CN111494913B - 一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置，包括支架，所述支架的上下内壁间固定有两根导向杆，所述导向杆上贯穿设有多块铁片，所述铁片上套设有皮套，所述皮套上拴接有钢丝绳，所述钢丝绳的上端贯穿支架的上端，所述支架的上端安装有安装框，所述安装框的底部安装有激光测距头，最上方所述铁片的上表面通过双面胶粘接有放置盒，所述放置盒内铺设有反射贴片，所述激光测距头与反射贴片位置垂直。本发明结构合理，其将激光测距应用到无氧健身器械的动态数据测量上，基于激光的亮度高，反应时间极快，稳定性、方向性、单色性及相干性比较好的优势，完美的将激光测距合理运用到该设备上，精准的获取运动数据，科学健身。

Description

一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置

技术领域

本发明涉及距离检测电子技术领域，尤其涉及一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置。

背景技术

随着全民健身口号的响应，人们对身体健康的意识也越发重视起来。由此衍生出各种健身器械，其中无氧健身器械便成为了一大特色与亮点。人们健身时都会选择科学且有效的运动方式，所以在运动数据方面要求非常严苛。无氧健身器械运动数据主要需要统计运动次数、高度、铁块重量，甚至连消耗的卡路里也需精准计算。传统的无氧健身器械在使用过程中无法检测到运动的相关数据，用户体验效果不佳。

非接触测距方式伴随着电子技术的发展而取得了巨大发展。如微波雷达测距技术多用于军事和工业专用领域，且采用的振荡器等电路模块。红外测距的优点是成本低、方向性好，缺点是受光线的影响，抗干扰性差。超声波测距作为一种近距离范围内比较可靠的非接触测量技术,但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，且超声波频率受多普勒效应和温度影响，同时也需要大量基础硬件设施，成本较高。

所以需要一种能够应用在无氧锻炼器械中的准确测距装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置，其将激光测距应用到无氧健身器械的动态数据测量上，基于激光的亮度高，反应时间极快，稳定性、方向性、单色性及相干性比较好的优势，完美的将激光测距合理运用到该设备上，精准的获取运动数据，科学健身。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置，包括支架，所述支架的上下内壁间固定有两根导向杆，所述导向杆上贯穿设有多块铁片，所述铁片上套设有皮套，所述皮套上拴接有钢丝绳，所述钢丝绳的上端贯穿支架的上端，所述支架的上端安装有安装框，所述安装框的底部安装有激光测距头，最上方所述铁片的上表面通过双面胶粘接有放置盒，所述放置盒内铺设有反射贴片，所述激光测距头与反射贴片位置垂直，所述支架的上端固定有固定环，所述钢丝绳固定有与固定环对应的抵块，所述固定环的侧壁内设有触发机构，所述激光测距头的底部设有开闭机构。

优选地，所述安装框的上端设有开口，所述开口内设有抵紧机构，所述安装框的底部设有条形腔，所述条形腔内设有夹持机构。

优选地，所述抵紧机构包括设置在开口相对内壁上的滑槽，所述滑槽内插入有限位板，所述限位板上贯穿设有T形抵柱，所述T形抵柱的下端设有第一抵板，所述T形抵柱上套设有第一弹簧。

优选地，所述夹持机构包括转动连接在条形腔内壁间的双头丝杠，所述双头丝杠的两侧均螺纹连接有丝杠套，所述丝杠套的上端与条形腔的内壁滑动连接，所述丝杠套的侧壁固定有贯穿条形腔的L形杆，所述L形杆上设置有调节机构，所述双头丝杠的一端固定有转杆，所述转杆的末端贯穿条形腔并固定有转环。

优选地，所述调节机构包括固定在L形杆上端的螺杆，所述螺杆的上端固定有限位帽，所述螺杆上套设有滑板，所述螺杆上螺纹连接有螺母，所述螺母位于滑板的下方，所述螺杆上位于限位帽与滑板上表面间套设有第二弹簧，所述安装框的侧壁设有条形口，所述滑板的一端贯穿条形口并延伸至安装框内，所述滑板的末端设置有第二抵板。

优选地，所述第一抵板与第二抵板的背面均固定有螺纹头，两个所述螺纹头分别与T形抵柱以及滑板螺纹连接。

优选地，所述触发机构包括设置在固定环侧壁内的圆腔，所述圆腔内设置有抵板，所述抵板的一侧壁固定有贯穿圆腔的楔形块，所述楔形块的末端与抵块相抵，所述抵板的另一侧与圆腔的内壁间通过第三弹簧弹性连接，所述楔形块的上方设置有第一导电片，所述圆腔的内侧内壁固定有与第一导电片配合的第二导电片。

优选地，所述开闭机构包括安装在激光测距头侧壁上的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩末端固定有遮住激光头的挡板，所述电动伸缩杆与第一导电片以及第二导电片电性连接。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、通过设置抵紧机构、夹持机构以及调节机构，能够快速的将激光测距头安装到锻炼器械上，能够适应不同粗细的安装架，并且第一抵板与第二抵板可更换成弧形抵板，从而适应方形以及圆柱形的安装架，安装便捷。

2、将激光测距应用到无氧健身器械的动态数据测量上，基于激光的亮度高，反应时间极快，稳定性、方向性、单色性及相干性比较好的优势，完美的将激光测距合理运用到该设备上，精准的获取运动数据，科学健身。

3、通过设置触发机构与开闭机构，能够在使用时打开激光头，不使用时采用挡板将其挡住，更好的保护。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置的安装框示意图；

图3为本发明提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置的放置盒示意图；

图4为本发明提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置的A处结构放大示意图；

图5为本发明提出的一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置的反射信号关系示意图。

图中：1支架、2安装框、3激光测距头、4钢丝绳、5皮套、6放置盒、7铁片、8T形抵柱、9第一弹簧、10开口、11滑槽、12限位板、13第一抵板、14滑板、15第二弹簧、16螺母、17L形杆、18第二抵板、19螺杆、20条形腔、21丝杠套、22双头丝杠、23转环、24电动伸缩杆、25挡板、26反射贴片、27双面胶、28第三弹簧、29抵板、30楔形块、31第一导电片、32第二导电片、33固定环、34抵块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

参照图1-5，一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置，包括支架1，支架1的上下内壁间固定有两根导向杆，导向杆上贯穿设有多块铁片7，铁片7上套设有皮套，皮套上拴接有钢丝绳4，钢丝绳4的上端贯穿支架1的上端，支架1的上端安装有安装框2，安装框2的上端设有开口10，开口10内设有抵紧机构，安装框2的底部设有条形腔20，条形腔20内设有夹持机构。

抵紧机构包括设置在开口10相对内壁上的滑槽11，滑槽11内插入有限位板12，限位板12上贯穿设有T形抵柱8，T形抵柱8的下端设有第一抵板13，T形抵柱8上套设有第一弹簧9，将限位板12插入滑槽11内，松开T形抵柱8，在第一弹簧9的弹性作用下使第一抵板13将方形支架1抵住。

夹持机构包括转动连接在条形腔20内壁间的双头丝杠22，双头丝杠22的两侧均螺纹连接有丝杠套21，丝杠套21的上端与条形腔20的内壁滑动连接，丝杠套21的侧壁固定有贯穿条形腔20的L形杆17，L形杆17上设置有调节机构，双头丝杠22的一端固定有转杆，转杆的末端贯穿条形腔20并固定有转环23，转动转环23带动双头丝杠22转动，由于双头丝杠22两侧的螺纹方向相反，从而带动两个丝杠套21相背移动，通过L形杆17带动滑板14以及第二抵板18将支架1夹紧完成安装。

调节机构包括固定在L形杆17上端的螺杆19，螺杆19的上端固定有限位帽，螺杆19上套设有滑板14，螺杆19上螺纹连接有螺母16，螺母16位于滑板14的下方，螺杆19上位于限位帽与滑板14上表面间套设有第二弹簧15，安装框2的侧壁设有条形口，滑板14的一端贯穿条形口并延伸至安装框2内，滑板14的末端设置有第二抵板18，第一抵板13与第二抵板18的背面均固定有螺纹头，两个螺纹头分别与T形抵柱8以及滑板14螺纹连接，若是圆柱形支架，只需更换弧形抵板，根据圆柱的尺寸，转动螺母16带动滑板14上移，调节滑板14的高度，使两侧的弧形抵板与圆柱支架的外壁相贴合。

安装框2的底部安装有激光测距头3，最上方铁片7的上表面通过双面胶27粘接有放置盒6，放置盒6内铺设有反射贴片26，激光测距头3与反射贴片26位置垂直，支架1的上端固定有固定环33，钢丝绳4固定有与固定环33对应的抵块34。

固定环33的侧壁内设有触发机构，触发机构包括设置在固定环33侧壁内的圆腔，圆腔内设置有抵板29，抵板29的一侧壁固定有贯穿圆腔的楔形块30，楔形块30的末端与抵块34相抵，抵板29的另一侧与圆腔的内壁间通过第三弹簧28弹性连接，楔形块30的上方设置有第一导电片31，圆腔的内侧内壁固定有与第一导电片31配合的第二导电片32，激光测距头3的底部设有开闭机构，开闭机构包括安装在激光测距头3侧壁上的电动伸缩杆24，电动伸缩杆24的伸缩末端固定有遮住激光头的挡板25，电动伸缩杆24与第一导电片31以及第二导电片32电性连接，使用时拉动钢丝绳4即可通过皮套5带动铁片7上升开始锻炼，此时抵块34离开固定环33，楔形块30在第三弹簧28的弹性作用下复位，从而使第一导电片31与第二导电片32接触，电路导通，电动伸缩杆24启动，带动挡板25离开，从而激光测距头3可以正常工作。

本发明使用时，将安装框2的开口10插入支架1上，根据支架1的形状为方形还是圆柱形，更换不同的第一抵板13与第二抵板18，若是方形，将限位板12插入滑槽11内，松开T形抵柱8，在第一弹簧9的弹性作用下使第一抵板13将方形支架1抵住，再转动转环23带动双头丝杠22转动，由于双头丝杠22两侧的螺纹方向相反，从而带动两个丝杠套21相背移动，通过L形杆17带动滑板14以及第二抵板18将支架1夹紧完成安装，若是圆柱形支架，只需更换弧形抵板，根据圆柱的尺寸，转动螺母16带动滑板14上移，调节滑板14的高度，使两侧的弧形抵板与圆柱支架的外壁相贴合；再将放置盒6通过双面胶27与铁片7上表面粘接，使反射贴片26的位置与激光测距头3的位置处于同一垂直线上，使用时拉动钢丝绳4即可通过皮套5带动铁片7上升开始锻炼，此时抵块34离开固定环33，楔形块30在第三弹簧28的弹性作用下复位，从而使第一导电片31与第二导电片32接触，电路导通，电动伸缩杆24启动，带动挡板25离开，从而激光测距头3可以正常工作。

测距原理：激光测距技术，是采用无线电波段频率的激光，进行幅度调制并将正弦调制光往返测距头与目标物距离产生的相位差测定，根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，在依次计算出待测距离。该方法是一种有合作目标要求的被动式激光测距技术。

如图5示，用正弦信号调制发射信号的幅度，通过检测从目标反射的回波信号与发射信号之间的相移φ，通过计算即可得到待测距离△。

计算方式如下：设测距头到铁块即反射贴片距离为D,

D＝ct/2,t＝φ/w,又因w＝2nf，φ＝N+△φ,即可得到：D＝(N+△φ)*c/4nf

以上c是光速，等于299792458m/s；t是测距头与反射贴片发送到接收时间；φ是激光光束往返一次后形成的相位差；△φ是激光光束往返一次后形成的相位差不足半波长的部分；N是相位差中半波长的个数；ω是调制信号的角频率。激光测距可以准确地测量半个波长内的相位差，这也成就了相位法激光测距仪最为突出的优点：测量精度高，可达到毫米级别。

因为在运动过程中，测距头测距比较灵敏，因此数据会不停的跳动。因此利用卡尔曼滤波原理来过滤数据，即使在运动过程中可以有效的将数据准确稳定显示在一个值。

实施例2

本激光测距头3与反射贴片26可安装到绳索高位下拉、曲腿训练机、蝴蝶臂训练器材中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于无氧器械锻炼距离检测的装置，包括支架(1)，其特征在于，所述支架(1)的上下内壁间固定有两根导向杆，所述导向杆上贯穿设有多块铁片(7)，所述铁片(7)上套设有皮套，所述皮套上拴接有钢丝绳(4)，所述钢丝绳(4)的上端贯穿支架(1)的上端，所述支架(1)的上端安装有安装框(2)，所述安装框(2)的底部安装有激光测距头(3)，最上方所述铁片(7)的上表面通过双面胶(27)粘接有放置盒(6)，所述放置盒(6)内铺设有反射贴片(26)，所述激光测距头(3)与反射贴片(26)位置垂直，所述支架(1)的上端固定有固定环(33)，所述钢丝绳(4)固定有与固定环(33)对应的抵块(34)，所述固定环(33)的侧壁内设有触发机构，所述激光测距头(3)的底部设有开闭机构，所述安装框(2)的上端设有开口(10)，所述开口(10)内设有抵紧机构，所述安装框(2)的底部设有条形腔(20)，所述条形腔(20)内设有夹持机构，所述抵紧机构包括设置在开口(10)相对内壁上的滑槽(11)，所述滑槽(11)内插入有限位板(12)，所述限位板(12)上贯穿设有T形抵柱(8)，所述T形抵柱(8)的下端设有第一抵板(13)，所述T形抵柱(8)上套设有第一弹簧(9)，所述夹持机构包括转动连接在条形腔(20)内壁间的双头丝杠(22)，所述双头丝杠(22)的两侧均螺纹连接有丝杠套(21)，所述丝杠套(21)的上端与条形腔(20)的内壁滑动连接，所述丝杠套(21)的侧壁固定有贯穿条形腔(20)的L形杆(17)，所述L形杆(17)上设置有调节机构，所述双头丝杠(22)的一端固定有转杆，所述转杆的末端贯穿条形腔(20)并固定有转环(23)，所述调节机构包括固定在L形杆(17)上端的螺杆(19)，所述螺杆(19)的上端固定有限位帽，所述螺杆(19)上套设有滑板(14)，所述螺杆(19)上螺纹连接有螺母(16)，所述螺母(16)位于滑板(14)的下方，所述螺杆(19)上位于限位帽与滑板(14)上表面间套设有第二弹簧(15)，所述安装框(2)的侧壁设有条形口，所述滑板(14)的一端贯穿条形口并延伸至安装框(2)内，所述滑板(14)的末端设置有第二抵板(18)，所述第一抵板(13)与第二抵板(18)的背面均固定有螺纹头，两个所述螺纹头分别与T形抵柱(8)以及滑板(14)螺纹连接，所述触发机构包括设置在固定环(33)侧壁内的圆腔，所述圆腔内设置有抵板(29)，所述抵板(29)的一侧壁固定有贯穿圆腔的楔形块(30)，所述楔形块(30)的末端与抵块(34)相抵，所述抵板(29)的另一侧与圆腔的内壁间通过第三弹簧(28)弹性连接，所述楔形块(30)的上方设置有第一导电片(31)，所述圆腔的内侧内壁固定有与第一导电片(31)配合的第二导电片(32)，所述开闭机构包括安装在激光测距头(3)侧壁上的电动伸缩杆(24)，所述电动伸缩杆(24)的伸缩末端固定有遮住激光头的挡板(25)，所述电动伸缩杆(24)与第一导电片(31)以及第二导电片(32)电性连接。

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