集成多組傳感器的智能體育器材的制作方法
【專利摘要】一種集成多組傳感器的智能體育器材,包括:多功能傳感器芯片、USB接收器、終端設(shè)備、啞鈴、杠鈴，標(biāo)槍、鉛球、鐵餅，羽毛球拍、乒乓球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、船槳，其特征在于所述體育器材上設(shè)有一凹槽，多功能傳感器芯片安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片內(nèi)集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、壓力傳感器、無(wú)線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片通過(guò)無(wú)線傳輸方式與USB接收器通訊連接，體育器材外部設(shè)有電源控制開關(guān)，多功能傳感器芯片的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)安裝多功能傳感器使體育器材智能化，幫助運(yùn)動(dòng)者訓(xùn)練，避免身體傷害，提高運(yùn)動(dòng)、健身質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】集成多組傳感器的智能體育器材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種體育器材，特別涉及一種集成多組傳感器智能體育器材。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平不斷提高，全民的健身已成為巨大的社會(huì)需求。人們對(duì)運(yùn)動(dòng)的喜愛也大幅提高，啞鈴已成為家中健身鍛煉的常見器材，網(wǎng)球、羽毛球已成為全民熱愛的運(yùn)動(dòng)，杠鈴，標(biāo)槍、鐵餅和各類劃船比賽也是競(jìng)技體育的熱門項(xiàng)目。盡管啞鈴、乒乓球、羽毛球、網(wǎng)球等熱門運(yùn)動(dòng)器材人人可以簡(jiǎn)單的使用，但是，每種體育器材都其自身特性，每種運(yùn)動(dòng)都有很強(qiáng)的技巧性，初學(xué)者很難掌握其技巧，更別提較好的使用。況且，如果運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)作不適當(dāng)、不規(guī)范，嚴(yán)重情況下，運(yùn)動(dòng)時(shí)即產(chǎn)生重大的傷害，如手腕骨折、腳踝骨折；若長(zhǎng)期動(dòng)作不規(guī)范也會(huì)產(chǎn)生慢性手腕、腳踝、膝蓋等關(guān)節(jié)或者肌肉拉傷傷害，影響生活和工作。杠鈴、標(biāo)槍、鐵餅、鉛球，劃船等競(jìng)技運(yùn)動(dòng)器材，技巧性更強(qiáng)，訓(xùn)練難度更加大，如鐵餅、標(biāo)槍和鉛球擲出時(shí)的角度，加速度等，只能憑借運(yùn)動(dòng)員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行聯(lián)系，不僅周期長(zhǎng)而且訓(xùn)練效率不高。劃船等多人協(xié)調(diào)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)不僅要求每個(gè)人技術(shù)好，需要多人的協(xié)調(diào)性。因此，船槳上若能安置多功能傳感器，這樣就可以協(xié)調(diào)每個(gè)劃槳者的動(dòng)作及一致性。把多功能傳感器智能芯片集成到以上系列體育器材上，不僅能幫助運(yùn)動(dòng)者訓(xùn)練，還能避免身體傷害，提高技術(shù)能力，從而提聞生活質(zhì)量。
[0003]除此之外，傳感器技術(shù)的成熟和商業(yè)化上的成功，也是加速度計(jì)、陀螺儀等器件進(jìn)入人們的日常生活，如智能手機(jī)，平板電腦等。先進(jìn)封裝技術(shù)如基于板上封裝技術(shù)、系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)、3D封裝的日趨成熟，多傳感器集成及封裝日益微型化和低成本，智能便攜電子產(chǎn)品日益普及也為集成多組傳感器智能體育器材的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種集成多組傳感器的智能體育器材。本發(fā)明包括:多功能傳感器芯片m1-chip (micro intelligent chip,簡(jiǎn)稱m1-chip)、USB接收器、終端設(shè)備、體育器材，其特征在于所述體育器材上設(shè)有一凹槽，外殼為高強(qiáng)度塑料封裝的多功能傳感器芯片m1-chip安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chip內(nèi)集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、壓力傳感器、無(wú)線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片m1-chip通過(guò)無(wú)線傳輸方式與USB接收器通訊連接，凹槽外部設(shè)有電源控制開關(guān)，USB接收器內(nèi)設(shè)有與多功能傳感器芯片m1-chip無(wú)線通訊的接收電路及存儲(chǔ)模塊，USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接。
[0005]所述體育器材為啞鈴、杠鈴，標(biāo)槍、鉛球、鐵餅，羽毛球拍、乒乓球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、船槳。
[0006]所述凹槽的開設(shè)位置根據(jù)不同種類的體育器材特性，開設(shè)在不同的位置，凹槽位置設(shè)置在啞鈴、杠鈴的桿上，或者凹槽位置開設(shè)在鉛球、鐵餅上的表面中心處，或者凹槽位置開設(shè)在標(biāo)槍上中間截面處，或者凹槽位置開設(shè)在羽毛球拍、乒乓球拍、網(wǎng)球拍的手柄處，或者凹槽位置開設(shè)在高爾夫球桿的頭部，或者凹槽位置開設(shè)在船槳漿桿的下方，凹槽呈圓形。
[0007]所述多功能傳感器芯片m1-chip處理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式為dat和dsv。
[0008]所述多功能傳感器芯片m1-chip的無(wú)線傳輸模塊與USB接收器之間的無(wú)線傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或者2G網(wǎng)絡(luò)的GSM或CDMA2000模式，或者3G網(wǎng)絡(luò)的CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網(wǎng)絡(luò)的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。
[0009]所述能量收集器運(yùn)用壓電式、靜電式、電磁式，在體育器材運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chip，能量收集器收集到的電量通過(guò)電容存儲(chǔ)，電容為超級(jí)電容。
[0010]所述多功能傳感器芯片m1-chip的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，充電電池為高能密度鋰電池。
[0011]所述終端設(shè)備為電腦、智能手機(jī)、平板電腦，終端設(shè)備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件，分析軟件實(shí)時(shí)顯示、分析、指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
[0012]所述多功能傳感器芯片m1-chip為單個(gè)芯片的CMOS封裝,封裝基于基板封裝技術(shù)進(jìn)行封裝集成或通過(guò)系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)進(jìn)行封裝集成。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)安裝多功能傳感器使體育器材智能化，幫助運(yùn)動(dòng)者訓(xùn)練，避免身體傷害，提高運(yùn)動(dòng)、健身質(zhì)量。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1智能啞鈴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2智能可變重量啞鈴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3智能杠鈴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4智能乒乓球拍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5智能羽毛球拍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6智能網(wǎng)球拍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7智能標(biāo)槍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8智能鉛球的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖9智能鐵餅的結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖10智能高爾夫球桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11智能船槳的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖12本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0026]圖13多功能傳感器芯片m1-chip封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1三軸陀螺儀、2三軸加速度計(jì)、3壓力傳感器、4無(wú)線傳輸模塊、5封帽、7基板、8焊料、9焊點(diǎn)、10中央處理器、11多功能傳感器芯片m1-chip。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例一
[0029]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例:
[0030]本實(shí)施例由多功能傳感器芯片m1-chipll、USB接收器、終端設(shè)備、體育器材組成。本實(shí)施例的體育器材為啞鈴。啞鈴有兩種類型，一種是定重量啞鈴，參見圖1。另一種是可變重量啞鈴，參見圖2。兩種類型的啞鈴桿頂端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，防止其從啞鈴桿上滑落下來(lái)，蓋子上設(shè)有電源控制開關(guān)。在使用時(shí)，打開蓋子上的電源控制開關(guān)，多功能傳感器芯片m1-chipll內(nèi)的傳感器采用無(wú)線傳輸方式經(jīng)USB接收器在與終端設(shè)備連接，通過(guò)分析軟件在線處理運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的終端設(shè)備為電腦。多功能傳感器芯片m1-chipll的外殼采用高強(qiáng)度塑料封裝,多功能傳感器m1-chip芯片基于基板的集成方式，將三軸陀螺儀1、三軸加速度計(jì)2、壓力傳感器3、無(wú)線傳輸模塊4、中央處理器10四種MEMS傳感器及中央處理器10通過(guò)焊料8與帶互連的基板7進(jìn)行平面陣列集成，并由焊點(diǎn)9將信號(hào)引出。為了提升可靠性，本實(shí)施例所述的多功能傳感器芯片m1-chipll采用封帽5進(jìn)行保護(hù)。將中央處理器10做在封帽5中與其他四種MEMS傳感器集成在一起，參見圖13。多功能傳感器m1-chipll芯片也可采用單個(gè)芯片的CMOS封裝，封裝采用基于基板封裝技術(shù)進(jìn)行封裝集成或通過(guò)系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)進(jìn)行封裝集成。多功能傳感器芯片m1-chipll處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為dat和csv。多功能傳感器芯片m1-chipll通過(guò)無(wú)線傳輸方式與USB接收器通訊連接，多功能傳感器芯片m1-chipll的無(wú)線傳輸模塊4與USB接收器之間的無(wú)線傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或者2G網(wǎng)絡(luò)的GSM或CDMA2000模式，或者3G網(wǎng)絡(luò)的CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網(wǎng)絡(luò)的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。本實(shí)施例采用W1-Fi方式。
[0031]多功能傳感器芯片m1-chipll的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，所述能量收集器運(yùn)用壓電原理、靜電式原理、電磁原理，在體育器材運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chipll，能量收集器收集到的電量通過(guò)電容存儲(chǔ)，電容采用超級(jí)電容或采用碳納米管電極材料制造的電容器。在本實(shí)施例中采用充電電池為供電電源。充電電池為高能密度鋰電池。
[0032]USB接收器內(nèi)設(shè)有與多功能傳感器芯片m1-chipll無(wú)線通訊的接收電路及存儲(chǔ)模塊，USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口。在本實(shí)施例中采用USB接口。USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接。終端設(shè)備為電腦、智能手機(jī)、平板電腦，本實(shí)施例的終端設(shè)備為電腦。電腦裝有智能芯片m1-chipll配套的分析軟件，電腦接收多功能傳感器芯片m1-chip發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)分析軟件處理后實(shí)時(shí)顯示、分析、指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中多功能傳感器芯片m1-chipll產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可根據(jù)終端設(shè)備的類型存儲(chǔ)到已連接的終端設(shè)備上，或暫時(shí)存儲(chǔ)在USB接收器的存儲(chǔ)模塊上。運(yùn)動(dòng)完畢后將USB接收器連接到終端設(shè)備上，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸給終端設(shè)備，再經(jīng)分析軟件進(jìn)行處理、分析，參見圖12。
[0033]實(shí)施例二
[0034]實(shí)施例二與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為杠鈴，杠鈴桿頂端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，本實(shí)施例中采用能量收集器為供電電源。參見圖3。
[0035]實(shí)施例三
[0036]實(shí)施例三與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為乒乓球拍、羽毛球拍、網(wǎng)球拍，兵兵球拍、羽毛球拍、網(wǎng)球拍的手柄末端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，參見圖4、圖5、圖6。
[0037]實(shí)施例四
[0038]實(shí)施例四與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為標(biāo)槍，標(biāo)槍中部的桿體上加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，參見圖7。
[0039]實(shí)施例五
[0040]實(shí)施例五與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為鉛球、鐵餅，鉛球、鐵餅的表面中心位置加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，參見圖8、圖9。
[0041]實(shí)施例六
[0042]實(shí)施例六與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為高爾夫球桿，高爾夫球桿的頭部位置加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，參見圖10。
[0043]實(shí)施例七
[0044]實(shí)施例七與實(shí)施例一相同，所不同的是體育器材為船槳，船槳的漿桿的下方加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設(shè)有蓋子，起到固定的作用，參見圖11。
【權(quán)利要求】
1.一種集成多組傳感器的智能體育器材，包括:多功能傳感器芯片m1-chip、USB接收器、終端設(shè)備、體育器材，其特征在于體育器材上設(shè)有一凹槽，外殼為高強(qiáng)度塑料封裝的多功能傳感器芯片m1-chip安裝在凹槽內(nèi)，多功能傳感器芯片m1-chip內(nèi)集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、壓力傳感器、無(wú)線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片m1-chip通過(guò)無(wú)線傳輸方式與USB接收器通訊連接，凹槽外部設(shè)有電源控制開關(guān)，USB接收器內(nèi)設(shè)有與多功能傳感器芯片m1-chip無(wú)線通訊的接收電路及存儲(chǔ)模塊，USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所所述體育器材為:啞鈴或杠鈴或標(biāo)槍或鉛球或鐵餅或羽毛球拍或乒乓球拍或網(wǎng)球拍或高爾夫球桿或船槳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述凹槽位置設(shè)置的部位為:凹槽位置設(shè)置在啞鈴、杠鈴的桿上，或者凹槽位置開設(shè)在鉛球、鐵餅上的表面中心處，或者凹槽位置開設(shè)在標(biāo)槍上中間截面處，或者凹槽位置開設(shè)在羽毛球拍、乒乓球拍、網(wǎng)球拍的手柄處，或者凹槽位置開設(shè)在高爾夫球桿的頭部，或者凹槽位置開設(shè)在船槳漿桿的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為dat和csv。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip的無(wú)線傳輸模塊與USB接收器之間的無(wú)線傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或者2G 網(wǎng)絡(luò)的 GSM 或 CDMA2000 模式，或者 3G 網(wǎng)絡(luò)的 CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網(wǎng)絡(luò)的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述能量收集器運(yùn)用壓電式、靜電式、電磁式，在體育器材運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chip。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，充電電池為高能密度鋰電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述終端設(shè)備為電腦或智能手機(jī)或平板電腦，終端設(shè)備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip為單個(gè)芯片的CMOS封裝，封裝基于基板封裝技術(shù)進(jìn)行封裝集成或通過(guò)系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)進(jìn)行封裝集成。
【文檔編號(hào)】A63B65/02GK104415524SQ201310382956
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】袁學(xué)兵, 劉勝, 張華典, 付興銘, 王小平 申請(qǐng)人:無(wú)錫慧思頓科技有限公司, 武漢飛恩微電子有限公司