CN102553142A - 跑步机安全训练监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跑步机安全训练监测装置，包括跑步机、控制器MCU、上位机控制台和跑步机驱动器，在跑步机护板两侧分别各安置数个光幕发射器及相对应的光幕接收器而形成光幕区，即安全区、过渡区及危险区，通过控制器MCU进行处理光幕区的光信号来判断该区域内是否有训练者，从而调节跑步机的速度使训练者处于安全状态，或发出不同的警报声，同时控制器MCU的屏幕上有画面提示。从而控制跑步带的运行速度及运动者始终保持在安全的区域从而保证运动者的安全。另外本装置可以保护当运动者离开跑步机后及时将设备关闭，从而保证下一位运动者的安全和避免了不必要的电力资源浪费，本发明结构简单，成本低，功耗小，实用性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种健身器械中的安全监测装置，特别涉及一种跑步机上训练安全监测及无人自停的安全装置。
背景技术
虽然在电动跑步机在运动比在实际的路面上运动有着许多优点但是也存在的一些安全的隐患，比如在跑步机上运动的人员属于被动的进行运动速度转换，运动者必须跟据跑步带的速度来调整自身的运动步伐及步频，这样当无法跟上跑步带的速度时就有从跑步机上跌下受伤的危险。传统的跑步机在安全装置主要是被动的由运动者自行按下紧急停止开关强行关断跑步机的电机供电来实现的，但由于运动者自身保护意识不强及在操作上存在着时间差，在出现险情的时候跑步机未能及时停止运行。以至于该装置没有起到它应有的作用，造成人员的二次受伤。
为了防止上述的情况发生，需要一种使跑步机能够主动地识别运动者的运动状态而保证训练安全的监测置。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种使跑步机能够主动地识别运动者的运动状态而保证训练安全的监测置；以训练者在跑步机的进行训练时所处的区域为监测对象，对训练者起到安全保护的作用。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的跑步机安全训练监测装置，包括跑步机、光幕发射器、光幕接收器、控制器MCU、上位机控制台、跑步机驱动器，所述跑步机护板两侧分别各安置数个光幕发射器及相对应的光幕接收器，在所述跑步机跑步带表面上方形成光幕区，所述控制器MCU控制光幕发射器送出光幕区的发射代码，所述光幕接收器接收光幕区的数据代码并将数据代码传给控制器MCU进行处理，所述控制器MCU与上位机控制台连接，所述上位机控制台与跑步机驱动器连接，所述跑步机驱动器驱动跑步带运行。
进一步，所述光幕区包括安全区、过渡区及危险区，各区域的划分分别为：从跑步带前端开始到55%-60%为安全区，60%-85%为过渡区，其它为危险区。
进一步，所述光幕发射器及光幕接收器的数量一致，每组光幕发射器及光幕接收器分别等距及平行安装，且与跑步带垂直；每组光幕发射器分别发射出不同的指令代码，用以区分不同的区域，并且可以保证光幕区的完整性。
进一步，还包括当运动者进入过渡区和危险区时会有不同的警报提示声的报警装置，所述报警报装置与上位机控制台连接。
进一步，所述上位机控制台还包括设置有显示器，所述显示器与上位机控制台连接。
进一步，所述光幕离跑步带的尺寸是2-4cm之间。
进一步，所述光幕区中的每个区域的光幕发射器及光幕接收器至少需要4对。
进一步，还包括自动停机装置，所述自动停机装置与控制器MCU连接
本发明的有益效果在于：本发明通过设置的光幕发射器和光幕接收器形成划分为安全区、过渡区及危险区的光幕区，以训练者在跑步机的进行训练时所处的区域为监测对象，判断训练者是否处于光幕区中安全区来矫正训练者的运动状态，对训练者起到安全保护的作用；通过该光幕区来主动识别运动者在跑步机上运动的状态、时实地监测运动者是否在跑步机的安全区域运动，并将监测的结果及时的反馈给控制器MCU，当出现异常时，控制器MCU会及时的调整跑步带的速度，如果运动者能安全回到安全区则控制器MCU自动调整到运动者设定的速度，反之则不断调整直到停止训练。
另外该装置还能有效的防止运动者在运动过程中突然离开，而造成不必要的电力资源浪费，甚至造成其它运动者在不了解情况的基础上，上跑步机进行训练而产生新的险情。该装置当检测到没有运动者在运动时会将信号反馈给控制器MCU，控制器MCU跟据需求进行关闭跑步机。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置中光幕区划分示意图；
图3为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置的原理框图。
1表示跑步机、2表示左护板、3表示右护板、4表示光幕发射器、5表示光幕接收器、6表示安全区、7表示过渡区、8表示危险区。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置的结构图；图2为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置中光幕区划分示意图，如图所示：本发明提供的跑步机安全训练监测装置，包括跑步机1、光幕发射器4、光幕接收器5、控制器MCU、上位机控制台、跑步机驱动器、自动停机装置和报警装置，
所述跑步机1护板两侧（左护板2和右护板3）分别各安置数个光幕发射器4及相对应的光幕接收器5，在所述跑步机跑步带表面上方形成光幕区，所述控制器MCU控制光幕发射器送出光幕区的发射代码，所述光幕接收器接收光幕区的数据代码并将数据代码传给控制器MCU进行处理，所述控制器MCU与上位机控制台连接，所述上位机控制台与跑步机驱动器连接，所述跑步机驱动器驱动跑步带运行。
所述光幕区包括安全区6、过渡区7及危险区8，各区域的划分分别为：从跑步带前端开始到55%-60%为安全区，60%-85%为过渡区，其它为危险区。
所述光幕发射器及光幕接收器的数量一致，每组光幕发射器及光幕接收器分别等距及平行安装，且与跑步带垂直；每组光幕发射器分别发射出不同的指令代码，用以区分不同的区域，并且可以保证光幕区的完整性。
所述报警装置用于检测当运动者进入过渡区和危险区时，发出不同的警报提示声，所述报警报装置与上位机控制台连接。所述上位机控制台还包括设置有显示器，所述显示器与上位机控制台连接。所述光幕离跑步带的尺寸是2-4cm之间。所述光幕区中的每个区域的光幕发射器及光幕接收器至少需要4对。所述自动停机装置与控制器MCU连接。
图3为本发明实施例提供的跑步机安全训练监测装置的原理框图，如图所示，在跑步机左右两个护板上设置数个平行且垂直于跑步带的数个光幕发射器及光幕接收器，通过光幕发射器及光幕接收器发出和接受光信号形成光幕区域，并将依照跑步机的跑步带的尺寸按比例区分出各区域。并且这些光幕区离跑步带的尺寸是2-4cm之间。当训练者的步伐处于光幕之间时，部分光幕区的光线被阻断，这时本应该接收的光幕接收器没有收到相应的数据信号，这会造成光幕的不完整。当运动者在跑步机上运动时，如果在相应的区间内检测到出现不完整的光幕信号时，这时控制器MCU可以根据此信号来判定运动者在跑步机上的运动区间。反之在能接收到所有完整的光幕数据时，系统也可判定跑步机上无人进行运动。正常的训练者在跑步机上运动，其运动的范围是在跑步带前端开始占总长度的55%-60%这样的一个区域上运动，设计这个区域为安全区。而当训练者的体能下降或是其它原因使得步伐及步频跟不上跑步带的速度时，其运动的区间就会向后推移，为了保护训练者的安全，系统将60%-85%这个区域设计为过渡区，即当训练者到达这个区域时，系统会自动降低跑步带的速度和发出警告，并且时间越长跑步带的速度降的越快直到降至安全的速度以下。反之如果训练者离开过渡区重新回到安全区时，系统会逐渐将跑步带速度上升到训练者设定的运动速度；当训练者运动区间后推到超出过渡区域时，进度跑步带剩余的区域85%-100%我们设计为危险区，此时系统将会快速的降低跑步带的速度来保证训练者的安全，直到训练者重新回到安全区域时，系统才会重新逐渐将跑步带速度上升到训练者设定的运动速度；当检测到没有运动者在运动时会将信号反馈给控制系统，控制系统跟据需求进行关闭跑步机。所以该装置还能有效的防止运动者在运动过程中突然离开，而造成不必要的电力资源浪费，甚至造成其它运动者在不了解情况的基础上，上跑步机进行训练而产生新的险情。
通过改变光幕中发射及接收对管的数量，可以改变系统检测的精度。在光幕离跑步带距离不变的情况下，增加（或减少）光幕区中发射及接收对管（即光幕发射器及光幕接收器）的数量，可以提高（或降低）检测的精度。本发明中的控制器MCU采用单片机控制器或可编程逻辑电路。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (8)
1. 跑步机安全训练监测装置，其特征在于：包括跑步机、光幕发射器、光幕接收器、控制器MCU、上位机控制台、跑步机驱动器，所述跑步机护板两侧分别各安置数个光幕发射器及相对应的光幕接收器，在所述跑步机跑步带表面上方形成光幕区，所述控制器MCU控制光幕发射器送出光幕区的发射代码，所述光幕接收器接收光幕区的数据代码并将数据代码传给控制器MCU进行处理，所述控制器MCU与上位机控制台连接，所述上位机控制台与跑步机驱动器连接，所述跑步机驱动器驱动跑步带运行。
2. 根据权利要求1所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：所述光幕区包括安全区、过渡区及危险区，各区域的划分分别为：从跑步带前端开始到55%-60%为安全区，60%-85%为过渡区，其它为危险区。
3. 根据权利要求2所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：所述光幕发射器及光幕接收器的数量一致，每组光幕发射器及光幕接收器分别等距及平行安装，且与跑步带垂直；每组光幕发射器分别发射出不同的指令代码，用以区分不同的区域，并且可以保证光幕区的完整性。
4. 根据权利要求3所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：还包括当运动者进入过渡区和危险区时会有不同的警报提示声的报警装置，所述报警报装置与上位机控制台连接。
5. 根据权利要求4所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：所述上位机控制台还包括设置有显示器，所述显示器与上位机控制台连接。
6. 根据权利要求5所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：所述光幕离跑步带的尺寸是2-4cm之间。
7. 根据权利要求6所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：所述光幕区中的每个区域的光幕发射器及光幕接收器至少需要4对。
8. 根据权利要求7所述的跑步机安全训练监测装置，其特征在于：还包括自动停机装置，所述自动停机装置与控制器MCU连接。
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