一种智能跑板及其跑步机的制作方法

本发明属于跑步机技术领域，特别是涉及一种智能跑板及其跑步机。

背景技术：

具体的来说，不同体重的跑步者对减震组件的弹性形变压力是不同的，导致相同模式的减震强度对不同体重的跑步者的减震效果也是截然不同的，不合适的减震强度将直接伤害跑步者的膝关节。

现有技术cn109350909b提供一种减震跑步机，该减震跑步机可实现根据用户的体重自动控制跑步机的抗压能力，但是该减震跑步机获取用户体重的方式是通过设置压力传感器，再利用平板电脑基于体重计算，这种减震跑步机依赖于压力传感器和平板电脑实现，一来存在跑步机成本较高的问题，二来，压力传感器和平板电脑都是高精度元件，特别是压力传感器在长期使用后很容易导致精准不准，三者，该方式仅考虑跑步者的体重导致减震调节效果依旧是有限的，跑步是一个动态的过程，跑步过程中跑板的下沉幅度不完全取决于跑步者的体重。

另外的，申请公布号cn111840899a，一种新型跑步机气囊减震结构中公开了一种带有气囊的跑步机，具体的公开了气囊的充放气配套装置，通过对气囊的内压力进行检测并显示，之后使用者可通按键开关过对泵和放气阀门的控制对气囊进行充放气，以此控制跑板的软硬度，其控制方法虽然在使用跑步机的过程中控制，但跑板的软硬度仍是为手动控制，即跑板的软硬度受使用者的主观感受影响，仅仅根据人体感受进行调节，该种使用方法并非科学使用。

总计而言，目前的跑板无法很好地根据跑板下沉幅度进行减震效果的调节，导致跑板在针对不同体重的跑步者的使用时表现不佳，容易给跑步者带来不必要的身体伤害。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能跑板及其跑步机，通过成列设置的红外光接收管监控置于跑板下方的红外光发射管的光线，取代精密的传感元件，根据下沉状态的数据进行以及结合气囊的气压的数据，以此作为基础能够分析出各种跑步数据。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种智能跑板，包括跑板和框架，跑板固定在框架上，还包括：

下沉监测器，下沉监测器包括红外光发射管、一组红外光接收管以及遮光器，其中下沉监测器安装在框架上；

遮光器随跑板的沉浮于红外光发射管、一组红外光接收管之间往复移动，其中，该组红外光接收管根据遮光器的红外光遮挡向单片机发送下沉幅度信号；

气囊，气囊安装在框架上，气囊的顶部抵于跑板，单片机根据下沉幅度信号控制充放气设备对气囊的气压改变跑板本体硬度；

其中，根据下沉幅度信号的反馈于显示装置上展示步频、步数、步距以及减震指数、减震效果展示，冲击力展示中至少一种。

优选地，根据下沉幅度信号以及对应的实时气囊压力值计算减震指数、减震效果。

优选地，跑板本体一次完全回弹中至少输出一次下沉幅度数据。

优选地，下沉幅度数据为在跑板本体回弹后发出的，跑板本体下沉幅度数据的确定：一次下沉、回弹中，以输出电平变化时间间隔最短的红外光接收管所在位置位最低下沉点。

优选地，还包括在使用跑板本体前进行初始位置确定：

待机状态下，测得静止时跑步者自重时的跑板本体下沉幅度数值；

依据下沉幅度数值启动充放气设备对气囊的气压进行调节跑板本体的硬度，根据跑步者的自重选定跑板本体的预设下沉值。

根据权利要求所述的一种智能跑板，其特征在于，一列中的红外光接收管等间距设置。

优选地，遮光器具有遮光板，遮光板上套设有一复位弹簧，遮光板的一端伸入盒体，导向杆的另一端具有一端板，复位弹簧的一端抵于盒盖，另一端抵于端板，遮光器的上端抵于跑板本体，遮光器还包括导向杆，导向杆的端部连接于端板，固定件上具有适配于导向杆的槽道。

优选地，单片机的输入端连接于下沉监测器，单片机的输出端连接于泵体、电磁放气阀，泵体和气囊之间通过管道连接，气囊上还安装有电磁放气阀，框架上至少具有一横杆，横杆的两端分别连接于框架上的一相对边框上，气囊安装在横杆上。

优选地，框架上安装上对用安装有两对转轮，没对转轮上之间通过一转轴连接，转轴上绕有跑带，转轴连接电机。

一种跑步机，包括上述所记载的一种智能跑板。

本发明具有以下有益效果：

本发明对成列设置的红外光接收管监控置于跑板下方的红外光发射管的光线，取代精密的传感元件，巧妙地利用跑板下沉本身的特点获取更为精准的跑板下沉幅度，并且跑板下沉监测时，并不对监测原件进行造成损伤，将监控状态可反馈至单片机，通过可接受至红外光的红外光接收管数量，分析出跑板的下沉深度，实现实时监控，其相应的可通过记录下沉次数，分析出使用者跑步的步数，依照使用时的下沉深度，可对减震跑步机中的气囊气量进行冲放控制，针对使用者改变减震性能，相应的提高使用者的跑步体验，其中，固定件上具有适配于导向杆的槽道，通过槽道对遮光器的下沉、回升进行限位，根据下沉幅度信号的反馈于显示装置上展示步频、步数、步距以及减震指数、减震效果展示，冲击力展示。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为跑步机底座的结构图；

图2为下沉监测器的结构图；

图3为下沉监测器的内部结构示意图；

图4为遮光器的结构示意图；

图5为气囊、下沉监测器的安装示意图；

图6跑步机底座的结构示意图；

图7跑步机底座的结构示意图；

图8为为本发明的红外光接收电路组连接于单片机的电路图；

图9为本发明的红外光发生电路的电路图；

图10为红外光接收电路组的电路图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、跑板本体；2、框架；3、气囊；4、下沉监测器；5、减振弹簧；6、横杆；7、跑带；8、转轮；9、转轴；10、充放气设备；11、支腿；301、管道；401、导向杆；402、遮光器；403、复位弹簧；404、遮光板；405、红外光接收管；406、固定件；407、单片机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7一种智能跑板，包括框架2、跑板本体1和气囊3，跑板本体1安装在框架2上，气囊3设于框架2上，气囊3的顶部抵于跑板本体1，框架2下安装有支腿11。

具体的，框架2为矩形框，框架2上安装上对用安装有两对转轮8，没对转轮8上之间通过一转轴9连接，转轴9上绕有跑带7，转轴9连接电机。

具体的其矩形框的前后两端部分安装有转轴，转轴上套设有跑带，跑板本体1置于跑带中间，跑带套在跑板本体1上表面，跑板本体1的两侧安装在框架2的两边框上，优选地跑板本体1和框架2之间安装有减振弹簧5，框架2下还安装有。

其中，框架2上还安装有用于对跑板本体1下沉幅度进行监测的下沉监测器4，根据下沉监测器4的监测数据所确定的跑板本体1使用时的实际下沉值以及根据跑步者自身重量设定的预设下沉值进行对比，对气囊3进行充/放气调节跑板本体1的硬度，通过调节跑板本体1的硬度改变跑板本体1的下沉量，通过调节跑板硬度减少使用跑步机对膝关节的损伤。

具体的，框架2上至少具有一横杆6，横杆6的两端分别连接于框架2上的一相对边框上，气囊3安装在横杆6上，优选的，横杆6位于框架2的中部。

若下沉监测器4的检测的下沉值大于预设下沉值，气囊3充气，增加跑板本体1的硬度，下沉监测器4的检测的下沉值小于预设下沉值，气囊3放气，减小跑板本体1的硬度。

下沉监测器4包括红外光发射管、一组红外光接收管405以及遮光器402，其中下沉监测器4安装在框架2上。

遮光器402随跑板1的沉浮于红外光发射管、一组红外光接收管405之间往复移动，其中，该组红外光接收管405根据遮光器402的红外光遮挡向单片机407发送下沉幅度信号；

具体的，下沉监测器4包括遮光器402、盒体406以及一排红外光接收管405，盒体406的内设有一电路板和红外光发射管，一排红外光接收管405排布在电路板上，盒体406内安装有红外光发射管，其中红外光发射管的发光方向朝向红外光接收管405，在光线不被遮挡的状态下，每一好红外光接收管405均能接收到红外光。

其中，盒体406的盒盖上具有配合遮光板404的孔，遮光器402具有遮光板404，遮光板404上套设有一复位弹簧403，遮光板404的一端伸入盒体406，导向杆401的另一端具有一端板，复位弹簧403的一端抵于盒盖，另一端抵于端板。即通过复位弹簧403在遮光板404随跑板本体1下压后能够自动复位。

遮光器402还包括导向杆401，导向杆401的端部连接于端板，固定件406上具有适配于导向杆401的槽道，导向杆401的端部具有一弹性防脱钩，起导向和防脱作用。

单片机407的输入端连接于下沉监测器4，单片机407的输出端连接于泵体10、电磁放气阀，泵体10和气囊3之间通过管道301连接，气囊3上还安装有电磁放气阀，其中泵体10、电磁放气阀为充放气设备。

单片机407根据下沉幅度信号控制充放气设备对气囊3的气压改变跑板本体1硬度。

随跑板本体1升降遮光器402于沿红外光接收管405排布方向于排红外光接收管405和红外光发射管之间升降，通过遮光板404对红外光的遮挡使得红外光接收管405的输出电平发生变化，当红外光接收管405受光状态向单片机407内输出低电平至单片机407，否则，输出值高电平至单片机407。

单片机407根据该排红外光接收管405的受光状态输出下沉幅度数据。

根据下沉幅度信号的反馈于显示装置上展示步频、步数、步距以及减震指数、减震效果展示，冲击力展示中至少一种。

其中以上跑步的实时状态能够通过跑步机的显示屏进行显示，显示屏可以通过下沉监测器4传送的串口数据计算步数值出来，因为下沉监测器4检测到一下一上一个沉浮会发送一串数据给显示屏，这串数据就可以代表跑步者奔跑或者行走一步，同时显示屏结合跑步机状态及速度值，利用2串数据间隔时间或者利用位移传感器上报的时间来结合步数，速度值计算出步频和步距，跑步波形可以通过位移下沉监测器4检测到的一个来回数据和时间值进行显示。

减震指数的变化、减震效果的展示、冲击力展示可以通过下沉监测器4获得的跑板幅度值和气囊气压传感器获取的气压值来计算。

一种跑步机，包括上述所记载的一种智能跑板

一种应用于跑板的跑板软硬度自调节方法。

在使用跑板前进行首先根据使用者的自身重量进行跑板本体1的软硬度首次调节，即在使用跑板本体1前进行初始位置确定：

待机状态下，测得静止时跑步者自重时的跑板本体1下沉幅度数值；

依据该次测的下沉幅度数值启动充放气设备对气囊3的气压进行调节跑板本体1的硬度，以便于在正常奔跑时，减少跑板本体1的调节量，并且还根据跑步者的自重选定跑板本体1的预设下沉值，其该预设下沉值时通过跑步试验依照体重因素进行测定的，能够减少对跑步者膝关节的伤害。

具体的在使用该跑板进行跑步时。

单片机407接收一列红外光接收管405的电平信号，根据该电平信号的变化获得跑板本体1的下沉幅度数据。

具体的，随跑板本体1下沉后，下沉距离段内的红外光接收管405由顶端向下处于非受光状态，跑板本体1回弹，红外光接收管405受光，依照电平的变化，判断跑板本体1下沉至某一红外光接收管405处，进而确定跑板本体1的下沉幅度。

其中，跑板本体1一次完全回弹中至少输出一次下沉幅度数据。

大下沉幅度输出下沉幅度数据。

优选的，下沉幅度数据在跑板本体1复位后发送的，即一次完全回弹输出一次下沉幅度数据，其中，在当跑板本体1回弹不完全时，发生再次下沉的现象时，依照最大下沉幅度数据进行计算，若5s内没有发生完全回弹，其至少产生两次升降，则依照最大下沉幅度数据进行计算。

另外的，其红外光接收管405之间具有一定的间隔，即一列中的红外光接收管405等间距设置，同一使用者以相在跑动速度不变时，每一次落脚致使跑板本体的下沉幅度通常会发生微小变动，通过该间隔距离抵消跑步时每次落脚产生的跑板下幅度的相近差，进而避免每次跑动都会启动充放气设备对气囊3进行充气升压或者放气降压。

另外的，依照跑板本体1的下沉幅度数据获得实际下沉幅度值，并将实际下沉幅度值对比预设跑板本体下沉幅度值，若实际下沉幅度值大于预设下沉幅度值，控制充放气设备对气囊3增压增加跑板本体1硬度；若跑板本体1实际下沉幅度值小于预设下沉幅度值，控制充放气设备对气囊3减压降低跑板本体1硬度。

另外的，下沉幅度数据为在跑板本体1回弹后发出的，跑板本体1下沉幅度数据的确定：一次下沉、回弹中，以输出电平变化时间间隔最短的红外光接收管405所在位置位最低下沉点，通过该红外光接收管405所在的位置为跑板本体1的下沉距离。

具体的上述方法可通过以下电路进行实现，请参阅附图8-10所示：跑板本体1下沉幅度变化值获取的信号电路，该电路应用在跑步机上，具体的包括单片机407、红外光发生电路和红外光接收电路组；

通过，红外光发生电路上红外光发射管d2发出的红外光被红外光接收电路组上的一排红外光接收管405感知，从而反馈至单片机407，通过单片机407对反馈的信号进行处理，具体的遮挡板对该排红外光接收管405进行遮挡阻断感知，遮挡板连接跑板本体1，相应的可通过遮挡的数量，计算出跑步机上跑板本体1下压的距离，根据跑板本体1的踩踏距离，对跑步机中的气囊进行充放气控制，提高跑步的体验感。

公开了应用于上述跑步机的一种跑板下沉幅度达到监测电路：

红外光发生电路包括依次连接串联设置的电源v1、第一电阻r20和红外光发射管d2组成，其中红外光发射管d2的负极接地，红外光发生电路为独立电路，用于发射红外光信号。

红外光接收电路组至少具有两个红外光接收管405。

每一红外光接收管405的一端分别与单片机407、电源v2相连接，另一端接地。

具体的如图3中所示，红外光接收管405包括红外光接收管405为十二个，具体的为q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9、q10、q11、q12，十二个红外光接收管405共用一电源，其中，十二个红外光接收管405上与r1-r12电阻连接点分别与单片机407的引脚相连接。

优选的，一红外光接收管405的一端与单片机407与或电源v2之间通过第二电阻连接。

单片机407的一端脚上连接有第三电阻r15，第三电阻r15的另一端连接有con4。

其中，单片机407型号为stm8s003f3，其中十二个红外光接收管405分别和stm8s003f3的1、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、19号位引脚相连接，con4j2的单片机407的rx引脚通过第三电阻r15连接于con4的rx引脚端连接，con4的第一引脚端连接电源v3。

stm8s003f3还连接有con4j1，其中con4j1的第一引脚连接于电源，rx引脚连接stm8s003f3的vss引脚，第四引脚连接于stm8s003f3的nrst引脚，rx引脚和第四引脚之间还连接有一电容c1，第四引脚接和nrst引脚之间的导现上分别连接有一二极管d1和电阻r14，二极管d1的输出端和电阻r14均连接一电源。其中j1的作用是烧录单片机407软件的接口，j2是传感器和显示屏数据通讯的接口。

其中，上述中所使用的电源电压均为5v，单片机407还连接有气压检测器。

当单片机407连接到红外接收管的集电极检测到电平变化的时候就会通过串口将检测到的数据进行转化传送，图中con4j2插座为串口端子，其中第一引脚接5v电源、tx端输出信号、rx端接收信号、第四引脚接地。其单片机407的2脚端口输出信号如下：

当控制片挡住第1个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0110数据。

当控制片挡住第2个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送01021110数据。

当控制片挡住第3个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送010203121110数据。

当控制片挡住第4个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0102030413121110数据。

当控制片挡住第5个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送01020304051413121110数据。

当控制片挡住第6个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送010203040506151413121110数据。

当控制片挡住第7个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0102030405060716151413121110数据。

当控制片挡住第8个接收管并回到原点的时候，串口就会发送01020304050607081716151413121110数据。

当控制片挡住第9个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送010203040506070809181716151413121110数据。

当控制片挡住第10个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0102030405060708090a19181716151413121110数据。

当控制片挡住第11个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0102030405060708090a0b1a19181716151413121110数据。

当控制片挡住第12个红外光接收管405并回到原点的时候，串口就会发送0102030405060708090a0b0c1b1a19181716151413121110数据。

具体的，以第一个红外光接收管405的光线被阻断为例，当控制片挡住第1个红外光接收管405并回到原点的时候，其第2个红外光接收管405自始至终均在受光状态，即在跑步机上运用该电路时，跑板下沉至第一个红外光接收管405的位置，随后进行回弹，后续的介绍的其余红外光接收管405进行的电平信息输出的方式和第一个红外光接收管405的光线被阻断信息输出的判断方式相同。

电路中的红外光发射管d2和图7和图8中的红外发射管6为同一原件。

一种可获取跑板下沉幅度变化值的跑步机，安装有如上述中可获取跑板下沉幅度变化值的跑板本体1。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘或光盘等。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。