专利名称：能量的现场收集与计量反馈系统的制作方法
能量的现场收集与计量反馈系统
技术领域：
本发明技术方案涉及可产生并计量电能的系统，具体涉及健身器材的发电和累积
计量与资金反馈。背景技术：
随着时代的发展，人们的生活节奏越来越快，为了能够适应现代生活的要求，必须 具有良好的身体素质，人们也深刻认识到科学健身的重要意义，最近几年，为了满足人们的 健身需求，很多小区设立了户外健身器材，户外健身器材的应用范围越来越广泛。户外健身 器材对于锻炼身体具有很好的作用，但是目前常用的健身器材，大多数健身器材都只是起 到了健身作用，把人们锻炼时所消耗的化学能白白的浪费掉了。有的健身器材也连接了发 电装置，但是所发出的电能除了及时消耗以外，难以积累；特别不能将利益反馈给锻炼者本 人。
发明内容
为了提供一种能够收集人们锻炼时所消耗的化学能并转化为可利用的能量同时
进行利益反馈，本发明提供一种具有规模效应的能量的现场收集与计量反馈系统。 本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是一种能量的现场收集与计量反馈
系统，包括可产生机械能的健身器材、发电机、电能计量器、储能用蓄电池，所述健身器材设
有锻炼用的活动部件，所述健身器材锻炼用的活动部件与发电机相连且带动发电机发电，
所述发电机经所述计量发电量的电能计量器连接所述蓄电池，所述电能计量器包括一个具
有读取数据和更新数据功能的银行卡读写机。 本发明的优选技术方案为还包括数据处理主机，所述电能计量器的数据通过无 线或有线的方式传送给数据处理主机汇总；所述电能计量器的银行卡读写机是先注册后读 写的二步工作式银行卡读写机。 本发明的优选技术方案为包括键盘，所述键盘与所述数据处理主机相连；所述 银行卡读写机注册和读写之间的间隔至少是五分钟。 本发明的优选技术方案为所述数据处理主机连接锻炼场地的所有健身器材的电 能计量器。 本发明的优选技术方案为包括发光装置，所述发光装置与所述蓄电池相连，所述 发光装置由开关控制工作状态。 本发明的优选技术方案为所述健身器材为肩关节康复器，双位大转轮，单柱双位 旋转轮，单柱健骑机，双位浪板，跑步机，健身车。
本发明的优选技术方案为所述发电机为直流发电机或交流发电机。
本发明的优选技术方案为所述电能计量器设有显示数据的显示屏。
本发明的优选技术方案为所述蓄电池为可更换的蓄电池，所述蓄电池设有用于
报满的报警系统。
本发明的优选技术方案为所述数据处理主机可用于修改密码和查询指定用户的 电能存储量及其对应的金额数。 本发明设有由开关控制的发光装置，如小灯泡，这样在夜晚锻炼的时候可以直接 打开小灯泡，为锻炼的人带来方便。 所述电能计量器设有显示数据的显示屏，可以通过显示屏直接读取出锻炼者所持 的银行卡记录的电量的总数值，此总数值即锻炼者通过自己的锻炼产生的总电能。如果将 此系统设置在小区中，某些情况下，可以设置一些奖励办法，如根据电量数值的积累可以换 取相应的小礼物等等。 所述蓄电池为可更换的蓄电池，所述蓄电池设有用于报满的报警系统。当蓄电池 充满电之后，就可以由报警系统提醒，可以设置响铃等，这样将充满电的蓄电池及时更换。
通过数据处理主机和键盘可修改密码和查询指定用户的电能存储量及其对应的 金额数。方便用户管理。 本发明还提供了一种现场收集与计量反馈方法，用于将机械能转化为电能，并将
所转化的电能转化为能量金额进行存储，包括以下步骤将所述银行卡插入所述电能计量
器中；所述电能计量器读取所述银行卡中的电能能量与电能金额数，并显示于所述显示屏；
所述数据处理主机开始进行数据统计；用户开始运动；所述发电机将用户运动的化学能量
转化为电能；所述数据处理主机将电能能量转化为电能金额数，并充入用户银行卡中；判
断场地的发光装置是否满电；若所述发光装置的电量不满，则将电量用于对场地的发光装
置进行充电；以及若所述发光装置的电量是满的，则将电量充入蓄电池中。 本发明的有益效果是，相较于现有技术，本发明提供的能量的现场收集与计量反
馈系统能够收集人们锻炼时所消耗的化学能，利用发电机把机械能转化为可利用的电能，
利用蓄电池把电能储存起来。电能计量器可以对每个人每次锻炼产生的能量计算并显示出
来，并且可以把同一场地的不同器材产生的能量数值利用数据处理主机按不同的锻炼者进
行汇总、显示及反馈，这样可以促使锻炼者增加锻炼的兴趣，经常锻炼。
图1是本发明整体结构示意图。 图2是本发明以脚蹬器为主的能量的现场收集与计量反馈系统结构示意图。
图3是本发明以脚踩器或以手臂旋转为主的能量的现场收集与计量反馈系统结 构示意图。 图4是本发明以跑步器为主的能量的现场收集与计量反馈系统结构示意图。
图5是本发明以拉举器为主的能量的现场收集与计量反馈系统结构示意图。
图2至图5中，底座1 ，支架2，活动部件3，发电机4，蓄电池5，传动机构6，电能计 量器7，数据处理主机8。 图6是本发明数据处理主机工作流程图。 图7是本发明能量的现场收集与计量反馈方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案进行展开说明
—种能量的现场收集与计量反馈系统，包括健身器材10、发电机20、电能计量器 30、蓄电池40、数据处理主机60、键盘，发光装置(如小灯泡)，所述健身器材10设有锻炼用 的活动部件，所述健身器材10可以为肩关节康复器，双位大转轮，单柱双位旋转轮，单柱健 骑机，双位浪板，跑步机，健身车。所述健身器材10不限于以上列举的健身器材10。
所述健身器材10的锻炼用的活动部件与发电机20相连且带动发电机20发电(所 述发电机20为直流发电机20或交流发电机20)，所述发电机20与所述蓄电池40连接，所 述蓄电池40为可更换的蓄电池40，所述蓄电池40设有用于报满的报警系统。
所述发电机20与所述蓄电池40之间连接用于计量发电量的所述电能计量器30， 所述电能计量器30包括一个具有读取数据和更新数据功能的银行卡读写机。所述电能计 量器30的银行卡读写机是先注册后读写的二步工作式或称间隔工作式银行卡读写机。所 述银行卡读写机注册和读写之间的间隔至少是五分钟。即锻炼时，首先使用识别身份的银 行卡进行读写，开始准备计量，锻炼结束再进行读写，可以将锻炼所产生的总能量或其换算 的金额存储到卡内，并进行累计。如果锻炼时间少于五分钟，本次计量将为零，如果锻炼后 忘记进行第二次卡的读写操作，本次计量将被忽略。 所述电能计量器30设有显示数据的显示屏。所述电能计量器30的数据通过无线 或有线的方式传送给数据处理主机60汇总，所述数据处理主机60连接某一锻炼场地的所 有健身器材10的电能计量器30。所述键盘与所述数据处理主机60相连。所述数据处理主 机60可用于修改密码和查询单个用户的电能存储量。 所述发光装置与所述蓄电池40相连，所述发光装置由开关控制工作与否。
发电机20结构及工作原理 发电机20通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机20的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转， 做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
电能表的工作原理 当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个 交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流； 涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率 越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。 即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘 转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩 的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达 到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带 动计数器，把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。 使用电能表时要注意，在低电压(不超过500伏)和小电流(几安培)的情况下， 电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路， 需配合电压互感器或电流互感器使用。对于直接接入线路的电能表，要根据负载电压和电流选择合适规格的，使电能表的额定电压和额定电流，等于或稍大于负载的电压或电流。另 外，负载的用电量要在电能表额定值的10%以上，否则计量不准。甚至有时根本带不动铝盘 转动。所以电能表不能选得太大。若选得太小也容易烧坏电能表。
蓄电池40: 是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的 工作原理就是把化学能转化为电能。 它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22 28%的 稀硫酸作电解质。在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电 时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还 原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复 到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池40是能反复充电、放电的电池，叫做二次电池。 它的电压是2V，通常把三个铅蓄电池40串联起来使用，电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄 电池40串联成12V的电池组。铅蓄电池40在使用一段时间后要补充蒸馏水，使电解质保 持含有22 28%的稀硫酸。 实用中，本发明能量的现场收集与计量反馈系统典型工作过程如下
持卡的锻炼人进入小区锻炼中心，在一台跑步机前准备锻炼。该跑步机的旋转轴 上联接有发电装置，该发电装置的输出连接贮能用蓄电池40 ;同时，该输出还连接到一台 银行卡读写机。上述锻炼人先将有贮能计量反馈功能的银行卡插入跑步机连接的银行卡读 写机上，读写机自动进行登录、识别的操作，然后等待进一步的指令。锻炼人开始跑步后，跑 步机动作，其转动轴带动相联的发电机20发出电能，并立即给蓄电池40充电。该充电过程 由电能计量蓄计量，并以每分钟一次的间隔换算成当前货币例如人民币，通知正在待命的 读写机写入锻炼人的银行卡。对银行卡内原有的人民币数量而言，该操作是累加的。
上述操作在某一台机上运行时，考虑到锻炼人的准备活动、试操作等因素，读写机 对首次登录的卡的首次写入累加操作，在五分钟以后才允许进行，以减少误动作，避免无效 操作。这在小区健身中心设备众多的情况下，可有交效减少无效操作次数，避免本级和上级 中心处理汇总操作的繁忙，保证不因数据无效操作太多而死机等。 如果一位锻炼人在一台机上首次锻炼未达到五分钟即停止，取卡，系统视为该次 记录无效。这在启用该卡的协议中注明，由发卡机构和持卡人认可。首次以后，每分钟累计 并写入一次的操作是可行的，最后不足一分钟的累计，在从读写机上取卡的时候一次性写 入。锻炼中如有休息，只要没有取卡，都按一分钟间隔操作。 健身设备中，还有健身自行车等，都是同一方向旋转的模式，与上述跑步机的操作 相同。另外，还有往复运动的一类锻炼设备如大转轮，在锻炼中为达到扭腰等效果，该转轮 是交替向两个方向旋转的。其主轴相连的发电机20前就要另外安装一个自动倒相器，使得 转轮和主轴向不同方向旋转时，发电机20的主轴始终是同一方向运动，确保不因反向运动 而浪费动能。 请参阅图6是本发明数据处理主机60工作流程图。在步骤S100中，数据处理主
机60连接电能计量器301，电能计量器302......电能计量器30n等多个健身器材10的电
能计量器30，其中电能计量器30包括数据和银行卡读写机。 在步骤S102中，当用户将银行卡插入到电能计量器30时，数据处理主机60通过银行卡读写机读取电能计量器30的电能金额数。 在步骤S104中，数据处理主机60每隔5分钟依次读取多个电能计量器30的数据，所述数据是指电能能量。 在步骤S106中，数据处理主机60将读取的所述电能能量依次转换为电能金额数。
在步骤S108中，数据处理主机60依次将电能金额数注入用户的银行卡中。
请参阅图7是本发明能量的现场收集与计量反馈方法的流程图。在步骤S200中，用户将银行卡插入电能计量器30中。 在步骤S202中，电能计量器30读取银行卡中的电能能量与电能金额数，并显示于显示屏。 在步骤S204中，数据处理主机60开始进行数据统计。
在步骤S206中，用户开始运动。 在步骤S208中，发电机20将用户运动的化学能量转化为电能。 在步骤S210中，数据处理主机60将电能能量转化为电能金额数，并充入用户银行卡中。 在步骤S212中，数据处理主机60判断场地的发光装置是否满电。若不满电则进入步骤S214中，将电量用于对场地的发光装置进行充电。若满电，则进入步骤S216中，将电量充入蓄电池40中。 以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
一种能量的现场收集与计量反馈系统，包括可产生机械能的健身器材、发电机、电能计量器、储能用蓄电池，其特征在于所述健身器材设有锻炼用的活动部件，所述健身器材锻炼用的活动部件与发电机相连且带动发电机发电，所述发电机经所述计量发电量的电能计量器连接所述蓄电池，所述电能计量器包括一个具有读取数据和更新数据功能的银行卡读写机。
2. 如权利要求1所述能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于还包括数据处理 主机，所述电能计量器的数据通过无线或有线的方式传送给数据处理主机汇总；所述电能 计量器的银行卡读写机是先注册后读写的二步工作式银行卡读写机。
3. 如权利要求2所述能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于包括键盘，所述键 盘与所述数据处理主机相连；所述银行卡读写机注册和读写之间的间隔至少是五分钟。
4. 如权利要求2所述的能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于所述数据处理 主机连接锻炼场地的多个健身器材的电能计量器，可用于修改密码和查询指定用户的电能 存储量及其对应的金额数。
5. 如权利要求1至4任意一项所述的能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于 包括发光装置，所述发光装置与所述蓄电池相连，所述发光装置由开关控制工作状态。
6. 如权利要求1所述的能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于所述健身器材 为肩关节康复器，双位大转轮，单柱双位旋转轮，单柱健骑机，双位浪板，跑步机，健身车。
7. 如权利要求1所述的能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于所述发电机为 直流发电机或交流发电机，所述电能计量器设有显示数据的显示屏。
8. 如权利要求1所述的能量的现场收集与计量反馈系统，其特征在于所述蓄电池为 可更换的蓄电池，所述蓄电池设有用于报满的报警系统。
9. 一种现场收集与计量反馈方法，用于将机械能转化为电能，并将所转化的电能转化 为能量金额进行存储，其特征在于，包括以下步骤将所述银行卡插入所述电能计量器中；所述电能计量器读取所述银行卡中的电能能量与电能金额数，并显示于所述显示屏； 所述数据处理主机开始进行数据统计； 用户开始运动；所述发电机将用户运动的化学能量转化为电能；所述数据处理主机将电能能量转化为电能金额数，并充入用户银行卡中； 判断场地的发光装置是否满电；若所述发光装置的电量不满，则将电量用于对场地的发光装置进行充电；以及 若所述发光装置的电量是满的，则将电量充入蓄电池中。
10. 如权利要求9所述的现场收集与计量反馈方法，其特征在于，所述数据处理主机将 电能能量转化为电能金额数，并充入用户银行卡中包括以下步骤所述数据处理主机连接电能计量器l，电能计量器2......电能计量器n等多个健身器材的电能计量器，其中所述电能计量器包括数据和银行卡读写机；所述数据处理主机通过所述银行卡读写机读取所述电能计量器的电能金额数； 所述数据处理主机每隔5分钟依次读取所述多个电能计量器的数据，所述数据是指电能能量；所述数据处理主机将读取的所述电能能量依次转换为电能金额数；以及 所述数据处理主机依次将电能金额数注入用户的所述银行卡中。
全文摘要
本发明涉及一种能量的现场收集与计量反馈系统，包括可产生机械能的健身器材、发电机、电能计量器、储能用蓄电池，所述健身器材设有锻炼用的活动部件，所述健身器材锻炼用的活动部件与发电机相连且带动发电机发电，所述发电机经所述计量发电量的电能计量器连接所述蓄电池，所述电能计量器包括一个具有读取数据和更新数据功能的银行卡读写机。电能计量器可以对每个人每次锻炼产生的能量计算并显示出来，并且可以把同一场地的不同器材产生的能量数值利用数据处理主机进行汇总，这样可以促使锻炼者增加锻炼的兴趣，经常锻炼。
文档编号F03G5/00GK101699066SQ20091011039
公开日2010年4月28日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者胡锦 申请人:胡锦