CN110124297A - 一种轮滑鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮滑鞋，包括：鞋体、支撑鞋体的连接架、通过轴承连接在连接架底部的若干轮子和制动器；鞋体内具有内胆；鞋体表面具有充电接口、开关、光线传感器；内胆于鞋体之间具有温度传感器；连接架顶部具有加热片；连接架上还装有驱动轮子的电机、设置在轴承和连接架之间的减震片；连接架上还具有LED灯、电池和单片机；电池为光线传感器、温度传感器、单片机、LED灯、加热片和电机供电，充电接口连接电池；开关、光线传感器、温度传感器连接单片机的输入端口；LED灯、加热片和电机连接单片机的输出端口。本发明提供的轮滑鞋，安全性能高，智能化程度高，功能多样化，整体设计合理，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮滑鞋，属于体育设备技术领域。
背景技术
轮滑是年轻人会所喜爱的体育设备其中之一，而大部分年轻人选择的是其中的休闲鞋，这种情况下往往导致人们不够熟练的时候会经常摔倒，损坏鞋子的同时，还影响着人们的安全，并且传统轮滑鞋在黑夜里无法照明，容易磨脚，容易丢失。这些问题深深的困扰着人们，存在很大的局限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种具有自动行走、自动加热功能的轮滑鞋。
本发明为了解决上述技术问题提出的技术方案是：一种轮滑鞋，包括：鞋体、支撑所述鞋体的连接架、通过轴承连接在所述连接架底部的若干轮子和制动器；所述鞋体内具有内胆；所述鞋体表面具有充电接口、开关、光线传感器；所述内胆与所述鞋体之间具有温度传感器；所述连接架顶部具有加热片；所述连接架上还装有驱动所述轮子的电机、设置在所述轴承和所述连接架之间的减震片；所述连接架上还具有LED灯、电池和单片机；所述电池为所述光线传感器、温度传感器、单片机、LED灯、加热片和电机供电，所述充电接口连接所述电池；所述开关、光线传感器、温度传感器连接所述单片机的输入端口；所述LED灯、加热片和电机连接所述单片机的输出端口。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的GPS模块。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的无线模块。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的蓝牙模块。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架上还装有与所述蓝牙模块连接的音响。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的速度传感器。
上述方案进一步的改进在于：所述单片机优选为STM32单片机，外围接口丰富，功能强大。
上述方案进一步的改进在于：所述GPS模块优选为瑞士u-blox公司生产的NEO_5Q芯片。
上述方案进一步的改进在于：所述蓝牙模块优选为HC-06。
上述方案进一步的改进在于：所述音响优选为A2pro无线蓝牙小音响。
上述方案进一步的改进在于：所述LED灯优选为全彩、中功率、防水型。
上述方案进一步的改进在于：所述光线传感器优选为AMIS-7480X环境光线传感器，由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将之聚焦，经传输而至受光器之透镜，再至接收感应器，接收感应器将收到之光线讯号转变成电信号，此电信讯号更可进一步作各种不同的开关及控制动作，其基本原理即对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。
上述方案进一步的改进在于：所述开关优选为公牛开关。
上述方案进一步的改进在于：所述温度传感器优选为DHT11型温湿度传感器。
上述方案进一步的改进在于：所述无线模块优选为凌晨新公司生产的超低耗2.4G的无线模块，使用SPI总线和单片机通信，视距15KM，城市环境3KM，穿透力很强。
上述方案进一步的改进在于：所述电机优选为RE140-15150-36。
上述方案进一步的改进在于：所述速度传感器优选为3144霍尔传感器，灵敏度高，机械滞后小，适用性好，使用寿命长。
上述方案进一步的改进在于：所述减震片优选为圆形橡胶减震垫片。
上述方案进一步的改进在于：所述轮子优选为4存尼龙带刹车万向轮，横向设置的两个轮子通过联轴器连接。
上述方案进一步的改进在于：所述制动器优选为鼓式制动器。
上述方案进一步的改进在于：所述电池优选为锂离子电池。
上述方案进一步的改进在于：所述LED灯优选为全彩、中功率、防水型。
上述方案进一步的改进在于：所述加热片优选为电容式电加热片。
上述方案进一步的改进在于：所述连接架、轴承、联轴器的材质优选为钢铁合金。
上述方案进一步的改进在于：所述鞋体的材质优选为绝缘牛皮革材料。
本发明提供的轮滑鞋，通过单片机控制的电机驱动电轮子转，从而行走，通过设置在鞋体表面的光线传感器，自动进行照明，设置在内胆与鞋体内表面之间的温度传感器检测到温度低时，由单片机控制加热片进行加热，安全性能高，智能化程度高，功能多样化，整体设计合理，适合推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一个优选的实施例的结构示意图。
图2是本发明一个优选的实施例的后视结构示意图。
图3是本发明一个优选的实施例的模块连接示意图。
图4是本发明一个优选的实施例的STM32单片机的最小系统原理图。
图5是本发明一个优选的实施例的调试电路原理图。
图6是本发明一个优选的实施例的电机驱动原理图。
图7是本发明一个优选的实施例的温度传感器电路原理图。
图8是本发明一个优选的实施例的GPS模块电路原理图。
图9是本发明一个优选的实施例的无线模块电路原理图。
图10是本发明一个优选的实施例的蓝牙模块电路原理图。
具体实施方式
实施例
本实施例提供的轮滑鞋，如图1-3，包括：鞋体1、支撑鞋体1的连接架3、通过轴承4连接在连接架3底部的若干轮子5和制动器19；横向设置的两个轮子5之间安装有联轴器21。
鞋体1内具有内胆2；鞋体1表面具有充电接口22、开关6、光线传感器7；内胆2与鞋体1之间具有温度传感器8；连接架3顶部具有加热片16；连接架3上还装有驱动轮子5的电机12、设置在轴承4和连接架3之间的减震片20；连接架3上还具有LED灯13、电池11和单片机10；电池11为各用电部件供电，充电接口22连接电池11，通过外部电源为电池11充电。开关6、光线传感器7、温度传感器9连接单片机10的输入端口；LED灯13、加热片16和电机12连接单片机10的输出端口。
连接架3上还装有与单片机10连接的GPS模块15、无线模块14、蓝牙模块17。连接架3上还装有与蓝牙模块17连接的音响18。
连接架3上还装有与单片机10连接的速度传感器9。
其中单片机10为STM32单片机；电机12型号为RE140-15150-36；温度传感器8型号为DHT11；速度传感器9型号为3144霍尔传感器；光线传感器7型号为AMIS-7480X环境光线传感器；轴承4型号为ABEC-7。
进一步地，温度传感器8、光线传感器7、速度传感器9的I/O引脚分别接STM32单片机10的PB4、PB5、PB6引脚，并且通过PB8接5.1KΩ的上拉电阻，保证数据传输的准确性；所述GPS模块15、无线模块14、蓝牙模块17的I/O引脚分别接STM32单片机10的PB7、PB10、PB11引脚，所述开关6、加热片16、电机12、LED灯13的I/O引脚分别接STM32单片机10的PB3、PC6、PC7、PC8引脚。
结合附图4，该STM32单片机的最小系统图包括电源、单片机、时钟电路、复位电路；对于一个完整的设计来说，需要电源供电，电源模块的可靠是系统平稳运行的基础和前提。单片机系统都有晶振，全名叫做晶体振荡器，它结合单片机的内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，单片机运行的速度就越快，单片机接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率上。复位电路有按键复位和上电复位两部分组成，[1]按键复位：按键复位就是在复位电容（C1）上并联一个开关，当开关按下时电容（C1）被放电，RST也被拉到低电平，由于电容（C1）充电，会保持一定的低电平来使单片机复位。[2]上电复位：STM32单片机为低电平复位，通常在复位引脚RST上接一个电容（C1）到GND，在连接一个电阻（R1）到VCC,由此形成一个RC充放电回路，保证单片机在上电时RST脚上有足够的低电平进行复位，随后回归到高电平进行正常的工作。
结合附图5，串口只能下载代码，并不能实时跟踪调试，因而要利用调试工具，比如ULINK、JLINK、STLINK等就可以实时跟踪程序，从而找到你程序中的错误，STM32单片机支持JTAG和SWD，所以我们有两种调试方法，此处采用JTAG调试。
结合附图6，该电路为电机驱动电路，该电路通过隔离开关电源，将220V的交流电转化为24V的直流电，再经过肖特基二极管（D1），通过三端集成电路IC芯片（LM7812）转化成12V的电压，PWM的信号为STM32单片机的输出信号，故电压幅值只有3.3V,通过上拉电阻（R4）接入到NPN型三极管（Q4），经过NPN型三极管（Q2）和PNP型三极管（Q5）推挽输出，驱动N-MOS管（Q3）,同时在电动机一侧并联一个肖特基二极管（D2）为续流二极管，它以并联的方式接到感应电动势的元件两端，与其形成闭合回路，从而起到保护电路元器件不被损坏的作用。
结合附图7，DHT11是数字型温湿度传感器，可直接以数字方式传输所采集的当前环境温湿度，DHT11采用的是单总线通信，因此只需将单片机的一个I／O端口与DHT11的通信接口连接就可以实现数据的采集和传送，相对于其他电路来说比较简单。
结合附图8，所使用的GPS定位模块为瑞士u-blox公司生产的NEO_5Q主芯片，此芯片为多功能独立型 GPS 模组，以 ROM 为基础架构，成本低，体积小，并具有众多特性。采用u-blox最新的 KickStart 微弱信号攫取技术，能确保采用此模组的设备在任何可接收到信号的位置及任何天线尺寸都能够有最佳的初始定位性能并进行快速定位。工作电压：2.7V～3.6V，串行接口：UART/USB V2.0全速 12Mbit/s/IIC/SPI，协议NMEA/UBX 二进制。
结合附图9，该电路为无线模块电路图，图中RST脚为无线模块的复位脚，低电平有效，高电平运行，需要注意的是RST管脚一般在初始化的时候进行操作，初始化结束后禁止使用此管脚，此无线模块有6个普通的GPIO，我们的设计不需要使用，所以不需要连接，ANT管脚适用于连接外置天线，一般使用弹簧天线，可伸缩，体积小，安装简单。
结合附图10，蓝牙模块采用HC-06，该模块采用CSR蓝牙芯片，遵循V2.0协议标准，模块尺寸为3.57×1.52cm，串口TXD、RXD与单片机的引脚直接连接。
工作原理:按下开关6，通过单片机10控制电机12，由电机12驱动轮子5自动行走，当速度传感器9测得速度过快时，则通过单片机10控制电机12进行制动，从而减速。也可以手动用制动器19进行制动。当光线传感器7检测到环境亮度不够时，通过单片机10控制LED灯13进行照明；当温度传感器8检测到温度过低时，通过单片机10控制加热片，进行加热。通过单片机10连接的GPS模块15与无线模块14，将当前位置信息发送到用户的手机上。而蓝牙模块17提供了另一种与手机连接的方式，同时用户手机还可以通过蓝牙模块17与音响18连接。
本发明不局限于上述实施例的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种轮滑鞋，包括：鞋体、支撑所述鞋体的连接架、通过轴承连接在所述连接架底部的若干轮子和制动器；所述鞋体内具有内胆；其特征在于，所述鞋体表面具有充电接口、开关、光线传感器；所述内胆与所述鞋体之间具有温度传感器；所述连接架顶部具有加热片；所述连接架上还装有驱动所述轮子的电机、设置在所述轴承和所述连接架之间的减震片；所述连接架上还具有LED灯、电池和单片机；所述电池为所述光线传感器、温度传感器、单片机、LED灯、加热片和电机供电，所述充电接口连接所述电池；所述开关、光线传感器、温度传感器连接所述单片机的输入端口；所述LED灯、加热片和电机连接所述单片机的输出端口。
2.根据权利要求1所述的轮滑鞋，其特征在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的GPS模块。
3.根据权利要求1所述的轮滑鞋，其特征在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的无线模块。
4.根据权利要求1所述的轮滑鞋，其特征在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的蓝牙模块。
5.根据权利要求4所述的轮滑鞋，其特征在于：所述连接架上还装有与所述蓝牙模块连接的音响。
6.根据权利要求1所述的轮滑鞋，其特征在于：所述连接架上还装有与所述单片机连接的速度传感器。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |