一种健身器材及其数据采集装置的制作方法

本实用新型涉及健身器材技术领域，更具体地说，涉及一种健身器材及其数据采集装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高以及对健康生活意识的加强，器材式健身运动已经越来越受到人们的欢迎。力量训练健身器材往往是健身房的必备健身器材之一，其以增强肌肉力量为主要的训练目标，不仅可以锻炼健身者的胸部肌肉，而且可以使健身者的心肺功能得到锻炼，因此受到越来越多健身者的喜爱。

但是现有的健身器材仅具有健身功能，功能较为单一。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种健身器材及其数据采集装置，以解决现有健身器材功能单一的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种健身器材的数据采集装置，包括：

用于采集被提起的配重块的重量参数的第一数据采集设备，所述第一数据采集设备包括多个磁簧开关以及与所述多个磁簧开关一一对应的磁体；每个所述配重块均设置有一个所述磁体，每个所述配重块的磁体在该配重块未被提起时，该磁体的磁场区域覆盖与其对应的磁簧开关；

用于采集被提起的所述配重块的上升距离参数的第二数据采集设备；

与所述多个磁簧开关和第二数据采集设备均连接的处理器，所述处理器用于采集所述重量参数和所述上升距离参数，并根据所述重量参数和所述上升距离参数获取用户运动所消耗的能量值。

可选的，相邻所述配重块的磁体设置于相邻配重块的不同侧壁表面。

可选的，所述磁簧开关与其对应的磁体之间的距离的取值范围为1cm-2cm，包括端点值。

可选的，所述第二数据采集设备为设置于所述配重块运动方向上，用于检测与最顶层的所述配重块的上表面之间距离的距离传感器。

可选的，所述第二数据采集设备为与用于提升所述配重块的绳索的定滑轮同轴设置，且用于测量被提起的所述配重块的上升距离的编码器。

可选的，所述处理器还用于记录当前用户的运动参数；

所述数据采集装置还包括：与所述处理器连接，用于显示所述运动参数的显示装置。

可选的，还包括：

与所述处理器连接，用于将所述运动参数输出至外部设备的无线通信设备。

可选的，还包括：

与所述处理器连接的，用于保存所述运动参数的服务器。

可选的，所述多个磁簧开关通过排线与所述处理器连接。

一种健身器材，包括至少一个如上述任一项所述的数据采集装置。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供了一种健身器材及其数据采集装置，其中，所述数据采集装置通过所述第一数据采集设备采集被提起的配重块的重量参数，通过所述第二数据采集设备采集被提起的所述配重块的上升距离参数，并通过所述重量参数和上升距离参数获取用户运动所消耗的能量值，丰富了应用所述数据采集装置的健身器材的功能，提升了用户体验，解决了现有技术中的健身器材的功能单一的问题。

并且，所述第一数据采集装置由多个磁簧开关和与所述多个磁簧开关一一对应的磁体构成，具有体积小、稳定性好且成本低的优点，降低了所述数据采集装置的整体体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种健身器材的数据采集装置的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种磁簧开关与磁体的设置方式示意图；

图3为本申请的一个优选实施例提供的一种磁簧开关与磁体的设置方式示意图；

图4为本申请的另一个实施例提供的一种健身器材的数据采集装置的结构示意图；

图5为本申请的又一个实施例提供的一种健身器材的数据采集装置的结构示意图；

图6为本申请的一个优选实施例提供的一种健身器材的数据采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供了一种健身器材的数据采集装置，如图1所示，包括：

用于采集被提起的配重块的重量参数的第一数据采集设备11，所述第一数据采集设备11包括多个磁簧开关以及与所述多个磁簧开关一一对应的磁体；每个所述配重块均设置有一个所述磁体，每个所述配重块的磁体在该配重块未被提起时，该磁体的磁场区域覆盖与其对应的磁簧开关；

用于采集被提起的所述配重块的上升距离参数的第二数据采集设备12；

与所述多个磁簧开关和第二数据采集设备12均连接的处理器13，所述处理器13用于采集所述重量参数和所述上升距离参数，并根据所述重量参数和所述上升距离参数获取用户运动所消耗的能量值。

需要说明的是，当用户利用健身器材进行锻炼身体时，用户做功的过程即是将自身热量转换为配重块的重力势能的过程，因此用户消耗的能量值约等于配重块的重力势能。

那么基于上述理论，如果想要获得用户运动所消耗的能量值，只需要采集被提起的配重块的重量参数(mg)和上升距离参数(h)，通过计算公式Ep＝mgh(单位焦耳)即可获得用户运动所消耗的能量值。在本申请的一个优选实施例中，还可以通过卡路里与焦耳的换算公式(1卡＝4.184焦耳)将用户运动所消耗的能量值转换为通用的以卡路里单位表示的能量值。因此，在本申请所提供的实施例中，所述处理器13通过将重力势能转换为对应的卡路里或焦耳即可得到用户本次运动所消耗的能量值。

综上可知，本申请实施例提供的所述数据采集装置通过所述第一数据采集设备11采集被提起的配重块的重量参数，通过所述第二数据采集设备12采集被提起的所述配重块的上升距离参数，并通过所述重量参数和上升距离参数获取用户运动所消耗的能量值，丰富了应用所述数据采集装置的健身器材的功能，提升了用户体验，解决了现有技术中的健身器材的功能单一的问题。

还需要说明的是，所述第一数据采集装置由多个磁簧开关和与所述多个磁簧开关一一对应的磁体构成，由于每一个所述磁体设置于所述配重块表面，且其磁场区域覆盖与其对应的磁簧开关，即每一个配重块在初始状态时，其表面的磁体都可以使与其对应的磁簧开关处于导通状态。当配重块远离与其对应的磁簧开关时，该磁簧开关会断开，使得其工作状态由导通状态切换为断开状态。

所述磁体的磁场区域是指当所述磁簧开关处于其中时，能够处于导通状态的区域。优选的，所述磁体为磁铁。

下面将对所述第一数据采集设备11获取被提起的配重块的重量参数的过程进行说明，具体包括：

当配重块处于初始状态时，每个所述配重块的磁体的磁场区域均覆盖与其对应的磁簧开关，此时所述多个磁簧开关处于导通状态，与每个所述磁簧开关连接的处理器13的引脚的电平为高电平信号；当配重块被提起时，与被提起的配重块对应的磁簧开关的工作状态切换为断开状态，所述处理器13中与该磁簧开关对应引脚处的电平由高电平信号变为低电平信号，所述处理器13根据各个引脚的电平信号的变化确定被提起的配重块。

由于被提起的配重块上的磁体会使与其对应的磁簧开关频繁的导通和断开，从而使得该磁簧开关对应的处理器13引脚处的电平不断变化。若直接计算被提起配重块的重量参数，很容易出错，因此，优选的，为准确计算被提起配重块的重量参数，在本身的一个优选实施例中，所述处理器13通过引脚的电平变化首先获取未被提起的配重块的数量，然后将配重块的总数量减去未被提起的配重块的数量。

假设每个配重块的质量为m，被提起的配重块的数量为n，则被提起的配重块的重量的计算公式为：G＝nmg，其中，g为重力加速度。

为进一步说明未被提起的配重块的数量的计算过程，如图2所示，本申请实施例提供了一种磁体与所述磁簧开关的设置位置示意图，假设配重块有6块，由下向上的配重块上设置的磁体依次标记为A、B、C、D、E和F，相对应的磁簧开关的序号由下往上依次为1、2、3、4、5和6；

假设用户预先将E和F这两块配重块用插销锁定，则当用户施力时，E和F两块配重块可上下运动。当E和F两块配重块被提起时，5号磁簧开关断开，与5号磁簧开关对应的处理器13的引脚的电平由高电平变为低电平，A、B、C和D四块配重块未被提起，相应的1-4号磁簧开关对应的所述处理器13引脚处的电平始终保持高电平信号不变，则根据电平信号的变化情况可知被提起的配重块的数量为6-2＝4。

所述处理器13可以是单片机或微处理器13，其执行的计算过程可以由单片机或微处理器13现有的丰富的处理逻辑实现。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图3所示，相邻所述配重块的磁体设置于相邻配重块的不同侧壁表面。

在附图3中，仍然以6块配重块为例，由下向上的配重块依次标记为A1、B1、C1、D1、E1和F1，表面设置的磁体依次标记为A、B、C、D、E和F，相对应的磁簧开关的序号由下往上依次为1、2、3、4、5和6。在附图3中，磁体A、C和E分别设置于配重块A1、C1和E1的左侧，磁体B、D和F分别设置于配重块B1、D1和F1的右侧，那么相应的，磁簧开关1、3、5设置于配重块A1、C1和E1的左侧，磁簧开关2、4、6设置于配重块B1、D1和F1的右侧。这样设置的目的是增加相邻配重块上的磁体及其对应的磁簧开关之间的距离，从而避免相邻配重块上的磁体对非与其对应的磁簧开关的干扰，例如磁体A对磁体B对应的磁簧开关2的干扰。

当然，图3仅示出了一种可行的磁体和所述磁簧开关的设置方式，本申请对此并不做限定，只要能够保证相邻所述配重块的磁体设置于相邻配重块的不同侧壁表面即可。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述磁簧开关与其对应的磁体之间的距离的取值范围为1cm-2cm，包括端点值。

当所述磁簧开关与其对应的磁体之间的距离的取值范围在1cm-2cm之间时，可以有效地避免磁簧开关和配重块及磁体之间的距离过小而导致配重块在运动过程中撞坏磁簧开关的情况出现。

在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述第二数据采集设备12为设置于所述配重块运动方向上，用于检测与最顶层的所述配重块的上表面之间距离的距离传感器。

距离传感器是利用“飞行时间法”(flying time)的原理来以检测物体的距离的一种传感器。

“飞行时间法”(flying time)是通过发射特别短的光脉冲并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间间隔来计算与物体之间的距离。

在本申请中，被提起的配重块的上升距离＝初始状态下的距离传感器到最顶层配重块的上表面之间距离-运动状态下的距离传感器到最顶层配重块的上表面之间距离。

但在本申请的其他实施例中，所述第二数据采集设备12为与用于提升所述配重块的绳索的定滑轮同轴设置，且用于测量被提起的所述配重块的上升距离的编码器。

当配重块被提起中，与配重块连接的绳索会带动定滑轮转动，相应的编码器随定滑轮同轴转动。当编码器记录的定滑轮转过的角度为α时，配重块的上升距离L＝πrα/180°，r为定滑轮的半径。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述处理器13还用于在接收到登录指令后，根据所述登录指令匹配用户，当匹配成功时登录当前用户。

所述登录指令可以通过移动终端扫描健身器材表面的二维码或者通过近距离无线通讯技术(Near Field Communication，NFC)或蓝牙或有线通讯等方式发送。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

所述处理器13根据所述登录指令匹配用户的过程可以通过对所述登录指令进行解析后获得用户信息，并在存储有已登记用户信息的数据库中进行查找比对，当数据库中存在有通过对所述登录指令进行解析后获得的用户信息时，以该用户信息作为当前用户登录。当然所述处理器13根据所述登录指令匹配用户，并当匹配成功时登录当前用户的过程还可以通过其他方式实现，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个优选实施例中，所述处理器13还用于记录当前用户的运动参数；

如图4所示，所述数据采集装置还包括：与所述处理器13连接，用于显示所述运动参数的显示装置14。

所述运动参数包括但不限于用户运动所消耗的能量值、被提起的配重块的重量参数、被提起的配重块的上升距离参数、配重块被提起的次数中的至少一项。

在上述实施例的基础上，在本申请的又一个优选实施例中，所述数据采集装置还可以包括：与所述处理器13连接的，用于清零所述运动参数的复位电路。当用户需要清零本次的运动参数时，只需要触发所述复位电路，即可对所述处理器13中的相关数据进行清零复位。由于所述复位电路的具体电路构成已为本领域技术人员所熟知，本申请在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，在本申请的再一个优选实施例中，如图5所示，所述数据采集装置还包括：

与所述处理器13连接的，用于保存所述运动参数的服务器15。

需要说明的是，为方便用户查看运动信息数据，可以将用户的运动信息数据存储至服务器15，由服务器15对运行信息数据进行系统分析，并将锻炼的评估结果反馈至用户的移动终端(例如，手机、平板电能等)，实现数据共享。当用户需要查看运动参数时，可以通过扫描在显示装置14上生成的二维码登录APP，即可实时查看自己的运动参数，或是通过NFC、WiFi、蓝牙等登录APP。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个具体实施例中，如图6所示，所述数据采集装置还包括：

与所述处理器13连接，用于将所述运动参数输出至外部设备的无线通信设备16。

其中，所述无线通信设备16可以为蓝牙模块或WiFi模块。

当用户采用移动终端与健身器材之间采用NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)通信时，可以在健身器材上设置读卡器，在移动终端内置NFC芯片，当移动终端在NFC芯片的预设范围时，移动终端即可成功登录到APP上。当然，移动终端也可以与健身器材建立有线连接，从而登录到APP上。

相应的，本申请实施例还提供了一种健身器材，包括至少一个如上述任一实施例所述的数据采集装置。

综上所述，本申请实施例提供了一种健身器材及其数据采集装置，其中，所述数据采集装置通过所述第一数据采集设备11采集被提起的配重块的重量参数，通过所述第二数据采集设备12采集被提起的所述配重块的上升距离参数，并通过所述重量参数和上升距离参数获取用户运动所消耗的能量值，丰富了应用所述数据采集装置的健身器材的功能，提升了用户体验，解决了现有技术中的健身器材的功能单一的问题。

并且，所述第一数据采集装置由多个磁簧开关和与所述多个磁簧开关一一对应的磁体构成，具有体积小、稳定性好且成本低的优点，降低了所述数据采集装置的整体体积。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。