全文摘要
本实用新型公开了一种力量健身器械及其数据采集系统，力量健身器械包括多个重量块，采集系统包括多个第一感应装置和与多个重量块对应的多个第二感应装置，每一第二感应装置安装于对应的一个重量块的侧边，多个第一感应装置等间距设置于多个重量块的旁侧，且第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在多个重量块处于初始位置时，每一第二感应装置均与一个第一感应装置正对设置，当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置，如此主控装置可以根据感应信号确定被抬起的重量块的数量，进而可以帮助确定使用者抬起的重量，可以解决现有技术中因加速度和惯性的作用而导致的重量数据测量不准确的缺陷。
主设计要求
1.一种力量健身器械的数据采集系统，所述力量健身器械包括多个重量块，其特征在于，所述采集系统包括多个第一感应装置和与所述多个重量块对应的多个第二感应装置，每一所述第二感应装置安装于对应的一个所述重量块的侧边，所述多个第一感应装置等间距设置于所述多个重量块的旁侧，且所述第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在所述多个重量块处于初始位置时，每一所述第二感应装置均与一个所述第一感应装置正对设置，当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置。
设计方案
1.一种力量健身器械的数据采集系统，所述力量健身器械包括多个重量块，其特征在于，所述采集系统包括多个第一感应装置和与所述多个重量块对应的多个第二感应装置，每一所述第二感应装置安装于对应的一个所述重量块的侧边，所述多个第一感应装置等间距设置于所述多个重量块的旁侧，且所述第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在所述多个重量块处于初始位置时，每一所述第二感应装置均与一个所述第一感应装置正对设置，当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置。
2.根据权利要求1所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，所述第一感应装置的数量与第二感应装置的数量相同。
3.根据权利要求1所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，所述第一感应装置为霍尔传感器，所述第二感应装置为磁铁。
4.根据权利要求3所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，最顶部的霍尔传感器采用的是低功耗霍尔传感器，其余的霍尔传感器采用的是普通耗霍尔传感器。
5.根据权利要求4所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，所述主控装置包括：电源、主控芯片和多个霍尔电源开关，所述低功耗霍尔传感器和主控芯片均分别与电源连接，所述普通耗霍尔传感器按照从下往上的顺序分为与多个霍尔电源开关对应的多组，每一组普通耗霍尔传感器经由对应的所述霍尔电源开关连接所述电源，所述多个霍尔电源开关的控制端分别与所述主控芯片连接，并可在所述主控芯片的控制下按照时序导通。
6.根据权利要求1所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，所述多个重量块通过绳索与光栅齿轮连接；
所述系统还包括多个光电传感器，所述多个光电传感器安装在所述光栅齿轮的周向侧边的旁侧，且排布于所述光栅齿轮的周向侧边的凸出部分的转动路径中，所述多个光电传感器在所述光栅齿轮的凸出部分越过时可产生不同时序的检测信号给主控装置。
7.根据权利要求6所述的力量健身器械的数据采集系统，其特征在于，所述光电传感器采用的是槽型光电开关。
8.一种力量健身器械，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的数据采集系统。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及器械领域，尤其涉及一种力量健身器械及其数据采集系统。
背景技术
目前力量健身器械的重量采集大部分是使用压力传感器，采集器械上的某个滑轮所承受的压力来计算重量。由于人在使用器械时是一个先加速后减速的过程，因此在加速度和惯性的作用下，滑轮的受力不稳定，会导致压力传感器测量出的数据不准确，从而导致最终计算出来的运动数据不准确，影响采集的最终结果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种力量健身器械及其数据采集系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一方面，构造一种力量健身器械的数据采集系统，所述力量健身器械包括多个重量块，所述采集系统包括多个第一感应装置和与所述多个重量块对应的多个第二感应装置，每一所述第二感应装置安装于对应的一个所述重量块的侧边，所述多个第一感应装置等间距设置于所述多个重量块的旁侧，且所述第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在所述多个重量块处于初始位置时，每一所述第二感应装置均与一个所述第一感应装置正对设置，当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置。
优选的，所述第一感应装置的数量与第二感应装置的数量相同。
优选的，所述第一感应装置为霍尔传感器，所述第二感应装置为磁铁。
优选的，最顶部的霍尔传感器采用的是低功耗霍尔传感器，其余的霍尔传感器采用的是普通耗霍尔传感器。
优选的，所述主控装置包括：电源、主控芯片和多个霍尔电源开关，所述低功耗霍尔传感器和主控芯片均分别与电源连接，所述普通耗霍尔传感器按照从下往上的顺序分为与多个霍尔电源开关对应的多组，每一组普通耗霍尔传感器经由对应的所述霍尔电源开关连接所述电源，所述多个霍尔电源开关的控制端分别与所述主控芯片连接，并可在所述主控芯片的控制下按照时序导通。
优选的，所述多个重量块通过绳索与光栅齿轮连接，所述系统还包括多个光电传感器，所述多个光电传感器安装在所述光栅齿轮的周向侧边的旁侧，且排布于所述光栅齿轮的周向侧边的凸出部分的转动路径中，所述多个光电传感器在所述光栅齿轮的凸出部分越过时可产生不同时序的检测信号给主控装置。
优选的，所述光电传感器采用的是槽型光电开关。
另一方面，构造一种力量健身器械，其包括前述的数据采集系统。
本实用新型的力量健身器械及其数据采集系统，具有以下有益效果：本实用新型中，多个第一感应装置等间距设置于多个重量块的旁侧，每个重量块的侧边安装了一个第二感应装置，且第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在多个重量块处于初始位置时，每一第二感应装置均与一个第一感应装置正对设置，因当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置，所以一旦若干重量块被抬起，就会导致之前与被抬起的重量块中最底部的重量块正对的第一感应装置失去了与自身对应的正对的第二感应装置而无法产生感应信号，如此主控装置可以根据这些第一感应装置产生的感应信号则可确定被抬起的重量块的数量，进而可以帮助确定使用者抬起的重量，可以解决现有技术中因加速度和惯性的作用而导致的重量数据测量不准确的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是本实用新型数据采集系统的一具体实施例的结构示意图；
图2是霍尔传感器的安装示意图；
图3是磁铁的安装示意图；
图4是光电传感器的安装示意图；
图5是光电传感器的结构示意图；
图6是其中两组普通霍尔传感器的电源控制原理图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
参考图1，图1是本实用新型数据采集系统的一具体实施例的结构示意图。本实用新型的所述力量健身器械包括多个重量块1、一门体框架，图中示意的是所有重量块1均被抬起的状态。初始位置时所有的重量块1都未被抬起，多个重量块1层叠设置在门体框架左右两侧的侧框之间。光栅齿轮2固定在门体框架顶部，重量块1通过绳索7与光栅齿轮2连接。健身时，使用者可以通过施力抬起若干重量块1，由于重量块1通过绳索7与光栅齿轮2连接，重量块 1上升或者下降时，会通过绳索7带动光栅齿轮2转动。
参考图2-3，为了采集重量数据，本实施例的力量健身器械的数据采集系统包括多个第一感应装置31和与所述多个重量块1对应的多个第二感应装置 32，每一所述第二感应装置32安装于对应的一个所述重量块1的侧边，所述多个第一感应装置31等间距设置于所述多个重量块1的旁侧，且所述第一感应装置31之间的间距与第二感应装置32之间的间距一致，在所述多个重量块1处于初始位置时，每一所述第二感应装置32均与一个所述第一感应装置31 正对设置，当第一感应装置31上电并且与第二感应装置32正对设置时可产生感应信号给主控装置。
本实施例中，所述第一第二感应装置32的数量与第二感应装置32的数量相同。所述第一感应装置31为霍尔传感器，所述第二感应装置32为磁铁。
本实施例中，优选为，参考图2，每一个第一第二感应装置32中的磁铁的数量为一个或者多个，且磁铁通过粘贴方式安装固定在重量块1的侧边。参考图1、3，霍尔传感器可以安装固定在与门体框架的侧框并排设置的一个固定板5上，并与重量块1上的磁铁正对。也即每个重量块1的侧边都粘贴磁铁，且每一个重量块1正对一个霍尔传感器，磁铁之间的间距、霍尔传感器之间的间距都是与重量块1之间的间距一致。
霍尔传感器的工作原理为：当其周围有磁铁时，霍尔传感器输出低电平，该低电平也即本实施例中的感应信号；当其周围无磁铁时输出高电平。
本实施例中重量检测的原理是：当上方的1-M个重量块1被抬起时，则之前与第M个重量块1正对设置的第M个霍尔传感器，就失去了自身正对的磁铁，所以该第M个霍尔传感器输出的是高电平，不再是低电平的感应信号了，如此主控装置即可判断被抬起的重量块1的数量为M个，从而可以确定使用者抬起的数量。
优选的，参考图4，本实用新型还提供了方向数据的检测功能。具体的，所述系统还包括多个光电传感器。所述多个光电传感器安装在所述光栅齿轮2 的周向侧边的旁侧，所述多个光电传感器排布于所述光栅齿轮2的周向侧边的凸出部分的转动路径中，所述多个光电传感器在所述光栅齿轮2的凸出部分越过时可产生不同时序的检测信号给主控装置。本实施例中，光电传感器的数量为两个，如图4中的光电传感器61、62，当然，还可以设置更多个光电传感器，此为本实施例的简单变形。
参考图5，光电光电传感器的工作原理为：光电传感器具有一个光电检测槽，当有物体位于光电检测槽时，传感器输出低电平，当没有物体位于光电检测槽时，传感器输出高电平。
本实施例实现方向检测的原理为：当用户使用健身器械抬起重量块1时，绳子7带动光栅齿轮2转动，齿轮2在转动过程中凸出部分会穿过光电传感器 61、62，通过检测两个光电传感器61、62被遮挡的先后顺序来判断方向。例如：当齿轮顺时针转动即重量块往上抬升时，光电传感器31先被遮挡，之后光电传感器32再被遮挡；当齿轮逆时针转动即重量块下放时，光电传感器32 先被遮挡，之后光电传感器31再被遮挡。
继续参加图3，一个具体的实施方式中，主控装置包括型号为NORDIC的主控芯片4，所述光电传感器采用的是槽型光电开关比如ITR1100，图4中标号8表示光电传感器与主控芯片4的通信接口。优选的，为了实现的低功耗，最顶部的霍尔传感器采用的是低功耗霍尔传感器比如TMR1302，其余的霍尔传感器采用的是普通耗霍尔传感器比如MH253。
系统启动后，主控芯片4会根据感应信号的路数，识别需要检测的重量块 1的数量，可以先处于休眠状态，只保留最顶部的霍尔传感器工作，也即第一个霍尔传感器通电工作，光电传感器以及其他的霍尔传感器的电源可以关闭，由第一个霍尔传感器通过判断周围的磁场变化来判断力量器械是否运动，在设备运动时唤醒主控芯片4，然后给光电传感器61、62和其余的霍尔传感器都上电。
力量器械开始运动之后，通过方向的切换可以判断是否到达了顶点，顶点判断方法为当某一时刻检测到方向从“上”变为“下”时则认为到达顶点，当然，还可以进行优化，比如说当某一时刻检测到方向从“上”变为“下”时，获取最后一次检测到的“上”的行程值，再获取当前的行程值，两值相减，差值达到一定阈值则说明到达顶点，利用此方法可以做到消除运动过程中的抖动。
力量器械到顶点之后，则可以获取重量数据了，主控芯片4从下往上检测各个霍尔传感器的信号，当检测到有一个霍尔传感器输出的是高电平时，则可以确定该霍尔传感器对应的重量块1为被抬起重量块1中的最后一个重量块1，从而就能确定抬起的重量块1的数量了。
进一步优选的，为了进一步实现更低功耗，述主控装置包括：电源、主控芯片、多个霍尔电源开关以及一个光电电源开关，所述低功耗霍尔传感器和主控芯片均分别与电源连接，所述普通耗霍尔传感器按照从下往上的顺序分为与多个霍尔电源开关对应的多组，需要说明的是，不同组的普通霍尔传感器的数量可以相同也可以不同。每一组普通耗霍尔传感器经由对应的所述霍尔电源开关连接所述电源，所述多个霍尔电源开关的控制端分别与所述主控芯片连接，并可在所述主控芯片的控制下按照时序导通。另外，所有的光电传感器均经由所述光电电源开关连接所述电源，所述光电电源开关的控制端与所述主控芯片连接。
例如，霍尔电源开关、光电电源开关可以采用MOS管，主控芯片通过控制这些MOS管的状态即可实现对光电传感器和霍尔传感器的通电和断电控制。参考图6，一个具体实施例中，使用了6个MOS管，一个MOS管控制两个光电传感器，其余五个MOS管一一对应的控制五组普通霍尔传感器，每一组包括四到五个普通霍尔传感器，该五个MOS管分时导通，如此实现五组霍尔传感器分时扫描，以达到更低功耗的目的。
比如说一共有23个普通霍尔传感器，假如从上往下顺次编号1-23，则可以1-4号普通霍尔传感器为一组，5-8号普通霍尔传感器为一组，9-13号普通霍尔传感器为一组，14-18号普通霍尔传感器为一组，19-23号普通霍尔传感器为一组，图6中仅示意出了与其中的两组霍尔传感器以及与该两组对应的两个MOS管，一组为19-23号普通霍尔传感器，即图中U23-U19所示，另一组为 14-18号普通霍尔传感器，即图中U14-U18所示，图中第一个MOS管、第二个 MOS管的控制端分别接主控芯片的引脚，如图中P0_03_VHALL1、P0_03_VHALL2 所示，第一个MOS管、第二个MOS管的源极分别接接电源，漏极分别接两组传感器的电源引脚，如图中VCC_HALL1、VCC_HALL2所示，图中的每一传感器的输出引脚分别连接主控芯片的一个引脚，如图中P0_14_HALL11至P0_23_HALL2 所示。
控制光电传感器和普通霍尔传感器上电的原理：系统处于休眠状态时，主控芯片控制五个MOS管的控制端为低电平状态，MOS管处于断开状态，此时普通霍尔传感器和光电传感器断电不工作，只有最顶部的低功耗霍尔传感器通电工作；当最顶部霍尔检测到器械开始运动，则唤醒主控芯片，主控芯片一方面将连接光电传感器的MOS管的控制端为高电平，MOS管处于导通状态，此时光电传感器处于工作模式；一旦后续基于光电传感器的检测信号得到方向数据并且判断出力量器械到顶点之后，则先控制最下面的一组霍尔传感器所连接的 MOS管的控制端为高电平，即控制最下面的一组霍尔传感器导通，即最开始通电的是19-23号普通霍尔传感器，如果这组传感器的检测信号中传感器19出现了高电平，则可以确定抬起了19个重量块，假如这组传感器的检测信号均为低电平，即都有感应信号，则需要继续往下找，切换为控制14-18号普通霍尔传感器的MOS管导通，即给14-18号普通霍尔传感器上电，以此类推。
优选的，力量器械在一定时间内没有继续运动时，此时可以再次关闭霍尔传感器MH253和光电传感器的电源，进入休眠状态，等待再次被唤醒。
本实用新型还提供一种力量健身器械，其包括如上所述的数据采集系统。具体结构参考前述内容，此处不再赘述。
综上所述，本实用新型的力量健身器械及其数据采集系统，具有以下有益效果：本实用新型中，多个第一感应装置等间距设置于多个重量块的旁侧，每个重量块的侧边安装了一个第二感应装置，且第一感应装置之间的间距与第二感应装置之间的间距一致，在多个重量块处于初始位置时，每一第二感应装置均与一个第一感应装置正对设置，因当第一感应装置上电并且与第二感应装置正对设置时可产生感应信号给主控装置，所以一旦若干重量块被抬起，就会导致之前与被抬起的重量块中最底部的重量块正对的第一感应装置失去了与自身对应的正对的第二感应装置而无法产生感应信号，如此主控装置可以根据这些第一感应装置产生的感应信号则可确定被抬起的重量块的数量，进而可以帮助确定使用者抬起的重量，可以解决现有技术中因加速度和惯性的作用而导致的重量数据测量不准确的缺陷。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920006292.8
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209696156U
授权时间:20191129
主分类号:A63B21/062
专利分类号:A63B21/062;A63B24/00
范畴分类:15H;
申请人:深圳市云康创新网络科技有限公司
第一申请人:深圳市云康创新网络科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市南山区粤海街道科技园高新南一道赋安大厦A座301号B03
发明人:陈康
第一发明人:陈康
当前权利人:深圳市云康创新网络科技有限公司
代理人:郭伟刚
代理机构:44217
代理机构编号:深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计