[發明專利]一種智能化跑步機及工作方法

在審

• 申請號: 201710113402.6
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106823266A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張勤河;黃鈺華;董紅建;徐英強;魏鵬鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A63B22/02
• 分類號: A63B22/02;A63B71/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王楠

1.一種智能化跑步機，包括基座和跑步帶，其特征在于，跑步帶兩端通過前軸、后軸與基座相連，基座上連接設有桌面，桌面上設有顯示器，桌面一端設有扶手，扶手上設有光電傳感器；基座上還設有控制模塊盒和電機，電機帶動前軸、后軸轉動，前軸端頭的軸向表面設有磁鐵，基座上設有霍爾傳感器，霍爾傳感器、顯示器、電機、光電傳感器均與控制模塊盒相連。

2.根據權利要求1所述的智能化跑步機，其特征在于，光電傳感器包括光電傳感器一和光電傳感器二，光電傳感器一設于扶手中部，光電傳感器二設于扶手末端。

3.根據權利要求1所述的智能化跑步機，其特征在于，顯示器為弧面顯示器。

4.根據權利要求1所述的智能化跑步機，其特征在于，前軸端頭軸向表面的磁鐵數量為四個，繞前軸端頭圓周等分。

5.根據權利要求1所述的智能化跑步機，其特征在于，控制模塊盒內包括信號放大器、STC89C52單片機、MAX232電平轉換芯片、PCF8951D/A數字模擬信號轉換器和恒壓源；霍爾傳感器通過信號放大器與STC89C52單片機相連，STC89C52單片機通過MAX232電平轉換芯片與顯示器相連，STC89C52單片機通過PCF8951D/A數字模擬信號轉換器和恒壓源與電機相連。

6.根據權利要求1所述的智能化跑步機，其特征在于，所述智能化跑步機還包括VR頭盔，VR頭盔通過數據線與顯示器連接。

7.一種利用權利要求1-6任意一項權利要求所述的智能化跑步機的工作方法，包括步驟如下：

(1)使用者在使用跑步機進行運動鍛煉前，在顯示器上設置好跑步速度范圍，所述跑步速度范圍包括最高跑步速度和最低跑步速度，或直接選取系統默認跑步速度范圍；

(2)單片機控制電機緩慢加速至跑步帶達到最低跑步速度，此時，人的跑步速度隨著跑步帶提升，顯示器運動畫面開始播放，運動畫面播放速度和當前跑步速度一致；

(3)跑步過程中，光電傳感器實時檢測，當光電傳感器二接收到反饋信號、光電傳感器一未接收到反饋信號，代表使用者跑步速度不變，使用者的跑步速度和跑步帶的速度相等，人處于跑步帶的中部，此時兩個光電傳感器的信號傳輸到模塊控制盒，模塊控制盒控制電機轉速不變；同時，前軸轉動帶動前軸上磁鐵轉動，霍爾傳感器檢測到磁場變化，將信號輸入到模塊控制盒，模塊控制盒處理信息獲取當前跑步速度，控制顯示器上運動場景播放速度不變，并將當前跑步信息輸出顯示在顯示器上；

當光電傳感器二接收到反饋信號，光電傳感器一也接收到反饋信號；或者光電傳感器二未接收到反饋信號，光電傳感器一接收到反饋信號，代表使用者開始提速，使用者的跑步速度大于跑步帶的當前速度，人處于跑步帶的前端，此時兩個光電傳感器的信號傳輸到模塊控制盒，模塊控制盒控制電機轉速緩慢升高，跑步帶速度亦緩慢提高，最高達到初始設定的最高跑步速度；同時，霍爾傳感器檢測到磁場變化，將信號輸入到模塊控制盒，模塊控制盒處理信息獲取當前跑步速度，控制顯示器上運動場景播放速度加快，直到與當前跑步速度一致，并將當前跑步信息輸出顯示在顯示器上；

當光電傳感器二未接收到反饋信號，光電傳感器一也未接收到反饋信號，代表使用者開始減速，使用者的跑步速度小于跑步帶的當前速度，人處于跑步帶的后端，此時兩個光電傳感器的信號傳輸到模塊控制盒，模塊控制盒控制電機轉速降低，跑步帶速度亦緩慢降低，最低至初始設定的最低跑步速度；同時，霍爾傳感器檢測到磁場變化，將信號輸入到模塊控制盒，模塊控制盒處理信息獲取當前跑步速度，控制顯示器上運動場景播放速度減慢，直到與當前跑步速度一致，并將當前跑步信息輸出顯示在顯示器上。

8.根據權利要求7所述的工作方法，其特征在于，步驟(1)中，除了設置跑步速度范圍，使用者還進行選擇、設置運動場景。