一种砝码类健身器械及其健身数据测量系统的制作方法

本实用新型涉及训练器械，特别是涉及一种用于砝码类健身器械的健身数据测量系统，还涉及一种砝码类健身器械。

背景技术：

传统的砝码类健身器材，健身者推拉或举扛的次数完全由健身者自行记忆，这样就容易造成次数的记录不准确。而我们知道，要获得良好的健身效果，必须制定科学的健身计划，因此如果没有准确的次数记录，就会对健身效果造成影响。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够自动记录砝码往复运动的次数和运动距离的用于砝码类健身器械的健身数据测量系统。

一种用于砝码类健身器械的健身数据测量系统，所述砝码类健身器械包括砝码选择机构、定滑轮、缆绳及握持部，所述砝码选择机构用于选中所需的砝码并将被选中的砝码固定于所述砝码选择机构上，所述定滑轮固定于所述砝码选择机构上方，所述缆绳与所述砝码选择机构相连接，且连接所述砝码选择机构的缆绳跨过所述定滑轮与所述握持部连接，所述系统包括：磁铁，用于固定在所述定滑轮上，随所述定滑轮转动；磁传感器，为至少三个，沿所述定滑轮的圆周设置，将所述定滑轮的圆周分为至少三段圆弧，且这些圆弧的长度不全相等，所述磁传感器在磁铁随定滑轮转动并通过磁传感器时生成感应信号；控制模块，根据定滑轮转动产生的感应信号的时序得到砝码往复运动的次数，并根据所述定滑轮的周长得到所述砝码的运动距离。

在其中一个实施例中，所述磁传感器的数量为3个，且相邻的磁传感器之间的弧度分别为90度、90度、180度。

在其中一个实施例中，所述磁传感器为霍尔传感器。

在其中一个实施例中，还包括计时器，用于对砝码往复运动的时间进行计时，所述控制模块还用于将所述运动距离除以所述砝码往复运动的时间得到运动速度。

在其中一个实施例中，还包括与所述控制模块电连接的显示屏，用于对所述往复运动的次数、运动距离及运动速度进行显示。

在其中一个实施例中，还包括与所述控制模块电连接的通信模块，用于将所述往复运动的次数、运动距离及运动速度上传给服务器。

在其中一个实施例中，所述系统包括主机板，所述控制模块和通信模块设于所述主机板上。

还有必要提供一种砝码类健身器械，包括上述用于砝码类健身器械的健身数据测量系统，还包括：多块砝码；砝码选择机构，包括同步轴和定位销，所述同步轴在竖直方向上贯穿各砝码，且同步轴上开设有多个在水平方向上贯穿同步轴的插孔；所述定位销用于插入选择的插孔中以在所述同步轴升起时承载所述定位销上方的各砝码；定滑轮，固定于所述同步轴上方；缆绳，与所述同步轴相连接；握持部，连接所述同步轴的缆绳跨过所述定滑轮与所述握持部连接。

在其中一个实施例中，还包括传感器架和光传感器阵列，所述传感器架用于形成沿竖直方向排布的光传感器阵列；所述光传感器阵列包括多个光传感器单元，每个所述光传感器单元包括发射器和接收器，每个光传感器单元的接收器用于接收该光传感器单元的发射器发射的、且被正好插在该光传感器单元所在位置的定位销反射回的光线，并在接收到光线时生成定位销位置信号；所述控制模块还用于接收接收器生成的所述定位销位置信号，并根据所述定位销位置信号得到定位销所承载砝码总重量。

在其中一个实施例中，所述发射器为红外线发射器，所述接收器为红外感应器。

上述用于砝码类健身器械的健身数据测量系统，各磁传感器沿定滑轮的圆周不等距地分布，因此控制模块可以根据感应信号的时序得到定滑轮转动的圈数，且能够检测出往复运动的折返点，进而得到砝码往复运动的次数和运动距离。

附图说明

图1a是一实施例中用于砝码类健身器械的健身数据测量系统与砝码类健身器械配合工作的示意图，图1b是图1a所示的结构在砝码被拉起时的示意图；

图2a是一实施例中定滑轮被缆绳带动顺时针转动时磁传感器生成的感应信号的时序图，图2b是一实施例中定滑轮被缆绳带动逆时针转动时磁传感器生成的感应信号的时序图；

图3是一实施例中用于砝码类健身器械的健身数据测量系统的光传感器阵列与砝码类健身器械配合工作的示意图；

图4是一实施例中用于砝码类健身器械的健身数据测量系统将数据上传给服务器的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

图1a是一实施例中用于砝码类健身器械的健身数据测量系统与砝码类健身器械配合工作的示意图。用于砝码类健身器械的健身数据测量系统包括磁铁、磁传感器及控制模块。图中示出了多块砝码10、砝码选择机构、缆绳40、定滑轮50、磁铁54及磁传感器。其中砝码选择机构用于选中所需的砝码10并将被选中的砝码10固定于砝码选择机构上。在本实施例中，砝码选择机构包括同步轴20和定位销22。定滑轮50固定于砝码选择机构上方，缆绳40与同步轴20相连接，且连接同步轴20的缆绳40跨过定滑轮50与握持部连接。握持部用于供健身者握持，从而通过缆绳40将被砝码选择机构选中的砝码10拉起。定滑轮50固定于同步轴20的上方，在本实施例中，是通过夹臂52固定于天花板上，在其他实施例中也可以采用本领域习知的其他固定方式。磁铁54固定于定滑轮50上，随定滑轮50以相同的角速度转动。磁传感器包括至少三个，沿定滑轮50的圆周设置，将定滑轮50的圆周分为至少三段圆弧，且这些圆弧的长度不全相等。在本实施例中，磁传感器的数量为3个，包括磁传感器k1、磁传感器k2、磁传感器k3。在磁铁54随定滑轮50转动并通过一磁传感器时，该磁传感器生成感应信号。控制模块根据定滑轮50转动时生成的感应信号的时序得到被砝码选择机构选中的砝码10往复运动的次数，并根据定滑轮50的周长得到这些砝码10的运动距离(根据感应信号的时序得到定滑轮50转动的圈数、然后乘以定滑轮50的周长)。

上述用于砝码类健身器械的健身数据测量系统，各磁传感器沿定滑轮50的圆周不等距地分布，因此控制模块可以根据感应信号的时序得到定滑轮50转动的圈数，且能够检测出往复运动的折返点，进而得到砝码往复运动的次数和运动距离。

图1b是图1a所示的结构在砝码被拉起时的示意图。在本实施例中，同步轴20在竖直方向上贯穿各砝码10，且开设有多个在水平方向上贯穿同步轴20的插孔，以供定位销22插入。定位销22作为同步轴20升起时砝码10的支撑件，即定位销22插入哪个插孔，则该插孔上方的所有砝码10就会被选中，在同步轴20被升起时随之一起被抬起。在其中一个实施例中，各砝码10之间留出缝隙供定位销22插入插孔；在另一个实施例中，也可以是在砝码10上开设通孔，定位销22插入通孔后再穿过插孔。

参见图1b，当健身者拉动缆绳40，抬升同步轴20的时候，定滑轮50带动其上的磁铁54同步顺时针转动。磁铁54先后通过磁传感器k1、k2和k3，磁传感器k1、k2和k3分别检测到磁铁54产生三次感应信号的时间间隔为t1；磁铁54通过磁传感器k3后，距离磁铁54下一次到达磁传感器k1的时间间隔为t2，如图2a所示。由于各磁传感器沿定滑轮50的圆周不等距地设置，因此t2和t1的时长不相等。在本实施例中，磁传感器k1和k2之间、k2和k3之间呈90度布置，即相邻的磁传感器两两之间的弧度分别为90度、90度、180度，因此t2大约等于t1的2倍。控制模块在检测到两个t1间隔的感应信号和一个t2间隔的感应信号时，就可以判定定滑轮50转过了一圈，这种判定方式用电路实现较为简单，也可以用单片机等方式实现。在其他实施例中，也可以设置成控制模块可以识别感应信号具体是由哪个磁传感器所发出，在各磁传感器的感应信号全部接收到一遍时判定定滑轮50转动一圈。

当健身者放松缆绳40，降下同步轴20的时候，定滑轮50带动其上的磁铁54同步逆时针转动。磁铁54先后通过磁传感器k3、k2和k1，磁传感器k3、k2和k1分别检测到磁铁54产生三次感应信号的时间间隔为t3；磁铁54通过磁传感器k1后，距离磁铁54下一次到达磁传感器k3的时间间隔为t4，如图2b所示。同理，t4大约等于t3的2倍。

当磁铁54通过磁传感器k1、k2和k3的顺序和正常情况不同时，可以判断出此时定滑轮50出现反转。正常的顺时针转动是k1-k2-k3的顺序，如果不是按照这个顺序(例如出现了k1-k2-k2-k1)的情况则判定定滑轮50出现反转，出现一次顺逆变换将砝码10往复运动的次数+1。

当磁铁54陆续通过磁传感器k1、k2和k3时，无论顺序如何，均可以统计定滑轮50的转动角度，比如磁传感器k1和k2接连检测到磁铁54并产生感应信号，那么说明定滑轮50转动了90度，砝码10的运动距离＝1/4滑轮周长。由此即可得到砝码10的运动距离。

在其中一个实施例中，磁传感器为霍尔传感器。磁铁54可以采用永磁体。

上述用于砝码类健身器械的健身数据测量系统可以单独销售，安装于传统的砝码类健身器械上后就可实现砝码往复运动的次数和运动距离的自动记录。也可以与砝码类健身器材配套销售及使用。

参见图3，在其中一个实施例中，用于砝码类健身器械的健身数据测量系统还包括传感器架和光传感器阵列。传感器架贴近定位销22设置，用于形成沿竖直方向排布的光传感器阵列，即定位销22插入同步轴20上的插孔时应该贴近光传感器阵列。光传感器阵列包括多个光传感器单元30，每个光传感器单元30包括发射器32和接收器34。每个发射器32发出光线31，定位销22插入一个插孔中时，处于该定位销22所在位置(所在高度)的发射器32发射出的光线31会被定位销22反射，反射回的光线33被与该发射器32同属一个光传感器单元30的接收器34接收，并生成定位销位置信号。

控制模块还用于接收接收器34生成的定位销位置信号，并根据该定位销位置信号得到对应的定位销22所承载的砝码重量。具体可以通过查表的方式实现，即每个光传感器单元30的接收器34生成的定位销位置信号在对应表中有一个惟一对应的砝码重量。比如每块砝码10重a千克，则控制模块接收到第一个光传感器单元30的接收器34的定位销位置信号时，定位销所承载的砝码重量为a千克；同理，第二个光传感器单元30的接收器34的定位销位置信号对应的砝码重量为2a千克，第三个光传感器单元30的接收器34的定位销位置信号对应的砝码重量为3a千克……

在其中一个实施例中，发射器32为红外线发射器，接收器34为红外感应器。在其他实施例中，传感器单元30也可以采用可见光的传感器。为了获得所需的反射效果，可以在定位销22上涂设一层改善反射效果的涂层。

在其中一个实施例中，各光传感器单元30与各插孔一一对应，定位销22每选中一块砝码10时(即插入一插孔时)有且仅有一个接收器34能接收到被定位销22反射的光线。

在图3所示实施例中，砝码类健身器械还包括限位柱60，限位柱60在竖直方向上贯穿各砝码10以对砝码10进行水平方向上的限位，各砝码10可沿限位柱60在竖直方向上自由滑动。在图3所示实施例中，限位柱60的数量为两根。两根限位柱60就可以较好地限制住砝码10在水平方向上的转动，在其他实施例中限位柱60也可以为其他数量，例如一根，或者配合三角形的砝码设置3根限位柱等。

在图3所示实施例中，同步轴20设于两根限位柱60之间。将同步轴20设于砝码10的重心位置可以使得砝码10被健身者拉起时能够保持平衡。

在其中一个实施例中，同步轴20为开设有插孔的钢柱；在其他实施例中，同步轴20也可以采用本领域习知的其他高强度的刚体材料。

在其中一个实施例中，缆绳40为钢绳。

在其中一个实施例中，插孔为圆孔，以便于健身者将定位销22插入。在其他实施例中，插孔也可以为其他形状与定位销22相匹配的形状，例如截面为三角形、正方形等。

图4是一实施例中用于砝码类健身器械的健身数据测量系统将数据上传给服务器的示意图。控制模块设置在主机板上，主机板还包括计时器，用于对砝码10往复运动的时间进行计时。控制模块还用于将运动距离除以砝码往复运动的时间得到运动速度。在图4所示实施例中，用于砝码类健身器械的健身数据测量系统还包括与控制模块电连接的显示屏，用于对往复运动的次数、运动距离、运动速度及定位销所承载砝码总重量进行显示。主机板上还设有与控制模块电连接的通信模块，用于与服务器进行通信，将往复运动的次数、运动距离、运动速度及定位销所承载砝码总重量通过健身者的账号上传给服务器。云服务器根据该健身者往复运动的次数、运动距离、运动速度及定位销所承载砝码总重量等数据，结合其他大数据给健身者制定健身计划，并与其他使用该用于砝码类健身器械的健身数据测量系统的用户进行比较，形成排行榜，以提高健身者锻炼的积极性。健身者可以通过手机或其他移动终端从服务器上下载健身计划等数据。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。