一種寵物健身訓(xùn)練系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及寵物健身技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寵物健身訓(xùn)練系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，不少寵物（狗，貓等）過于肥胖，需要一種寵物健身系統(tǒng)，特別是在國外，主 人一般將寵物當(dāng)作孩子來看待，特別重視他們的健康狀況，因此，過于肥胖的寵物有減肥的 需要?，F(xiàn)有的寵物健身系統(tǒng)存在功能單一，互動性不強，趣味性不夠等缺點。
[0003] 中國專利公開號CN101796926,公開日2010年8月11日，發(fā)明的名稱為多功能寵 物健身輔助籠，該申請案公開了一種多功能寵物健身輔助籠，它由上框架和可以從上框架 分離開的活動底座組成，兩者的底部皆安裝有四個萬向輪，其中，活動底座上部安裝有承載 寵物的底網(wǎng)，其下部可插入存放寵物糞便的承接板，上框架的前側(cè)開有主門，其左側(cè)開有副 門，且副門可以圍繞合頁向上翻轉(zhuǎn)，使用時，打開副門將上框架從活動底座上推離至跑步機 上即可，使用方便。其不足之處是，該寵物健身裝置互動性不強，缺乏趣味性，很難引起寵物 的興趣，寵物健身的積極性不高，從而影響健身效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有寵物健身系統(tǒng)互動性不強，缺乏趣味性，很難引起寵物 的興趣，寵物健身的積極性不高，從而影響健身效果的技術(shù)問題，提供了一種寵物健身訓(xùn)練 系統(tǒng)及其工作方法，其具有很強的趣味性，容易引起寵物的興趣，寵物通過與訓(xùn)練裝置互動 達到很好的健身效果。
[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明的一種寵物健身訓(xùn)練系統(tǒng)，包括訓(xùn)練裝置和佩戴在寵物身上的信號收發(fā) 器，所述訓(xùn)練裝置包括底座，所述底座上設(shè)有立柱、中央處理單元、第一無線通信模塊和第 一 UWB定位傳感器，所述立柱上設(shè)有可水平轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接有橫向設(shè) 置的橫梁，所述橫梁上設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上設(shè)有可沿導(dǎo)軌移動的滑塊以及驅(qū)動滑塊移動 的驅(qū)動機構(gòu)，所述滑塊下方設(shè)有用于存儲寵物食物的儲食裝置，所述儲食裝置由透明材料 制成，所述儲食裝置頂部設(shè)有第一電動伸縮桿，所述第一電動伸縮桿的頂部與滑塊連接，所 述儲食裝置頂部還設(shè)有進口倉門，所述儲食裝置底部設(shè)有出口倉門以及驅(qū)動出口倉門開閉 的驅(qū)動電機，所述儲食裝置上還設(shè)有控制器、第二無線通信模塊和聲音輸出模塊，所述立柱 頂部設(shè)有第二UWB定位傳感器以及沿橫向設(shè)置的第二電動伸縮桿和第三電動伸縮桿，所述 第二電動伸縮桿前端設(shè)有第三UWB定位傳感器，所述第三電動伸縮桿前端設(shè)有第四UWB定 位傳感器，所述信號收發(fā)器包括微處理器、第三無線通信模塊、控制按鍵和第一 UWB定位標(biāo) 簽，所述中央處理單元分別與第一無線通信模塊、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、第二電動伸縮桿、第 三電動伸縮桿、第一 UWB定位傳感器、第二UWB定位傳感器、第三UWB定位傳感器和第四UWB 定位傳感器電連接，所述控制器分別與第一電動伸縮桿、驅(qū)動電機、第二無線通信模塊和聲 音輸出模塊電連接，所述微處理器分別與第三無線通信模塊、控制按鍵和第一 UWB定位標(biāo) 簽電連接。
[0007] 在本技術(shù)方案中，信號收發(fā)器佩戴在需要健身的寵物身上，用戶手動將寵物食物 放入儲食裝置內(nèi)。啟動信號收發(fā)器工作，信號收發(fā)器通過第三無線通信模塊向訓(xùn)練裝置發(fā) 送啟動指令，第一 UWB定位標(biāo)簽發(fā)送帶有自身特定編號的UWB信號到訓(xùn)練裝置。訓(xùn)練裝置 通過第一無線通信模塊接收啟動指令，以第一 UWB定位傳感器為原點，豎直向上方向為Z軸 正方向，建立XYZ三維直角坐標(biāo)系。
[0008] 中央處理單元控制第二電動伸縮桿和第三電動伸縮桿伸長設(shè)定的長度，第一 UWB 定位傳感器、第二UWB定位傳感器、第三UWB定位傳感器和第四UWB定位傳感器在XYZ三維 直角坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)都確定，第一 UWB定位傳感器的坐標(biāo)為（0,0,0)，第二UWB定位傳感器 的坐標(biāo)為（x2, y2, z2)，第三UWB定位傳感器的坐標(biāo)為（x3, y3, z3)，第四UWB定位傳感器的 坐標(biāo)為（x4, y4, z4)，第一 UWB定位傳感器檢測到其與第一 UWB定位標(biāo)簽之間的距離為R1, 第二UWB定位傳感器檢測到其與第一 UWB定位標(biāo)簽之間的距離為R2，第三UWB定位傳感器 檢測到其與第一 UWB定位標(biāo)簽之間的距離為R3，第四UWB定位傳感器檢測到其與第一 UWB 定位標(biāo)簽之間的距離為&，假設(shè)第一 UWB定位標(biāo)簽的坐標(biāo)為（X，y，z)，建立方程組，計算出 X，y，z的值，得到第一 UWB定位標(biāo)簽的坐標(biāo)值，即寵物的坐標(biāo)值；中央處理單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)機 構(gòu)轉(zhuǎn)動的角度、滑塊的位置和第一電動伸縮桿的長度確定儲食裝置在XYZ三維直角坐標(biāo)系 內(nèi)的坐標(biāo)值。
[0009] 中央處理單元根據(jù)儲食裝置的坐標(biāo)值和寵物的坐標(biāo)值計算出儲食裝置與寵物之 間的水平距離和豎直距離，中央處理單元與控制器進行無線通信，通過第一伸縮桿調(diào)整儲 食裝置的高度，使得儲食裝置與寵物之間的豎直距離達到設(shè)定值H1，然后控制儲食裝置上 的聲音輸出模塊發(fā)出預(yù)先設(shè)定的特殊聲音（如零食塑料包裝袋發(fā)出的"簌、簌"聲），吸引寵 物注意，儲食裝置由透明材料制成，寵物能看到儲食裝置內(nèi)的食物。
[0010] 中央處理單元實時檢測儲食裝置與寵物之間的水平距離，當(dāng)水平距離大于設(shè)定值 Dl時，控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)向靠近寵物的方向轉(zhuǎn)動（速度較慢），通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動滑塊向靠近寵 物的方向運動（速度較慢），吸引寵物注意，當(dāng)水平距離大于設(shè)定值D3小于設(shè)定值D2時，Dl > D2 > D3,控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)向遠離寵物的方向轉(zhuǎn)動，通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動滑塊向遠離寵物的方 向運動（計算寵物移動速度，根據(jù)寵物速度調(diào)整速度），當(dāng)水平距離小于設(shè)定值D3 (代表寵 物追上儲食裝置）時，中央處理單元控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)停止轉(zhuǎn)動，驅(qū)動機構(gòu)停止工作，發(fā)送指令 給控制器，控制器通過驅(qū)動電機打開出口倉門，儲食裝置內(nèi)的寵物食物從出口倉門落下，寵 物獲得食物，聲音輸出模塊停止發(fā)出聲音，訓(xùn)練裝置停止工作。
[0011] 中央處理單元實時檢測寵物的坐標(biāo)值，根據(jù)相鄰兩次采樣得到的坐標(biāo)值計算出每 個采樣周期寵物的移動距離S1，從而計算出寵物的總移動距離S，即
當(dāng)寵物的 總移動距離S達到預(yù)設(shè)值時，中央處理單元控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)停止轉(zhuǎn)動，驅(qū)動機構(gòu)停止工作，發(fā) 送指令給控制器，控制器通過驅(qū)動電機打開出口倉門，儲食裝置內(nèi)的寵物食物從出口倉門 落下，寵物獲得食物，聲音輸出模塊停止發(fā)出聲音，訓(xùn)練裝置停止工作。防止寵物過量運動 且沒有進食，保證了寵物的健康。
[0012] 用戶可通過智能手機與訓(xùn)練裝置進行無線通信，設(shè)定訓(xùn)練裝置進行寵物跳躍訓(xùn) 練，中央處理單元控制儲食裝置運動到寵物上方，控制儲食裝置上的聲音輸出模塊發(fā)出預(yù) 先設(shè)定的特殊聲音，吸引寵物注意，中央處理單元實時檢測儲食裝置與寵物之間的豎直距 離，通過第一電動伸縮桿調(diào)整儲食裝置的高度，使得儲食裝置與寵物之間的豎直距離始終 大于設(shè)定值H2,中央處理單元檢測寵物的縱坐標(biāo)值，當(dāng)寵物向上跳起的高度大于設(shè)定值H3 或?qū)櫸锾S次數(shù)達到設(shè)定值時，中央處理單元發(fā)送指令給控制器，控制器通過驅(qū)動電機打 開出口倉門，儲食裝置內(nèi)的寵物食物從出口倉門落下，寵物獲得食物，聲音輸出模塊停止發(fā) 出聲音，訓(xùn)練裝置停止工作。
[0013] 作為優(yōu)選，所述第一 UWB定位傳感器和第二UWB定位傳感器的連線與底座垂直，所 述第二UWB定位傳感器和第三UWB定位傳感器的連線與底座平行，所述第二UWB定位傳感 器和第四UWB定位傳感器的連線與底座平行，所述第二UWB定位傳感器、第三UWB定位傳感 器和第四UWB定位傳感器不在同一直線上。
[0014] 作為優(yōu)選，第二UWB定位傳感器和第三UWB定位傳感器的連線與第二UWB定位傳 感器和第四UWB定位傳感器的連線的夾角為45-135度。
[0015] 作為優(yōu)選，所述儲食裝置呈球形。
[0016] 本發(fā)明的一種寵物健身訓(xùn)練系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：
[0017] Sl :啟動信號收發(fā)器工作，信號收發(fā)器通過第三無線通信模塊向訓(xùn)練裝置發(fā)送啟 動指令；
[0018] S2 :訓(xùn)練裝置通過第一無線通信模塊接收啟動指令，以第一 UWB定位傳感器為原 點，豎直向上方向為Z軸正方向，建立XYZ三維直角坐標(biāo)系；
[0019] S3 :中央處理單元控制第二電動伸縮桿和第三電動伸縮桿伸長設(shè)定的長度，第一 UWB定位傳感器、第二UW