单脚站立人体平衡能力运动装置的制作方法

本实用新型涉及智慧运动技术领域，具体为单脚站立人体平衡能力运动装置。

背景技术：

单脚站立平衡运动时，使用者从单脚站立开始，到失稳双脚着地的时间，作为评定标准。如果在单脚站立时间内，支撑脚移动，即使双脚未着地，也从单脚站立开始到支撑脚移动的时间，作为评定标准。目前，医生评定人体平衡能力的运动方法，一般是让使用者，单脚站立在平地上，手按秒表，测定人体能保持单脚站立的时间，运动过程中易产生误差，测定结果也不够准确，同时对测量的数据记录麻烦。鉴于此，我们提出单脚站立人体平衡能力运动装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供单脚站立人体平衡能力运动装置，以解决上述背景技术中提出的运动过程中易产生误差，测定结果也不够准确，同时对测量的数据记录麻烦的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供单脚站立人体平衡能力运动装置，包括脚踏装置以及安装在所述脚踏装置一侧的主机，所述脚踏装置包括脚踏板，所述脚踏板上设置有一对站立区，所述脚踏板远离所述主机一侧设置有侧凸块，两个所述站立区之间设置有中间凸块，所述侧凸块和所述主机靠近所述中间凸块一侧分别安装有光电开关，所述中间凸块的两侧分别设置有光电开关反射板。

作为优选，所述光电开关和所述光电开关反射板位于同一水平直线上。

作为优选，光电开关为漫反射型或镜片反射型或对射型。

作为优选，所述主机包括外壳以及安装在所述外壳顶部的顶盖，所述外壳的内部安装有印刷电路板。

作为优选，所述印刷电路板上设置有电源转换模块、主控芯片和显示模块，所述顶盖顶部安装有显示屏。

作为优选，所述印刷电路板上设置有rfid模块和语音模块，所述顶盖顶部分别设置有感应区和扬声孔。

作为优选，所述印刷电路板上设置有wifi模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、该单脚站立人体平衡能力运动装置中，采用光电开关传感器对使用者的脚部进行实时检测，并通过单片机进行计时，能够准确的测定人体能保持单脚站立的时间，且运动过程中产生的误差小，保障测定结果准确。

2、该单脚站立人体平衡能力运动装置中，通过设置wifi模块，将使用者信息和成绩发送给云端，主机配合服务器实现云传输，能够快速的对运动的成绩进行记录。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图之一；

图2为本实用新型的整体结构示意图之二；

图3为本实用新型的主机结构示意图；

图4为本实用新型的光电开关电路图；

图5为本实用新型的电源转换模块电路图；

图6为本实用新型的桥式整流器电路图；

图7为本实用新型的电容器滤波电路图1；

图8为本实用新型的电容器滤波电路图2；

图9为本实用新型的主控芯片电路图；

图10为本实用新型的wifi模块电路图。

图中：1、脚踏装置；11、脚踏板；12、站立区；13、侧凸块；14、中间凸块；15、光电开关；16、光电开关反射板；2、主机；21、外壳；22、印刷电路板；23、顶盖；24、显示屏；25、感应区；26、扬声孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

本实用新型提供单脚站立人体平衡能力运动装置，如图1和图2所示，包括脚踏装置1以及安装在脚踏装置1一侧的主机2，脚踏装置1包括脚踏板11，脚踏板11上设置有一对站立区12，脚踏板11远离主机2一侧设置有侧凸块13，两个站立区12之间设置有中间凸块14，侧凸块13和主机2靠近中间凸块14一侧分别安装有光电开关15，中间凸块14的两侧分别设置有光电开关反射板16。

本实施例中，站立区12上贴覆有人体脚形的贴纸，一方面，便于直观找到站立区12，另一方面，通过贴纸造型提高运动的兴趣性。

具体的，光电开关15和光电开关反射板16位于同一水平直线上，便于通过光电开关15对站立区12是否有物体进行检测。

值得说明的是，光电开关15为漫反射型或镜片反射型或对射型，其中漫反射型光电开关15型号可选用的型号为e3z-d61、e3z-d62、e3z-d81、e3z-d82、e3jk-r2m1、e3jk-r4m1、e3jk-r4m2，镜片反射型光电开关15可选用的型号为e3f-r2nk/c1、e3f-r2c1、e3z-r61、e3z-r82，对射型光电开关15可选用的型号为e3f-20l/20c1、e3z-t61、e3jk-5m1、e3jk-5m2。

优选的，本实施例的光电开关15可选用型号为e3f-r2nk/c1的镜片反射型光电开关，其电路如图4所示，e3f-r2nk/c1光电开关15工作原理：由发射器和接收器在同一端，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化，常态下光开关输出高电平，当有遮挡物时输出低电平。

实施例2

作为本发明的第二种实施例，为了便于光电开关15正常使用，本发明人员对印刷电路板22作出改进，作为一种优选实施例，如图3所示，主机2包括外壳21以及安装在外壳21顶部的顶盖23，外壳21的内部安装有印刷电路板22，印刷电路板22上设置有电源转换模块、红外检测模块、主控芯片和显示模块，顶盖23顶部安装有显示屏24。

本实施例中，电源转换模块电路如图5所示，采用变压器降压、桥式整流器、电容器滤波、三端稳压器7812稳压后供电，电源从220v的家庭用电经变压器降至12v交流电，然后经四个整流二极管(d1～d4)组成的桥式整流成直流电压，经c1滤波后输入7812芯片稳压成直流电源供。

其中，桥式整流器电路如图6所示，利用二极管的单向导通性进行整流，桥式整流器通过四个二极管，两两对接，输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出，输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。

其中，电容器滤波电路如图7、图8所示，由于整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，需要通过滤波减少直流电源的脉动系数，在图6中，交流电的角频率一定的情况下r越大，c2越大，则脉动系数越小，则滤波效果就越好。

具体的，主控芯片中还设置有计数模块，其电路如图10所示，单片机选用型号为stm32f103vbt6的单片机，通过单片机检测电压比较器lm324输出的高电平和低电平控制计时，计时模块通过单片机外部中断方式实现计数功能。

值得说明的是，显示屏24采用共阳极红色数码管，用于显示单片机计数的数据，本实施例所述的显示屏24为现有技术，本实施例不详细展开。

实施例3

作为本发明的第三种实施例，为了便于对使用人员的身份进行快速识别，同时进行语音播报，本发明人员对印刷电路板22作出改进，作为一种优选实施例，如图3所示，印刷电路板22上设置有rfid模块和语音模块，顶盖23顶部分别设置有感应区25和扬声孔26。

本实施例中，rfid模块采用mfrc-522模块，同时还设置手环，手环内置射频读写芯片，fid模块用于在运动开始时读取射频读写芯片内容，本实施例所述的rfid模块为现有技术，本实施例不详细展开。

进一步的，语音模块采用wt588d语音芯片122，wt588d语音芯片122是一款可重复擦除烧写的语音单片机芯片，配套wt588dviocechip上位机操作软件可随意更换wt588d语音单片机芯片的任何一种控制模式，把信息下载到spi-flash上即可，可控制220个语音地址，每个地址位能加载组合128段语音，支持dac/pwm两种输出方式，pwm输出可直接推动0.5w/8ω扬声器，本实施例所述的语音模块为现有技术，本实施例不详细展开。

实施例4

作为本发明的第四种实施例，为了便于对使用人员的运动的数据进行上传，本发明人员对印刷电路板22作出改进，作为一种优选实施例，如图3所示，印刷电路板22上设置有wifi模块。

本实施例中，wifi模块采用esp8266模块，其电路如图10所示，用于向云端发送使用者信息及测得的站立时间，本实施例所述的wifi模块为现有技术，本实施例不详细展开。

本实用新型的单脚站立人体平衡能力运动装置在使用时，使用者戴上手环，将手环靠近主机2上的感应区25，rfid模块读取使用者信息，语音模块驱动扬声器发声“欢迎小朋友”“请准备”，之后让使用者双脚站到脚踏板11上的站立区12，语音模块驱动扬声器发声“游戏开始”，当有其中一只脚抬起来了，相对应的光电开关15输出高电平，单片机计时开始，当抬起的脚重新落下时，光电开关15再次检测到物体，输出低电平，单片机停止计时；

过程中，当支撑脚发生位移时，相对应的光电开关15的输出信号从低电平转变为高电平，另一个也为高电平，此时计时也结束，当两边的光电开15关输出信号为一样，即同为高电平或同为低电平时，单片机计时为非工作状态，相反时，即一边为高电平，一边为低电平，为计时工作状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。