跑步機控制裝置及跑步機的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種跑步機控制裝置及跑步機，包括：通訊模塊、微處理器、電子開關陣列模塊及按鍵狀態監測模塊，其中，微處理器用于接收經通訊模塊傳遞的控制數據并解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊及接收按鍵狀態監測模塊監測的按鍵動作以生成監測數據并發送給外部控制終端；電子開關陣列模塊用于對跑步機的物理按鍵進行模擬控制；按鍵狀態監測模塊用于監測各物理按鍵的按鍵動作。在保留原有跑步機控制系統的基礎上增加了外部智能控制模式，且兩套控制系統并行，使得跑步機具有原手動/程序控制和無線智能控制雙模式控制，且兼容跑步機原有的控制系統，無需做大的改動，減少了技術改造的難度和成本，具有廣泛的推廣應用價值。
【專利說明】
跑步機控制裝置及跑步機
技術領域
[0001]本發明涉及健身器材領域，特別地，涉及一種跑步機控制裝置。此外，本發明還涉及一種包括上述跑步機控制裝置的跑步機。【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，越來越多的都市運動愛好者選擇在室內通過跑步機進行身體鍛煉，其能避開外部的空氣污染或者雨霧等天氣不良因素的干擾，亦利于用戶記錄其運動量或者制定及實施科學的健身計劃。
[0003]傳統的跑步機一般采用物理按鍵進行開關及跑步速度的控制，隨著硬件接口及無線通信技術的發展，跑步機的功能及控制界面得到進一步豐富。
[0004]CN 104039401B公開了一種用于與外部計算設備連接的通信連接裝置的鍛煉設備，該發明的鍛煉設備缺少的控制臺接口或者控制臺接口的部分可以由通信地連接至鍛煉設備的外部計算設備提供。顯然，該文獻僅涉及到利用外部計算設備彌補鍛煉設備的控制接口不足的目的。
[0005]CN 103623550B公開了一種跑步機系統控制方法、跑步機以及便攜智能終端，該跑步機系統控制方法包括步驟:便攜智能終端的通信模塊發送控制指令;跑步機的通信模塊接收控制指令并向跑步機的控制模塊轉發控制指令;跑步機的控制模塊根據控制指令控制跑步機的動作，同時跑步機的控制模塊實時采集跑步機的運動信息，間隔通過跑步機的通信模塊向便攜智能終端發送運動信息;便攜智能終端的通信模塊接收運動信息。其解決的是現有跑步機的功能單一及現有跑步機查看和設置數據不方便的問題。
[0006]CN 202682662U公開了一種跑步機，包括控制板，控制板通過編譯器連接有通信接口單元，控制板通過通信接口單元以有線或者無線方式與外部智能終端通信。該跑步機通過設置通信接口單元，跑步機可以與外部智能終端進行通信，實現了將跑步機的數據傳至智能終端進行分析、統計、共享等應用，而且跑步機可以接收外部智能終端的控制指令或者訓練計劃數據，達到了借助外部智能終端設備以擴展跑步機功能的目的。
[0007]但上述專利文獻均僅涉及到通過接口及無線通信技術經外部智能終端豐富跑步機的控制功能，如何將外部控制模塊與現有的跑步機固有的控制系統進行兼容以降低跑步機的硬件成本并提高其運行安全可靠性，是一個亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0008]本發明提供了一種跑步機控制裝置及跑步機，以解決現有的跑步機的外部控制模塊與原有控制系統獨立設置導致的硬件成本高及控制不便的技術問題。
[0009]本發明采用的技術方案如下:
[0010]根據本發明的一個方面，提供一種跑步機控制裝置，包括:[〇〇11]通訊模塊，用于與外部控制終端建立通信連接，以發送跑步機的監測數據給外部控制終端或者接收外部控制終端生成的控制數據；
[0012]微處理器，連接通訊模塊、電子開關陣列模塊及按鍵狀態監測模塊，用于接收經通訊模塊傳遞的控制數據并解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊及接收按鍵狀態監測模塊監測的按鍵動作以生成監測數據并經通訊模塊發送給外部控制終端；
[0013]電子開關陣列模塊，包括多通道電子開關，每個電子開關連接跑步機上對應物理按鍵高電平的一端，用于根據控制指令拉低物理按鍵的高電平端以模擬物理按鍵效果進行跑步機控制；
[0014]按鍵狀態監測模塊，包括多通道監測支路，每個監測支路連接跑步機上對應物理按鍵高電平的一端，用于實時監測對應物理按鍵的人工按鍵和電子開關動作并傳遞給微處理器以生成監測數據。
[0015]進一步地，跑步機上的物理按鍵至少包括:速度調節、坡度調節及啟停按鍵，各物理按鍵的一端接地，另一端連接跑步機上控制面板的處理器且連接電子開關陣列模塊及按鍵狀態監測模塊。
[0016]進一步地，電子開關陣列模塊的各路電子開關與各物理按鍵一一對應；
[0017]按鍵狀態監測模塊的各監測支路與各物理按鍵一一對應。
[0018]進一步地，本發明跑步機控制裝置還包括:
[0019]參數獲取模塊，用于經跑步機內置的控制模塊發出的速度和/或坡度信息，或者經跑步機內置的速度傳感器和/或坡度傳感器檢測的速度和/或坡度信息、或者經跑步機的速度/坡度顯示單元獲取對應的速度和/或坡度值并傳遞給微處理器以生成監測數據。
[0020]進一步地，按鍵狀態監測模塊包括用于判斷物理按鍵的動作對應的是人工按鍵或者是電子開關動作，并區分人工按鍵和電子開關動作以將按鍵動作屬性傳遞給微處理器的動作屬性監測模塊。
[0021]進一步地，微處理器連接有控制權切換模塊，控制權切換模塊用于在監測到人工按鍵動作時將跑步機的控制權轉移至物理按鍵對應的控制系統，直至跑步機經通訊模塊重新恢復外部控制終端的控制權。[〇〇22] 進一步地，跑步機的控制面板包括觸控顯示屏。
[0023]進一步地，本發明跑步機控制裝置還包括:
[0024]用于供電的電源模塊，電源模塊的電源取自跑步機內部的供電電路。
[0025]進一步地，通訊模塊為有線和/或無線通訊模塊，無線通訊模塊為藍牙、WIFI或者 NFC通信模塊。
[0026]根據本發明的另一方面，還提供一種跑步機，包括上述的跑步機控制裝置。[〇〇27]本發明具有以下有益效果:
[0028]本發明跑步機控制裝置及跑步機，通過采用通訊模塊與外部控制終端建立通信連接，且微處理器接收通訊模塊傳遞的控制數據并解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊，電子開關陣列模塊的各電子開關連接跑步機原有物理按鍵的高電平一端，經電子開關模擬物理按鍵的動作效果，從而在保留原有跑步機速度、坡度、啟停、安全開關等控制系統的基礎上增加了外部智能控制模式，且兩套控制系統并行，使得跑步機具有原手動/程序控制和無線智能控制雙模式控制，且兼容跑步機原有的控制系統，無需做大的改動，減少了技術改造的難度和成本，具有廣泛的推廣應用價值。
[0029]除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。【附圖說明】
[0030]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:[0031 ]圖1是本發明優選實施例跑步機控制裝置的原理方框示意圖；
[0032]圖2是本發明優選實施例跑步機控制裝置的結構示意圖。[〇〇33]附圖標記說明:[〇〇34]10、通訊模塊；[〇〇35] 20、微處理器；[〇〇36] 30、電子開關陣列模塊；[〇〇37]40、按鍵狀態監測模塊；[〇〇38] 50、控制面板;51、物理按鍵；[〇〇39]60、電源模塊。
[0040]70、外部控制終端。【具體實施方式】
[0041]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0042]本發明的優選實施例提供了一種跑步機控制裝置，在不破壞跑步機原有控制系統的前提下對跑步機進行外部智能控制，參照圖1及圖2,本實施例跑步機控制裝置包括: [〇〇43]通訊模塊10,用于與外部控制終端70建立通信連接，以發送跑步機的監測數據給外部控制終端70或者接收外部控制終端70生成的控制數據；[〇〇44]微處理器20,連接通訊模塊10及電子開關陣列模塊30、按鍵狀態監測模塊40,用于接收經通訊模塊10傳遞的控制數據并解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊30及接收按鍵狀態監測模塊40監測的按鍵動作以生成監測數據并經通訊模塊10發送給外部控制終端70;
[0045]電子開關陣列模塊30,包括多通道電子開關，每個電子開關連接跑步機上對應物理按鍵51高電平的一端，用于根據控制指令拉低物理按鍵51的高電平端以模擬物理按鍵效果進行跑步機控制；
[0046]按鍵狀態監測模塊40,包括多通道監測支路，每個監測支路連接跑步機上對應物理按鍵51高電平的一端，用于實時監測對應物理按鍵51的人工按鍵和電子開關動作并傳遞給微處理器20以生成監測數據。[〇〇47]本實施例通過采用通訊模塊10與外部控制終端70建立通信連接，且微處理器20接收通訊模塊10傳遞的控制數據并解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊30，電子開關陣列模塊30的各電子開關連接跑步機原有物理按鍵的高電平一端，經電子開關模擬物理按鍵的動作效果，從而在保留原有跑步機速度、坡度、啟停、安全開關等控制系統的基礎上增加了外部智能控制模式，且兩套控制系統并行，使得跑步機具有原手動/程序控制和無線智能控制雙模式控制，且兼容跑步機原有的控制系統，無需做大的改動，減少了技術改造的難度和成本，具有廣泛的推廣應用價值。此外，微處理器20經按鍵狀態監測模塊40獲取按鍵動作以生成監測數據并經通訊模塊10傳遞給外部控制終端70,增強了外部控制終端70根據反饋狀態進行實時控制的智能化水平。[〇〇48]本實施例中，跑步機上的物理按鍵51至少包括:速度調節、坡度調節、啟停按鍵，還可以包括緊急情形下急停的安全開關按鍵，本領域技術人員可以理解，此處僅為列舉，并非窮舉。各物理按鍵51的一端接地，另一端連接跑步機上控制面板50的處理器且連接電子開關陣列模塊30及按鍵狀態監測模塊40。處理器經變頻器連接速度馬達、升降馬達，從而對跑步機的速度、坡度等運行狀態進行調整。具體的跑步機控制系統的調節控制屬于現有技術， 在此不再贅述。[0〇49]本實施例中，電子開關陣列模塊30由多個數字三極管(DTC143)構成多通道電子開關，且各路電子開關與各物理按鍵51—一對應，電子開關通過對地短接實現對應按鍵的模擬按下的動作。即原有的物理按鍵的兩端引線連接電子開關，電子開關由控制指令動作，物理按鍵由人工按鍵觸發動作，且電子開關控制及人工按鍵控制兩種方式并行存在，兩者的控制邏輯為“或”關系，使得對跑步機的控制更為智能簡便。優選地，電子開關陣列模塊30采用光耦隔離開關陣列，經光耦隔離實現現場開關信號與系統的控制邏輯電路隔離，進一步提高控制的可靠性及抗干擾性。
[0050]本實施例中，按鍵狀態監測模塊40采用具備二極管限幅的輸入接口電路作為監測支路，按鍵狀態監測模塊40的各監測支路與各物理按鍵51—一對應。由于跑步機的物理按鍵的一端接地(即低電平端)；另一端連接控制面板的處理器(即高電平端)，無按鍵動作時高電平端呈現高電平，按下按鍵短接地電位呈現低電平，因而按鍵狀態監測模塊40據此判斷物理按鍵是否被按下或對應的電子開關短接。且微處理器20接收按鍵狀態監測模塊40的監測結果生成監測數據并經通訊模塊10發送給外部控制終端70,使得用戶經外部控制終端 70及時了解跑步機的實時調整狀態，且無論是物理按鍵的調整控制還是經外部指令驅動電子開關動作的控制均可以在外部控制終端70得到反映，與傳統的經跑步機的顯示面板的反饋相比，豐富了外部智能控制的功能，實時反饋性得到增強。優選地，按鍵狀態監測模塊40 包括用于判斷物理按鍵51的動作對應的是人工按鍵或者是電子開關動作，并區分人工按鍵和電子開關動作以將按鍵動作屬性傳遞給微處理器20的動作屬性監測模塊。本實施例中， 動作屬性監測模塊可以是進一步判斷電子開關是否動作或者物理按鍵是否動作的檢測機構，且通過動作屬性監測模塊反饋按鍵動作屬性給微處理器20,進一步經微處理器20將包含按鍵動作及對應的按鍵動作屬性的監測數據發送給外部控制終端70,使得反饋信息更為精準，控制可靠性更高。
[0051]優選地，本實施例跑步機控制裝置還包括:參數獲取模塊，用于經跑步機內置的控制模塊發出的速度和/或坡度信息，或者經跑步機內置的速度傳感器和/或坡度傳感器檢測的速度和/或坡度信息、或者經跑步機的速度/坡度顯示單元獲取對應的速度和/或坡度值并傳遞給微處理器20以生成監測數據。進一步，微處理器將生成包含跑步機運行對應的速度和/或坡度值的監測數據發送給外部控制終端70,使得用戶可以經外部控制終端70實時接收跑步機運行的速度和/或坡度，并經外部控制終端70進行實時調整，使得外部控制方式的智能化水平高，且控制更為精準及個性化。譬如，用戶經外部控制終端70接收微處理器20 反饋的跑步機的速度和/或坡度值后，根據自身健身需求可以生成調整速度和/或坡度的控制數據給微處理器20,微處理器20對接收的控制數據解析后生成控制指令給電子開關陣列模塊30,進而經電子開關陣列模塊30的各電子開關向相應的物理按鍵發送增加或減少脈沖信號，從而實現對跑步機的速度和/或坡度的控制。當跑步機控制裝置接收到外部控制終端 70發送的開/關跑步機信號后，經微處理器20向電子開關陣列模塊30發出開/關跑步機的指令，電子開關陣列模塊30向跑步機的啟停按鍵發送開或者關模擬控制信號，從而實現對跑步機的開或者關的控制。[〇〇52]優選地，本實施例跑步機控制裝置還包括:用于供電的電源模塊60,電源模塊60的電源取自跑步機內部的供電電路，且供電給跑步機控制裝置的各模塊，避免了外接電源的麻煩。電源模塊60包括取電單元、電壓轉換單元及穩壓單元，用于將跑步機內的工作電源轉換為控制裝置所需的電壓供電。[〇〇53] 本實施例中，外部控制終端70可以是智能手機、平板電腦等移動智能通訊設備。通訊模塊10為有線和/或無線通訊模塊，無線通訊模塊為藍牙、WIFI或者NFC通信模塊。優選地，外部控制終端70與通訊模塊10間無線通訊連接。以手機作為外部控制終端70,通訊模塊 10采用藍牙模塊為例，手機作為主設備(Master )，跑步機控制裝置作為從設備(Slave )，跑步機控制裝置在非連接狀態下一直進行廣播，等待手機端隨時連接。同時無論手機藍牙是否連接跑步機控制裝置，跑步機控制裝置上電狀態始終采集物理按鍵的動作以生成監測數據并上傳。[〇〇54] 優選地，本實施例跑步機的控制面板50包括觸控顯示屏，即該觸控顯示屏作為物理按鍵對應的輸入單元，且同時作為輸出跑步機運行狀態的顯示單元。[〇〇55]優選地，微處理器20連接有控制權切換模塊，控制權切換模塊用于在監測到人工按鍵動作時將跑步機的控制權轉移至物理按鍵51對應的控制系統，直至跑步機經通訊模塊 10重新恢復外部控制終端70的控制權。即通過控制權切換模塊實現對控制權的鑒定及轉移，當用戶經物理按鍵對跑步機進行人工控制后，控制權限轉移至跑步機的原有控制系統， 即不再經跑步機控制裝置對跑步機進行調整控制，只有當外部控制終端重新獲得授權權限后，方能再經跑步機控制裝置進行無線智能控制，進一步提升了控制的可靠性及安全性。
[0056]根據本發明的另一方面，還提供一種跑步機，包括上述實施例的跑步機控制裝置。 [〇〇57]從以上的描述可以得知，本實施例跑步機控制裝置及跑步機，在保留原有跑步機速度、坡度、啟停、安全開關等控制系統的基礎上增加了外部智能控制模式，且兩套控制系統并行，使得跑步機具有原手動/程序控制和無線智能控制雙模式控制，且兼容跑步機原有的控制系統，無需做大的改動，減少了技術改造的難度和成本，具有廣泛的推廣應用價值。 [〇〇58]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種跑步機控制裝置，其特征在于，包括:通訊模塊(10)，用于與外部控制終端(70)建立通信連接，以發送跑步機的監測數據給 所述外部控制終端(70)或者接收所述外部控制終端(70)生成的控制數據；微處理器(20)，連接所述通訊模塊(10)、電子開關陣列模塊(30)及按鍵狀態監測模塊 (40)，用于接收經所述通訊模塊(10)傳遞的所述控制數據并解析后生成控制指令給所述電 子開關陣列模塊(30)及接收所述按鍵狀態監測模塊(40)監測的按鍵動作以生成監測數據 并經所述通訊模塊(10)發送給所述外部控制終端(70);電子開關陣列模塊(30)，包括多通道電子開關，每個電子開關連接所述跑步機上對應 物理按鍵(51)高電平的一端，用于根據所述控制指令拉低所述物理按鍵(51)的高電平端以 模擬物理按鍵效果進行跑步機控制；按鍵狀態監測模塊(40)，包括多通道監測支路，每個監測支路連接所述跑步機上對應 物理按鍵(51)高電平的一端，用于實時監測對應物理按鍵(51)的人工按鍵和電子開關動作 并傳遞給所述微處理器(20)以生成所述監測數據。2.根據權利要求1所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述跑步機上的物理按鍵(51)至少包括:速度調節、坡度調節及啟停按鍵，各物理按鍵 (51)的一端接地，另一端連接跑步機上控制面板(50)的處理器且連接所述電子開關陣列模 塊(30)及所述按鍵狀態監測模塊(40)。3.根據權利要求2所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述電子開關陣列模塊(30)的各路電子開關與各物理按鍵(51)—一對應；所述按鍵狀態監測模塊(40)的各監測支路與各物理按鍵(51)—一對應。4.根據權利要求2所述的跑步機控制裝置，其特征在于，還包括:參數獲取模塊，用于經所述跑步機內置的控制模塊發出的速度和/或坡度信息，或者經 所述跑步機內置的速度傳感器和/或坡度傳感器檢測的速度和/或坡度信息、或者經所述跑 步機的速度/坡度顯示單元獲取對應的速度和/或坡度值并傳遞給所述微處理器(20)以生 成監測數據。5.根據權利要求1所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述按鍵狀態監測模塊(40)包括用于判斷所述物理按鍵(51)的動作對應的是人工按 鍵或者是電子開關動作，并區分人工按鍵和電子開關動作以將按鍵動作屬性傳遞給所述微 處理器(20)的動作屬性監測模塊。6.根據權利要求5所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述微處理器(20)連接有控制權切換模塊，所述控制權切換模塊用于在監測到人工按 鍵動作時將跑步機的控制權轉移至物理按鍵(51)對應的控制系統，直至跑步機經所述通訊 模塊(10)重新恢復所述外部控制終端(70)的控制權。7.根據權利要求2所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述跑步機的控制面板(50)包括觸控顯示屏。8.根據權利要求1至7任一所述的跑步機控制裝置，其特征在于，還包括:用于供電的電源模塊(60)，所述電源模塊(60)的電源取自所述跑步機內部的供電電路。9.根據權利要求1至7任一所述的跑步機控制裝置，其特征在于，所述通訊模塊(10)為有線和/或無線通訊模塊，所述無線通訊模塊為藍牙、WIFI或者 NFC通信模塊。10.—種跑步機，其特征在于，包括如權利要求1至9任一所述的跑步機控制裝置。
【文檔編號】A63B24/00GK105999626SQ201610579463
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月21日
【發明人】張戈零, 李衛軍
【申請人】湖南簡成信息技術有限公司