多功能计数呼啦圈.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 203425445 U (45)授权公告日 2014.02.12 CN 203425445 U (21)申请号 201320317128.1 (22)申请日 2013.06.03 A63B 19/02(2006.01) A63B 71/06(2006.01) (73)专利权人 葛益平 地址 310000 浙江省杭州市三墩同仁家园馨 香苑 10-2-401 (72)发明人 葛益平 方凯 邱劼 (74)专利代理机构 浙江杭州金通专利事务所有 限公司 33100 代理人 赵芳 徐关寿 (54) 实用新型名称 多功能计数呼啦圈 (57) 摘要 多功能计数呼啦圈， 包括呼啦圈，。

2、 所述呼啦圈 内安装有可沿其内部空间滑动的圈数采集器， 所 述圈数采集器与显示数据的健身终端连接 ； 所述 圈数采集器包括用于计数用的三维电子罗盘， 所 述三维电子罗盘与进行数据处理的单片机 MCU 处 理模块连接， 所述单片机 MCU 处理模块上连接有 用于与健身终端通讯用的第一 2.4G 无线模块 ； 所 述健身终端包括用于测量步数的三轴加速度传感 器， 所述三轴加速度传感器与单片机 MCU 控制电 路连接， 所述单片机 MCU 控制电路上连接有用于 与圈数采集器通讯用的第二 2.4G 无线模块和用 于显示数据的OLED显示模块。 本实用新型的优点 在于 ： 功能多样化， 计数准确。 (5。

3、1)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)授权公告号 CN 203425445 U CN 203425445 U 1/1 页 2 1. 多功能计数呼啦圈， 包括呼啦圈， 其特征在于 ： 所述呼啦圈内安装有可沿其内部空 间滑动的圈数采集器， 所述圈数采集器与显示数据的健身终端连接 ； 所述圈数采集器包括用于计数用的三维电子罗盘， 所述三维电子罗盘与进行数据处理 的单片机 MCU 处理模块连接， 所述单片机 MCU 处理模。

4、块上连接有用于与健身终端通讯用的 第一 2.4G 无线模块 ； 所述健身终端包括用于测量步数的三轴加速度传感器， 所述三轴加速度传感器与单片 机 MCU 控制电路连接， 所述单片机 MCU 控制电路上连接有用于与圈数采集器通讯用的第二 2.4G 无线模块和用于显示数据的 OLED 显示模块。 2. 根据权利要求 1 所述的多功能计数呼啦圈， 其特征在于 ： 所述圈数采集器还包括供 电用的电源模块， 所述电源模块通过电源控制芯片模块与单片机 MCU 处理模块连接， 所述 电源控制芯片模块上连接有控制其开关状态的转动检测感应模块。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的多功能计数呼啦圈， 其特征在。

5、于： 所述三维电子罗盘的 感应模块包括用于测量地球磁场强度的三维磁阻传感器和用于在非水平状态时进行补偿 的加速度传感器。 4. 根据权利要求 3 所述的多功能计数呼啦圈， 其特征在于 ： 所述健身终端还包括用于 各项数据显示之间切换的按键控制电路模块和用于电池充电或固件更新的 MICRO-USB 接 口电路， 所述按键控制电路模块和 MICRO-USB 接口电路均与单片机 MCU 控制电路连接。 5. 根据权利要求 4 所述的多功能计数呼啦圈， 其特征在于 ： 所述健身终端的电源模块 采用锂电池供电。 权 利 要 求 书 CN 203425445 U 2 1/4 页 3 多功能计数呼啦圈 技术。

6、领域 0001 本实用新型涉及一种多功能计数呼啦圈。 背景技术 0002 呼啦圈又称健身圈， 由于其轻便美观， 练习活动占地不大， 很快成为一项老少皆宜 的运动项目。 0003 这项运动对素质要求不高， 练习的身体各关节的运动幅度不超出正常的生理活动 范围， 属自然性动作， 适合不同年龄的人。 呼拉圈运动趣味性强， 形式生动活泼， 既能培养练 习者灵敏、 协调等身体素质， 又能陶冶情操、 磨练意志。 0004 现在市面上现有的大部分呼啦圈产品都没有计数功能， 或者有计数功能的呼啦圈 基本都是通过一些简单的机械结构等来进行计数， 这种方式往往在实际使用过程会产生比 较大的误差， 从而使得计数功能。

7、形同虚设。 发明内容 0005 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、 使用方便， 既能计数又能计步的多功 能计数呼啦圈。 0006 为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是 ： 0007 多功能计数呼啦圈， 包括呼啦圈， 其特征在于 ： 所述呼啦圈内安装有可沿其内部空 间滑动的圈数采集器， 所述圈数采集器与显示数据的健身终端连接 ； 0008 所述圈数采集器包括用于计数用的三维电子罗盘， 所述三维电子罗盘与进行数据 处理的单片机 MCU 处理模块连接， 所述单片机 MCU 处理模块上连接有用于与健身终端通讯 用的第一 2.4G 无线模块 ； 0009 所述健身终端包括用于测量步数的三轴加速度。

8、传感器， 所述三轴加速度传感器与 单片机 MCU 控制电路连接， 所述单片机 MCU 控制电路上连接有用于与圈数采集器通讯用的 第二 2.4G 无线模块和用于显示数据的 OLED 显示模块。 0010 进一步， 所述圈数采集器还包括供电用的电源模块， 所述电源模块通过电源控制 芯片模块与单片机 MCU 处理模块连接， 所述电源控制芯片模块上连接有控制其开关状态的 转动检测感应模块。 0011 进一步， 所述三维电子罗盘的感应模块包括用于测量地球磁场强度的三维磁阻传 感器和用于在非水平状态时进行补偿的加速度传感器。 0012 进一步， 所述健身终端还包括用于各项数据显示之间切换的按键控制电路模块。

9、和 用于电池充电或固件更新的 MICRO-USB 接口电路， 所述按键控制电路模块和 MICRO-USB 接 口电路均与单片机 MCU 控制电路连接。 0013 进一步， 所述健身终端的电源模块采用锂电池供电。 0014 本实用新型的原理是圈数采集器安装在呼啦圈内部， 由于呼啦圈内部空间贯通， 圈数采集器可以在进行呼啦圈运动时自由地在呼啦圈内部进行滑动， 由物体做圆周运动时 说 明 书 CN 203425445 U 3 2/4 页 4 会产生离心现象可知， 当人们使用呼啦圈的时候， 由于离心现象， 圈数采集器会始终处于远 离人体的一端， 因此圈数采集器的运动圈数就会与实际运动中呼啦圈的运动圈数。

10、保持一 致， 通过统计圈数采集器的运动圈数就可以准确的得到实际的运动圈数， 从而实现计数功 能。 0015 出于低功耗的功能要求， 用转动检测感应模块来控制电源模块的开关状态， 圈数 采集器处于静止不动时， 电源模块处于关闭状态， 整机休眠， 降低功耗。当圈数采集器处于 运动状态时， 转动检测感应模块的开关打开， 控制电源模块上电， 整机工作， 进行运动计数。 0016 圈数采集器采用三维电子罗盘进行计数， 根据三维电子罗盘在运行时， 可以提供 3 轴方向上的磁场强度变化， 并可以进一步计算得出与某一标准方向上的夹角， 由于圈数采 集器在做圆周运动， 因此相对于某一标准方向上的方向角存在着周期。

11、性的变化， 根据这个 周期性变化也就可以得到实际运动圈数的计数结果， 并且通过第一 2.4G 无线模块把数据 发送到健身终端。 0017 健身终端佩戴于使用者身上， 可以接收圈数采集器的无线信号数据， 经过单片机 MCU 控制电路处理之后， 显示相应的数据于 OLED 显示模块的 OLED 显示屏上， 并且同时具备 计步器功能， 采用三轴加速度器传感器， 可以准确， 快速地检测使用者的步数。并且健身终 端采用常用的 MICRO-USB 接口， 可以非常方便连接电脑进行充电以及固件更新。 0018 本实用新型的有益效果 ： 功能多样化， 计数准确。 附图说明 0019 图 1 是本实用新型的呼啦。

12、圈的结构图 ； 0020 图 2 是本实用新型的圈数采集器的电路原理图 ； 0021 图 3 是本实用新型的健身终端的电路原理图。 具体实施方式 0022 下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明， 但并不将本实用新型局限 于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到， 本实用新型涵盖了权利要求书范围内 所可能包括的所有备选方案、 改进方案和等效方案。 0023 参照图1-3， 多功能计数呼啦圈， 包括呼啦圈1， 所述呼啦圈1内安装有可沿其内部 空间滑动的圈数采集器 2， 所述圈数采集器 2 与显示数据的健身终端 3 连接 ； 0024 所述圈数采集器2包括用于计数用的三维电子罗盘21，。

13、 所述三维电子罗盘21与进 行数据处理的单片机 MCU 处理模块 22 连接， 所述单片机 MCU 处理模块 22 上连接有用于与 健身终端 3 通讯用的第一 2.4G 无线模块 23 ； 0025 所述健身终端 3 包括用于测量步数的三轴加速度传感器 31， 所述三轴加速度传感 器 31 与单片机 MCU 控制电路 32 连接， 所述单片机 MCU 控制电路 32 上连接有用于与圈数采 集器 2 通讯用的第二 2.4G 无线模块 33 和用于显示数据的 OLED 显示模块 34。 0026 所述圈数采集器2还包括供电用的电源模块24， 所述电源模块24通过电源控制芯 片模块 25 与单片机 。

14、MCU 处理模块 22 连接， 所述电源控制芯片模块 25 上连接有控制其开关 状态的转动检测感应模块 26。 0027 所述三维电子罗盘 21 的感应模块包括用于测量地球磁场强度的三维磁阻传感器 说 明 书 CN 203425445 U 4 3/4 页 5 和用于在非水平状态时进行补偿的加速度传感器。 0028 所述健身终端 3 还包括用于各项数据显示之间切换的按键控制电路模块 35 和用 于电池充电或固件更新的 MICRO-USB 接口电路 36， 所述按键控制电路模块 35 和 MICRO-USB 接口电路 36 均与单片机 MCU 控制电路 32 连接。 0029 所述健身终端 3 的。

15、电源模块采用锂电池供电。 0030 本实用新型的原理是圈数采集器 2 安装在呼啦圈 1 内部， 由于呼啦圈 1 内部空间 贯通， 圈数采集器 2 可以在进行呼啦圈 1 运动时自由地在呼啦圈 1 内部进行滑动， 由物体 做圆周运动时会产生离心现象可知， 当人们使用呼啦圈 1 的时候， 由于离心现象， 圈数采集 器 2 会始终处于远离人体的一端， 因此圈数采集器 2 的运动圈数就会与实际运动中呼啦圈 的运动圈数保持一致， 通过统计圈数采集器 2 的运动圈数就可以准确的得到实际的运动圈 数， 从而实现计数功能。 0031 出于低功耗的功能要求， 用转动检测感应模块26来控制电源模块24的开关状态， 。

16、圈数采集器 2 处于静止不动时， 电源模块 24 处于关闭状态， 整机休眠， 降低功耗。当圈数采 集器 2 处于运动状态时， 转动检测感应模块 26 的开关打开， 控制电源模块 24 上电， 整机工 作， 进行运动计数。 0032 圈数采集器 2 采用三维电子罗盘 21 进行计数， 三维电子罗盘 21 的感应模块包括 三维磁阻传感器、 加速度传感器。 三维磁阻传感器用来测量地球磁场强度， 加速度传感器是 在非水平状态时进行补偿。三维电子罗盘是采用三个互相垂直的磁阻传感器， 每个轴向上 的传感器检测在该方向上的地磁场强度。向前的方向称为 X 方向的传感器检测地磁场在 X 方向的矢量值 ； 向左或。

17、Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值 ； 向下或Z方向的传感 器检测地磁场在 Z 方向的矢量值。每个方向的传感器的灵敏度都已根据在该方向上地磁场 的分矢量调整到最佳点， 并具有非常低的横轴灵敏度。传感器产生的模拟输出信号进行放 大后送入内部 MCU 进行处理并输出。当使用者开始进行呼啦圈 1 运动时， 圈数采集器 2 在 呼啦圈1内开始工作， 通过三维磁阻传感器得到X,Y,Z三个方向上的磁场强度， 由于圈数采 集器 2 并不是处在水平状态 ， 因此需要通过加速度传感器得到三轴加速度值来计算出对 应 X， Y 轴和水平面的夹角 和 ， 并根据公式 0033 0034 得到方位角 ， 由于圈数。

18、采集器 2 在做圆周运动， 因此方位角 的变化存在着明 显的周期性， 根据方位角 周期性的变化， 就可以准确地得到呼啦圈的实际运动圈数。 0035 单片机 MCU 处理模块 22 根据方位角 的变化的， 计算得出运动圈数， 并且把数据 发送到第一 2.4G 无线模块 23， 经过第一 2.4G 无线模块的处理， 把数据通过 2.4G 无线信号 发送到健身终端 3 上。 0036 健身终端 3 佩戴于使用者身上， 可以通过第二 2.4G 无线模块接收圈数采集器 2 的 无线信号数据， 经过单片机MCU控制电路32处理之后， 显示相应的数据于OLED显示模块34 的 OLED 显示屏上， 并且同时。

19、具备计步器功能， 采用三轴加速度器传感器 31， 可以准确， 快速 地检测使用者的步数。并且健身终端 3 采用常用的 MICRO-USB 接口 36， 可以非常方便连接 电脑进行充电以及固件更新。 说 明 书 CN 203425445 U 5 4/4 页 6 0037 健身终端 3 使用 3.7V 锂电池供电， 采用了锂电池充电管理芯片， 兼容电脑 USB 接 口以及市面上绝大多数 5V 输出电压的 USB 充电器。 0038 健身终端3可以存储一周之内的各项检测数据， 通过按键控制电路模块35在各项 数据显示之间进行切换。 0039 健身终端 3 采用三轴加速度传感器 31 用于步数测量。无论如何穿戴健身 3 终端， 总有至少一个轴具有较大的周期性加速度变化， 根据这个原理就可以采用峰值检测和针对 所有三个轴上的加速度的动态阈值决策算法来计算使用者步行或跑步的周期。 说 明 书 CN 203425445 U 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203425445 U 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 203425445 U 8 。