CN218587041U - 一种跑步机升降控制系统及跑步机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及跑步机升降坡度控制领域的技术领域，尤其涉及一种跑步机升降控制系统及跑步机，包括用于驱动跑步机升降的升降电机及升降坡度控制单元；所述升降坡度控制单元包括检测单元，用于检测升降电机的转速及转向；所述检测单元包括霍尔芯片及均匀镶嵌在所述升降电机转轴输出端的若干磁铁，若干所述磁铁沿周向呈N、S级交错分布，用于输出磁场信号；所述霍尔芯片内部包括两个紧挨的独立霍尔感应开关，分别用于感应磁场信号并输出方波信号；可同时监测及传递升降机构的速度及方向，实现方向感应且可靠性高。

Description

一种跑步机升降控制系统及跑步机

技术领域

本申请涉及跑步机升降坡度控制领域的技术领域，尤其涉及一种跑步机升降控制系统及跑步机。

背景技术

跑步机是一种常用的健身器材。随着人们生活水平的提高和健身意识的增强，为了使得跑步者能够获得更好的体验，现有的跑步机一般都设计了可带动跑步台升降的升降结构，通过对升降结构的升降控制，可改变跑步台的坡度。

传统的跑步机升降系统传递信号使用的霍尔元件只有两极且只能传递速度信号，或者使用电位器控制，而电位器作为接触性器件，损耗较大，使用寿命较短，且通过电位器只能检测到跑步台的坡度，由于其固有的缺点，即无法传递方向且传递信号精度也较低。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提供一种跑步机升降控制系统及跑步机，可同时监测及传递升降机构的速度及方向，实现方向感应且可靠性高。采用如下的技术方案：

一种跑步机升降控制系统，包括用于驱动跑步机升降的升降电机及升降坡度控制单元；

所述升降坡度控制单元包括检测单元，用于检测升降电机的转速及转向；

所述检测单元包括霍尔芯片及均匀镶嵌在所述升降电机转轴输出端的若干磁铁，若干所述磁铁沿周向呈N、S级交错分布，用于输出磁场信号；

所述霍尔芯片内部包括两个紧挨的独立霍尔感应开关，分别用于感应磁场信号并输出方波信号；

所述升降坡度控制单元通过检测两个方波信号间的逻辑关系及任一方波信号的脉冲数来检测升降电机的转向及转速。

可选的，所述霍尔芯片与所述磁铁表面磁极间距0.5mm－3mm。

可选的，所述升降电机的输出转轴上套设有一可同轴转动的圆柱磁片，所述圆柱磁片的外圆柱面均等分布若干磁铁，且其磁极朝外呈N、S级交错分布。

可选的，所述升降电机的输出转轴连接设有输出齿轮，所述齿轮上安装固定有一磁片，所述磁片的端面上沿周向均等分布若干磁极呈N、S级交错分布的磁铁。

可选的，所述磁铁以N、S磁极组合为一对，沿升降电机输出转轴周向分布设置为36对磁极。

可选的，霍尔芯片工作电压范围为DC2.7V～24V；工作温度为－40～ 150℃。

一种跑步机，应用上述中任一项所述的升降控制系统。

综上所述，本申请包括以下有益效果：

1.提供一种高精度，且能实现升降电机转向及转速感应的装置，本申请通过使用一霍尔芯片(内置两颗紧挨一起的霍尔芯片)，通过电路的设计及电机上错开N S极磁铁的配和，使其感应电机转动的相应信号，通过检测软件的算法，判断出该升降电机当前的转速及转向，也可以通过软件控制电机的转速及转向。

2.霍尔芯片感应到信号，传输给控制单元，通过软件的算法，判断出当前升降坡度是否正确，同时判断是否需要纠正位置调整方向或速度，以达到目的。

附图说明

图1是一实施例的霍尔芯片与磁铁结构配合图；

图2是另一实施例的霍尔芯片与磁铁结构配合图；

图3是检测单元的电路图；

图4是霍尔电路输出信号图；

图5是电机正转霍尔电路波形图；

图6是电机反转霍尔电路波形图。

附图标记说明：1、输出转轴；2、霍尔芯片；3、磁片；4、磁极；5、输出齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1－6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种跑步机升降控制系统，主要是用在跑步机上，用于感应跑步机升降的坡度及升降速度，该升降控制系统包括用于驱动跑步机升降的升降电机及升降坡度控制单元，升降坡度控制单元包括检测单元，用于检测升降电机的转速及转向，检测单元包括霍尔芯片2及均匀镶嵌在所述升降电机转轴输出端的若干磁铁。

霍尔芯片2一体封装，两个霍尔感应开关封装在一个芯片内，霍尔感应开关通过电路设计做成PCBA模组，固定于相应位置，其引脚焊接在PCB板上，通过指定电路，升降电机输出转轴1上镶嵌有相错开N S极的若干磁铁，霍尔芯片2表面与磁铁的磁极4表面相距0.5mm－3mm。

本申请所提供的霍尔芯片2其工作电压范围：DC2.7V—24V，工作温度：－40－－150℃。霍尔感应开关开启磁场感应强度：10—30GS，霍尔感应开关关断磁场感应强度：－30—－10GS。

在一实施例中，升降电机输出转轴1安装一圆柱磁片3，且带动磁片3 转动，从而输出信号，且若干磁铁等间距分布在圆柱磁片3的外圆柱面上，且其磁极4朝外呈N、S级交错分布。

如图1，磁片3外圆柱面均等若干对磁极4，磁片3内壁与输出转轴1 紧配当电机输出转轴1转动时，磁片3也跟着转动，此时离磁片3圆柱面一定距离的霍尔芯片2捕捉到磁场强度变化，于是通过电路输出信号给控制器，控制器通过相关命令来控制电机。

在另一实施例中，升降电机的输出转轴1上设置输出齿轮5，齿轮上安装固定有一磁片3，且带动磁片3转动，从而输出信号，磁片3的端面上沿周向均等分布若干磁极4呈N、S级交错分布的磁铁。

如图2，磁片3与输出齿轮5紧配固定，当齿轮转动时，磁片3也跟着转动，此时离磁片3圆柱面一定距离的霍尔芯片2捕捉到磁场强度变化，于是通过电路输出信号给控制器，控制器通过相关命令来控制电机。

检测单元的电路是由带两个霍尔感应开关的霍尔芯片2及PCB板，电阻，电容，原子线等组成，负责感应磁瓦NS位置，输出信号，磁片3表面均等分布N极和S极，负责给出磁场信号。

检测单元的电路如图3所示，OUTA与OUTB输出信号，VDD接电源正极， GND接电源负极，霍尔电路输出信号图如图4所示。

优选的，霍尔芯片2与磁片3表面磁极4间距1mm，磁铁以N、S磁极4 组合为一对，沿磁片3等分布设置为36对磁极4。通过升降电机的输出转轴 1或者输出齿轮5带动磁片3转动，从而输出信号，且磁片3上均等多对NS，使得感应精度提升较大。

当跑步机给出升降信号，升降电机开始工作，电机转动，带动磁片3转动，霍尔芯片2内的两个霍尔感应开关(UA、UB)感应到相应的信号，如图 5或图6所示，传输给升降控制系统，通过软件的算法，判断出当前升降坡度是否正确，同时判断是否需要纠正位置调整方向或速度，以达到目的。

软件算法：1：判断马达的正反转：因为霍尔感应开关集成了双霍尔传感器，编号为A、B；在马达启动时，MCU通过两个霍尔信号第一个高电平的到来有先后之分，来判断马达的正反转；如当检测到B传感器先出现高电平信号，可以判断出此时马达时为正转，当检测到A传感器先出现高电平时，判断出此时马达处于反转状态

2：判断马达的转速：MCU通过检测到单位时间内由A或B传感器传出的脉冲个数与对应的磁极4个数的比值，确定出在单位时间内转抽所转的圈数，进而计算出马达的转速。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种跑步机升降控制系统，其特征在于：包括用于驱动跑步机升降的升降电机及升降坡度控制单元；

所述升降坡度控制单元包括检测单元，用于检测升降电机的转速及转向；

所述检测单元包括霍尔芯片及均匀镶嵌在所述升降电机转轴输出端的若干磁铁，若干所述磁铁沿周向呈N、S级交错分布，用于输出磁场信号；

所述霍尔芯片内部包括两个紧挨的独立霍尔感应开关，分别用于感应磁场信号并输出方波信号；

所述升降坡度控制单元通过检测两个方波信号间的逻辑关系及任一方波信号的脉冲数来检测升降电机的转向及转速。

2.根据权利要求1所述的一种跑步机升降控制系统，其特征在于：所述霍尔芯片与所述磁铁表面磁极间距0.5mm－3mm。

3.根据权利要求1所述的一种跑步机升降控制系统，其特征在于：所述升降电机的输出转轴上套设有一可同轴转动的圆柱磁片，所述圆柱磁片的外圆柱面均等分布若干磁铁，且其磁极朝外呈N、S级交错分布。

4.根据权利要求1所述的一种跑步机升降控制系统，其特征在于：所述升降电机的输出转轴连接设有输出齿轮，所述齿轮上安装固定有一磁片，所述磁片的端面上沿周向均等分布若干磁极呈N、S级交错分布的磁铁。

5.根据权利要求1所述的一种跑步机升降控制系统，其特征在于：所述磁铁以N、S磁极组合为一对，沿升降电机输出转轴周向分布设置为36对磁极。

6.根据权利要求1所述的一种跑步机升降控制系统，其特征在于：霍尔芯片工作电压范围为DC2.7V～24V；工作温度为－40～150℃。

7.一种跑步机，其特征在于：应用权利要求1－6中任一项所述的升降控制系统。

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