CN105999626B - 跑步机控制装置及跑步机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跑步机控制装置及跑步机，包括：通讯模块、微处理器、电子开关阵列模块及按键状态监测模块，其中，微处理器用于接收经通讯模块传递的控制数据并解析后生成控制指令给电子开关阵列模块及接收按键状态监测模块监测的按键动作以生成监测数据并发送给外部控制终端；电子开关阵列模块用于对跑步机的物理按键进行模拟控制；按键状态监测模块用于监测各物理按键的按键动作。在保留原有跑步机控制系统的基础上增加了外部智能控制模式，且两套控制系统并行，使得跑步机具有原手动/程序控制和无线智能控制双模式控制，且兼容跑步机原有的控制系统，无需做大的改动，减少了技术改造的难度和成本，具有广泛的推广应用价值。

Description

跑步机控制装置及跑步机
技术领域
本发明涉及健身器材领域，特别地，涉及一种跑步机控制装置。此外，本发明还涉及一种包括上述跑步机控制装置的跑步机。
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越多的都市运动爱好者选择在室内通过跑步机进行身体锻炼，其能避开外部的空气污染或者雨雾等天气不良因素的干扰，亦利于用户记录其运动量或者制定及实施科学的健身计划。
传统的跑步机一般采用物理按键进行开关及跑步速度的控制，随着硬件接口及无线通信技术的发展，跑步机的功能及控制界面得到进一步丰富。
CN 104039401B公开了一种用于与外部计算设备连接的通信连接装置的锻炼设备，该发明的锻炼设备缺少的控制台接口或者控制台接口的部分可以由通信地连接至锻炼设备的外部计算设备提供。显然，该文献仅涉及到利用外部计算设备弥补锻炼设备的控制接口不足的目的。
CN 103623550B公开了一种跑步机系统控制方法、跑步机以及便携智能终端，该跑步机系统控制方法包括步骤：便携智能终端的通信模块发送控制指令；跑步机的通信模块接收控制指令并向跑步机的控制模块转发控制指令；跑步机的控制模块根据控制指令控制跑步机的动作，同时跑步机的控制模块实时采集跑步机的运动信息，间隔通过跑步机的通信模块向便携智能终端发送运动信息；便携智能终端的通信模块接收运动信息。其解决的是现有跑步机的功能单一及现有跑步机查看和设置数据不方便的问题。
CN 202682662U公开了一种跑步机，包括控制板，控制板通过编译器连接有通信接口单元，控制板通过通信接口单元以有线或者无线方式与外部智能终端通信。该跑步机通过设置通信接口单元，跑步机可以与外部智能终端进行通信，实现了将跑步机的数据传至智能终端进行分析、统计、共享等应用，而且跑步机可以接收外部智能终端的控制指令或者训练计划数据，达到了借助外部智能终端设备以扩展跑步机功能的目的。
但上述专利文献均仅涉及到通过接口及无线通信技术经外部智能终端丰富跑步机的控制功能，如何将外部控制模块与现有的跑步机固有的控制系统进行兼容以降低跑步机的硬件成本并提高其运行安全可靠性，是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种跑步机控制装置及跑步机，以解决现有的跑步机的外部控制模块与原有控制系统独立设置导致的硬件成本高及控制不便的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种跑步机控制装置，包括：
通讯模块，用于与外部控制终端建立通信连接，以发送跑步机的监测数据给外部控制终端或者接收外部控制终端生成的控制数据；
微处理器，连接通讯模块、电子开关阵列模块及按键状态监测模块，用于接收经通讯模块传递的控制数据并解析后生成控制指令给电子开关阵列模块及接收按键状态监测模块监测的按键动作以生成监测数据并经通讯模块发送给外部控制终端；
电子开关阵列模块，包括多通道电子开关，每个电子开关连接跑步机上对应物理按键高电平的一端，用于根据控制指令拉低物理按键的高电平端以模拟物理按键效果进行跑步机控制；
按键状态监测模块，包括多通道监测支路，每个监测支路连接跑步机上对应物理按键高电平的一端，用于实时监测对应物理按键的人工按键和电子开关动作并传递给微处理器以生成监测数据。
进一步地，跑步机上的物理按键至少包括：速度调节、坡度调节及启停按键，各物理按键的一端接地，另一端连接跑步机上控制面板的处理器且连接电子开关阵列模块及按键状态监测模块。
进一步地，电子开关阵列模块的各路电子开关与各物理按键一一对应；
按键状态监测模块的各监测支路与各物理按键一一对应。
进一步地，本发明跑步机控制装置还包括：
参数获取模块，用于经跑步机内置的控制模块发出的速度和/或坡度信息，或者经跑步机内置的速度传感器和/或坡度传感器检测的速度和/或坡度信息、或者经跑步机的速度/坡度显示单元获取对应的速度和/或坡度值并传递给微处理器以生成监测数据。
进一步地，按键状态监测模块包括用于判断物理按键的动作对应的是人工按键或者是电子开关动作，并区分人工按键和电子开关动作以将按键动作属性传递给微处理器的动作属性监测模块。
进一步地，微处理器连接有控制权切换模块，控制权切换模块用于在监测到人工按键动作时将跑步机的控制权转移至物理按键对应的控制系统，直至跑步机经通讯模块重新恢复外部控制终端的控制权。
进一步地，跑步机的控制面板包括触控显示屏。
进一步地，本发明跑步机控制装置还包括：
用于供电的电源模块，电源模块的电源取自跑步机内部的供电电路。
进一步地，通讯模块为有线和/或无线通讯模块，无线通讯模块为蓝牙、WIFI或者NFC通信模块。
根据本发明的另一方面，还提供一种跑步机，包括上述的跑步机控制装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明跑步机控制装置及跑步机，通过采用通讯模块与外部控制终端建立通信连接，且微处理器接收通讯模块传递的控制数据并解析后生成控制指令给电子开关阵列模块，电子开关阵列模块的各电子开关连接跑步机原有物理按键的高电平一端，经电子开关模拟物理按键的动作效果，从而在保留原有跑步机速度、坡度、启停、安全开关等控制系统的基础上增加了外部智能控制模式，且两套控制系统并行，使得跑步机具有原手动/程序控制和无线智能控制双模式控制，且兼容跑步机原有的控制系统，无需做大的改动，减少了技术改造的难度和成本，具有广泛的推广应用价值。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例跑步机控制装置的原理方框示意图；
图2是本发明优选实施例跑步机控制装置的结构示意图。
附图标记说明：
10、通讯模块；
20、微处理器；
30、电子开关阵列模块；
40、按键状态监测模块；
50、控制面板；51、物理按键；
60、电源模块。
70、外部控制终端。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的优选实施例提供了一种跑步机控制装置，在不破坏跑步机原有控制系统的前提下对跑步机进行外部智能控制，参照图1及图2，本实施例跑步机控制装置包括：
通讯模块10，用于与外部控制终端70建立通信连接，以发送跑步机的监测数据给外部控制终端70或者接收外部控制终端70生成的控制数据；
微处理器20，连接通讯模块10及电子开关阵列模块30、按键状态监测模块40，用于接收经通讯模块10传递的控制数据并解析后生成控制指令给电子开关阵列模块30及接收按键状态监测模块40监测的按键动作以生成监测数据并经通讯模块10发送给外部控制终端70；
电子开关阵列模块30，包括多通道电子开关，每个电子开关连接跑步机上对应物理按键51高电平的一端，用于根据控制指令拉低物理按键51的高电平端以模拟物理按键效果进行跑步机控制；
按键状态监测模块40，包括多通道监测支路，每个监测支路连接跑步机上对应物理按键51高电平的一端，用于实时监测对应物理按键51的人工按键和电子开关动作并传递给微处理器20以生成监测数据。
本实施例通过采用通讯模块10与外部控制终端70建立通信连接，且微处理器20接收通讯模块10传递的控制数据并解析后生成控制指令给电子开关阵列模块30，电子开关阵列模块30的各电子开关连接跑步机原有物理按键的高电平一端，经电子开关模拟物理按键的动作效果，从而在保留原有跑步机速度、坡度、启停、安全开关等控制系统的基础上增加了外部智能控制模式，且两套控制系统并行，使得跑步机具有原手动/程序控制和无线智能控制双模式控制，且兼容跑步机原有的控制系统，无需做大的改动，减少了技术改造的难度和成本，具有广泛的推广应用价值。此外，微处理器20经按键状态监测模块40获取按键动作以生成监测数据并经通讯模块10传递给外部控制终端70，增强了外部控制终端70根据反馈状态进行实时控制的智能化水平。
本实施例中，跑步机上的物理按键51至少包括：速度调节、坡度调节、启停按键，还可以包括紧急情形下急停的安全开关按键，本领域技术人员可以理解，此处仅为列举，并非穷举。各物理按键51的一端接地，另一端连接跑步机上控制面板50的处理器且连接电子开关阵列模块30及按键状态监测模块40。处理器经变频器连接速度马达、升降马达，从而对跑步机的速度、坡度等运行状态进行调整。具体的跑步机控制系统的调节控制属于现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，电子开关阵列模块30由多个数字三极管(DTC143)构成多通道电子开关，且各路电子开关与各物理按键51一一对应，电子开关通过对地短接实现对应按键的模拟按下的动作。即原有的物理按键的两端引线连接电子开关，电子开关由控制指令动作，物理按键由人工按键触发动作，且电子开关控制及人工按键控制两种方式并行存在，两者的控制逻辑为“或”关系，使得对跑步机的控制更为智能简便。优选地，电子开关阵列模块30采用光耦隔离开关阵列，经光耦隔离实现现场开关信号与系统的控制逻辑电路隔离，进一步提高控制的可靠性及抗干扰性。
本实施例中，按键状态监测模块40采用具备二极管限幅的输入接口电路作为监测支路，按键状态监测模块40的各监测支路与各物理按键51一一对应。由于跑步机的物理按键的一端接地(即低电平端)；另一端连接控制面板的处理器(即高电平端)，无按键动作时高电平端呈现高电平，按下按键短接地电位呈现低电平，因而按键状态监测模块40据此判断物理按键是否被按下或对应的电子开关短接。且微处理器20接收按键状态监测模块40的监测结果生成监测数据并经通讯模块10发送给外部控制终端70，使得用户经外部控制终端70及时了解跑步机的实时调整状态，且无论是物理按键的调整控制还是经外部指令驱动电子开关动作的控制均可以在外部控制终端70得到反映，与传统的经跑步机的显示面板的反馈相比，丰富了外部智能控制的功能，实时反馈性得到增强。优选地，按键状态监测模块40包括用于判断物理按键51的动作对应的是人工按键或者是电子开关动作，并区分人工按键和电子开关动作以将按键动作属性传递给微处理器20的动作属性监测模块。本实施例中，动作属性监测模块可以是进一步判断电子开关是否动作或者物理按键是否动作的检测机构，且通过动作属性监测模块反馈按键动作属性给微处理器20，进一步经微处理器20将包含按键动作及对应的按键动作属性的监测数据发送给外部控制终端70，使得反馈信息更为精准，控制可靠性更高。
优选地，本实施例跑步机控制装置还包括：参数获取模块，用于经跑步机内置的控制模块发出的速度和/或坡度信息，或者经跑步机内置的速度传感器和/或坡度传感器检测的速度和/或坡度信息、或者经跑步机的速度/坡度显示单元获取对应的速度和/或坡度值并传递给微处理器20以生成监测数据。进一步，微处理器将生成包含跑步机运行对应的速度和/或坡度值的监测数据发送给外部控制终端70，使得用户可以经外部控制终端70实时接收跑步机运行的速度和/或坡度，并经外部控制终端70进行实时调整，使得外部控制方式的智能化水平高，且控制更为精准及个性化。譬如，用户经外部控制终端70接收微处理器20反馈的跑步机的速度和/或坡度值后，根据自身健身需求可以生成调整速度和/或坡度的控制数据给微处理器20，微处理器20对接收的控制数据解析后生成控制指令给电子开关阵列模块30，进而经电子开关阵列模块30的各电子开关向相应的物理按键发送增加或减少脉冲信号，从而实现对跑步机的速度和/或坡度的控制。当跑步机控制装置接收到外部控制终端70发送的开/关跑步机信号后，经微处理器20向电子开关阵列模块30发出开/关跑步机的指令，电子开关阵列模块30向跑步机的启停按键发送开或者关模拟控制信号，从而实现对跑步机的开或者关的控制。
优选地，本实施例跑步机控制装置还包括：用于供电的电源模块60，电源模块60的电源取自跑步机内部的供电电路，且供电给跑步机控制装置的各模块，避免了外接电源的麻烦。电源模块60包括取电单元、电压转换单元及稳压单元，用于将跑步机内的工作电源转换为控制装置所需的电压供电。
本实施例中，外部控制终端70可以是智能手机、平板电脑等移动智能通讯设备。通讯模块10为有线和/或无线通讯模块，无线通讯模块为蓝牙、WIFI或者NFC通信模块。优选地，外部控制终端70与通讯模块10间无线通讯连接。以手机作为外部控制终端70，通讯模块10采用蓝牙模块为例，手机作为主设备(Master)，跑步机控制装置作为从设备(Slave)，跑步机控制装置在非连接状态下一直进行广播，等待手机端随时连接。同时无论手机蓝牙是否连接跑步机控制装置，跑步机控制装置上电状态始终采集物理按键的动作以生成监测数据并上传。
优选地，本实施例跑步机的控制面板50包括触控显示屏，即该触控显示屏作为物理按键对应的输入单元，且同时作为输出跑步机运行状态的显示单元。
优选地，微处理器20连接有控制权切换模块，控制权切换模块用于在监测到人工按键动作时将跑步机的控制权转移至物理按键51对应的控制系统，直至跑步机经通讯模块10重新恢复外部控制终端70的控制权。即通过控制权切换模块实现对控制权的鉴定及转移，当用户经物理按键对跑步机进行人工控制后，控制权限转移至跑步机的原有控制系统，即不再经跑步机控制装置对跑步机进行调整控制，只有当外部控制终端重新获得授权权限后，方能再经跑步机控制装置进行无线智能控制，进一步提升了控制的可靠性及安全性。
根据本发明的另一方面，还提供一种跑步机，包括上述实施例的跑步机控制装置。
从以上的描述可以得知，本实施例跑步机控制装置及跑步机，在保留原有跑步机速度、坡度、启停、安全开关等控制系统的基础上增加了外部智能控制模式，且两套控制系统并行，使得跑步机具有原手动/程序控制和无线智能控制双模式控制，且兼容跑步机原有的控制系统，无需做大的改动，减少了技术改造的难度和成本，具有广泛的推广应用价值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种跑步机控制装置，其特征在于，包括：
通讯模块(10)，用于与外部控制终端(70)建立通信连接，以发送跑步机的监测数据给所述外部控制终端(70)或者接收所述外部控制终端(70)生成的控制数据；
微处理器(20)，连接所述通讯模块(10)、电子开关阵列模块(30)及按键状态监测模块(40)，用于接收经所述通讯模块(10)传递的所述控制数据并解析后生成控制指令给所述电子开关阵列模块(30)及接收所述按键状态监测模块(40)监测的按键动作以生成监测数据并经所述通讯模块(10)发送给所述外部控制终端(70)；
电子开关阵列模块(30)，包括多通道电子开关，每个电子开关连接所述跑步机上对应物理按键(51)高电平的一端，用于根据所述控制指令拉低所述物理按键(51)的高电平端以模拟物理按键效果进行跑步机控制；
按键状态监测模块(40)，包括多通道监测支路，每个监测支路连接所述跑步机上对应物理按键(51)高电平的一端，用于实时监测对应物理按键(51)的人工按键和电子开关动作并传递给所述微处理器(20)以生成所述监测数据；所述按键状态监测模块(40)采用具备二极管限幅的输入接口电路作为监测支路，所述按键状态监测模块(40)的各监测支路与各物理按键(51)一一对应。
2.根据权利要求1所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述跑步机上的物理按键(51)至少包括：速度调节、坡度调节及启停按键，各物理按键(51)的一端接地，另一端连接跑步机上控制面板(50)的处理器且连接所述电子开关阵列模块(30)及所述按键状态监测模块(40)。
3.根据权利要求2所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述电子开关阵列模块(30)的各路电子开关与各物理按键(51)一一对应。
4.根据权利要求2所述的跑步机控制装置，其特征在于，还包括：
参数获取模块，用于经所述跑步机内置的控制模块发出的速度和/或坡度信息，或者经所述跑步机内置的速度传感器和/或坡度传感器检测的速度和/或坡度信息、或者经所述跑步机的速度/坡度显示单元获取对应的速度和/或坡度值并传递给所述微处理器(20)以生成监测数据。
5.根据权利要求1所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述按键状态监测模块(40)包括用于判断所述物理按键(51)的动作对应的是人工按键或者是电子开关动作，并区分人工按键和电子开关动作以将按键动作属性传递给所述微处理器(20)的动作属性监测模块。
6.根据权利要求5所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述微处理器(20)连接有控制权切换模块，所述控制权切换模块用于在监测到人工按键动作时将跑步机的控制权转移至物理按键(51)对应的控制系统，直至跑步机经所述通讯模块(10)重新恢复所述外部控制终端(70)的控制权。
7.根据权利要求2所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述跑步机的控制面板(50)包括触控显示屏。
8.根据权利要求1至7任一所述的跑步机控制装置，其特征在于，还包括：
用于供电的电源模块(60)，所述电源模块(60)的电源取自所述跑步机内部的供电电路。
9.根据权利要求1至7任一所述的跑步机控制装置，其特征在于，
所述通讯模块(10)为有线和/或无线通讯模块，所述无线通讯模块为蓝牙、WIFI或者NFC通信模块。
10.一种跑步机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的跑步机控制装置。
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