CN201070511Y - 跑步机自适应调速控制装置 - Google Patents

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沙林秀
李琳
张奇志
史富斌
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Abstract

本实用新型公开了一种跑步机自适应调速控制装置，包括上位机、速度闭环模块和跑步机，所述上位机通过联网接口与跑步机自适应调速控制模块连接，跑步机自适应调速控制模块输入端连接有心电监测模块、速度闭环模块和键盘/显示模块，速度闭环模块输入端连接有跑步机。本实用新型将人的因素加入到控制环节，使跑步机更好的为我们服务，从而真正体现了“以人为本”的设计构想；跑步机中的自适应调速控制系统会根据健身者的心率状况自动调整跑步机的速度，以达到预期的健身目的，避免了由于运动量不足而达不到健身效果，或者由于运动量过大而危害身体健康，同时还能对健身者的一些突发情况进行保护和处理。

Description

跑步机自适应调速控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种调速控制装置，具体涉及一种在传统跑步机速度闭环控制方式基础上，增加了基于心电监护的自适应模糊速度控制模块的跑步机自适应调速控制装置。
背景技术
传统的跑步机调速控制主要是通过对跑步机电机的转速进行实时采样从而实现闭环控制，以保证跑步机在设定的速度下恒速运行。这种控制方式存在以下缺点：
1、人在跑步机上跑步，整个系统有两个运动主体：人和跑步机。传统的调速控制只将跑步机的速度作为控制对象，并没有考虑到人的因素。如运动者的健康状况和运动时刻的身体状况。
2、跑步者要想在运动过程中调整速度，必须通过按键来改变速度，这会给运动者带来不安全的因素。
3、不能记录运动者的历史信息，因而无法了解运动者某一时间段的运动状况，从而无法更安全、更有效的实现健身的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种根据健身者的身体状况自动调速，安全有效的跑步机自适应调速控制装置。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种跑步机自适应调速控制装置，包括上位机1、速度闭环模块5和跑步机6，其特征在于：所述上位机1通过联网接口2-5与跑步机自适应调速控制模块2连接，跑步机自适应调速控制模块2输入端连接有心电监测模块4、速度闭环模块5和键盘/显示模块3，速度闭环模块5输入端连接有跑步机6。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型将人的因素加入到控制环节，使跑步机更好的为我们服务，从而真正体现了“以人为本”的设计构想；跑步机中的自适应(智能)调速控制系统会根据健身者的心率状况自动调整跑步机的速度，以达到预期的健身目的，避免了由于运动量不足而达不到健身效果，或者由于运动量过大而危害身体健康，同时还能对健身者的一些突发情况进行保护和处理。
附图说明
图1为本实用新型跑步机自适应调速控制装置的整体框图。
图2为本实用新型具有心电监测功能的心电监测模块原理框图。
图3为本实用新型跑步机自适应控制模块原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细说明。
如图1和图3所示，本实用新型包括上位机1、速度闭环模块5和跑步机6，所述上位机1通过联网接口2-5与跑步机自适应调速控制模块2连接，跑步机自适应调速控制模块2输入端连接有心电监测模块4、速度闭环模块5和键盘/显示模块3，速度闭环模块5输入端连接有跑步机6。所述上位机1为PC机。
如图2所示，所述心电监测模块4通过无线通讯接口7与跑步机自适应调速控制模块2连接；所述心电监测模块4上设置有传感器4-1，传感器4-1的输出端接放大、转换电路4-2，放大、转换电路4-2的输出端接单片机4-3，单片机4-3的输出端与无线通讯接口7连接。因为每个人在平时的心率都不尽相同，运动者首次使用跑步机时，先将具有心电感应功能的护腕系好，通过心电感应电极测得心率，心率信号经过放大处理后，通过蓝牙将处理后心率数据发送给跑步机速度控制核心，并将这些数据发送到上位机保存。当健身者再次使用时，只需选定跑步机，则相关数据会从上位机下载到所选定的跑步机上，健身者可直接进行健身。同时，上位机还可根据每个健身者的历史数据自动为他们计算设定相关参数，如各个模式的心率范围等。以此作为运动过程中心率是否正常的一个判定标准，实现以自适应模糊速度控制。
如图3所示，所述跑步机自适应调速控制模块2上设置有跑步机驱动接口电路2-1、键盘显示接口电路2-2、速度闭环控制单元2-3、心电监护自适应控制单元2-4和无线通讯接口7以及联网接口2-5，无线通讯接口7和联网接口2-5均与心电监护自适应控制单元2-4连接，心电监护自适应控制单元2-4输出端接速度闭环控制单元2-3和键盘显示接口电路2-2，速度闭环控制单元2-3输出端接跑步机驱动接口电路2-1和键盘显示接口电路2-2，键盘显示接口电路2-2输出端接速度闭环控制单元2-3和心电监护自适应控制单元2-4。
本实用新型在使用时，运动者首先通过按键设定跑步机的控制模式(既有/无心电监测控制模式)。当选择心电监测控制方式，控制系统会根据用户选择的心电监护控制模式确定该速度下心率波动范围，若超出允许范围，跑步机会自动减速(加速)，直到监测到的运动者的心率在所允许的范围内，从而实现心电监测和调速双闭环自适应模糊控制。这种控制方式不是将跑步机电机的转速与健身者选定的健身模式相联系，而是将健身者的心率与健身者选定的健身模式相联系，这样就充分考虑到了不同健身者的个体差别。例如：5km/h对于健身者A来说可能是强化模式，但对于健身者B来说可能只是舒适模式。健身者只需在健身前选定健身模式既可开始健身，在健身过程中无需再向跑步机发出指令。

Claims (4)

1.一种跑步机自适应调速控制装置，包括上位机(1)、速度闭环模块(5)和跑步机(6)，其特征在于：所述上位机(1)通过联网接口(2-5)与跑步机自适应调速控制模块(2)连接，跑步机自适应调速控制模块(2)输入端连接有心电监测模块(4)、速度闭环模块(5)和键盘/显示模块(3)，速度闭环模块(5)输入端连接有跑步机(6)。
2.根据权利要求1所述的跑步机自适应调速控制装置，其特征在于：所述心电监测模块(4)通过无线通讯接口(7)与跑步机自适应调速控制模块(2)连接。
3.根据权利要求1或2所述的跑步机自适应调速控制装置，其特征在于：所述心电监测模块(4)上设置有传感器(4-1)，传感器(4-1)的输出端接放大、转换电路(4-2)，放大、转换电路(4-2)的输出端接单片机(4-3)，单片机(4-3)的输出端与无线通讯接口(7)连接。
4.根据权利要求1或2所述的跑步机自适应调速控制装置，其特征在于：所述跑步机自适应调速控制模块(2)上设置有跑步机驱动接口电路(2-1)、键盘显示接口电路(2-2)、速度闭环控制单元(2-3)、心电监护自适应控制单元(2-4)和无线通讯接口(7)以及联网接口(2-5)，无线通讯接口(7)和联网接口(2-5)均与心电监护自适应控制单元(2-4)连接，心电监护自适应控制单元(2-4)输出端接速度闭环控制单元(2-3)和键盘显示接口电路(2-2)，速度闭环控制单元(2-3)输出端接跑步机驱动接口电路(2-1)和键盘显示接口电路(2-2)，键盘显示接口电路(2-2)输出端接速度闭环控制单元(2-3)和心电监护自适应控制单元(2-4)。
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