本實用新型涉及健身器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嬰幼兒健身器。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，人們對自身及子女的健康也越來越重視,因此健身就成了人們最好的選擇。一歲以內(nèi)的嬰幼兒健身不僅對于嬰幼兒時期的骨骼肌肉生長發(fā)育均有較好的促進作用,而且對于日后的學(xué)習(xí)和記憶甚至性格的發(fā)展均有促進作用。但是嬰幼兒自主能力不強，該用什么辦法調(diào)動孩子的積極性，而且嬰幼兒的自我保護意識有限該怎么確保嬰幼兒健身的安全，雖然嬰幼兒健身對其以后的發(fā)展的促進效果極佳，但是這一個個的問題卻困擾著我們。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種嬰幼兒健身器，其目的在于：實現(xiàn)自動化控制幫助嬰幼兒運動的功能，提高效率，避免安全隱患。

本實用新型的技術(shù)解決方案：

嬰幼兒健身器，其特征在于：包括按鍵模塊、電源模塊、晶振、LCD顯示模塊、總控制模塊，其中，所述按鍵模塊、電源模塊、晶振與總控制模塊連接；所述總控制模塊包括計數(shù)模塊、計時模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊和錄音存儲及播放控制模塊；所述電源模塊為整個系統(tǒng)提供電源；所述總控制模塊內(nèi)計數(shù)模塊連接轉(zhuǎn)速控制模塊、錄音存儲與播放模塊和LCD顯示模塊，計時模塊連接LCD顯示模塊；所述轉(zhuǎn)速控制模塊外接繼電器、L298N驅(qū)動電路和電機模塊，所述繼電器、L298N驅(qū)動電路和電機模塊按順序連接，并通過繼電器與轉(zhuǎn)速控制模塊連接；所述錄音存儲及播放控制模塊外接MIC錄音電路、DAC放音電路、按鍵、W29C040儲存器和揚聲器，所述按鍵、MIC錄音電路和W29C040儲存器分別與錄音存儲及播放控制模塊輸入端連接，所述DAC放音電路和揚聲器與錄音存儲及播放控制模塊輸出端連接。

優(yōu)選地，所述總控制模塊為FPGA板，用于處理用戶的插座開關(guān)命令數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制信號。

優(yōu)選地，所述計數(shù)模塊由計數(shù)器構(gòu)成，所述計時模塊由減法器構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述按鈕控制模塊為大按鍵控制，以便嬰幼兒能輕易觸碰到按鈕。

優(yōu)選地，所述大按鍵包括腳踢按鍵和腳蹬按鍵，所述腳蹬按鍵和腳踢按鍵為垂直連接，其中腳蹬按鍵設(shè)于水平方向，腳踢按鍵設(shè)于腳蹬按鍵下方的豎直方向，并且腳蹬按鍵為凸起設(shè)置，腳踢按鍵為內(nèi)凹設(shè)置。

優(yōu)選地，所述大按鍵上包裹有保護套。

更優(yōu)選地，所述保護套材質(zhì)為碳纖維PVB膠包非金屬材料。

進一步地，所述電機模塊包括電機和以電機為動力的玩具。

優(yōu)選地，所述玩具為風(fēng)車，風(fēng)車設(shè)置于嬰幼兒健身器的上方。

優(yōu)選地，所述嬰幼兒健身器安裝有可伸縮桿，嬰幼兒健身器可以通過可伸縮桿搭建在嬰兒床上，保障整個系統(tǒng)的安全性。

本實用新型的有益效果：

本實用新型通過FPGA、繼電器、電機、錄音存儲與播放電路等電路系統(tǒng)實現(xiàn)智能嬰幼兒健身，提高了嬰幼兒的運動興趣、運動量和安全性。在使用過程中，電機模塊中的風(fēng)車、錄音存儲與播放模塊中錄制的父母的聲音保障了整個過程中嬰幼兒對健身的興趣。同時，本設(shè)計采用伸縮桿搭建在嬰兒床上以保證嬰幼兒的安全性。

附圖說明

圖1:本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2:本實用新型結(jié)構(gòu)實物圖。

其中：1、大按鍵，1-1、腳踢按鍵，1-2、腳蹬按鍵，2、電源模塊，3、晶振，4、轉(zhuǎn)速控制模塊，4-1、繼電器，4-2、L298N驅(qū)動電路，4-3、電機，5、錄音存儲與播放模塊，5-1、按鍵，5-2、MIC錄音電路，5-3、W29C040存儲器，5-4、DAC放音電路，5-5、揚聲器，6、計數(shù)模塊，7、計時模塊，8、LCD顯示模塊，9、風(fēng)車，10、健身器主體，11、嬰兒床，12、L型支撐桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例來對本實用新型做進一步描述：

如圖1所示，嬰幼兒健身器，包括大按鍵1、電源模塊2、晶振3、LCD顯示模塊8、總控制模塊9。所述總控制模塊9包括轉(zhuǎn)速控制模塊4、錄音存儲與播放模塊5、計數(shù)模塊6和計時模塊7，其中，計數(shù)模塊6連接轉(zhuǎn)速控制模塊4、錄音存儲與播放模塊5和LCD顯示模塊8；計時模塊7連接LCD顯示模塊8；轉(zhuǎn)速控制模塊4連接繼電器4-1，所述繼電器4-1連接L298N驅(qū)動電路4-2，所述L298N驅(qū)動電路4-2連接電機4-3，所述錄音存儲及播放控制模塊5連接DAC放音電路5-4和揚聲器5-5，所述MIC錄音電路5-2、按鍵5-1、外部W29C040儲存器5-3連接錄音存儲及播放控制模塊5。所述大按鍵1、電源模塊2、晶振3與總控制模塊4相連。所述晶振3是為整個系統(tǒng)提供時鐘的。

L298N驅(qū)動電路4-2是用L298N驅(qū)動板實現(xiàn)。L298N驅(qū)動板是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部保護4通道邏輯電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動，即內(nèi)含兩個H橋高電壓大電流雙橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。而電機的驅(qū)動又是靠占空比來實現(xiàn)的。所述的占空比表示了在一個周期開關(guān)導(dǎo)通的時間與周期的比值。占空比的變化范圍為零到一。當(dāng)電源電壓不變的情況下輸出電壓的平均值取決于占空比的大小，改變占空比的值也就改變了輸出電壓的平均值，從而達(dá)到控制電機轉(zhuǎn)速的目的，即實現(xiàn)PWM調(diào)速。

LCD顯示模塊8采用1602液晶顯示屏。LCD顯示模塊包括時間顯示和運動量的顯示，顯示的是一天內(nèi)嬰幼兒所踢按鈕的次數(shù)。

錄音存儲與播放模塊5通過MIC錄音電路、DAC放音電路、按鍵、外部W29C040儲存器擴展電路組成。其中MIC錄音電路由MIC轉(zhuǎn)換電路和放大電路組成，語音信號經(jīng)過MIC轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過隔直電容隔掉直流成分，然后再輸入放大電路中。放大電路中含有有自動增益控制電路AGC能隨時跟蹤、監(jiān)視前置放大器輸出的音頻信號電平。當(dāng)輸入電平信號減小時，AGC電路自動增大放大器的增益，當(dāng)輸入信號增大時，前置放大器AGC自動減少放大器的增益，以便輸入A/D的信號保持在最佳電平。放大電路中也包含A/D轉(zhuǎn)換器對輸入語音信號進行采樣，根據(jù)抽樣定理選用8kHz的抽樣頻率，并按照凌陽音頻格式進行編碼，每秒將占用16K的儲存空間。為了增加儲存時間，系統(tǒng)擴展一塊外部儲存器W29C040來進行擴展容量和空間。它來儲存經(jīng)過處理的語音數(shù)據(jù)，這樣便實現(xiàn)了錄音存儲功能。所述MIC可以理解為隨聲壓變化的電阻，MIC的1、2引腳之間的電壓差隨聲音的大小和頻率變化。然后這個具有直流分量的兩個信經(jīng)過兩個電容就加到061A的MICP和MICN兩個引腳，經(jīng)過061A的自動增益放大后送入AD轉(zhuǎn)換器，生成數(shù)字量的音頻電壓值。

所述DAC放音電路是實現(xiàn)聲音從W29C040存儲器中讀取出來并將其播放出去的功能。它的實現(xiàn)原理如下所述。將外部儲存器W29C040中儲存的語音數(shù)據(jù)順序取出，解碼后，以8kHz的速率進行D/A轉(zhuǎn)化輸出，經(jīng)電容濾波后，恢復(fù)原始語音數(shù)據(jù)波形，經(jīng)過語音放大芯片SPY0030進行放大處理。061A的DAC是可有程序控制的恒流源輸出，恒流源的變化范圍為0-3mA。DAC接到J2的引腳1上，它通過一個阻值為10的電阻接地，因此可以產(chǎn)生一個因為程序而改變的恒壓源，最大電壓可以達(dá)到3V。外接電阻小于1K,恒流源是可以短路的。但是當(dāng)電阻大于1K時，恒流源只能工作在0-1.5mA范圍，影響恒流源的輸出精度。當(dāng)把2、3引腳連接在一起時，在電阻產(chǎn)生恒壓。當(dāng)DAC輸出音頻信號時，經(jīng)過電容濾去高頻階梯信號，保留音頻信號，在經(jīng)過電容隔直，音頻信號當(dāng)中的直流分量被隔離，交流信號經(jīng)過音頻放大器SPY0030阻抗變換輸出，即可驅(qū)動喇叭發(fā)聲。

因為是嬰幼兒健身器因此也要考慮到舒適度。因此大按鍵上我們可以包裹一個保護套，而此保護套的選材極為重要既要能達(dá)到鍛煉效果又不能太硬太涼弄傷嬰兒的腳。經(jīng)過很長時間的尋找我們找到了一種碳纖維PVB膠包非金屬材料。此材料柔軟舒適，通電后不僅能產(chǎn)熱還能產(chǎn)生8～14微米的遠(yuǎn)紅外線溫度，從而使產(chǎn)品具備了遠(yuǎn)紅外光波的保健理療作用，具有調(diào)節(jié)人體免疫力、促進血液循環(huán)、加速調(diào)節(jié)身體新陳代謝，并可緩解關(guān)節(jié)疼痛、腰酸肩背痛、殺菌抑菌等健康保健功效。

本實用新型結(jié)構(gòu)實物圖如圖2所示，嬰幼兒健身器包括健身器主體10，其通過可伸縮桿搭建在嬰兒床11尾部。大按鍵、LCD顯示模塊設(shè)于主體外部，電源模塊、晶振和總控制模塊設(shè)置于主體內(nèi)部，所述DAC放音電路、外部W29C040儲存器、揚聲器、MIC錄音電路設(shè)置于主體內(nèi)部，按鍵設(shè)置于主體外部。大按鍵包括垂直連接的腳踢按鍵1-1和腳蹬按鍵1-2，腳蹬按鍵1-2設(shè)于水平位置，腳踢按鍵1-1設(shè)于腳蹬按鍵下方的豎直位置。風(fēng)車9通過L型支撐桿12固定于健身器主體上方，支撐桿內(nèi)依次連接有繼電器、L298N驅(qū)動電路和電機，所述電機與風(fēng)車連接，繼電器與主體內(nèi)轉(zhuǎn)速控制模塊連接。

本實用新型設(shè)置的腳蹬按鍵和腳踢按鍵，其中腳蹬按鍵為外凸設(shè)置，用于嬰兒向前蹬腿時腳趾觸碰按鍵，實現(xiàn)腳蹬運動。腳踢按鍵為內(nèi)凹設(shè)置，由于嬰幼兒抬起腿的高度有限，若腳踢設(shè)置設(shè)于上方，不能確保每個嬰幼兒能夠夠到腳踢按鍵，因此，本實用新型將腳踢按鍵設(shè)為下方的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，嬰幼兒抬起腳放下的時候，腳后跟會觸碰到腳踢按鍵，從而實現(xiàn)抬腿運動。

嬰幼兒健身器在使用之前，先打開按鍵，父母分別錄入運動量不同時發(fā)出的不同聲音，例如“寶貝加油”“寶貝很棒”“寶貝休息一會”等。嬰幼兒在使用健身器時，通過向前腳蹬按鍵1-2或抬腿下壓腳踢按鍵1-1觸動轉(zhuǎn)速控制模塊，從而帶動風(fēng)車轉(zhuǎn)動，以此來吸引嬰幼兒健身樂趣。另外，計數(shù)模塊和計時模塊用于統(tǒng)計轉(zhuǎn)速量和嬰幼兒健身時間，并顯示在LCD顯示模塊上，同時，計數(shù)模塊用于控制DAC放音電路發(fā)出不同的聲音，當(dāng)轉(zhuǎn)速量過低時，則發(fā)出“寶貝加油”的父母聲音，當(dāng)轉(zhuǎn)速量過高時，則發(fā)出“寶貝休息一會”的父母聲音，當(dāng)轉(zhuǎn)速量適當(dāng)時，則發(fā)生“寶貝很棒”的父母聲音。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，例如聲音的錄入，可以錄入不同的鼓勵語句，再例如吸引嬰幼兒的風(fēng)車轉(zhuǎn)動，也可以替換為其他吸引注意力的玩具或物體，再例如該健身器搭建在嬰兒床上，也可以搭建在其他物體或立在地面/物體上，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

綜上，本實用新型達(dá)到預(yù)期目的。