基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈制造技術

本發明專利技術提供了一種基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，所述的呼啦圈包括信號檢測模塊和顯示模塊；信號檢測模塊中的穩壓電路分別與微機械陀螺、處理器A、無線發射模相連；顯示模塊中的處理器B與LCD顯示屏、LED點陣屏和無線接收模塊相連，電源適配電路分別與LCD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊相連。本發明專利技術適用于不同年齡階段用戶的鍛煉身體需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于健身運動裝置
，具體涉及一種基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈。
技術介紹
隨著人民生活水平的提高，全民健身計劃的倡導，人們的健身意識得到了很大的提高，健身作為高質量生活的一部分，越來越受到人們的重視。轉呼啦圈是其中一種老少皆宜的健身方式，其運動趣味性強，形式生動活潑，既能提高練習者的身體協調性和柔韌性，又能陶冶情操、磨練意志。但目前市面上的呼啦圈也存在一些問題:現有的絕大多數呼啦圈均為實體產品，由塑料或橡膠等材料制成，其規格、尺寸與重量均沒有嚴格標準，這常常導致消費者由于急于塑身或減肥等原因而盲目選擇了不適合自己的呼啦圈，如質量太重、尺寸過大，這些都會導致相對撞擊力較大，很可能會傷及到人體腹部、背部內的臟器，如腎臟、脾臟等，這樣不但不能達到強身健體的目的，反而有損身體健康，所以這類傳統型呼啦圈不具備很好的普遍適用性；同時，現有的大多數呼啦圈其尺寸都過大，形式都較為單一，使得其不具備很好的便攜性和娛樂性；作為一款健身器材，傳統的呼啦圈無法記錄運動過程中的各項參數，使得用戶無法對鍛煉的強度進行科學地控制。目前市面上呼啦圈的種類非常多，有傳統型的，也有可折疊式、模擬式和多功能型等。201120053455.1號“便攜式呼啦圈”專利技術公開了一種可折疊的便于攜帶的呼啦圈，該方案中的呼啦圈圈體由三根弧形套管兩兩套接而成，其中一根弧形套管的外側可拆卸連接有一個盒，盒內設置 有電子表和定時器，可以記錄用戶的運動時間，主要缺點為:一、由于其為實體型的傳統呼啦圈，產品在規格、尺寸與重量上無法滿足所有用戶群體的要求，因而不具備普遍適用性；二、形式上仍為傳統型呼啦圈，因而不具備很好的娛樂性；三、套接過程中費時費力，套接接口容易出現磨損，影響使用壽命。02202131.0號“用于玩具的光電控制系統”專利技術公布了一種光電控制系統，該方案涉及一種能夠發射、接收光信號并且進行光電轉換的光電控制系統，以便控制一個玩具中的呼啦圈可跟隨參與游戲的人的腰部轉動方向和速度而旋轉，主要缺點為:一、無法記錄運動過程中的各項參數，使得用戶無法對鍛煉的強度進行科學地控制；二、與微機械陀螺相比較，振動傳感器的精度較低，較難實現運動過程的實時同步性；三、控制終端的玩具型設計不具備普遍適用性。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈。本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，包括兩個部分:信號檢測模塊和顯示模塊。信號檢測模塊包括微機械陀螺、處理器A、無線發射模塊和穩壓電路。微機械陀螺實現對信號的采集，通過I2C總線與處理器A相連。無線發射模塊與處理器A相連，在處理器A的控制下，實現數據的發送。處理器A與微機械陀螺和無線發射模塊相連，實現對角速度的采集、處理以及發送。穩壓電路與微機械陀螺、處理器A、無線發射模相連，通過不同的穩壓模塊給其提供電源。顯示模塊包括IXD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊和電源適配電路。IXD顯示屏是用戶運動參數顯示界面，用于顯示運動時間、消耗熱量和扭動圈數信息。LED點陣屏是用戶腰部扭動狀態顯示界面，用于顯示與腰部扭動同步的點陣轉動。無線接收模塊與處理器B相連，在處理器B的控制下，實現數據的接收。處理器B與IXD顯示屏、LED點陣屏和無線接收模塊相連，實現對信號檢測模塊發送數據的接收和處理，控制IXD顯示屏和LED點陣屏作相應顯示。電源適配電路與IXD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊相連，通過不同的穩壓模塊給其提供電源。本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，信號檢測模塊的處理器A對微機械陀螺采集到的角速度數據進行處理，對不同大小等級的角速度數據進行打包，將其分別轉換成表征點陣點亮時間的電信號。本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，信號檢測模塊與顯示模塊通過射頻通信方式實現數據傳輸，其傳輸速率設定為IMbps 2Mbps。本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，信號檢測模塊的穩壓電路采用內部電池組供電的方式，顯示模塊的電源適配電路有外部直流電壓源供電和內部電池組供電兩種供電方式。本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，顯示模塊的LED點陣屏電路采用一種節約處理器I/O 口資源的動態掃描顯示方法:通過處理器B輸出第一行點陣的數據并鎖存，然后選通第一行點陣，再輸出第二行點陣的數據并鎖存，然后選通第二行點陣，以此類推，當選通最后一行之后，又重新回到第一行，重復以上過程，最終在LED點陣屏上形成穩定的圖形。本專利技術克服了現 有呼啦圈體積大，不易隨身攜帶，娛樂性差，以及使用不當有可能損害身體健康等缺點，本專利技術的呼啦圈便攜易用，可以使用戶徹底擺脫使用傳統呼啦圈對內臟器官的傷害，同時還不會降低鍛煉身體的效果。本專利技術提供的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈可以將用戶的運動參數量化，為用戶實現健康和科學的鍛煉提供準確的依據。本專利技術所提供的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈在實現健身效果的同時，還具有極強的娛樂性，不同的用戶可以使用該虛擬呼啦圈進行競技，更好地提高廣大用戶鍛煉身體的積極性。附圖說明圖1為本專利技術的基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈的結構框 圖2為本專利技術中的無線發射模塊和無線接收模塊的電路連接 圖3為本專利技術中的IXD顯示屏電路連接 圖4為本專利技術中的LED點陣屏電路連接 圖5為本專利技術中的無線發射模塊和無線接收模塊控制字格式； 圖6為本專利技術中的信號檢測模塊的程序流程 圖7為本專利技術中的顯示模塊的程序流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作詳細說明: 圖1是本專利技術基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈的結構框圖。從圖1可以看出，本專利技術基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈包括:信號檢測模塊1、顯示模塊2。信號檢測模塊I包括微機械陀螺3、處理器A4、無線發射模塊5和穩壓電路6。顯示模塊2，包括IXD顯示屏9、LED點陣屏10、處理器B8、無線接收模塊7、電源適配電路11。信號檢測模塊I主要負責三部分工作，第一是利用微機械陀螺3檢測用戶腰部轉動的轉速和轉動的方向；第二是利用處理器A4計算用戶轉動的角度、轉過的圈數、消耗的能量(卡路里)值等信息，對微機械陀螺3采集到的角速度數據進行處理，對不同大小等級的角速度數據進行打包，將其分別轉換成表征點陣點亮時間的電信號；第三是通過無線發送模塊5將整合好的數據發送到顯示模塊2。顯示模塊2主要負責兩部分工作，第一是通過無線接收模塊7接收信號檢測模塊I發送的數據；第二是利用處理器B8讀取無線接收模塊7接收到的數據，并根據該數據計算得到LCD顯示屏9與LED點陣屏10的控制信號，并將控制信號分別輸出到IXD顯示屏9與LED點陣屏10的控制端口。圖2是本專利技術中的 無線發射模塊5和無線接收模塊7的電路連接圖。本專利技術采用市售無線收發芯片nRF24L01組成無線發射模塊5和無線接收模塊7。nRF24L01是一款工作在2.4GHz世界通用ISM頻段的單片無線收發芯片。無線發射模塊5和無線接收模塊7包括:頻率發生器、增強型ShockBurst 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器、解調器。輸出功率、頻道選擇和協議的設置可以通過SPI接口進行設置；具有增強型ShockBurst 收發模式、ShockBurst 收發模式和直接收發模式三種工作模式,本專利技術選用增強型ShockBurst 收發模式。連接圖所示，C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，其特征在于：所述的呼啦圈包括信號檢測模塊和顯示模塊；信號檢測模塊包括微機械陀螺、處理器A、無線發射模塊和穩壓電路；微機械陀螺實現對信號的采集，通過I2C總線與處理器A相連；無線發射模塊與處理器A相連，在處理器A的控制下，實現數據的發送；處理器A與微機械陀螺和無線發射模塊相連，實現對角速度的采集、處理以及發送；穩壓電路分別與微機械陀螺、處理器A、無線發射模相連，通過不同的穩壓模塊給其提供電源；顯示模塊包括LCD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊和電源適配電路；LCD顯示屏是用戶運動參數顯示界面，用于顯示運動時間、消耗熱量和扭動圈數信息；LED點陣屏是用戶腰部扭動狀態顯示界面，用于顯示與腰部扭動同步的點陣轉動；無線接收模塊與處理器B相連，在處理器B的控制下，實現數據的接收；處理器B與LCD顯示屏、LED點陣屏和無線接收模塊相連，實現對信號檢測模塊發送數據的接收和處理，控制LCD顯示屏和LED點陣屏作相應顯示；電源適配電路分別與LCD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊相連，通過不同的穩壓模塊給其提供電源。

【技術特征摘要】
1.一種基于微機械陀螺的虛擬呼啦圈，其特征在于:所述的呼啦圈包括信號檢測模塊和顯示模塊； 信號檢測模塊包括微機械陀螺、處理器A、無線發射模塊和穩壓電路；微機械陀螺實現對信號的采集，通過I2C總線與處理器A相連；無線發射模塊與處理器A相連，在處理器A的控制下，實現數據的發送；處理器A與微機械陀螺和無線發射模塊相連，實現對角速度的采集、處理以及發送；穩壓電路分別與微機械陀螺、處理器A、無線發射模相連，通過不同的穩壓模塊給其提供電源； 顯示模塊包括LCD顯示屏、LED點陣屏、處理器B、無線接收模塊和電源適配電路；LCD顯示屏是用戶運動參數顯示界面，用于顯示運動時間、消耗熱量和扭動圈數信息；LED點陣屏是用戶腰部扭動狀態顯示界面，用于顯示與腰部扭動同步的點陣轉動；無線接收模塊與處理器B相連，在處理器B的控制下，實現數據的接收；處理器B與IXD顯示屏、LED點陣屏和無線接收模塊相連，實現對信號檢測模塊發送數據的接收和處理，控制I...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高楊，周斌，劉玉佼，雷龍，吳生特，
申請(專利權)人：中國工程物理研究院電子工程研究所，
類型：發明
國別省市：