CN206095261U - 计步装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种计步装置，包括从环和主环，所述从环内设置有超声波产生器和超声波发射器，所述主环内设置有超声波接收器和计步控制器，所述超声波发射器与所述超声波产生器相连接，以发射该超声波产生器所生成的超声波，所述超声波发射器与所述超声波接收器相通信，所述计步控制器与所述超声波接收器相连接，以进行计步。上述计步装置，不需要重力传感器，通过超声波发射器和超声波接收器即可以实现准确地计步，且成本低廉，应用范围更加广泛。

Description

计步装置

技术领域

本实用新型涉及智能控制领域，特别是涉及一种计步装置。

背景技术

计步器是通过统计步数、距离、速度、时间等数据，测算卡路里或热量消耗，用以掌控运动量，防止运动量不足，或运动过量的一种工具。目前市面上很多智能运动手环产品，可以测量运动状态、计步等，并且大多数计步器都是通过加速度传感器检测使用者的上下方向的加速度、并基于该检测值的变化而对步数进行计数计算消耗的卡路里、脂肪燃烧量、步行距离等多个运动信息。计步器的目的是为了掌控运动量、防止运动不足或运动过量的一种工具，而有一类特殊的人群、由于生病或受伤、身体运动多有不便、但这类人更需要适量运动达到加快康复的效果、又不能运动过量、不利于康复，因此需要很准确的计步控制器。另一方面、这类特殊人群很多时候不能像我们正常人一样步行、比如一秒钟5步或10步，每次都有一个很明显的上下重力加速度，他们由于身体欠佳运动可能很缓慢、也很平缓、这时往往会导致传统通过重力加速度传感器采集的重力加速度信号不像是走路、跑步等运动信号，让计步器失效或者很难兼顾这种不同身体情况人群的准确测量。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种计步装置，其可以准确地进行计步，成本低廉。

一种计步装置，包括从环和主环，所述从环内设置有超声波产生器和超声波发射器，所述主环内设置有超声波接收器和计步控制器，所述超声波发射器与所述超声波产生器相连接，以发射该超声波产生器所生成的超声波，所述超声波发射器与所述超声波接收器相通信，所述计步控制器与所述超声波接收器相连接，以进行计步。

上述计步装置，不需要重力传感器，通过超声波发射器和超声波接收器即可以实现准确地计步，且成本低廉，应用范围更加广泛。

在其中一个实施例中，所述超声波接收器为两个或多个麦克风组成的麦克风阵列。通过麦克风阵列可以精确地追踪到声源的位置，从而可以获取主环和从环的相对位置的变化，根据该相对位置的变化以获取步数，操作简单，结果可靠。

在其中一个实施例中，所述主环和所述从环分别用于佩戴在人体双脚的脚腕处。

在其中一个实施例中，所述从环内还设置有频率控制器，该频率控制器与所述超声波产生器相连接，且所述超声波产生器根据该频率控制器所设定的频率产生一定频率的超声波。

在其中一个实施例中，所述频率控制器包括工作模式设置单元和/或用户特征设置单元。

在其中一个实施例中，所述主环内还设置有同步控制器，该同步控制器与超声波接收器相连接，以根据该超声波接收器接收的超声波调整超声波接收器的接收频率。

在其中一个实施例中，所述主环内还设置有存储器，该存储器与所述计步控制器相连接，以存储所述计步装置计数的步数。

在其中一个实施例中，所述主环内还设置有蓝牙发射模块，所述蓝牙发射模块与所述计步控制器相连接，所述蓝牙发射模块用于与移动设备相通信。

附图说明

图1为一实施例中计步装置的结构示意图；

图2为图1所示的计步装置的一应用场景图；

图3为图1中所示实施例的从环的进一步的结构示意图；

图4为图1所示实施例的主环的进一步的结构示意图；

图5为图1所示实施例的计步装置的处理流程图。

其中，

100 计步装置

110 主环

111 超声波接收器

112 计步控制器

113 同步控制器

114 存储器

115 蓝牙发射模块

120 从环

121 超声波产生器

122 超声波发射器

123 频率控制器

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在详细说明根据本实用新型的实施例前，应该注意到的是，所述的实施例主要在于与计步装置相关的系统组件的组合。因此，所属系统组件已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本实用新型的实施例有关的细节，以免因对于得益于本实用新型的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本实用新型的公开内容。

在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，图1为一实施例中计步装置100的结构示意图。在该实施例中，该计步装置100包括从环120和主环110，从环120内设置有超声波产生器121和超声波发射器122，主环110内设置有超声波接收器111和计步控制器112，超声波发射器122与超声波产生器121相连接，以发射该超声波产生器121所生成的超声波，超声波发射器122与超声波接收器111相通信，计步控制器112与超声波接收器111相连接，以进行计步。

在实际使用时，从环120的超声波产生器121可以产生超声波信号，并通过超声波发射器122发射，主环110的超声波接收器111通过接收到的超声波信号来进行计数，不需要重力传感器。

上述计步装置100，不需要重力传感器，通过超声波发射器122和超声波接收器111即可以实现准确地计步，且成本低廉，应用范围更加广泛。

在其中一个实施例中，超声波接收器111为两个或多个麦克风组成的麦克风阵列。这样麦克风阵列中的每个麦克风可以同时获取从环120发射的超声波信号，且仅需要通过简单的麦克风阵列算法就可以确定出声源的位置，从而可以获取主环110和从环120的相对位置的变化，根据该相对位置的变化以获取步数，操作简单，结果可靠。

在其中一个实施例中，请参阅图2所示，图2为图1所示的计步装置100的一应用场景图。由于计步器大多产品佩戴位置为手腕，而手腕是人体运动状态最复杂的位置，其运动状态、轨迹、动作非常复杂，通过加速度传感器采集的加速度信号往往是几个加速度的合成信号，甚至有时会出现使用者只是手有动作整个人并没有出现走路、跑步等运动时加速度传感器会采集到与走路、跑步完全相似的加速度信号，要从中准确判断运动状态相当有难度，所以现在的手环产品检测出来的计步、跑步、骑车、游泳、登山等运动很不准确、误差极大。在该实施例中，上述的主环110和从环120可以分别佩戴在人体双脚的脚腕处。从而通过上述的麦克风阵列可以容易地获取双脚的相对位置的变化，并可以绘制双脚相对位置变化的曲线，从而可以准确地计算运动步数。且对于特殊人群，例如生病或受伤、身体运动多有不便，也可以准确地进行计步，从而可以极大地消除运动形态变化而引起的误差，能够保证计步的准确性和真实性。

在其中一个实施例中，请参阅图3所示，图3为图1中所示实施例的从环120的进一步的结构示意图。在该实施例中，从环120内还可以设置有频率控制器123，该频率控制器123与超声波产生器121相连接，且超声波产生器121根据该频率控制器123所设定的频率产生一定频率的超声波信号。在其中一个实施例中，频率控制器123包括工作模式设置单元和/或用户特征设置单元。这样在从环120工作之前，可以通过频率控制器123根据工作模式(例如，散步、跑步等)或者用户特征(例如，身高、体重、年龄等)来设置超声波产生器121产生的超声波信号的频率，从而超声波产生器121即可以产生相应信号的超声波信号。且在该实施例中，如果超声波发射器122不发射超声波信号，则可以控制从环120处于休眠状态，等到下一次发射超声波信号的时候再被唤醒以发射超声波信号。

在其中一个实施例中，请参阅图4所示，图4为图1所示实施例的主环110的进一步的结构示意图。在该实施例中，主环110内还可以设置有同步控制器113，该同步控制器113与超声波接收器111相连接，以根据该超声波接收器111接收的超声波调整超声波接收器111的接收频率。在该实施例中，由于从环120根据工作模式和用户特征发射一定频率的超声波信号，主环110可以在超声波接收器111接收到超声波信号后，通过同步控制器113追踪超声波信号，从而使得主环110的超声波接收频率和从环120的超声波发射频率一致。且当主环110的超声波接收器111同步上了从环120的超声波发射器122后，在从环120没有发射超声波信号的时候，可以控制主环110处于休眠状态，等到下一次从环120发射超声波信号的时候再被唤醒以接收超声波信号。在该实施例中，通过同步控制器113，在从环120不发射超声波信号时，可以控制主环110和从环120处于休眠状态，从而减少不必要的能量损耗，增加整个装置的工作时长。

且进一步地，在其中一个实施例中，可以通过设置使得从环120发射的超声波信号携带一定的信息，例如可以通过设置超声波信号的频率、超声波信号的持续时间、超声波信号之间的时间间隔等，例如当从环120的工作模式改变后，主环110可以在超声波接收器111接收到超声波信号后，解析获得超声波所携带的信号，从而可以重新调整或者校正主环110的超声波接收器111的工作频率。

在其中一个实施例中，请继续参阅图4所示，主环110内还可以设置有存储器114，该存储器114与计步控制器112相连接，以存储计步装置100计数的步数。且在其中一个实施例中，计步控制器112可以判断出是否主环110是否需要计步，例如通过麦克风阵列接收到超声波信号来判断双脚之间的相对位置是否变换，如果在一定时间内双脚之间的相对位置没有发生变化，则认为此时不需要进行计步，并将该段时间存储在存储器114中，如果计步控制器112判断出在一定时间内需要计步，则进行计步，并将计步的结果，即步数存储在存储器114中，以便用户调取查看。

在其中一个实施例中，计步控制器112还可以包括其他的运算处理单元，比如计算运动消耗能量的运动量计算单元，通过运动特征判断运动模式的运动模式识别单元。且该计步控制器112可以根据携带者的身高、体重、年龄等用户特征结合计算出来的运动步数计算消耗的卡路里和运动量等，通过运动特征识别运动模式等。

在其中一个实施例中，请继续参见图4所示，主环110内还可以设置有蓝牙发射模块115，蓝牙发射模块115与计步控制器112相连接，蓝牙发射模块115还与移动设备相通信。其中移动设备可以指手机、平板电脑等智能终端。在该实施例中蓝牙发射模块115可以将存储器114中的存储的步数发送到移动设备上，以方便用户的查看。

请参阅图5所示，图5为图1所示实施例的计步装置100的处理流程图。首先，S502：通过从环120的频率控制器123设置好超声波信号的频率，S504：从环120的超声波产生器121产生该频率的超声波信号后，S506：超声波发射器122发射该频率的信号，从而S508：主环110的超声波接收器111可以接收该频率的超声波信号，S510：主环110中的同步控制器113根据接收的该频率的信号调节超声波接收器111的接收频率，从而实现从环120和主环110的同步。

其次，由于此时从环120和主环110已经建立了同步关系，如果此时从环120不发射该频率的超声波信号，则主环110和从环120可以处于休眠状态，以节省能耗，如果此时从环120发射该频率的超声波信号，则S512：主环110通过超声波接收器111接收该超声波信号后，主环110的计步控制器112进行计步，并将计步后的结果存储在存储器114中，另外主环110还可以通过上述的额运动量计算单元、运动模式识别单元等计算运动量和消耗的卡路里等。S514：主环110还可以通过蓝牙发射模块115将步数发送到用户的移动设备上，以供用户查看，例如可将步数发送到用户的手机上，用户可以通过手机来查看步数等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种计步装置，其特征在于，包括从环和主环，所述从环内设置有超声波产生器和超声波发射器，所述主环内设置有超声波接收器和计步控制器，所述超声波发射器与所述超声波产生器相连接，以发射该超声波产生器所生成的超声波，所述超声波发射器与所述超声波接收器相通信，所述计步控制器与所述超声波接收器相连接，以进行计步。

2.根据权利要求1所述的计步装置，其特征在于，所述超声波接收器为两个或多个麦克风组成的麦克风阵列。

3.根据权利要求1所述的计步装置，其特征在于，所述主环和所述从环分别用于佩戴在人体双脚的脚腕处。

4.根据权利要求1至3任一项所述的计步装置，其特征在于，所述从环内还设置有频率控制器，该频率控制器与所述超声波产生器相连接，且所述超声波产生器根据该频率控制器所设定的频率产生一定频率的超声波。

5.根据权利要求4所述的计步装置，其特征在于，所述频率控制器包括工作模式设置单元和/或用户特征设置单元。

6.根据权利要求1至3任一项所述的计步装置，其特征在于，所述主环内还设置有同步控制器，该同步控制器与超声波接收器相连接，以根据该超声波接收器接收的超声波调整超声波接收器的接收频率。

7.根据权利要求1所述的计步装置，其特征在于，所述主环内还设置有存储器，该存储器与所述计步控制器相连接，以存储所述计步装置计数的步数。

8.根据权利要求1至3任一项所述的计步装置，其特征在于，所述主环内还设置有蓝牙发射模块，所述蓝牙发射模块与所述计步控制器相连接，所述蓝牙发射模块用于与移动设备相通信。