一种户外智能蹬力器
技术领域
本发明涉及户外健身器械技术领域，尤其涉及一种户外智能蹬力器。
背景技术
随着社会的飞速发展，我国人民的生活水平迅速提升。健康的生活方式逐渐受到关注并迅速广泛流行。在社会中的各个角落，都经常可以看到各种健身设备。然而，随着科技的飞速发展，人们不再满足于机械化的设备，更加青睐智能化的健身设备，这也使得公园、广场、社区等的健身设备则变得无人问津。
现有技术中，虽然也有一些专利涉及了智能蹬力器的结构设计，如公开号为CN208160918U、CN207614261U的中国发明专利所述。但现有的这些智能蹬力器也只是简单显示运动者的蹬力次数、蹬力时长，而受运动者具体身体条件不同，难以表明不同运动者的运动量。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能准确反映不同运动者运动量的户外智能蹬力器。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种户外智能蹬力器，包括：蹬力器主体模块和运动量计算模块，所述蹬力器主体模块包括承载架、座椅和活动臂，所述活动臂的一端与所述座椅固定、另一端与所述承载架转动连接，在所述承载架上设有与所述座椅对应的脚蹬位；其特征在于，所述运动量计算模块包括：重量检测装置、压力检测装置、转动角度测量装置、计数装置、运动量计算装置和显示装置，所述重量检测装置安装在所述座椅的坐垫位置，所述压力检测装置安装在所述脚蹬位上，所述转动角度测量装置用来测量所述活动臂转过的角度，所述计数装置用来统计所述座椅的来回运动次数，所述运动量计算装置根据所述重量检测装置、所述压力检测装置、所述转动角度测量装置和所述计数装置反馈的信号计算出当前运动者的做功量、并通过所述显示装置显示具体的做功值和运动次数。
更为优选的是，在所述承载架上设有与所述运动量计算模块连接的离网光伏发电装置，所述离网光伏发电装置包括光伏发电模块和蓄电池，所述光伏发电模块为所述运动量计算模块供电、并为所述蓄电池充电，当光伏发电模块供电不足时，所述蓄电池为所述运动量计算模块供电。
更为优选的是，在所述承载架上设有与所述运动量计算模块连接、并为之供电的并网光伏发电装置，当并网光伏发电装置供电不足时，采用电网供电。
更为优选的是，所述重力检测装置为电子重量秤或重量传感器。
更为优选的是，所述压力检测装置包括两个压力计，两所述压力计分别设置在两不同的所述脚蹬位上。
更为优选的是，所述转动角度测量装置为编码器，所述编码器与所述活动臂的转轴连接。
更为优选的是，所述计数装置为按键触发式电子计数器，该按键触发式电子计数器安装在所述机架上，在所述座椅上设有与所述按键触发式电子计数器对应的回杆；每次所述回杆回撞所述按键触发式电子计数器就会触发一次计数。
更为优选的是，所述运动量计算装置为单片机。
更为优选的是，所述显示装置为LED显示器、液晶显示器或数码管，所述显示装置安装在所述活动臂上面向所述座椅设置。
本发明的有益效果是：
一、运动量计算模块结合重量检测、压力测量、转动角度测量和频次监测等多种手段收集数据，可根据常规的物理学原理和运动量计算公式得出运动者的运动量结果，计算快捷、准确，方便运动者实时了解具体的能量消耗(卡路里消耗量)，更加智能。
二、整个蹬力器分为蹬力器主体模块、运动量计算模块和发电模块，方便进行模块化生产，也利于对现有蹬力器进行改造，可操作性强。
三、运动量计算模块用到的电子元件均可采用现有的成熟元件，可直接在现有蹬力器基础上进行改造，不存在技术故障和结构的力学隐患，非常安全，适合大面积推广。
附图说明
图1所示为本发明提供的户外智能蹬力器结构示意图。
图2所示为图1的局部放大图。
图3所示为计数器安装示意图。
附图标记说明：
1：承载架，2：座椅，3：活动臂，4：脚蹬位，5：光伏发电模块，6：蓄电池，7：重量检测装置，8：压力检测装置，9：转动角度测量装置，10：计数装置，11：运动量计算装置，12：显示装置。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
如图1-图3所示，一种户外智能蹬力器包括三个架构，分别是电源模块、运动量计算模块和蹬力器主体模块。
其中，所述蹬力器主体模块包括承载架1、座椅2和活动臂3，所述活动臂3的一端与所述座椅2固定、另一端与所述承载架1转动连接，在所述承载架1上设有与所述座椅2对应的脚蹬位4。本实施例中，优选所述承载架1为方形框架，在方形框架的各个面均设有一套座椅机构，可实现四个人同时进行健身。
所述电源模块为离网发电光伏组件，包括光伏发电模块5和蓄电池6，所述光伏太阳能组件5用来将光能转化成电能。实际工作时，在光照充足的情况下，所述光伏发电模块5为所述运动量计算模块供电、并为所述蓄电池6充电；当光伏发电模块5供电不足时，所述蓄电池6为所述运动量计算模块供电；以确保运动量计算模块的正常工作。在其他实施方式中，所述电源模块为并网光伏发电装置，在光照充足的情况下，由并网光伏发电装置供电，当并网光伏发电装置供电不足时，采用电网供电；不限于本实施例。
所述运动量计算模块包括：重量检测装置7、压力检测装置8、转动角度测量装置9、计数装置10、运动量计算装置11和显示装置12，所述重量检测装置7安装在所述座椅2的坐垫位置，所述压力检测装置9安装在所述脚蹬位4上，所述转动角度测量装置9用来测量所述活动臂3转过的角度，所述计数装置10用来统计所述座椅2的来回运动次数，所述运动量计算装置11根据所述重量检测装置7、所述压力检测装置8、所述转动角度测量装置9和所述计数装置10反馈的信号计算出当前运动者的做功量、并通过所述显示装置12显示具体的做功值和运动次数。
本实施例中，优选所述所述重量检测装置7为电子重量秤。优选所述压力检测装置8包括两个压力计，两所述压力计分别设置在两不同的所述脚蹬位4上。优选所述转动角度测量装置9为编码器，所述编码器与所述活动臂3的转轴连接。优选所述计数装置10为按键触发式电子计数器，该按键触发式电子计数器安装在所述机架1上，在所述座椅2上设有与所述按键触发式电子计数器对应的回杆；每次所述回杆回撞所述按键触发式电子计数器就会触发一次计数。优选所述运动量计算装置11为单片机，优选所述显示装置12为LED显示器。由于电子重量秤、压力机、编码器、按键触发式电子计数器、单片机和LED显示器都为成熟的现有电子元件，因而各元件之间的连接电路为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。
本实施例中，为了方便针对现有设备进行改造，考虑到安装位置受力频繁，计数器特地采用较为简单的弹簧按键式的触发电子计数器。未方便使用者随时看到自己的运动量，显示器安装在活动臂上。当然，根据实际需要的不同，上述各测量元件还可进行一些常规替换，如用重量传感器代替电子重量秤，用数码管、液晶显示屏代替LED显示屏等等；不局限于以上举例。
本实施例提供的一种户外智能蹬力器，其工作原理为：
压力计主要用于测量使用者双脚的蹬力，以此作为运动量计算模块的计算依据之一；计数器用来统计座椅的来回次数，该次数作为运动量计算依据之一；电子重量秤用来测量运动者的重量，该重量作为运动量计算依据之一；编码器用来采集活动臂每次来回移动所转过的角度，该角度作为运动量计算依据之一。实际计算时，通过电子重量秤称量得到的重量，结合活动臂的长度通过杠杆原理计算每次的力，通过与压力计102的数据结合，得出较为准确的做功量。
特别地，安装在座椅上的重量检测装置7还是一个触发装置，只有检测到的重量达到阈值时，运动量计算模块才会开始工作，计算运动量并和次数呈现在显示器上；有效避免运动量计算模块的误启动，节约电量。
详细运行方案如下：
在蹬力器不用时，光伏发电模块为蓄电池充电，整个系统处于待机状态。当电子重量秤检测到重量时，系统启动。
在使用时，锻炼方法与使用传统的蹬力器一样，直接用脚踏着压力计即可测到压力。使用过程中，一个往返计数器计一次次数。同时，根据计算出来的做功量再根据人体运动量计算方法，直接可以由单片机计算得到实时的卡路里消耗，并呈现在显示器上。
每个位置上的部件都相互分离，虽然共用一个单片机，但是每个座位的部件单独使用，互不干扰。
当重量秤监测到重量消失时，会在3秒内停止计算并在屏幕上提示“5秒内开始下一轮运动”，借以区分开不同的使用者。
当超过十秒电子重量秤没有检测到重量时，蹬力器进入待机模式。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
