集成多组传感器智能体育器材的制作方法
【专利摘要】一种集成多组传感器智能体育器材,包括:多功能传感器芯片、USB接收器、终端设备、哑铃、杠铃，标枪、铅球、铁饼，羽毛球拍、乒乓球拍、网球拍、高尔夫球杆、船桨，其特征在于所述体育器材上设有一凹槽，多功能传感器芯片安装在凹槽内，多功能传感器芯片内集成有三轴陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器、无线传输模块，中央处理器，多功能传感器芯片通过无线传输方式与USB接收器通讯连接，体育器材外部设有电源控制开关，多功能传感器芯片的供电电源为纽扣式电池或充电电池或能量收集器，USB接收器经接口直接与终端设备连接。本实用新型的优点是通过安装多功能传感器使体育器材智能化，帮助运动者训练，避免身体伤害，提高运动、健身质量。
【专利说明】集成多组传感器智能体育器材
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种体育器材，特别涉及一种集成多组传感器智能体育器材。
【背景技术】
[0002]随着生活水平不断提高，全民的健身已成为巨大的社会需求。人们对运动的喜爱也大幅提高，哑铃已成为家中健身锻炼的常见器材，网球、羽毛球已成为全民热爱的运动，杠铃，标枪、铁饼和各类划船比赛也是竞技体育的热门项目。尽管哑铃、乒乓球、羽毛球、网球等热门运动器材人人可以简单的使用，但是，每种体育器材都其自身特性，每种运动都有很强的技巧性，初学者很难掌握其技巧，更别提较好的使用。况且，如果运动时动作不适当、不规范，严重情况下，运动时即产生重大的伤害，如手腕骨折、脚踝骨折；若长期动作不规范也会产生慢性手腕、脚踝、膝盖等关节或者肌肉拉伤伤害，影响生活和工作。杠铃、标枪、铁饼、铅球，划船等竞技运动器材，技巧性更强，训练难度更加大，如铁饼、标枪和铅球掷出时的角度，加速度等，只能凭借运动员的经验进行联系，不仅周期长而且训练效率不高。划船等多人协调竞技运动不仅要求每个人技术好，需要多人的协调性。因此，船桨上若能安置多功能传感器，这样就可以协调每个划桨者的动作及一致性。把多功能传感器智能芯片集成到以上系列体育器材上，不仅能帮助运动者训练，还能避免身体伤害，提高技术能力，从而提闻生活质量。
[0003]除此之外，传感器技术的成熟和商业化上的成功，也是加速度计、陀螺仪等器件进入人们的日常生活，如智能手机，平板电脑等。先进封装技术如基于板上封装技术、系统级封装技术、3D封装的日趋成熟，多传感器集成及封装日益微型化和低成本，智能便携电子产品日益普及也为集成多组传感器智能体育器材的实现打下基础。
【发明内容】
[0004]本实用新型的发明目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种集成多组传感器智能体育器材。本实用新型包括:多功能传感器芯片m1-chip (micro intelligentchip，简称m1-chip)、USB接收器、终端设备、体育器材，其特征在于所述体育器材上设有一凹槽，外壳为高强度塑料封装的多功能传感器芯片m1-chip安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chip内集成有三轴陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器、无线传输模块，中央处理器，多功能传感器芯片m1-chip通过无线传输与USB接收器通讯连接，凹槽外部设有电源控制开关，USB接收器内设有与多功能传感器芯片m1-chip无线通讯的接收电路及存储模块，USB接收器设有USB接口、MicroUSB接口、苹果产品接口，USB接收器经接口直接与终端设备连接。
[0005]所述体育器材为哑铃、杠铃，标枪、铅球、铁饼，羽毛球拍、乒乓球拍、网球拍、高尔夫球杆、船桨。
[0006]所述凹槽的开设位置根据不同种类的体育器材特性，开设在不同的位置，凹槽位置设置在哑铃、杠铃的杆上，或者凹槽位置开设在铅球、铁饼上的表面中心处，或者凹槽位置开设在标枪上中间截面处，或者凹槽位置开设在羽毛球拍、乒乓球拍、网球拍的手柄处，或者凹槽位置开设在高尔夫球杆的头部，或者凹槽位置开设在船桨浆杆的下方，凹槽呈圆形。
[0007]所述多功能传感器芯片m1-chip处理数据的存储为dat和dsv。
[0008]所述多功能传感器芯片m1-chip的无线传输模块与USB接收器之间的无线传输为蓝牙或W1-Fi，或者2G网络的GSM或CDMA2000模式，或者3G网络的CDMA2000，WCDMA,TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 网络的 LTE、LTE-Advanced、WiMax、WirelessMAN 模式。
[0009]所述能量收集器运用压电式、静电式、电磁式，在体育器材运动过程中产生的电量收集后供给多功能传感器芯片m1-chip，能量收集器收集到的电量通过电容存储，电容为超级电容。
[0010]所述多功能传感器芯片m1-chip的供电电源为纽扣式电池或充电电池或能量收集器，充电电池为高能密度锂电池。
[0011]所述终端设备为电脑、智能手机、平板电脑，终端设备装有智能芯片m1-chip配套的分析软件，分析软件实时显示、分析、指导运动的过程。
[0012]所述多功能传感器芯片m1-chip为单个芯片的CMOS封装，封装基于基板封装技术进行封装集成或通过系统级封装(SiP)技术进行封装集成。
[0013]本实用新型的优点是通过安装多功能传感器使体育器材智能化，帮助运动者训练，避免身体伤害，提高运动、健身质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1智能哑铃的结构示意图；
[0015]图2智能可变重量哑铃的结构示意图；
[0016]图3智能杠铃的结构示意图；
[0017]图4智能乒乓球拍的结构示意图；
[0018]图5智能羽毛球拍的结构示意图；
[0019]图6智能网球拍的结构示意图；
[0020]图7智能标枪的结构示意图；
[0021]图8智能铅球的结构示意图
[0022]图9智能铁饼的结构示意图
[0023]图10智能高尔夫球杆的结构示意图；
[0024]图11智能船桨的结构示意图；
[0025]图12本发明的数据传输结构示意框图；
[0026]图13多功能传感器芯片m1-chip封装结构示意图。
[0027]图中:1三轴陀螺仪、2三轴加速度计、3压力传感器、4无线传输模块、5封帽、7基板、8焊料、9焊点、10中央处理器、11多功能传感器芯片m1-chip。
【具体实施方式】
[0028]实施例一
[0029]下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例:[0030]本实施例由多功能传感器芯片m1-chipll、USB接收器、终端设备、体育器材组成。本实施例的体育器材为哑铃。哑铃有两种类型，一种是定重量哑铃，参见图1。另一种是可变重量哑铃，参见图2。两种类型的哑铃杆顶端加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，防止其从哑铃杆上滑落下来，盖子上设有电源控制开关。在使用时，打开盖子上的电源控制开关，多功能传感器芯片m1-chipll内的传感器采用无线传输方式经USB接收器在与终端设备连接，通过分析软件在线处理运动数据。本实施例的终端设备为电脑。多功能传感器芯片m1-chipll的外壳采用高强度塑料封装,多功能传感器m1-chip芯片基于基板的集成方式，将三轴陀螺仪1、三轴加速度计2、压力传感器3、无线传输模块4、中央处理器10四种MEMS传感器及中央处理器10通过焊料8与带互连的基板7进行平面阵列集成，并由焊点9将信号引出。为了提升可靠性，本实施例所述的多功能传感器芯片m1-chipll采用封帽5进行保护。将中央处理器10做在封帽5中与其他四种MEMS传感器集成在一起，参见图13。多功能传感器m1-chipll芯片也可采用单个芯片的CMOS封装，封装采用基于基板封装技术进行封装集成或通过系统级封装(SiP)技术进行封装集成。多功能传感器芯片m1-chipll处理数据存储方式为dat和csv。多功能传感器芯片m1-chipll通过无线传输方式与USB接收器通讯连接，多功能传感器芯片m1-chipll的无线传输模块4与USB接收器之间的无线传输方式为蓝牙或W1-Fi，或者2G网络的GSM或CDMA2000模式，或者3G网络的CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 网络的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。本实施例采用W1-Fi方式。
[0031]多功能传感器芯片m1-chipll的供电电源为纽扣式电池或充电电池或能量收集器，所述能量收集器运用压电原理、静电式原理、电磁原理，在体育器材运动过程中产生的电量收集后供给多功能传感器芯片m1-chipll，能量收集器收集到的电量通过电容存储，电容采用超级电容或采用碳纳米管电极材料制造的电容器。在本实施例中采用充电电池为供电电源。充电电池为高能密度锂电池。
[0032]USB接收器内设有与多功能传感器芯片m1-chipll无线通讯的接收电路及存储模块，USB接收器设有USB接口、MicroUSB接口、苹果产品接口。在本实施例中采用USB接口。USB接收器经接口直接与终端设备连接。终端设备为电脑、智能手机、平板电脑，本实施例的终端设备为电脑。电脑装有智能芯片m1-chipll配套的分析软件，电脑接收多功能传感器芯片m1-chip发来的数据信息，经分析软件处理后实时显示、分析、指导运动的过程。对于运动过程中多功能传感器芯片m1-chipll产生的数据，可根据终端设备的类型存储到已连接的终端设备上，或暂时存储在USB接收器的存储模块上。运动完毕后将USB接收器连接到终端设备上，将存储的数据传输给终端设备，再经分析软件进行处理、分析，参见图12。
[0033]实施例二
[0034]实施例二与实施例一相同，所不同的是体育器材为杠铃，杠铃杆顶端加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，本实施例中采用能量收集器为供电电源。参见图3。
[0035]实施例三
[0036]实施例三与实施例一相同，所不同的是体育器材为乒乓球拍、羽毛球拍、网球拍，兵兵球拍、羽毛球拍、网球拍的手柄末端加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，参见图4、图5、图6。
[0037]实施例四
[0038]实施例四与实施例一相同，所不同的是体育器材为标枪，标枪中部的杆体上加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，参见图7。
[0039]实施例五
[0040]实施例五与实施例一相同，所不同的是体育器材为铅球、铁饼，铅球、铁饼的表面中心位置加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，参见图8、图9。
[0041]实施例六
[0042]实施例六与实施例一相同，所不同的是体育器材为高尔夫球杆，高尔夫球杆的头部位置加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，参见图10。
[0043]实施例七
[0044]实施例七与实施例一相同，所不同的是体育器材为船桨，船桨的浆杆的下方加工有一凹槽，多功能传感器芯片m1-chipll安装在凹槽内，多功能传感器芯片m1-chipll外面设有盖子，起到固定的作用，参见图11。
【权利要求】
1.一种集成多组传感器的智能体育器材，包括:多功能传感器芯片m1-chip、USB接收器、终端设备、体育器材，其特征在于体育器材上设有一凹槽，外壳为高强度塑料封装的多功能传感器芯片m1-chip安装在凹槽内，多功能传感器芯片mi_chip内集成有三轴陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器、无线传输模块，中央处理器，多功能传感器芯片m1-chip通过无线传输与USB接收器通讯连接，凹槽外部设有电源控制开关，USB接收器内设有与多功能传感器芯片m1-chip无线通讯的接收电路及存储模块，USB接收器设有USB接口、MicroUSB接口、苹果产品接口，USB接收器经接口直接与终端设备连接。
2.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述体育器材为:哑铃或杠铃或标枪或铅球或铁饼或羽毛球拍或乒乓球拍或网球拍或高尔夫球杆或船桨。
3.根据权利要求2所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述哑铃、杠铃的杆上设有凹槽，或者铅球、铁饼的表面中心处设有凹槽，或者标枪上中间截面处设有凹槽，或者羽毛球拍、乒乓球拍、网球拍的手柄处设有凹槽，或者高尔夫球杆的头部设有凹槽，或者船桨浆杆的下方设有凹槽。
4.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述多功能传感器芯片m1-chip处理数据存储为dat和csv。
5.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述多功能传感器芯片m1-chip的无线传输模块与USB接收器之间的无线传输为:蓝牙或W1-Fi，或者2G网络的 GSM 或 CDMA2000 模式，或者 3G 网络的 CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 网络的 LTE、LTE-Advanced、WiMax、WirelessMAN 模式。
6.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述多功能传感器芯片m1-chip的供电电源为纽扣式电池或充电电池或能量收集器，充电电池为高能密度锂电池。
7.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述终端设备为电脑或智能手机或平板电脑。
8.根据权利要求1所述的集成多组传感器的智能体育器材，其特征在于所述多功能传感器芯片m1-chip为单个芯片的CMOS封装，封装基于基板封装技术进行封装集成或通过系统级封装(SiP)技术进行封装集成。
【文档编号】A63B49/00GK203519043SQ201320531784
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】袁学兵, 刘胜, 张华典, 付兴铭, 王小平 申请人:无锡慧思顿科技有限公司, 武汉飞恩微电子有限公司