CN106215428B - 一种智能风筝轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术领域，提供一种智能风筝轮，包括绕线轮和转动安装在绕线轮中心的控制手柄；控制手柄上内置有电路板，电路板上集成有控制器、陀螺仪芯片、供电电路和存储模块，供电电路连接电池，陀螺仪芯片与控制器连接；控制手柄上还设有磁铁和过线器，磁铁的线圈与电池连接，绕线轮上分别与磁铁所产生电磁场发生电感应的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，过线器上设有压力传感器；其中，控制器根据陀螺仪芯片、压力传感器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器获取到的信息进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算，从而完善了风筝轮的功能，为风筝赛会提供参考，为赛会组织者提供便利。

Description

一种智能风筝轮

技术领域

本发明属于风筝技术领域，尤其涉及一种智能风筝轮。

背景技术

风筝是在竹篾等骨架上糊上纸或绢，拉着系在上面的长线，趁着风势可以放上天空，深受人们喜爱。随着风筝爱好者的增多，很多地方都开设风筝会或者风筝赛等活动，以展示风筝爱好者的风采。

目前，风筝一般是由风筝轮和风筝本体组成，风筝本体通过线绳牵拉进行放飞，其放飞的高度、风筝线绳长度以及风力等参数，放飞者无法获知，只能通过肉眼进行估摸，同时，对于风筝会或风筝赛，缺少放飞高度、风筝线绳长度、风力等参数，也无法对参赛者或与会者进行评判，从而导致赛会结果有失公允。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能计算放飞高度、线绳长度以及放飞风力的智能风筝轮。

本发明是这样实现的，一种智能风筝轮，所述智能风筝轮包括绕线轮和转动安装在所述绕线轮中心的控制手柄；

所述控制手柄上内置有电路板，所述电路板上集成有控制器、陀螺仪芯片、供电电路和存储模块，所述供电电路连接电池，所述陀螺仪芯片与所述控制器连接；

所述控制手柄上还设有磁铁和过线器，所述磁铁的线圈与所述电池连接，所述绕线轮上分别设有与所述磁铁所产生电磁场发生电磁感应的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述过线器上设有用于感知风筝线绳压力的压力传感器；

其中，所述控制器根据所述陀螺仪芯片、压力传感器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器获取到的信号参数进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算。

作为一种改进的方案，所述控制器包括绕线轮转数计数模块、风筝线长计算模块、风筝高度计算模块以及当前风力计算模块，所述风筝线长计算模块分别与所述绕线轮转数计数模块、风筝高度计算模块连接。

作为一种改进的方案，所述绕线轮转数计数模块与所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器通讯连接，用于接收所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器发送的电磁感应信号，分别对绕线轮正转和反转转数进行计数，并统计绕线轮的转数，其中，当所述磁铁首先与所述第一霍尔传感器发生电磁感应时，绕线轮正转转数加一，当所述磁铁首先与所述第二霍尔传感器发生电磁感应时，绕线轮反转转数加一。

作为一种改进的方案，所述风筝线长计算模块与所述绕线轮转数计数模块连接，用于将所述绕线轮转数计数模块获取到的所述绕线轮的正转次数和反转次数进行做差运算，获取绕线轮正转转数，根据预先生成的绕线轮的周长长度，计算得到风筝线长。

作为一种改进的方案，所述风筝高度计算模块与所述陀螺仪芯片、所述风筝线长计算模块连接，用于根据所述陀螺仪芯片获取到的当前风筝线绳与地面水平线的夹角，以及所述风筝线长计算模块计算得到的风筝线长，计算风筝放飞高度。

作为一种改进的方案，所述当前风力计算模块与所述压力传感器连接，用于获取所述压力传感器监测到的风筝绕线产生的压力值，并在预先生成的风力对照表中查找并获取与当前压力和风筝面积相对应的风力参数值。

作为一种改进的方案，所述风力对照表的行表头为风筝面积变量，列表头为压力参数变量，中间数值为风力参数值。

作为一种改进的方案，所述控制手柄上还设有与所述控制器连接且用于显示风筝线长、风筝高度以及风力参数值的显示屏。

在本发明实施例中，智能风筝轮包括绕线轮和转动安装在绕线轮中心的控制手柄；控制手柄上内置有电路板，电路板上集成有控制器、陀螺仪芯片、供电电路和存储模块，供电电路连接电池，陀螺仪芯片与控制器连接；控制手柄上还设有磁铁和过线器，磁铁的线圈与电池连接，绕线轮上分别与磁铁所产生电磁场发生电感应的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，过线器上设有压力传感器；其中，控制器根据陀螺仪芯片、压力传感器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器获取到的信息进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算，从而完善了风筝轮的功能，为风筝赛会提供参考，为赛会组织者提供便利。

附图说明

图1是本发明提供的智能风筝轮的结构示意图；

图2是本发明提供的电路板的结构示意图；

其中，1-绕线轮，2-控制手柄，3-电路板，4-控制器，5-陀螺仪芯片，6-供电电路，7-存储模块，8-电池，9-磁铁，10-过线器，11-第一霍尔传感器，12-第二霍尔传感器，13-压力传感器，14-绕线轮转数计数模块，15-风筝线长计算模块，16-风筝高度计算模块，17-当前风力计算模块，18-显示屏，19-通讯模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的智能风筝轮的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明相关的部分。

结合图2所示，智能风筝轮包括绕线轮1和转动安装在绕线轮1中心的控制手柄2，即绕线轮1上绕制有N圈风筝线绳，控制手柄2转动设置在绕线轮1中心位置，其设置方式可以采用轴承安装的方式，在绕线轮1转动放飞风筝的过程中，控制手柄2不动；

控制手柄2上内置有电路板3，电路板3上集成有控制器4、陀螺仪芯片5、供电电路6和存储模块7，供电电路6连接电池8，陀螺仪芯片5与控制器4连接，其中，该陀螺仪芯片5主要用于感知风筝线绳与水平面的角度；

控制手柄2上还设有磁铁9和过线器10，磁铁9的线圈与电池8连接，电池8为该磁铁9的线圈通电，使磁铁9产生磁场；绕线轮1上分别设有与磁铁9所产生电磁场发生电磁感应的第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12，过线器10上设有用于感知风筝线绳压力的压力传感器13；

其中，控制器4根据陀螺仪芯片5、压力传感器13、第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12获取到的信号参数进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算。

当然，上述绕线轮1和控制手柄2还设有其他结构件，在此不再赘述，但不用以限制本发明。

在本发明实施例中，控制器4作为整个计算风筝线长、风筝高度和风力参数值的核心控制件，控制器4具体包括绕线轮转数计数模块14、风筝线长计算模块15、风筝高度计算模块16以及当前风力计算模块17，风筝线长计算模块15分别与绕线轮1转数计数模块、风筝高度计算模块16连接，其中，各个功能模块的功能如下：

绕线轮转数计数模块14与第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12通讯连接，用于接收第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12发送的电磁感应信号，分别对绕线轮1正转和反转转数进行计数，并统计绕线轮1的转数，其中，当磁铁9首先与第一霍尔传感器11发生电磁感应时，绕线轮1正转转数加一，当磁铁9首先与第二霍尔传感器12发生电磁感应时，绕线轮1反转转数加一；

风筝线长计算模块15与绕线轮转数计数模块14连接，用于将绕线轮转数计数模块14获取到的绕线轮1的正转次数和反转次数进行做差运算，获取绕线轮1正转转数，根据预先生成的绕线轮1的周长长度，计算得到风筝线长，即当风筝轮正转转数N和绕线轮1周长C已知的情况下，其风筝线长L可以计算得到，即L＝C*N；

风筝高度计算模块16与陀螺仪芯片5、风筝线长计算模块15连接，用于根据陀螺仪芯片5获取到的当前风筝线绳与地面水平线的夹角，以及风筝线长计算模块15计算得到的风筝线长，计算风筝放飞高度，其中，该夹角记为风筝线长L已经计算得出，因此，根据直角三角形的正玄定理，可以计算得到风筝高度H，即

当前风力计算模块17与压力传感器13连接，用于获取压力传感器13监测到的风筝绕线产生的压力值，并在预先生成的风力对照表中查找并获取与当前压力和风筝面积相对应的风力参数值，其中，风力对照表的行表头为风筝面积变量S，列表头为压力参数变量F，中间数值为风力参数值M；

该风力对照表的组织内容如下表所示：

表中，S的下标1-n为区别代号，例如S₁为风筝面积变量确定下来的具体数值；F的下标1-m也是区别代号，例如F₁为压力参数变量确定下来的具体数值；M的下标n1-nm是与S、F的具体数值相对应的区别代号，例如M₁₁为风筝面积变量为S₁、压力参数变量为F₁时对应得到的风力参数值。

其中，该当前风力的计算方式可以有多种，上述给出了其中一种实现，该风力对照表的生成过程为：

(1)在风筝面积固定的前提下，获取当前风力和压力值的对应关系，即上述表中每一行的数据；

(2)然后再确认不同风筝面积的下的当前风力和压力值的对应关系，即可形成上述表格。

在该实施例中，风筝面积S可以预先获知，即根据当前要放飞的风筝的面积，通过手动输入可以将风筝面积写入存储模块7中，作为后续调用依据；

当获知当前风筝线绳产生的压力值时，然后根据风筝面积S和压力值F，在上述表中遍历查找，找到对应的风力参数。

当然，该风力参数的计算方式也可以采用其他方式，在此不再赘述。

在本发明实施例中，上述控制手柄2上还设有与控制器4连接的显示屏18，用于显示计算得到的风筝线长、风筝高度以及风力参数等，当然也可以显示其他参数，在此不再赘述。

在本发明实施例中，上述计算得到的风筝线长、风筝高度以及风力是当前一段时间的情形，随着放风的时间的延长，其线长、风力等参数都会变化，因此，上述各个模块的计算是持续性质的，因此，当计算得到当前的风筝线长、风筝高度以及风力参数时，将其在显示屏18显示提示的同时，也将不同时间段下的风筝线长、风筝高度以及风力参数保存到存储模块7中，以备后续查看和调用。

在该实施例中，在上述线路板上也可以设置通讯模块19，该通讯模块19与控制器4连接，用于将计算得到的风筝线长、风筝高度以及风力参数等数据发送给远端终端设备上，以便相应的人员进行查看和记录，做出相应的对比或者展示，在此不再赘述，其中，该通讯模块19包括但不限于蓝牙模块和GPRS模块。

在本发明实施例中，显示屏18采用透明材质制备，且采用耐油蚀、耐磨损材料制作而成。该材料包括以下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯75-89份；聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯25-39份；金刚石13-17份；硬脂酸铝7-9份；科莱恩酰胺蜡C蜡9-13份。以上材料均从市场购买得到。

在本发明实施例中，智能风筝轮包括绕线轮1和转动安装在绕线轮1中心的控制手柄2；控制手柄2上内置有电路板3，电路板3上集成有控制器4、陀螺仪芯片5、供电电路6和存储模块7，供电电路6连接电池8，陀螺仪芯片5与控制器4连接；控制手柄2上还设有磁铁9和过线器10，磁铁9的线圈与电池8连接，绕线轮1上分别与磁铁9所产生电磁场发生电感应的第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12，过线器10上设有压力传感器13；其中，控制器4根据陀螺仪芯片5、压力传感器13、第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12获取到的信息进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算，从而完善了风筝轮的功能，为风筝赛会提供参考，为赛会组织者提供便利。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能风筝轮，其特征在于，所述智能风筝轮包括绕线轮和转动安装在所述绕线轮中心的控制手柄；

所述控制手柄上内置有电路板，所述电路板上集成有控制器、陀螺仪芯片、供电电路和存储模块，所述供电电路连接电池，所述陀螺仪芯片与所述控制器连接；

所述控制手柄上还设有磁铁和过线器，所述磁铁的线圈与所述电池连接，所述绕线轮上分别设有与所述磁铁所产生电磁场发生电磁感应的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述过线器上设有用于感知风筝线绳压力的压力传感器；

其中，所述控制器根据所述陀螺仪芯片、压力传感器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器获取到的信号参数进行风筝线长、风筝高度和风力参数值的计算。

2.根据权利要求1所述的智能风筝轮，其特征在于，所述控制器包括绕线轮转数计数模块、风筝线长计算模块、风筝高度计算模块以及当前风力计算模块，所述风筝线长计算模块分别与所述绕线轮转数计数模块、风筝高度计算模块连接。

3.根据权利要求2所述的智能风筝轮，其特征在于，所述绕线轮转数计数模块与所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器通讯连接，用于接收所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器发送的电磁感应信号，分别对绕线轮正转和反转转数进行计数，并统计绕线轮的转数，其中，当所述磁铁先与所述第一霍尔传感器发生电磁感应时，绕线轮正转转数加一，当所述磁铁先与所述第二霍尔传感器发生电磁感应时，绕线轮反转转数加一。

4.根据权利要求3所述的智能风筝轮，其特征在于，所述风筝线长计算模块与所述绕线轮转数计数模块连接，用于将所述绕线轮转数计数模块获取到的所述绕线轮的正转次数和反转次数进行做差运算，获取绕线轮正转转数，根据预先生成的绕线轮的周长长度，计算得到风筝线长。

5.根据权利要求3所述的智能风筝轮，其特征在于，所述风筝高度计算模块与所述陀螺仪芯片、所述风筝线长计算模块连接，用于根据所述陀螺仪芯片获取到的当前风筝线绳与地面水平线的夹角，以及所述风筝线长计算模块计算得到的风筝线长，计算风筝放飞高度。

6.根据权利要求2所述的智能风筝轮，其特征在于，所述当前风力计算模块与所述压力传感器连接，用于获取所述压力传感器监测到的风筝绕线产生的压力值，并在预先生成的风力对照表中查找并获取与当前压力和风筝面积相对应的风力参数值。

7.根据权利要求6所述的智能风筝轮，其特征在于，所述风力对照表的行表头为风筝面积变量，列表头为压力参数变量，中间数值为风力参数值。

8.根据权利要求2所述的智能风筝轮，其特征在于，所述控制手柄上还设有与所述控制器连接且用于显示风筝线长、风筝高度以及风力参数值的显示屏。