CN214436100U - 一种智能跳绳垫 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种智能跳绳垫,包括柔性的垫子,所述的垫子的中间设置检测区域,所述的检测区域的垫子内部设置薄膜压力传感器,所述的垫子的前端区域的内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置设置抗压外壳,所述的抗压外壳的内部设置处理器,与所述的处理器连接的蓝牙模块,信号处理电路,蜂鸣器和双色指示灯,所述的信号处理电路包括信号放大电路和滞回比较电路,还包括充电电池,与所述的充电电池连接电源开关;所述的薄膜压力传感器连接所述的信号处理电路,所述的检测区域的压力信号由所述的薄膜压力传感器采集,经过所述的信号处理电路放大、阈值处理,输出数字信号给所述的处理器。
Description
技术领域
本专利涉及一种智能跳绳垫,属于体育健身器材领域。
背景技术
跳绳是一项传统的锻炼项目,可以锻炼体能,提高身体协调能力,对身体处在生长阶段的青少年特别适合,并且跳绳对场地要求不高,也不需要队友。因此,为了提高青少年的身体素质,跳绳已经列入小学生的体育考核内容。为了取得好成绩,小学生们做完作业都会坚持练习。但是练习过程中,往往需要家长在旁边进行计时以及计数。同时,在实际操作过程中,对于高年级的学生,因为速度很快,经常会出现计数不准的情况,含含糊糊的计个大概,甚至开小差导致错计、漏计,影响练习效果。
发明内容
本专利的目的是为了解决上述问题,提供一种智能跳绳垫,材质柔软,可卷曲收纳,采用压力传感器检测跳绳的次数,替代人工计数,计数准确,操作方便。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种智能跳绳垫,包括柔性的垫子,所述的垫子的中间设置检测区域,所述的检测区域的垫子内部设置薄膜压力传感器,所述的垫子的前端区域的内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置设置抗压外壳,所述的抗压外壳的内部设置进行集中控制的处理器,与所述的处理器连接的蓝牙模块,信号处理电路,蜂鸣器和双色指示灯,所述的双色指示灯包括红色LED灯和绿色LED灯,所述的信号处理电路包括信号放大电路和滞回比较电路,还包括充电电池,与所述的充电电池连接电源开关,当所述的电源开关接通以后,所述的充电电池向所述的电子控制装置中的其他部件进行供电;所述的薄膜压力传感器连接所述的信号处理电路,所述的检测区域的压力信号由所述的薄膜压力传感器采集,经过所述的信号处理电路放大、阈值处理,输出数字信号给所述的处理器,当所述的检测区域有人站立时,所述的信号处理电路输出逻辑低电平,当所述的检测区域无压力的时候,输出逻辑高电平;还包括与所述的蓝牙模块连接的智能手机,所述的智能手机设置跳绳应用程序,所述的处理器设置跳绳个数采集方法,所述的跳绳个数采集方法包括以下步骤:
(1) 用户的智能手机连接所述的蓝牙模块,打开所述的跳绳应用程序,点击开始,所述的处理器闪烁所述的双色指示灯的红色LED灯,进行5秒倒计时;计时结束后,所述的处理器控制所述的蜂鸣器发声,提示用户开始跳绳,同时所述的处理器控制所述的双色指示灯的绿色LED灯闪烁,进行60秒倒计时;
(2) 所述的处理器每隔时间间隔T检测所述的信号处理电路的输出信号,如果检测输出信号为逻辑高电平,则f(k)=1,否则f(k)=0,k=0,1,2,3...;如果f(k-1)=0同时f(k)=1,跳绳次数S加1;
(3) 当60秒倒计时结束,所述的处理器控制所述的蜂鸣器发声,提示用户跳绳结束,所述的处理器控制所述的双色指示灯熄灭,将跳绳次数S传输给所述的智能手机的跳绳应用程序进行显示。
所述的信号放大电路设置运放U1,所述的运放U1的同相端连接参考电压Vref1,反相端连接所述的薄膜压力传感器和电阻R1,所述的薄膜压力传感器另一端接地,所述的电阻R1另一端连接所述的运放U1的输出端,所述的滞回比较电路设置电阻R3连接所述的运放U1的输出端,所述的电阻R3的另一端连接运放U2的方向输入端,所述的运放U2的同相端连接电阻R2和电阻R4,所述的电阻R4的另一端连接参考电压Vref2,所述的电阻R2的另一端连接所述的运放U2的输出端,所述的运放U2的输出端连接所述的处理器,其中参考电压Vref2大于Vref1。
本实用新型的有益效果主要表现在:采用压力传感器检测跳绳的次数,替代人工计数,计数准确,避免错计、漏计。
附图说明
图1是专利实施提供的智能跳绳垫的外观示意图;
图2是本专利实施提供的智能跳绳垫的结构示意图;
图3是本专利实施提供的智能跳绳垫的控制原理图;
图4是本专利实施提供的智能跳绳垫的信号处理电路原理图。
具体实施方式
为了更好的理解本专利,下面结合附图对其具体说明。
参照图1-4,一种智能跳绳垫,包括柔性的垫子1,可以卷起来收纳,减少占用空间,并且易于携带。所述的垫子1的中间设置检测区域2,可涂上与所述的垫子1不同的醒目颜色,标注跳绳区域。所述的检测区域2的垫子1内部设置薄膜压力传感器3,所述的薄膜压力传感器3表现为可变电阻特性,施加压力越大,电阻值越小。
所述的垫子1的前端区域的内部设置电子控制装置4,为了抵抗偶尔的脚踏,所述的电子控制装置4设置抗压外壳,在所述的抗压外壳的内部设置进行集中控制的处理器5,与所述的处理器5连接的蓝牙模块7,信号处理电路6,蜂鸣器8和双色指示灯9,还包括充电电池11,与所述的充电电池11连接电源开关10,当所述的电源开关10接通以后,所述的充电电池11向所述的电子控制装置4中的其他部件进行供电。
为了降低功耗,所述的处理器5可采用低功耗性能突出的MSP430单片机。所述的双色指示灯9包括红色LED灯和绿色LED灯,可进行跳绳开始之前的5倒计时指示,以及跳绳器期间的60秒倒计时提示。
所述的信号处理电路6包括信号放大电路12和滞回比较电路13,所述的信号放大电路12将输入的微小电流信号转换为电压信号,并进行放大;所述的滞回比较电路13将所述的信号放大电路12输出的电压信号转换为逻辑电平。所述的薄膜压力传感器3连接所述的信号处理电路6,所述的检测区域2的压力信号由所述的薄膜压力传感器3采集,经过所述的信号处理电路6放大、阈值处理,输出数字信号给所述的处理器5。
所述的信号放大电路12设置运放U1,所述的运放U1的同相端连接参考电压Vref1,反相端连接所述的薄膜压力传感器3和电阻R1,所述的薄膜压力传感器3另一端接地,所述的电阻R1另一端连接所述的运放U1的输出端。由理想运放特性可知,经过所述的薄膜压力传感器3的电流与经过电阻R1的电流大小相等方向相同,设所述的薄膜压力传感器3的阻值为r,因此所述的运放U1的输出电压Vo1=Vref1+Vref1/r*R1。
所述的滞回比较电路13设置电阻R3连接所述的运放U1的输出端,所述的电阻R3的另一端连接运放U2的方向输入端,所述的运放U2的同相端连接电阻R2和电阻R4,所述的电阻R4的另一端连接参考电压Vref2,所述的电阻R2的另一端连接所述的运放U2的输出端,所述的运放U2的输出端连接所述的处理器5,其中参考电压Vref2大于Vref1。当所述的运放U2输出电压Vo2为高电平VCC时,所述的运放U2的同相端电压V2H+=Vref2+(VCC-Vref2)*R4/(R2+R4),即(VCC*R4+Vref2*R2)/(R2+R4),因此当Vo1>V2H+时,Vo2变化为低电平;当所述的运放U2输出为低电平0时,所述的运放U2的同相端电压V2L+=Vref2+(0-Vref2)*R4/(R2+R4),即Vref2*R2/(R2+R4),因此当Vo1<V2L+时,Vo2变化为高电平,显然V2H+大于V2L+,实现了滞回比较,具有抗干扰能力强的优点,减轻了软件滤波的负担。
因此,可以得出结论:当所述的检测区域2有人站立时,所述的信号处理电路6输出逻辑低电平,当所述的检测区域2无压力的时候,输出逻辑高电平。
为了实现所述的智能跳绳垫的轻便性,不设置显示界面,因此需要与所述的蓝牙模块7连接的智能手机,所述的智能手机设置跳绳应用程序,可以启动跳绳过程并进行跳绳个数显示。
所述的处理器5设置跳绳个数采集方法,所述的跳绳个数采集方法包括以下步骤:
(1)用户的智能手机连接所述的蓝牙模块7,打开所述的跳绳应用程序,点击开始,所述的处理器5闪烁所述的双色指示灯9的红色LED灯,进行5秒倒计时;计时结束后,所述的处理器5控制所述的蜂鸣器8发声,提示用户开始跳绳,同时所述的处理器5控制所述的双色指示灯9的绿色LED灯闪烁,进行60秒倒计时;
步骤(1)是通过所述的智能手机启动跳绳过程,所述的处理器5以声音和闪光的方式与用户同步。
(2)所述的处理器5每隔时间间隔T检测所述的信号处理电路6的输出信号,如果检测输出信号为逻辑高电平,则f(k)=1,否则f(k)=0,k=0,1,2,3...;如果f(k-1)=0同时f(k)=1,跳绳次数S加1;
所述的处理器5进行信号采集,并进行数据处理及判断,得出跳绳的次数。每次跳绳都有一个双脚离地的过程,因此只要判断f(k)中的信号正跳变就可以判断为一次跳绳。时间间隔T设置为小于用户双脚离地的时间常数。
(3)当60秒倒计时结束,所述的处理器5控制所述的蜂鸣器8发声,提示用户跳绳结束,所述的处理器5控制所述的双色指示灯9熄灭,将跳绳次数S传输给所述的智能手机的跳绳应用程序进行显示。
结束一次跳绳过程。所述的跳绳应用程序可记录每次的跳绳次数S,基于历史的跳绳次数S可形成数据分析图表,为用户的锻炼计划提供参考。
Claims (2)
1.一种智能跳绳垫,包括柔性的垫子,其特征在于:所述的垫子的中间设置检测区域,所述的检测区域的垫子内部设置薄膜压力传感器,所述的垫子的前端区域的内部设置电子控制装置,所述的电子控制装置设置抗压外壳,所述的抗压外壳的内部设置进行集中控制的处理器,与所述的处理器连接的蓝牙模块,信号处理电路,蜂鸣器和双色指示灯,所述的双色指示灯包括红色LED灯和绿色LED灯,所述的信号处理电路包括信号放大电路和滞回比较电路,还包括充电电池,与所述的充电电池连接电源开关,当所述的电源开关接通以后,所述的充电电池向所述的电子控制装置中的其他部件进行供电;所述的薄膜压力传感器连接所述的信号处理电路,所述的检测区域的压力信号由所述的薄膜压力传感器采集,经过所述的信号处理电路放大、阈值处理,输出数字信号给所述的处理器,当所述的检测区域有人站立时,所述的信号处理电路输出逻辑低电平,当所述的检测区域无压力的时候,输出逻辑高电平。
2.如权利要求1所述的一种智能跳绳垫,其特征在于:所述的信号放大电路设置运放U1,所述的运放U1的同相端连接参考电压Vref1,反相端连接所述的薄膜压力传感器和电阻R1,所述的薄膜压力传感器另一端接地,所述的电阻R1另一端连接所述的运放U1的输出端,所述的滞回比较电路设置电阻R3连接所述的运放U1的输出端,所述的电阻R3的另一端连接运放U2的方向输入端,所述的运放U2的同相端连接电阻R2和电阻R4,所述的电阻R4的另一端连接参考电压Vref2,所述的电阻R2的另一端连接所述的运放U2的输出端,所述的运放U2的输出端连接所述的处理器,其中参考电压Vref2大于Vref1。
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