CN219108452U - 运动约束设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种运动约束设备，应用于对宠物进行约束领域，该运动约束设备包括：控制器，用于控制驱动组件的驱动电流；驱动组件，与控制器连接，用于在控制器的控制下驱动步进电机运转；步进电机，与驱动组件连接，用于在运转时，带动与宠物连接的牵引组件收紧或放松对宠物的约束。以用于解决现有方案无法采用无线控制方式来对宠物的运动行为进行约束的问题。

Description

运动约束设备

技术领域

本实用新型涉及宠物约束设备技术，尤其涉及一种运动约束设备。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的家庭选择喂养家庭宠物，例如，喂养狗、猪、猫、兔等，以狗为例，主人牵着狗到户外散步、奔跑(俗称遛狗)，不仅有益于狗的身体健康，还可以增进狗与主人的感情。

但是，为了公共安全，在户外遛宠物时需要给宠物戴上宠物绳，现有的宠物绳基本都是通过绳索物理连接至宠物的脖颈上的项圈，遛宠物时主人牵着宠物绳，以控制宠物的运动行为。

在宠物的体型较大时需要施加较大的力，存在主人无法控制住宠物的可能；且主人施加的力较大时，有可能对宠物造成伤害，因此，需要一种无线控制方式来对宠物的运动行为进行约束。

实用新型内容

针对现有技术缺陷，本实用新型提供一种运动约束设备。以用于解决现有方案无法采用无线控制方式来对宠物的运动行为进行约束的问题。

一方面，本实用新型提供一种运动约束设备，包括：

控制器，用于控制驱动组件的驱动电流；

驱动组件，与上述控制器连接，用于在上述驱动电流的控制下驱动上述步进电机运转；

上述步进电机，与上述驱动组件连接，用于在运转时，带动与上述宠物连接的牵引组件收紧或放松对上述宠物的约束。

进一步地，上述运动约束设备还包括上述牵引组件，上述牵引组件包括：

上述转轮，与上述步进电机的转轴连接，用于在上述步进电机的带动下正向转动或反向转动，以调整上述牵引组件的绳索缠绕在上述宠物的肢体外侧的松紧程度；

上述绳索，上述绳索的第一端与上述转轮连接，上述绳索的第二端缠绕在上述宠物的肢体外侧，用于在上述转轮转动的牵引下，收紧或放松对上述宠物的肢体的约束，上述肢体至少包括：前肢、后肢。

进一步地，上述运动约束设备，可拆卸的设置于上述宠物的背带上，其中，上述背带可拆卸的穿戴于上述宠物的背部。

进一步地，上述运动约束设备，还包括：

测距组件，用于监测上述宠物与智能终端之间的距离；

上述控制器，还与上述测距组件连接，用于在上述距离大于预定距离时，收紧对上述宠物的约束，以及在上述距离小于预定距离时，放松对上述宠物的约束。

进一步地，上述运动约束设备，还包括：

定位组件，用于采集上述宠物的位置信息；

运动姿态传感器，用于采集上述宠物的运动姿态信息；

上述控制器，还与上述定位组件和上述运动姿态传感器连接，用于在上述宠物的位置在预设范围外，和/或上述宠物的运动姿态为第一类运动姿态时，收紧对上述宠物的约束；以及在上述宠物的位置在预设范围内，和/或上述宠物的运动姿态为第二类运动姿态时，放松对上述宠物的约束。

进一步地，上述控制器，与智能终端连接，用于接收来自上述智能终端的用户控制指令，并控制上述驱动组件的驱动电流，其中，上述用户控制指令包括：收紧指令或放松指令。

进一步地，上述运动约束设备，还包括：

通信模块，与上述智能终端连接，用于建立上述运动约束设备与智能终端之间的通信连接，上述通信模块，包括如下至少之一：蓝牙模块、GSM/GPRS模块、Wi-F i模块、Z igBee模块。

进一步地，上述智能终端包括如下至少之一：智能手机、智能手环、蓝牙耳机、无人机、虚拟现实眼镜或头显、遥控器。

进一步地，上述运动约束设备，还包括：

供电模块，与上述运动约束设备的各个组件连接，用于为上述运动约束设备供电，其中，上述供电模块至少包括：纽扣锂电池。

进一步地，上述运动约束设备的设置部位，还包括如下至少之一：颈部、腿部、腹部。

本实用新型提供的一种运动约束设备，应用于对宠物进行约束领域，该运动约束设备包括：控制器，用于控制驱动组件的驱动电流；与控制器连接的驱动组件，用于在控制器的控制下驱动步进电机运转；与驱动组件连接的步进电机，用于在运转时带动与宠物连接的牵引组件收紧或放松对宠物的约束。以用于解决现有方案无法采用无线控制方式来对宠物的运动行为进行约束的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种运动约束设备的架构示意图；

图2a为本实用新型实施例提供的一种可选的运动约束设备的架构示意图；

图2b为本实用新型实施例提供的一种可选的运动约束设备的架构示意图；

图2c为本实用新型实施例提供的一种可选的运动约束设备的架构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种可选的运动约束设备的实现场景示意图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的例子。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及本实用新型的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本实用新型的实施例进行描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种运动约束设备的架构示意图，如图1所示，该运动约束设备100，包括：

控制器101，用于控制驱动组件的驱动电流。

驱动组件102，与上述控制器101连接，用于在上述驱动电流的控制下驱动上述步进电机运转。

步进电机103，与上述驱动组件102连接，用于在运转时，带动与上述宠物连接的牵引组件104收紧或放松对上述宠物的约束。

本实用新型提供的一种运动约束设备，应用于对宠物进行约束领域，该运动约束设备包括：控制器，用于控制驱动组件的驱动电流；与控制器连接的驱动组件，用于在控制器的控制下驱动步进电机运转；与驱动组件连接的步进电机，用于在运转时带动与宠物连接的牵引组件收紧或放松对宠物的约束。以用于解决现有方案无法采用无线控制方式来对宠物的运动行为进行约束的问题。

可选的，本实用新型中所提供的运动约束设备，可以应用于用户(例如，宠物主人)领着宠物到户外散步、奔跑(例如，遛狗)的场景中，用以实现以无线的方式对宠物的运动行为进行约束。

可选的，上述宠物包括如下至少之一：宠物狗、宠物猪、宠物猫、宠物兔等。

可以理解的是，上述宠物不限于为养育在宠物主人家中的宠物，还可以为其他非宠物品种的适于家养的动物。

还可以理解的是，上述宠物还可以为动物园、宠物店、宠物医院中的动物，采用本实用新型实施例所提供的方案，可以便于饲养员、宠物店工作人员、宠物医生对管理的动物进行饲养和看护。

仍可以理解的是，本实用新型实施例所提供的方案，还可以适用于对导盲犬、警犬等特殊用途的动物进行约束，以便于更好的实现特殊用途。

可选的，上述控制器可以为单片机，例如嵌入式单片机STM32。

可选的，上述与控制器连接的驱动组件，可以为电机驱动板，用于在驱动电流的控制下驱动上述步进电机运转。

可选的，上述与驱动组件连接的步进电机，又称脉冲电动机，可以是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转轴就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。本实用新型的实施例中，步进电机，用于在电机驱动板的驱动下，转轴进行运转时，带动与宠物连接的牵引组件收紧或放松对宠物的约束。

一种示例中，如图2a所示，上述运动约束设备100还包括上述牵引组件104，上述牵引组件104包括：

上述转轮1040，与上述步进电机103的转轴连接，用于在上述步进电机103的带动下正向转动或反向转动，以调整上述牵引组件104的绳索1042缠绕在上述宠物的肢体外侧的松紧程度。

上述绳索1042，上述绳索1042的第一端1043与上述转轮1040连接，上述绳索1042的第二端1044缠绕在上述宠物200的肢体外侧，用于在上述转轮1040转动的牵引下，收紧或放松对上述宠物200的肢体的约束。

可选的，上述肢体至少包括：前肢、后肢，此外还可以为肢体关节处。

如图2a所示，绳索1042的第二端1044可以整体缠绕在宠物的两条前肢的根部，可以参考宠物或人类衣服中裤子或者袜子中，常见的类似于松紧带的结构和固定方式。

如图2b所示，绳索1042的第二端1044可以缠绕在宠物的一条前肢的关节处(或者根部等其他位置)，可以参考宠物或人类衣服中裤子或者袜子中，常见的类似于松紧带的结构和固定方式。

如图2c所示，绳索1042的第二端1044还可以分开缠绕在宠物的两条前肢的关节处(或者根部等其他位置)，例如，先缠绕一条前肢，再缠绕另一前肢。可以参考宠物或人类衣服中裤子或者袜子中，常见的类似于松紧带的结构和固定方式。

另外，本实施例中，还可以通过固定绳索1042的第一端1043和第二端1044之间的绳索长度，选取一个合适宠物运动且绳索不会脱落的长度，依靠宠物背部固定的转轮吊住绳索1042，以防止缠绕在宠物的肢体外侧的绳索1042脱落。

此外，图2a、2b、2c中绳索1042缠绕在宠物的前肢的示意方式，同样可以但不限于应用于缠绕在宠物的后肢(例如，一条或两条后肢的根部、关节处等)上。

需要说明的是，控制器101，驱动组件102，步进电机103相互连接，并集成设置在图2a、2b、2c和图3所示的一个运动约束设备的壳体中(黑色条块所示)，并与设置在该壳体外的牵引组件104连接，以驱动该牵引组件104。

一种示例中，如图3所示，上述控制器101，与智能终端300连接，用于接收来自上述智能终端的用户控制指令，并控制上述驱动组件的驱动电流，其中，上述用户控制指令包括：收紧指令或放松指令。

可选的，上述智能终端可以为用户(包括但不限于宠物的主人，还可以为养护人员，宠物店工作人员，等等)所持有的终端，上述智能终端包括如下至少之一：智能手机、智能手环、蓝牙耳机、无人机、虚拟现实眼镜或头显、遥控器。

可选的，上述智能终端的操作系统本实施例并不具体限定，例如，可以为安卓系统，i os系统，以可以实现本实用新型实施例所提供的方案为准，任意操作系统的智能终端均属于本实用新型的保护范围。

可选的，上述运动约束设备可拆卸的设置于上述宠物的任意部位，上述部位包括如下至少之一：背部、颈部、腿部(含腿部关节)、腹部。

一种示例中，图3所示，上述运动约束设备100，可拆卸的设置于上述宠物200的背带201上，其中，上述背带201可拆卸的穿戴于上述宠物200的背部。

可选的，上述绳索1042可以为尼龙线等结实的材质制成的绳索。

可选的，上述背带201可以为根据用户需求，宠物的种类、大小等，为该宠物量身定做，或者根据用户需求，宠物的种类、大小等，为该宠物购买的，可以与本实用新型中的运动约束设备适配的背带，例如，该背带除可以佩戴于宠物身上外，还需要可以安全放置该运动约束设备。

一种可选的实施例中，仍如图3所示，背带201的设计结构可以是，从宠物200的两条前肢穿上(或套上)，并在宠物200的背部固定(例如，拉链，粘贴、按扣等固定方式)，在宠物的一条或两条前肢的外侧缠绕有绳索1042的第一端1043，例如，可以缠绕一圈或者两圈，绳索1042从宠物的两条前肢外侧延伸至放置于宠物的背部的转轮1040上，并且，绳索1042的第二端1044与转轮1040连接。

仍如图3所示，放置于宠物200背部的转轮1040与上述步进电机103的转轴1030连接，并由步进电机103的转轴1030的驱动，通过步进电机驱动转轮1040进行正向转动或者反向转动，宠物200的主人，可以采用所持的智能终端300发送用户控制指令给控制器，并由控制器101来控制步进电机103的驱动电流，以实现控制宠物200两条前肢外侧，所缠绕的绳索1042的绳索松紧程度。

例如，步进电机驱动转轮1040进行正向转动，转轮1040收起没有绕在转轮1040上的绳索1042，宠物两条前肢外侧所缠绕的绳索变紧，可以收紧对宠物的肢体的约束，这样宠物不可以或者不便于运动。

再例如，步进电机驱动转轮1040进行反向转动，转轮1040放出绕在转轮1040上的绳索1042，宠物两条前肢外侧所缠绕的绳索变松，可以放松对宠物的肢体的约束，这样宠物可以随意运动。

本实用新型实施例中，通过将可拆卸的设置于在宠物身上的运动约束设备，与用户的智能终端进行无线通信，可以实现代替传统牵引绳与项圈的有线遛宠物的方式，帮助宠物的主人达到省力或者无线遛宠物的目的。

一种可选的示例中，本实用新型中的运动约束设备的作用目标不限于宠物的两条前肢，还可以为一条或两条后肢、腹部等，绳索的设置方式也不限于具体实施例中所指的缠绕结构。此外，具体的约束方式不限于以步进电机驱动绳索；其他放置于宠物身上且可约束宠物运动的机械装置，皆在本实用新型的保护范围以内。

另一种可选的示例中，与运动约束设备进行无线通信的智能终端，无线的通信方式也可与有线的传统牵引绳索相结合，传输信号的媒介不限于电磁波，也可以是声波等机械波；凡是可以与上述运动约束设备不使用物理连接而进行通信的智能终端皆在本实用新型的保护范围以内。

一种可选的示例中，此处进行遛宠物行为的对象不限于宠物主人，也不限于人，遛宠物行为的作用对象不限于宠物狗；凡是通过外部施加控制，以使得宠物只能在一定时间和空间范围内自由活动，而在范围之外运动受限的过程皆在本本实用新型的保护范围以内，但通过运动约束装置控制走失的宠物原地静止并等待主人找回不在保护范围。

一种可选的示例中，放置于宠物背部的运动约束设备，可以通过将任意数量的宠物腿部以任意方式使用绳索进行缠绕，实现约束宠物进行自由运动的目标，需要说明的是，在无需约束状态下，缠绕在宠物腿部的绳索是放松的，且该绳索的粗细经特别制备，即使在约束状态下，也不会伤害到宠物的健康和安全。

另外一种可选的示例中，运动约束设备还可以固定在宠物的腿部关节处，在需要约束时，通过限制宠物的腿部关节的弯曲，以实现约束宠物运动的技术效果。

又一种可选的示例中，对于经过训练的动物，例如，导盲犬、警犬等，可以以其他刺激方式取代机械装置来约束该动物的运动，例如，通过轻微的电刺激而非绳索，来控制动物停止运动或去往主人指定的位置。

需要说明的是，轻微的电刺激是指不会伤害到宠物的健康和安全的刺激，仅仅是为约束宠物的行为，避免宠物乱跑乱撞伤害路人，或者宠物走丢。

此外，控制器还可以根据智能终端与宠物的距离，宠物的位置信息，宠物的运动姿态信息等，自动控制驱动组件的驱动电流。

一种示例中，上述运动约束设备，还包括：

测距组件，用于监测上述宠物与智能终端之间的距离；

上述控制器，还与上述测距组件连接，用于在上述距离大于预定距离时，收紧对上述宠物的约束，以及在上述距离小于预定距离时，放松对上述宠物的约束。

可选的，上述测距组件，设置在穿戴于宠物上的运动约束设备内部，例如，运动约束设备的壳体内部。上述运动约束设备，可拆卸的设置于上述宠物的背带上，其中，上述背带可拆卸的穿戴于上述宠物的背部。

一种示例中，终端测距组件(第一测距组件)的数据可以被智能终端读取并处理，并响应于该智能终端的控制，执行测距操作。例如，宠物的主人，即用户可以在智能终端提供的人机交互界面(例如，超声测距APP的人机交互界面，专为约束宠物研发的APP的人机交互界面，等等)上触发测距请求。

一种可选的示例中，用户可以但不限于，采用单击或双击等方式触控人机交互界面的测距按钮，触发该测距请求；或者，用户还可以采用语音指令控制等方式触发该测距请求。

之后，智能终端响应接收到的测距请求，可以触发开启该终端测距组件的测距功能。该终端测距组件响应于测距功能的开启，发出超声波脉冲信号和时钟同步脉冲信号。

宠物处的测距组件(第二测距组件)，用于监测上述智能终端上的终端测距组件，所发出的超声波脉冲信号的第一到达时间t2和上述时钟同步脉冲信号的第二到达时间t3，以计算得到上述宠物和上述智能终端之间的距离d。

d＝(t2-t3)cv/(c-v)；

其中，c为空气中光速，v为空气中声速。考虑到实际应用过程中，宠物与智能终端之间的距离在几米到十几米之间，且超声测距组件的探测距离小于十米，故电磁脉冲的传播时间相对于声波而言可以忽略，此时可以近似认为距离d＝(t2-t3)v。

一种示例中，上述运动约束设备，还包括：

定位组件，与上述控制器连接，用于采集上述宠物的位置信息；

运动姿态传感器，与上述控制器连接，用于采集上述宠物的运动姿态信息；

上述控制器，还与上述定位组件和上述运动姿态传感器连接，用于在上述宠物的位置在预设范围外，和/或上述宠物的运动姿态为第一类运动姿态时，控制上述驱动电流增大；以及在上述宠物的位置在预设范围内，和/或上述宠物的运动姿态为第二类运动姿态时，控制上述驱动电流减小。

可选的，上述定位组件可以为GPS全球定位模块，该定位组件和运动姿态传感器，均可以设置在穿戴于宠物上的运动约束设备内部，例如，运动约束设备的壳体内部。

可选的，上述预设范围可以为以智能终端为中心点，半径为20米的范围，可以将宠物限制距离在主人所在位置的20米内。

可选的，上述第一类运动姿态为需要主人加以约束的姿态，例如，宠物突然跑向孩子、孕妇、老人，或者乱跳乱吠等姿态。

可选的，上述第二类运动姿态为不需要主人加以约束的姿态，例如，宠物正常的走动、嬉戏玩闹等姿态。

一种可选的示例中，由于控制上述驱动电流增大时，可以实现收紧对上述宠物的约束。因此，可以在上述宠物的位置在预设范围外，和/或上述宠物的运动姿态为第一类运动姿态时，由控制器控制上述驱动电流增大，以收紧对上述宠物的约束

另一种可选的示例中，由于控制上述驱动电流减小时，可以实现放松对上述宠物的约束。因此，可以在上述宠物的位置在预设范围内，和/或上述宠物的运动姿态为第二类运动姿态时，控制上述驱动电流减小，以放松对上述宠物的约束。

一种可选的示例中，上述运动约束设备，还包括：

通信模块，与上述智能终端连接，用于建立上述运动约束设备与智能终端之间的通信连接，上述通信模块，包括如下至少之一：蓝牙模块、GSM/GPRS模块、Wi-F i模块、ZigBee模块。

另外一种可选的示例中，还可以采用特定频段的超声波，建立运动约束设备与智能终端之间的通信连接。

一种示例中，上述智能终端包括如下至少之一：智能手机、智能手环、蓝牙耳机、无人机、虚拟现实眼镜或头显、遥控器。

一种示例中，上述运动约束设备，还包括：

供电模块，与上述运动约束设备的各个组件连接，用于为上述运动约束设备供电，其中，上述供电模块至少包括：纽扣锂电池。

可选的，上述供电模块，可以设置于运动约束设备的壳体内部，例如，可以随运动约束设备穿戴于上述宠物的背部。并且，与上述运动约束设备的各个组件连接，用于为上述运动约束设备供电，例如，该供电模块可以12V的纽扣锂电池，可以为与其连接的蓝牙模块，STM32单片机，驱动电路，等等供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种运动约束设备，其特征在于，包括：

控制器，用于控制驱动组件的驱动电流；

驱动组件，与所述控制器连接，用于在所述驱动电流的控制下驱动步进电机运转；

所述步进电机，与所述驱动组件连接，用于在运转时，带动与宠物连接的牵引组件收紧或放松对所述宠物的约束。

2.根据权利要求1所述的运动约束设备，其特征在于，所述运动约束设备还包括所述牵引组件，所述牵引组件包括：

转轮，与所述步进电机的转轴连接，用于在所述步进电机的带动下正向转动或反向转动，以调整所述牵引组件的绳索缠绕在所述宠物的肢体外侧的松紧程度；

所述绳索，所述绳索的第一端与所述转轮连接，所述绳索的第二端缠绕在所述宠物的肢体外侧，用于在所述转轮转动的牵引下，收紧或放松对所述宠物的肢体的约束，所述肢体至少包括：前肢、后肢。

3.根据权利要求1所述的运动约束设备，其特征在于，

所述运动约束设备，可拆卸的设置于所述宠物的背带上，其中，所述背带可拆卸的穿戴于所述宠物的背部。

4.根据权利要求1所述的运动约束设备，其特征在于，

所述运动约束设备，还包括：测距组件，用于监测所述宠物与智能终端之间的距离；

所述控制器，还与所述测距组件连接，用于在所述距离大于预定距离时，控制所述驱动电流增大，以及在所述距离小于预定距离时，控制所述驱动电流减小。

5.根据权利要求1所述的运动约束设备，其特征在于，所述运动约束设备，还包括：

定位组件，与所述控制器连接，用于采集所述宠物的位置信息；

运动姿态传感器，与所述控制器连接，用于采集所述宠物的运动姿态信息。

6.根据权利要求1所述的运动约束设备，其特征在于，

所述控制器，与智能终端连接，用于接收来自所述智能终端的用户控制指令，并控制所述驱动组件的驱动电流，其中，所述用户控制指令包括：收紧指令或放松指令。

7.根据权利要求6所述的运动约束设备，其特征在于，所述运动约束设备，还包括：

通信模块，与所述智能终端连接，用于建立所述运动约束设备与智能终端之间的通信连接，所述通信模块，包括如下至少之一：蓝牙模块、GSM/GPRS模块、Wi-Fi模块、ZigBee模块。

8.根据权利要求6所述的运动约束设备，其特征在于，所述智能终端包括如下至少之一：智能手机、智能手环、蓝牙耳机、无人机、虚拟现实眼镜或头显、遥控器。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的运动约束设备，其特征在于，所述运动约束设备，还包括：

供电模块，与所述运动约束设备的各个组件连接，用于为所述运动约束设备供电，其中，所述供电模块至少包括：纽扣锂电池。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述的运动约束设备，其特征在于，

所述运动约束设备的设置部位，还包括如下至少之一：颈部、腿部、腹部。

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