婴幼儿健身器的制作方法

本实用新型涉及健身器技术领域，具体涉及一种婴幼儿健身器。

背景技术：

随着社会的发展，生活水平的提高，人们对自身及子女的健康也越来越重视,因此健身就成了人们最好的选择。一岁以内的婴幼儿健身不仅对于婴幼儿时期的骨骼肌肉生长发育均有较好的促进作用,而且对于日后的学习和记忆甚至性格的发展均有促进作用。但是婴幼儿自主能力不强，该用什么办法调动孩子的积极性，而且婴幼儿的自我保护意识有限该怎么确保婴幼儿健身的安全，虽然婴幼儿健身对其以后的发展的促进效果极佳，但是这一个个的问题却困扰着我们。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种婴幼儿健身器，其目的在于：实现自动化控制帮助婴幼儿运动的功能，提高效率，避免安全隐患。

本实用新型的技术解决方案：

婴幼儿健身器，其特征在于：包括按键模块、电源模块、晶振、LCD显示模块、总控制模块，其中，所述按键模块、电源模块、晶振与总控制模块连接；所述总控制模块包括计数模块、计时模块、转速控制模块和录音存储及播放控制模块；所述电源模块为整个系统提供电源；所述总控制模块内计数模块连接转速控制模块、录音存储与播放模块和LCD显示模块，计时模块连接LCD显示模块；所述转速控制模块外接继电器、L298N驱动电路和电机模块，所述继电器、L298N驱动电路和电机模块按顺序连接，并通过继电器与转速控制模块连接；所述录音存储及播放控制模块外接MIC录音电路、DAC放音电路、按键、W29C040储存器和扬声器，所述按键、MIC录音电路和W29C040储存器分别与录音存储及播放控制模块输入端连接，所述DAC放音电路和扬声器与录音存储及播放控制模块输出端连接。

优选地，所述总控制模块为FPGA板，用于处理用户的插座开关命令数据，并发送控制信号。

优选地，所述计数模块由计数器构成，所述计时模块由减法器构成。

优选地，所述按钮控制模块为大按键控制，以便婴幼儿能轻易触碰到按钮。

优选地，所述大按键包括脚踢按键和脚蹬按键，所述脚蹬按键和脚踢按键为垂直连接，其中脚蹬按键设于水平方向，脚踢按键设于脚蹬按键下方的竖直方向，并且脚蹬按键为凸起设置，脚踢按键为内凹设置。

优选地，所述大按键上包裹有保护套。

更优选地，所述保护套材质为碳纤维PVB胶包非金属材料。

进一步地，所述电机模块包括电机和以电机为动力的玩具。

优选地，所述玩具为风车，风车设置于婴幼儿健身器的上方。

优选地，所述婴幼儿健身器安装有可伸缩杆，婴幼儿健身器可以通过可伸缩杆搭建在婴儿床上，保障整个系统的安全性。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过FPGA、继电器、电机、录音存储与播放电路等电路系统实现智能婴幼儿健身，提高了婴幼儿的运动兴趣、运动量和安全性。在使用过程中，电机模块中的风车、录音存储与播放模块中录制的父母的声音保障了整个过程中婴幼儿对健身的兴趣。同时，本设计采用伸缩杆搭建在婴儿床上以保证婴幼儿的安全性。

附图说明

图1:本实用新型结构原理示意图。

图2:本实用新型结构实物图。

其中：1、大按键，1-1、脚踢按键，1-2、脚蹬按键，2、电源模块，3、晶振，4、转速控制模块，4-1、继电器，4-2、L298N驱动电路，4-3、电机，5、录音存储与播放模块，5-1、按键，5-2、MIC录音电路，5-3、W29C040存储器，5-4、DAC放音电路，5-5、扬声器，6、计数模块，7、计时模块，8、LCD显示模块，9、风车，10、健身器主体，11、婴儿床，12、L型支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，婴幼儿健身器，包括大按键1、电源模块2、晶振3、LCD显示模块8、总控制模块9。所述总控制模块9包括转速控制模块4、录音存储与播放模块5、计数模块6和计时模块7，其中，计数模块6连接转速控制模块4、录音存储与播放模块5和LCD显示模块8；计时模块7连接LCD显示模块8；转速控制模块4连接继电器4-1，所述继电器4-1连接L298N驱动电路4-2，所述L298N驱动电路4-2连接电机4-3，所述录音存储及播放控制模块5连接DAC放音电路5-4和扬声器5-5，所述MIC录音电路5-2、按键5-1、外部W29C040储存器5-3连接录音存储及播放控制模块5。所述大按键1、电源模块2、晶振3与总控制模块4相连。所述晶振3是为整个系统提供时钟的。

L298N驱动电路4-2是用L298N驱动板实现。L298N驱动板是SGS公司的产品，内部保护4通道逻辑电路。是一种二相和四相电机的专用驱动，即内含两个H桥高电压大电流双桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。而电机的驱动又是靠占空比来实现的。所述的占空比表示了在一个周期开关导通的时间与周期的比值。占空比的变化范围为零到一。当电源电压不变的情况下输出电压的平均值取决于占空比的大小，改变占空比的值也就改变了输出电压的平均值，从而达到控制电机转速的目的，即实现PWM调速。

LCD显示模块8采用1602液晶显示屏。LCD显示模块包括时间显示和运动量的显示，显示的是一天内婴幼儿所踢按钮的次数。

录音存储与播放模块5通过MIC录音电路、DAC放音电路、按键、外部W29C040储存器扩展电路组成。其中MIC录音电路由MIC转换电路和放大电路组成，语音信号经过MIC转换成电信号，经过隔直电容隔掉直流成分，然后再输入放大电路中。放大电路中含有有自动增益控制电路AGC能随时跟踪、监视前置放大器输出的音频信号电平。当输入电平信号减小时，AGC电路自动增大放大器的增益，当输入信号增大时，前置放大器AGC自动减少放大器的增益，以便输入A/D的信号保持在最佳电平。放大电路中也包含A/D转换器对输入语音信号进行采样，根据抽样定理选用8kHz的抽样频率，并按照凌阳音频格式进行编码，每秒将占用16K的储存空间。为了增加储存时间，系统扩展一块外部储存器W29C040来进行扩展容量和空间。它来储存经过处理的语音数据，这样便实现了录音存储功能。所述MIC可以理解为随声压变化的电阻，MIC的1、2引脚之间的电压差随声音的大小和频率变化。然后这个具有直流分量的两个信经过两个电容就加到061A的MICP和MICN两个引脚，经过061A的自动增益放大后送入AD转换器，生成数字量的音频电压值。

所述DAC放音电路是实现声音从W29C040存储器中读取出来并将其播放出去的功能。它的实现原理如下所述。将外部储存器W29C040中储存的语音数据顺序取出，解码后，以8kHz的速率进行D/A转化输出，经电容滤波后，恢复原始语音数据波形，经过语音放大芯片SPY0030进行放大处理。061A的DAC是可有程序控制的恒流源输出，恒流源的变化范围为0-3mA。DAC接到J2的引脚1上，它通过一个阻值为10的电阻接地，因此可以产生一个因为程序而改变的恒压源，最大电压可以达到3V。外接电阻小于1K,恒流源是可以短路的。但是当电阻大于1K时，恒流源只能工作在0-1.5mA范围，影响恒流源的输出精度。当把2、3引脚连接在一起时，在电阻产生恒压。当DAC输出音频信号时，经过电容滤去高频阶梯信号，保留音频信号，在经过电容隔直，音频信号当中的直流分量被隔离，交流信号经过音频放大器SPY0030阻抗变换输出，即可驱动喇叭发声。

因为是婴幼儿健身器因此也要考虑到舒适度。因此大按键上我们可以包裹一个保护套，而此保护套的选材极为重要既要能达到锻炼效果又不能太硬太凉弄伤婴儿的脚。经过很长时间的寻找我们找到了一种碳纤维PVB胶包非金属材料。此材料柔软舒适，通电后不仅能产热还能产生8～14微米的远红外线温度，从而使产品具备了远红外光波的保健理疗作用，具有调节人体免疫力、促进血液循环、加速调节身体新陈代谢，并可缓解关节疼痛、腰酸肩背痛、杀菌抑菌等健康保健功效。

本实用新型结构实物图如图2所示，婴幼儿健身器包括健身器主体10，其通过可伸缩杆搭建在婴儿床11尾部。大按键、LCD显示模块设于主体外部，电源模块、晶振和总控制模块设置于主体内部，所述DAC放音电路、外部W29C040储存器、扬声器、MIC录音电路设置于主体内部，按键设置于主体外部。大按键包括垂直连接的脚踢按键1-1和脚蹬按键1-2，脚蹬按键1-2设于水平位置，脚踢按键1-1设于脚蹬按键下方的竖直位置。风车9通过L型支撑杆12固定于健身器主体上方，支撑杆内依次连接有继电器、L298N驱动电路和电机，所述电机与风车连接，继电器与主体内转速控制模块连接。

本实用新型设置的脚蹬按键和脚踢按键，其中脚蹬按键为外凸设置，用于婴儿向前蹬腿时脚趾触碰按键，实现脚蹬运动。脚踢按键为内凹设置，由于婴幼儿抬起腿的高度有限，若脚踢设置设于上方，不能确保每个婴幼儿能够够到脚踢按键，因此，本实用新型将脚踢按键设为下方的内凹结构，婴幼儿抬起脚放下的时候，脚后跟会触碰到脚踢按键，从而实现抬腿运动。

婴幼儿健身器在使用之前，先打开按键，父母分别录入运动量不同时发出的不同声音，例如“宝贝加油”“宝贝很棒”“宝贝休息一会”等。婴幼儿在使用健身器时，通过向前脚蹬按键1-2或抬腿下压脚踢按键1-1触动转速控制模块，从而带动风车转动，以此来吸引婴幼儿健身乐趣。另外，计数模块和计时模块用于统计转速量和婴幼儿健身时间，并显示在LCD显示模块上，同时，计数模块用于控制DAC放音电路发出不同的声音，当转速量过低时，则发出“宝贝加油”的父母声音，当转速量过高时，则发出“宝贝休息一会”的父母声音，当转速量适当时，则发生“宝贝很棒”的父母声音。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，例如声音的录入，可以录入不同的鼓励语句，再例如吸引婴幼儿的风车转动，也可以替换为其他吸引注意力的玩具或物体，再例如该健身器搭建在婴儿床上，也可以搭建在其他物体或立在地面/物体上，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

综上，本实用新型达到预期目的。