CN114947301A - 一种智能自动绑带系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能自动绑带系统，包括上外壳、主板、电机、蜗杆、电池、转线轴、下外壳、线盖壳和齿轮；所述上外壳和下外壳组成壳体结构，主板安装在壳体内部，主板上连接有电机和电池，电机的电机轴上连接有蜗杆，蜗杆与齿轮啮合，齿轮安装在转线轴上，壳体底部设有磁吸充电头。本发明有效地改进了自动系绳与鞋带方面产品的简洁有效性，完成让不会系绳带与鞋带的人可以摆动一下姿态就可以自己拉伸与松紧绳带。

Description

一种智能自动绑带系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体是一种智能自动绑带系统及方法。

背景技术

随着时代科技不停地进步发展，生活的节奏也不断的变快，人们对生活中的所有产品都开始追求智能化与自动化，也开始对可穿戴日常用品的性能要求也越来越高，追求科技感，智能化；如：目前市面上所有的鞋类产品在穿脱过程中不是智能的鞋子需要手动去松开、系紧鞋带，电机松紧的鞋子还是需要手动开关去松开与绑紧，繁琐费事，且对于部分肢体活动不便的人来说，往往无法独立完成；针对上述问题，我们研发推出一种采用通过人体的姿态来自动对电动进行松紧装置的智能自动绑带鞋类制品，其中，上述智能自动电动绑带系统装置包括装在鞋子上面的壳体、与安装在壳体中的齿轮线轴以及驱动齿轮线轴旋转的电机，并通过陀螺仪控制板驱动电机带动齿轮线轴旋转，来实现鞋带的自动收紧、放松。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能自动绑带系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能自动绑带系统，包括上外壳、主板、电机、蜗杆、电池、转线轴、下外壳、防水圈和齿轮；所述上外壳和下外壳组成壳体结构，主板安装在壳体内部，主板上连接有电机和电池，电机的电机轴上连接有蜗杆，蜗杆与齿轮啮合，齿轮安装在转线轴上，壳体底部设有线盖壳防止绳子掉出壳外。

作为本发明的进一步技术方案：可以参考实施例2，所述控制主板上设有蓝牙主控芯片、陀螺仪芯片、晶振、天线、LED、触摸芯片、充电管理芯片、检测开关、磁吸充电头等，陀螺仪芯片检测人体运动姿态，传送到蓝牙芯片进行处理，并发送指令，通过连接电池进行供电，实现对电机的正反转动的控制。

作为本发明的进一步技术方案：电机包含电机箱体与齿轮箱，外加转动轴承组成，通过连接控制主板，由控制主板连接电池进行电流输出控制，实现电机正反传动与停止。

作为本发明的进一步技术方案：所述蜗杆连接在电机齿轮箱与齿轮中间，用于实现电机正反转动齿轮，实现齿轮转动转线轴进行鞋带绳的松紧工作。

作为本发明的进一步技术方案：齿轮与转线轴安装在一起，通过电机的转动轴承转动齿轮，带动绳索轴，拉紧或松开鞋带。

作为本发明的进一步技术方案：所述上外壳和下外壳嵌入式或卡扣式组成一个整体，装配到鞋子上面成型。

作为本发明的进一步技术方案：所述壳体上设有多个防水圈。

一种智能自动绑带方法，采用上述系统，包含以下步骤：

步骤1、设置电机正反转动所对应定义的运动姿态与角度范围；

步骤2、人体做出相应动作，陀螺仪检测到人体所做的角度动作姿态与设置定义的动作角度姿态相符合，上报到蓝牙主控芯片进行处理；

步骤3、蓝牙主控芯片接收到陀螺仪芯片检测到人体所做的动作角度姿态与其程序内控制电机正反转动所设置定义的动作角度姿态相符，就驱动电机进行工作，并做出相应的正反转动工作，同时LED灯作不同的闪灯效果进行操作指示；

步骤4、电机通过蓝牙主控进行控制，并启动电源管理芯片，开启电池给电机与LED输入电流，是其开始工作，电机工作开始工作后，箱体里的齿轮就开始转动，并带动转动轴旋转，转动轴转动外挂的齿轮进行转动工作；齿轮在电机的转动轴传动中进行旋转传动工作，并带动卷有绳索的绳索轴转动进行松放；绳索轴通过齿轮的转动而转动，在转动的过程中，把卷在里面的绳索通过转动的力度拉紧与松开，实现绳索的松紧工作。

作为本发明的进一步技术方案：电机传动的停止过程如下：通过检测开关对电机转动转数与受力检测，达到一定转数与受力阻值负载，检测开关通知蓝牙主控芯片发送指令，驱动电源芯片断掉电流输出到电机与LED，是电机停止工作，LED灯灭灯。

作为本发明的进一步技术方案：步骤1具体是：脚伸向前脚尖向上，设置一个角度，脚底向下连续敲打2下做为控制启动电机正方向旋转，脚向后，设置定义一个角度，脚尖向下连续敲打2下，做为控制启动电机反方向旋转，所做出来的人体姿态通过陀螺仪来进行动作姿态角度检测，本角度设置定义为一个范围值，正负5到10度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明有效地改进了自动系绳与鞋带方面产品的简洁有效性，完成让不会系绳带与鞋带的人可以摆动一下姿态就可以自己拉伸与松紧绳带；

2、本发明应用陀螺仪配合蓝牙主控检测人体姿态，通过人体做出不同的姿态来实现自动系绳与系带的控制，实现完全智能化控制，完成懒人操作功能；

3、本发明更加完全的是自动系带的功能智能化，并可以完全接入大数据，对小孩、老人与运动爱好都进行运动数据、行走姿态正常与错误进行辅助与纠正等。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是本发明的产品示意图；

图4是本发明的工作流程图。

图中：1-外壳、2-主板，3-电机，4-蜗杆、5-电池、6-转线轴、7-防水圈、8-下外壳、9-线盖壳、10-齿轮、11-自动绑带装置、12-鞋带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参照图1,一种智能自动绑带系统，包含上外壳1、主板2、电机3、蜗杆4、电池5、齿轮6、转线轴6、防水圈7、下外壳8、鞋带绳、线盖壳等，组合在一起来实现懒人姿态自动系鞋带控制器；

控制主板2上面包含蓝牙主控芯片、陀螺仪芯片、晶振、天线、LED、触摸芯片、充电管理芯片、检测开关、磁吸充电头等，陀螺仪芯片检测人体运动姿态，传送到蓝牙芯片进行处理，并发送指令，通过连接电池5进行供电，实现对电机的正反转动的控制，并可以通过检测开关对电机转速与力度的检测上报比例蓝牙主控芯片进行处理，进行系带松紧鞋带完成的工作；

电机3包含电机箱体与齿轮箱，外加转动轴承组成，通过连接控制主板2，由控制主板2连接电池5进行电流输出控制，实现电机正反传动与停止；

电池5通过连接控制主板2进行供电，并通过控制主板2控制进行充放电管理，是电机3能够传动工作；

齿轮10与转线轴6做在一个模具塑件上面，通过电机的转动轴承转动齿轮，在带动绳索轴，卷拉鞋带绳进行拉紧鞋带，电机反转就会通过转动轴反转齿轮，对卷起来的鞋带绳进行松开；

蜗杆4是连接在电机齿轮箱上面与齿轮中间，实现电机正反转动齿轮，实现齿轮转动转线轴进行鞋带绳的松紧工作；

上外壳1、下外壳8通过把控制主板2、电机3、电池5、齿轮6、蜗杆4、转线轴10、防水圈7、线盖壳9组装成一个整体，可以装配到鞋子上面进行成型，组装过程中是通过超声波完成，并进行了防水处理，外露只露出磁吸充电头，可以对外进行充电与触摸开关使用；

防水圈7是在组装过程中对内部控制主板2、电机3、电池5进行防水，防止在鞋子穿着过程中出现进水，可以加在磁吸充电头处、绳索轴与齿轮相交处，防止进水到里面装有控制板、电池与电机处，造成漏电断路。

本设计的使用方式如图3所示，自动绑带装置11可以自动地收紧和放松鞋带12。

实施例2，在实施例1的基础上，图2所示为本设计的电路原理图，除图中所给出的芯片、电子元器件也可以用同类型同功能的其他元器件所替代。

实施例3，在实施例1的基础上，

实施例4，是基于实施例1、实施例2与实施例3整个基础上进行工作实施；

本设计还公开了一种智能自动绑带方法，采用上述系统，包含以下步骤：

步骤1、设置电机正反转动所对应定义的运动姿态与角度范围；例如脚伸向前脚尖向上，设置一个角度，脚底向下连续敲打2下做为控制启动电机正方向旋转，脚向后，设置定义一个角度，脚尖向下连续敲打2下，做为控制启动电机反方向旋转，所做出来的人体姿态通过陀螺仪来进行动作姿态角度检测，本角度设置定义为一个范围值，正负5到10度，比如我们定义为45度为中间值，那个这个角度范围我们会考虑取40到50度中间值，只要脚尖与脚跟在这个角度向下敲打2下，陀螺仪就会判定为正确的操作方式；

步骤2、人体做出相应动作，陀螺仪检测到人体所做的角度动作姿态与设置定义的动作角度姿态相符合，上报到蓝牙主控芯片进行处理；

步骤3、蓝牙主控芯片接收到陀螺仪芯片检测到人体所做的动作角度姿态与其程序内控制电机正反转动所设置定义的动作角度姿态相符，就驱动电机进行工作，并做出相应的正反转动工作，同时LED灯作不同的闪灯效果进行操作指示；

步骤4、电机通过蓝牙主控进行控制，并启动电源管理芯片，开启电池给电机与LED输入电流，是其开始工作，电机工作开始工作后，箱体里的齿轮就开始转动，并带动转动轴旋转，转动轴转动外挂的齿轮进行转动工作；齿轮在电机的转动轴传动中进行旋转传动工作，并带动卷有绳索的绳索轴转动进行松放；绳索轴通过齿轮的转动而转动，在转动的过程中，把拉在里面的绳索通过转动的力度拉紧与松开，实现绳索的松紧工作。

步骤5、可以下载手机APP与小程序，并打开根据陀螺仪相关功能所对应的蓝牙通信协议，开发出来的手机APP与小程序，打开蓝牙连接到蓝牙陀螺仪设备，可以实现手机APP来控制电机的传动正反转动，并可以通过手机端可以自由设置不同的人体运动姿态实现电机正反转动，拉动绳索的松紧操作等；

步骤6、可以通过触摸磁吸头进行电机的开与关，实现绑带的松紧，并可以通过触摸对松紧的调节与复位，此触摸开关及可以做磁吸充电开关，也可以做触摸开关，此触摸控制功能不光可以写入低电量复位松开绳索，也可以写入开与关的功能；

其中，电机传动的停止过程如下：通过检测开关对电机转动转数与受力检测，达到一定转数与受力阻值负载，检测开关通知蓝牙主控芯片发送指令，驱动电源芯片断掉电流输出到电机与LED，是电机停止工作，LED灯灭灯。

设备休眠工作状态，电机工作完成传动齿轮带动转动绳索松紧完成后，会设置一个时间值是蓝牙主控芯片关掉陀螺仪芯片进行深度休眠工作；

设备电池电流耗尽复位，可以通过触摸焊接在控制板上面的金属磁吸头进行复位松开绳索，设备设有低电量指示，通过控制板上的LED亮灯来进行低电量报警，比如电池容量低于10％就开始报警，并通知蓝牙主控芯片停止陀螺仪与电机的工作，只能应用触摸开关复位；

设备充电，设备进入低电量报警，进入触摸复位后，必须进行充电后才可以在进行工作，充电过程中，LED会进行进行闪灯提示充电状态，充满后，LED进行另一状态等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式；其内容包含：

1.本发明需要对利用陀螺仪对人体运动姿态检测工作进行保护，包括对运动角度姿态、走路姿态分析、姿态控制电机、气泵等，只要是利用陀螺仪做为开关控制系统的方法都是本专利内的权利；

2.本发明需要对使用手机端连接蓝牙进行控制电机系统的开关与松紧进行保护，包含手机计算蓝牙设备的运动姿态、工作算法、修改姿态控制命令、后台数据存储提取、姿态控制电机与气泵等加以保护；

3.本发明还可以通过触摸磁吸头进行电机的开与关，实现绑带的松紧，并可以通过触摸对松紧的调节与复位，此触摸开关及可以做磁吸充电开关，也可以做触摸开关，此触摸控制功能不光可以写入低电量复位松开绳索，也可以写入开与关的功能；本控制方式也包含本发明专利内；

4.本发明还可以使用语音控制，语音控制可以通过2种方式，一种是只需要直入语音芯片，写入松紧语音字符，通过近距离语音控制设备系统进行松紧绳索设备；另外一种是通过手机端下载APP，通过手机语音来进行松紧绳索设备，此控制方法也包含在本发明专利内。

Claims (10)

1.一种智能自动绑带系统，包括上外壳(1)、主板(2)、电机(3)、蜗杆(4)、电池(5)、齿轮(6)、防水圈(7)、下外壳(8)、线盖(9)和转线轴(10)；其特征在于，所述上外壳(1)和下外壳(8)组成壳体结构，主板(2)安装在壳体内部，主板(2)上连接有电机(3)和电池(5)，电机(3)的电机轴上连接有蜗杆(4)，蜗杆(4)与齿轮(6)啮合，齿轮(6)安装在转线轴(10)上，并装上防水圈(7)进行防水，壳体底部设有线盖壳(9)。

2.根据权利要求1所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，所述控制主板(2)上设有蓝牙主控芯片、陀螺仪芯片、晶振、天线、LED、触摸芯片、充电管理芯片、检测开关、磁吸充电头等，陀螺仪芯片检测人体运动姿态，传送到蓝牙芯片进行处理，并发送指令，通过连接电池(5)进行供电，实现对电机的正反转动的控制。

3.根据权利要求2所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，电机(3)包含电机箱体与齿轮箱，外加转动轴承组成，通过连接控制主板(2)，由控制主板(2)连接电池(5)进行电流输出控制，实现电机正反传动与停止。

4.根据权利要求3所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，齿轮(6)与转线轴(10)安装在一起，通过电机(3)的转动轴承转动齿轮，带动绳索轴，拉进或松开鞋带。

5.根据权利要求4所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，所述上外壳(1)和下外壳(8)嵌入式或卡扣式组成一个整体，装配到鞋子上面成型。

6.根据权利要求1所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，所述蜗杆(4)连接在电机齿轮箱与齿轮(6)中间，用于实现电机正反转动齿轮，实现齿轮转动转线轴进行鞋带绳的松紧工作。

7.根据权利要求3所述的一种智能自动绑带系统，其特征在于，所述壳体上设有多个防水圈(7)。

8.一种智能自动绑带方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的系统，包含以下步骤：

步骤1、设置电机正反转动所对应定义的运动姿态与角度范围；

步骤2、人体做出相应动作，陀螺仪检测到人体所做的角度动作姿态与设置定义的动作角度姿态相符合，上报到蓝牙主控芯片进行处理；

步骤3、蓝牙主控芯片接收到陀螺仪芯片检测到人体所做的动作角度姿态与其程序内控制电机正反转动所设置定义的动作角度姿态相符，驱动电机进行工作，并做出相应的正反转动工作，同时LED灯作不同的闪灯效果进行操作指示；

步骤4、电机通过蓝牙主控进行控制，并启动电源管理芯片，开启电池给电机与LED输入电流，是其开始工作，电机工作开始工作后，箱体里的齿轮就开始转动，并带动转动轴旋转，转动轴转动外挂的齿轮进行转动工作；齿轮在电机的转动轴传动中进行旋转传动工作，并带动卷有绳索的绳索轴转动进行松放；绳索轴通过齿轮的转动而转动，在转动的过程中，把卷在里面的绳索通过转动的力度拉紧与松开，实现绳索的松紧工作。

9.根据权利要求8所述的一种智能自动绑带方法，其特征在于，电机传动的停止过程如下：通过检测开关对电机转动转数与受力检测，达到一定转数与受力阻值负载，检测开关通知蓝牙主控芯片发送指令，驱动电源芯片断掉电流输出到电机与LED，是电机停止工作，LED灯灭灯。

10.根据权利要求8所述的一种智能自动绑带方法，其特征在于，步骤1具体是：脚伸向前脚尖向上，设置一个角度，脚底向下连续敲打2下做为控制启动电机正方向旋转，脚向后，设置定义一个角度，脚尖向下连续敲打2下，做为控制启动电机反方向旋转，所做出来的人体姿态通过陀螺仪来进行动作姿态角度检测，本角度设置定义为一个范围值，正负5到10度。

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