一种智能跑步机的制作方法

文档序号:12142538阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种智能跑步机,其特征在于,包括:跑道平台,驱动跑道平台旋转的电机,与跑道平台连接,且向跑道平台上部延伸的两根撑杆;两根撑杆的顶部设有操作平台,与操作平台连接的扶手;操作平台上设有操控面板、平板电脑和用于测量跑步者心率的心率测量装置;

心率测量装置与平板电脑通信连接,用于将采集的心率数据传输给平板电脑;

跑道平台底部设有矩阵式压力传感器,矩阵式压力传感器与平板电脑电连接;

平板电脑中嵌入Android系统,或windows系统;平板电脑包括:数据获取模块、电机控制模块、无线通信模块、身份特征模块、数据处理模块、心率接收模块;

身份特征模块用于给跑步者提供对话框,以输入跑步者身份特征及设置跑步者的跑步速率,身份特征包括:性别,身高,体重,跑步时长,当前时间;

所述矩阵式压力传感器用于实时检测跑步者在跑步过程中的足底压力分布信息,足底压力分布信息包括:步频、步幅、支撑力、腾空时和后蹬力;

数据获取模块用于获取矩阵式压力传感器检测跑步者在跑步过程中的数据信息,并传输给数据处理模块;

心率接收模块用于接收心率测量模块获取的跑步者跑步前的心率及跑步过程中的心率;

数据处理模块用于根据获取跑步者身份特征及设置跑步者的跑步速率,得出初始加速度,传输给电机控制模块,使电机控制模块控制电机执行初始加速度运行,在运行过程中,结合矩阵式压力传感器感应的足底压力分布信息,根据设置跑步者的跑步速率,通过电机控制模块进行控制电机;

电机控制模块用于根据执行加速度数据信息控制驱动电机运行,并且电机控制模块实时接收数据处理模块发送的执行加速度数据信息,控制驱动电机运行,实现动态调节跑步机速度,以适应跑步者的速度;

电机控制模块包括:三相全波整流器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、隔离模块、电机控制芯片、三相逆变器;

所述三相全波整流器输入端与外电源连接,三相全波整流器输出端一通过电阻R1与三相逆变器的输入端一连接,三相全波整流器输出端二通过电阻R5与三相逆变器的输入端二连接,三相全波整流器输出端三通过电阻R2与三相逆变器的输入端三连接;

电阻R6与电阻R7形成串联电路一,串联电路一与电容C2形成并联电路一,并联电路一的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,并联电路一的另一端与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接;

电阻R3、电阻R4形成串联电路二,串联电路二与电容C2形成并联电路二,并联电路二的一端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,并联电路二的另一端与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接;

三相逆变器的输出端与电机连接;电容C1和电容C2分别用于储能滤波;电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7分别用于限流,防止线路上电时,电流过大,并且限制对电容的充电电流,在电容放电时,限制放电电流过大;

电机控制芯片包括:数据脉冲宽度调制模块、速度反馈模块、串行外接口、急停模块、DSP芯片;

所述急停模块用于控制电机急停;

所述脉冲宽度调制模块与三相逆变器连接,用于通过调节三相逆变器的输出脉冲的宽度、频率、幅值调节电机的输出转速;

所述电机内部设有反馈模块;

反馈模块包括:速度计算单元、霍尔采样单元;

霍尔采样单元用于对电机的转速进行采样;速度计算单元用于根据霍尔采样单元采样到的转速,计算出速度值,并传送给电机控制芯片;

所述霍尔采样单元设置在电机绕组的端部,并超前于电机其中一相绕组90°的电角度,且与电机的铁芯和绕组设有间隔距离;

所述串行外接口与显示器连接,串行外接口用于将电机的工作状态输出平板电脑显示;

霍尔采样单元包括:A相电阻Rha1、A相电阻Rha2、A相电容Cha1、A相电容Cha2、A相光耦GDha;

B相电阻Rhb1、B相电阻Rhb2、B相电容Chb1、B相电容Chb2、B相光耦GDhb;

C相电阻Rhc1、C相电阻Rhc2、C相电容Chc1、C相电容Chc2、C相光耦GDhc。

2.根据权利要求1所述的智能跑步机,其特征在于,

还包括:给智能跑步机供电的太阳能供电装置;

太阳能供电装置包括:用于吸收太阳能的太阳能板,与太阳能板连接用于将太阳能转换为电能,并输出电能的太阳能控制器,与太阳能控制器连接用于储存电能的蓄电池;

太阳能控制器包括:与太阳能板连接的LC电路,与LC电路连接的补偿器,与补偿器连接的二极管,与二极管连接的电容器和蓄电池;所述补偿器包括:执行器,与执行器两件的原边线圈,与原边线圈相适配的副边线圈;

太阳能控制器还包括:电能集成控制输出模块;电能集成控制输出模块的输入端与蓄电池的供电端连接,电能集成控制输出模块的输出端与智能跑步机,电能集成控制输出模块用于将蓄电池储存的电能进行转换处理后给电机供电。

3.根据权利要求1所述的智能跑步机,其特征在于,

电机控制芯片还包括:故障模块;

所述电机控制模块还包括:电压保护模块、电流保护模块;

所述电压保护模块输出端与故障模块连接,电压保护模块输入端分别与电阻R6与电阻R7形成串联电路一以及电阻R3、电阻R4形成串联电路二连接;

所述电流保护模块输出端与故障模块连接,电流保护模块输入端与三相全波整流器输出端一和三相逆变器的输入端一的连接线路连接,或者与三相全波整流器输出端二和三相逆变器的输入端二的连接线路连接,或者与三相全波整流器输出端三和三相逆变器的输入端三的连接线路连接。

4.根据权利要求1所述的智能跑步机,其特征在于,

所述电机控制模块还包括:滤波模块;

滤波模块包括:滤波电容Clb1、滤波电容Clb2、滤波电容Clb3、滤波电容Clb4、滤波线圈组Llb、滤波电阻RL

滤波电容Clb1两端连接电源的相线和中线,滤波线圈组Llb输入端分别连接电源的相线和中线,滤波线圈组Llb输出端分别依次连接滤波电容Clb2的两端,滤波电阻RL的两端以及滤波电容Clb3与滤波电容Clb4串联后的两端,滤波电容Clb3与滤波电容Clb4之间接地;

滤波线圈组Llb包括两个线圈,两个线圈绕向一致,当电源电流流过滤波线圈组Llb时,两个线圈中的电流方向相反,滤波电容Clb1、滤波电容Clb2用于滤除串模干扰,滤波电容Clb3、滤波电容Clb4用于滤除共模干扰。

5.根据权利要求1所述的智能跑步机,其特征在于,

反馈模块还包括:电流检测模块;

电流检测模块包括:功率开关、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻Rs、电容C1、电容C2、二极管Dz、运算放大器7、运算放大器8、光藕器9;

功率开关的集电极连接电流取样点,功率开关的发射极连接电阻R1和电阻Rs,并通过电阻Rs接地,功率开关的基极连接电机控制芯片,功率开关根据电机控制芯片的控制开启或关闭采样;电阻R1分别接电阻R2、电容C1,并通过电容C1接地,电阻R3一端接运算放大器7的输入负极端和光藕器9的四号脚,电阻R3另一端接地,电阻R2接运算放大器7的输入正极端,运算放大器7的输出端接电阻R4,电阻R4接光藕器9的二号脚,光藕器9的一号脚接地,光藕器9的三号脚接电源,光藕器9的五号脚接地,电容C2与电阻R5并联,并且并联后两端接运算放大器8的输入负极端、输出端和电阻R6,运算放大器8的输入正极端接电源,电阻R6、二极管Dz负极端分别接电机控制芯片,二极管Dz正极端接地。

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