專利名稱：跑步機自適應調速控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種調速控制裝置，具體涉及一種在傳統跑步機速度 閉環控制方式基礎上，增加了基于心電監護的自適應模糊速度控制模塊的 跑步機自適應調速控制裝置。
背景技術：
傳統的跑步機調速控制主要是通過對跑步機電機的轉速進行實時釆 樣從而實現閉環控制，以保證跑步機在設定的速度下恒速運行。這種控制
方式存在以下缺點
1、 人在跑步機上跑步，整個系統有兩個運動主體人和跑步機。傳 統的調速控制只將跑步機的速度作為控制對象，并沒有考慮到人的因素。 如運動者的健康狀況和運動時刻的身體狀況。
2、 跑步者要想在運動過程中調整速度，必須通過按鍵來改變速度， 這會給運動者帶來不安全的因素。
3、 不能記錄運動者的歷史信息，因而無法了解運動者某一時間段的 運動狀況，從而無法更安全、更有效的實現健身的目的。
實用新型內容
本實用新型的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種根據健身 者的身體狀況自動調速，安全有效的跑步機自適應調速控制裝置。
為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是 一種跑步機自適 應調速控制裝置，包括上位機1、速度閉環模塊5和跑步機6，其特征在 于所述上位機1通過聯網接口 2-5與跑步機自適應調速控制模塊2連接, 跑步機自適應調速控制模塊2輸入端連接有心電監測模塊4、速度閉環模 塊5和鍵盤/顯示模塊3，速度閉環模塊5輸入端連接有跑步機6。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點本實用新型將人的因素加
入到控制環節，使跑步機更好的為我們服務，從而真正體現了 "以人為本"的設計構想；跑步機中的自適應(智能)調速控制系統會根據健身者的心 率狀況自動調整跑步機的速度，以達到預期的健身目的，避免了由于運動 量不足而達不到健身效果，或者由于運動量過大而危害身體健康，同時還 能對健身者的一些突發情況進行保護和處理。


圖l為本實用新型跑步機自適應調速控制裝置的整體框圖。
圖2為本實用新型具有心電監測功能的心電監測模塊原理框圖。
圖3為本實用新型跑步機自適應控制模塊原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做詳細說明。
如圖1和圖3所示，本實用新型包括上位機l、速度閉環模塊5和跑 步機6,所述上位機1通過聯網接口 2-5與跑步機自適應調速控制模塊2 連接，跑步機自適應調速控制模塊2輸入端連接有心電監測模塊4、速度 閉環模塊5和鍵盤/顯示模塊3，速度閉環模塊5輸入端連接有跑步機6。 所述上位機l為PC機。
如圖2所示，所述心電監測模塊4通過無線通訊接口 7與跑步機自適 應調速控制模塊2連接；所述心電監測模塊4上設置有傳感器4-l，傳感 器4-l的輸出端接放大、轉換電路4-2,放大、轉換電路4-2的輸出端接單 片機4-3,單片機4-3的輸出端與無線通訊接口 7連接。因為每個人在平時 的心率都不盡相同，運動者首次使用跑步機時，先將具有心電感應功能的 護腕系好，通過心電感應電極測得心率，心率信號經過放大處理后，通過 藍牙將處理后心率數據發送給跑步機速度控制核心，并將這些數據發送到 上位機保存。當健身者再次使用時，只需選定跑步機，則相關數據會從上 位機下載到所選定的跑步機上，健身者可直接進行健身。同時，上位機還 可根據每個健身者的歷史數據自動為他們計算設定相關參數，如各個模式 的心率范圍等。以此作為運動過程中心率是否正常的一個判定標準，實現 以自適應模糊速度控制。
如圖3所示，所述跑步機自適應調速控制模塊2上設置有跑步機驅動 接口電路2-l、鍵盤顯示接口電路2-2、速度閉環控制單元2-3、心電監護自適應控制單元2-4和無線通訊接口 7以及聯網接口 2-5,無線通訊接口 7 和聯網接口 2-5均與心電監護自適應控制單元2-4連接，心電監護自適應 控制單元2-4輸出端接速度閉環控制單元2-3和鍵盤顯示接口電路2-2,速 度閉環控制單元2-3輸出端接跑步機驅動接口電路2-1和鍵盤顯示接口電 路2-2，鍵盤顯示接口電路2-2輸出端接速度閉環控制單元2-3和心電監護 自適應控制單元2-4。
本實用新型在使用時，運動者首先通過按鍵設定跑步機的控制模式 (既有/無心電監測控制模式)。當選擇心電監測控制方式，控制系統會根 據用戶選擇的心電監護控制模式確定該速度下心率波動范圍，若超出允許 范圍，跑步機會自動減速(加速)，直到監測到的運動者的心率在所允許 的范圍內，從而實現心電監測和調速雙閉環自適應模糊控制。這種控制方 式不是將跑步機電機的轉速與健身者選定的健身模式相聯系，而是將健身 者的心率與健身者選定的健身模式相聯系，這樣就充分考慮到了不同健身 者的個體差別。例如5km/h對于健身者A來說可能是強化模式，但對于 健身者B來說可能只是舒適模式。健身者只需在健身前選定健身模式既可 開始健身，在健身過程中無需再向跑步機發出指令。
權利要求1、一種跑步機自適應調速控制裝置，包括上位機(1)、速度閉環模塊(5)和跑步機(6)，其特征在于所述上位機(1)通過聯網接口(2-5)與跑步機自適應調速控制模塊(2)連接，跑步機自適應調速控制模塊(2)輸入端連接有心電監測模塊(4)、速度閉環模塊(5)和鍵盤/顯示模塊(3)，速度閉環模塊(5)輸入端連接有跑步機(6)。
2、 根據權利要求l所述的跑步機自適應調速控制裝置，其特征在于 所述心電監測模塊(4)通過無線通訊接口 (7)與跑步機自適應調速控制 模塊(2)連接。
3、 根據權利要求1或2所述的跑步機自適應調速控制裝置，其特征 在于所述心電監測模塊(4)上設置有傳感器(4-1),傳感器(4-1)的 輸出端接放大、轉換電路(4-2),放大、轉換電路(4-2)的輸出端接單片 機U-3),單片機(4-3)的輸出端與無線通訊接口 (7)連接。
4、 根據權利要求1或2所述的跑步機自適應調速控制裝置，其特征 在于所述跑步機自適應調速控制模塊(2)上設置有跑步機驅動接口電 路(2-1)、鍵盤顯示接口電路(2-2)、速度閉環控制單元(2-3)、心電監 護自適應控制單元(2-4)和無線通訊接口 (7)以及聯網接口 (2-5),無 線通訊接口 (7)和聯網接口 (2-5)均與心電監護自適應控制單元(2-4) 連接，心電監護自適應控制單元(2-4)輸出端接速度閉環控制單元(2-3) 和鍵盤顯示接口電路(2-2 ),速度閉環控制單元(2-3 )輸出端接跑步機驅 動接口電路(2-1)和鍵盤顯示接口電路(2-2 )，鍵盤顯示接口電路(2-2 ) 輸出端接速度閉環控制單元(2-3)和心電監護自適應控制單元(2-4)。
專利摘要本實用新型公開了一種跑步機自適應調速控制裝置，包括上位機、速度閉環模塊和跑步機，所述上位機通過聯網接口與跑步機自適應調速控制模塊連接，跑步機自適應調速控制模塊輸入端連接有心電監測模塊、速度閉環模塊和鍵盤/顯示模塊，速度閉環模塊輸入端連接有跑步機。本實用新型將人的因素加入到控制環節，使跑步機更好的為我們服務，從而真正體現了“以人為本”的設計構想；跑步機中的自適應調速控制系統會根據健身者的心率狀況自動調整跑步機的速度，以達到預期的健身目的，避免了由于運動量不足而達不到健身效果，或者由于運動量過大而危害身體健康，同時還能對健身者的一些突發情況進行保護和處理。
文檔編號A63B24/00GK201070511SQ20072003262
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月31日 優先權日2007年8月31日
發明者史富斌, 張奇志, 琳 李, 沙林秀, 江 行 申請人:西安石油大學