电压vdown，则控制第一输入继电器或第二输入继电器，从而切换充放电蓄电单元，使第一蓄电单元放电，第二蓄电单元充电。

另一实施例中，蓄电模块还包括输出开关单元，输出开关单元与输出继电器相连，用户可通过输出开关单元控制蓄电模块为娱乐设备供电。

另一实施例中，控制模块基于跑步用户信息、跑步速度、跑步时长以及通过输出开关单元获取的已使用的电量，控制输出继电器，以控制蓄电模块的供电。可以理解的，控制模块的控制方法可以有不同表现形式，只需达到根据特定用户的跑步时长与已使用电量控制其娱乐设备的供电量的效果即可。具体地，控制模块包括stc单片机。

本申请还提供一种跑步机系统，包括上述跑步机装置以及娱乐设备，娱乐设备设置于跑步机装置的跑步机主体上。在本实施例中，娱乐设备包括依次相连的显示单元以及电源，电源与蓄电模块相连，为显示单元供电。

另一实施例中，跑步机系统还包括显示器，显示器设置于跑步机装置的跑步机主体上，用于显示跑步速度与跑步时长。

上述跑步机装置及系统，通过设置人脸识别模块与控制模块，对特定用户的运动量进行统计，并根据用户的运动量对娱乐设施进行供电，避免用户在跑步机上仅观看娱乐节目，使用户的锻炼效果更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。