一种智慧跑步垫的制作方法

本专利涉及一种智慧跑步垫，属于体育健身器材领域。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，对健康的重视程度越来越高，对健康的认识越来越科学，因此健身锻炼越来越成为一种时尚，成为人们生活必不可少的部分。而健身锻炼中最为普及的项目就是跑步。目前跑步的方式主要有两种：一种是室外跑步，可以是操场的塑胶跑道，也可以城市中的步行道。这种方式最大的弊端就是受天气影响，下雨天、极寒天、极热天都会成为健身锻炼的阻碍。另外一种是室内跑步机，一般是采用健身房的跑步机。购置跑步机在家锻炼，也是非常可行的，但是不是每个家庭都有足够的空间来放置庞大的跑步机，而且购置成本也是一个问题。因此人们亟需一种成本低，不占空间的跑步锻炼的设备。

技术实现要素：

本专利的目的是为了解决上述问题，提供一种智慧跑步垫，材质柔软，可卷曲收纳，采用压力传感器检测人体的跑步信息，计算跑步的步数、速度和频率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智慧跑步垫，包括可以卷起来进行收纳的垫子，所述的垫子设置上层垫体和下层垫体，所述的垫子的中间位置设置左侧的左检测区域和右侧的右检测区域，所述的左检测区域的上层垫体和下层垫体之间设置左压力传感器，所述的右检测区域的上层垫体和下层垫体之间设置右压力传感器；所述的垫子的前端区域的上层垫体和下层垫体之间设置电子控制装置，所述的电子控制装置设置进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的蓝牙模块，左信号放大电路和右信号放大电路，还包括电池，与所述的电池连接电源开关，当所述的电源开关接通以后，所述的电池向所述的电子控制装置中的部件进行供电；所述的左压力传感器连接所述的左信号放大电路，所述的左检测区域的压力信号由所述的左压力传感器采集，经过所述的左信号放大电路放大，由所述的处理器进行模数采样；所述的右压力传感器连接所述的右信号放大电路，所述的右检测区域的压力信号由所述的右压力传感器采集，经过所述的右信号放大电路放大，由所述的处理器进行模数采样；还包括与所述的蓝牙模块连接移动终端，所述的处理器设置智慧跑步数据采集方法，所述的智慧跑步数据采集方法包括以下步骤：

(1)所述的处理器通过内置的模数转换器将所述的左信号放大电路的输入信号转换为数字信号f^l(k)，将所述的右信号放大电路的输入信号转换为数字信号f^r(k)，k=0,1,2,3...，采用间隔为t；

(2)将f^l(k)和f^r(k)进行带滞回的二值化处理，阈值参数为t^hi和t^lo，即f^l(k)>t^hi，则f^l(k)=1，f^l(k)<t^lo,则f^l(k)=0；f^r(k)>t^hi，则f^r(k)=1，f^r(k)<t^lo,则f^r(k)=0；

(3)如果f^l(k-1)=0同时f^l(k)=1，跑步步数s加0.5，存储左步点时间tl=k*t；如果f^r(k-1)=0同时f^r(k)=1，跑步步数s加0.5，存储右步点时间tr=k*t；

(4)跑步平均速度v=s/(k*t)，跑步频率f=1/|tl-tr|；

(5)所述的处理器将跑步步数s，跑步平均速度v，跑步频率f通过所述的蓝牙模块传输给所述的移动终端。

所述的左检测区域和右检测区域设置为至少等于成年人的平均脚部面积的椭圆形区域。

所述的左压力传感器设置为覆盖所述的左检测区域的薄膜压力传感器。

所述的右压力传感器设置为覆盖所述的右检测区域的薄膜压力传感器。

本发明的有益效果主要表现在：1，采用柔性的垫子取代体积庞大的跑步机，使用户的锻炼活动可以不受居家环境和天气状况的影响；2、采用压力传感器器检测人体的跑步信息，计算跑步的步数、速度和频率，为用户提供健身数据指导。

附图说明

图1是本专利实施提供的智慧跑步垫的外观示意图；

图2是本专利实施提供的智慧跑步垫的结构示意图；

图3是本专利实施提供的智慧跑步垫的控制原理图。

具体实施方式

为了更好的理解本专利，下面结合附图对其具体说明。

参照图1－3，一种智慧跑步垫，包括可以卷起来进行收纳的垫子1。所述的垫子1采用柔性材料，一方面有利于收纳，不用的时候不占居家空间，另一方面可以减轻用户跑步时候的运动冲击。为了安装传感器，所述的垫子1设置上层垫体和下层垫体。所述的垫子1的中间位置设置左侧的左检测区域2和右侧的右检测区域3。所述的左检测区域2和右检测区域3通过在所述的上层垫体的上表面用图形的方式进行标记，为用户在跑步过程中的脚部落地区域。因此，所述的左检测区域2和右检测区域3设置为至少等于成年人的平均脚部面积的椭圆形区域。

所述的左检测区域2的上层垫体和下层垫体之间设置左压力传感器4，所述的右检测区域3的上层垫体和下层垫体之间设置右压力传感器5。所述的左压力传感器4和所述的右压力传感器5用于检测用户脚部落地时对所述的垫子1的压力，从而计算跑步的运动数据。为了保证脚部的舒适感，所述的左压力传感器4设置为覆盖所述的左检测区域2的薄膜压力传感器。所述的右压力传感器5设置为覆盖所述的右检测区域3的薄膜压力传感器。

所述的垫子1的前端区域的上层垫体和下层垫体之间设置电子控制装置6，所述的电子控制装置6设置进行集中控制的处理器7，与所述的处理器7连接的蓝牙模块8，左信号放大电路9和右信号放大电路10，所述的蓝牙模块8用于进行数据传输，将所述的处理器7采集的健身数据传送至智能终端；还包括电池11，与所述的电池11连接电源开关12，当所述的电源开关12接通以后，所述的电池11向所述的电子控制装置6中的部件进行供电；所述的左压力传感器4连接所述的左信号放大电路9，所述的左检测区域2的压力信号由所述的左压力传感器4采集，经过所述的左信号放大电路9放大，由所述的处理器7进行模数采样；所述的右压力传感器5连接所述的右信号放大电路10，所述的右检测区域3的压力信号由所述的右压力传感器5采集，经过所述的右信号放大电路10放大，由所述的处理器7进行模数采样，所述的处理器7经过分析运算可以得到用户的健身数据；还包括与所述的蓝牙模块8连接智能终端，可以显示接收到的运动数据，包括跑步步数，跑步平均速度，跑步频率，以弥补所述的垫子1不能进行信息显示的不足。

所述的处理器7设置智慧跑步数据采集方法，所述的智慧跑步数据采集方法包括以下步骤：

(1)所述处理器7通过内置的模数转换器将所述的左信号放大电路9的输入信号转换为数字信号f^l(k)，将所述的右信号放大电路10的输入信号转换为数字信号f^r(k)，k=0,1,2,3...，采用间隔为t；

所述处理器7采集所述的左检测区域2和右检测区域3的压力信号，得到f^l(k)和f^r(k)。

(2)将f^l(k)和f^r(k)进行带滞回的二值化处理，阈值参数为t^hi和t^lo，即f^l(k)>t^hi，则f^l(k)=1，f^l(k)<t^lo，则f^l(k)=0；f^r(k)>t^hi，则f^r(k)=1，f^r(k)<t^lo，则f^r(k)=0；

其中，阈值参数t^hi大于t^lo，带滞回的二值化处理的过程为：

当f^l(k-1)=0，f^l(k)>t^hi，则f^l(k)=1，否则为0；

当f^l(k-1)=1，f^l(k)<t^lo，则f^l(k)=0，否则为1。

当f^r(k-1)=0，f^r(k)>t^hi，则f^r(k)=1，否则为0；

当f^r(k-1)=1，f^r(k)<t^lo，则f^r(k)=0，否则为1。

这样可以滤除噪声干扰。

(3)如果f^l(k-1)=0同时f^l(k)=1，跑步步数s加0.5，存储左步点时间t^l=k*t；如果f^r(k-1)=0同时f^r(k)=1，跑步步数s加0.5，存储右步点时间t^r=k*t；

跑步步数s的计算是以左、右脚各落地一次为一步，并存储左右脚落地的时间，可以计算健身信息。

(4)跑步平均速度v=s/(k*t)，跑步频率f=1/|t^l-t^r|；

跑步平均速度v和跑步频率f体现用户的锻炼强度，跑步步数s体现用户的运动量。

(5)所述的处理器7将跑步步数s，跑步平均速度v，跑步频率f通过所述的蓝牙模块8传输给所述的智能终端。

为了保证所述的智慧跑步垫的便携及易于收纳的特性，所述的垫子1上不设显示界面，因此数据通过所述的蓝牙模块8传输到所述的智能终端进行显示及评价。