本發(fā)明涉及智能型跑步機(jī)的速度控制。

背景技術(shù)：

通常跑步機(jī)的控制裝置都是集成在跑步機(jī)上，由站在跑步機(jī)上的使用者手動(dòng)去調(diào)節(jié)，或者通過(guò)遙控器來(lái)控制，或者通過(guò)app界面來(lái)操作，這種控制方式看似簡(jiǎn)單，但對(duì)于跑步機(jī)使用者來(lái)說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)去操作這些界面，并不是非常方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種跑步機(jī)速度的控制裝置，能夠通過(guò)手勢(shì)對(duì)跑步機(jī)的速度和啟動(dòng)進(jìn)行控制，為使用者提供便利。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種跑步機(jī)速度的控制裝置，包括穿戴式人體設(shè)備、調(diào)速裝置、通信部件、電源和控制器，穿戴式人體設(shè)備通過(guò)接觸人體皮膚表面探測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，調(diào)速裝置和電源安裝在跑步機(jī)上，接收部件連接控制器并向其發(fā)送所接收的信息，控制器連接調(diào)速裝置并向其發(fā)送控制信號(hào)，從而調(diào)節(jié)跑步機(jī)的速度。

進(jìn)一步地，該控制裝置還包括便攜式電子設(shè)備，便攜式電子設(shè)備中設(shè)有能夠根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)信息計(jì)算合適的跑速的數(shù)據(jù)處理模塊。

進(jìn)一步地，穿戴式人體設(shè)備內(nèi)設(shè)有用于感知人體手勢(shì)信息的數(shù)據(jù)采集部件，該數(shù)據(jù)采集部件通過(guò)通信部件連接至便攜式電子設(shè)備中的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)通信部件與控制器連接，由控制器控制跑步機(jī)的速度。

進(jìn)一步地，通信部件包括成對(duì)設(shè)置且分別安裝在穿戴式人體設(shè)備和跑步機(jī)上的發(fā)射部件和接收部件。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集部件是6軸陀螺儀，6軸陀螺儀包括3軸加速度檢測(cè)裝置和3軸位移檢測(cè)裝置。

進(jìn)一步地，通信部件是藍(lán)牙通信模塊或wifi通信模塊。

進(jìn)一步地，控制器包括上控板和電控裝置，上控板與通信模塊建立連接并接收數(shù)據(jù)信息，電控裝置與跑步機(jī)上的控制芯片連接，從而控制跑步機(jī)的速度。

進(jìn)一步地，穿戴式人體設(shè)備是智能手環(huán)。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種跑步機(jī)速度的控制方法，該方法利用上述的控制裝置，并包括以下步驟：

（1）利用手環(huán)檢測(cè)手臂的運(yùn)動(dòng)信息；

（2）根據(jù)手臂的運(yùn)動(dòng)信息判斷手勢(shì)；

（3）根據(jù)對(duì)手勢(shì)的判斷，調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度。

進(jìn)一步地，對(duì)手勢(shì)的判斷以及對(duì)應(yīng)的跑步機(jī)轉(zhuǎn)速包括以下?tīng)顟B(tài)：

a．靜態(tài)，無(wú)手臂運(yùn)動(dòng)信息，判斷無(wú)手勢(shì)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度為0；

b．啟動(dòng)，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：快速擺臂3-5秒，跑步機(jī)啟動(dòng)；

c．加速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，判斷手勢(shì)為快速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)加速；

d．持續(xù)加速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，并在一定時(shí)間保持角度不變，調(diào)節(jié)跑步機(jī)持續(xù)加速；

e．減速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，判斷手勢(shì)為快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)減速；

f．持續(xù)減速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)60度，并在一段時(shí)間保持角度不變，判斷跑步機(jī)持續(xù)減速；

g．停止，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：6軸陀螺儀在一段時(shí)間內(nèi)的角度在矯正之后的0度附近，判斷手勢(shì)為快速向胸前擺動(dòng)小臂收起，跑步機(jī)停止。

手勢(shì)判斷的算法如下：

如圖1，手腕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)：

當(dāng)手腕從靜止?fàn)顟B(tài)到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，陀螺儀輸出的x、y、z軸的角速度會(huì)增加，x、y、z三軸的角速度分別為：ωx、ωy、ωy，通過(guò)1秒積分以后，可以算出三軸上的角速度分別為：θx、θy、θz，然后通過(guò)計(jì)算公式得出角度值；

另外傳感器還有三軸的加速度數(shù)據(jù)ax、ay、az，通過(guò)兩次一秒積分可以算出三軸的方向的直線距離sx、sy、sz，最后通過(guò)計(jì)算公式得出垂直方向的直線距離，s=；

當(dāng)且僅當(dāng)角度值大于60°，直線距離小于5cm的時(shí)候，即可判斷手腕進(jìn)行了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

其他手勢(shì)的判定原理如上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的控制裝置通過(guò)佩帶在跑步者手腕上的穿戴式人體設(shè)備來(lái)感應(yīng)人體手臂的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)，通過(guò)運(yùn)算方法來(lái)判斷手勢(shì)，從而控制跑步機(jī)的啟動(dòng)、停止以及速度的調(diào)整，由于手勢(shì)本身也是人體活動(dòng)的一種方式，在這種方式下，使用者不需要通過(guò)其他設(shè)備或者界面對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行操作，能夠直接通過(guò)融合在運(yùn)動(dòng)中的跑步手勢(shì)對(duì)跑步機(jī)進(jìn)行控制，使跑步機(jī)的控制更加人性化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體框架圖。

圖2是本發(fā)明的啟動(dòng)時(shí)的控制手勢(shì)圖。

圖3是本發(fā)明在加速和持續(xù)加速時(shí)的控制手勢(shì)圖。

圖4是本發(fā)明在減速和持續(xù)減速時(shí)的控制手勢(shì)圖。

圖5是本發(fā)明在停止時(shí)的控制手勢(shì)圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，參照附圖1。

一種跑步機(jī)速度的控制裝置，包括穿戴式人體設(shè)備1、調(diào)速裝置2、通信部件3、電源4和控制器5，穿戴式人體設(shè)備是智能手環(huán)。穿戴式人體設(shè)備1通過(guò)接觸人體皮膚表面探測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，調(diào)速裝置2和電源4安裝在跑步機(jī)上，通信部件3連接控制器并向其發(fā)送所接收的信息，控制器連接調(diào)速裝置并向其發(fā)送控制信號(hào)，從而調(diào)節(jié)跑步機(jī)的速度。

進(jìn)一步地，該控制裝置還包括便攜式電子設(shè)備6，便攜式電子設(shè)備中設(shè)有能夠根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)信息計(jì)算合適的跑速的數(shù)據(jù)處理模塊。

進(jìn)一步地，穿戴式人體設(shè)備內(nèi)設(shè)有用于感知人體手勢(shì)信息的數(shù)據(jù)采集部件11，數(shù)據(jù)采集部件11是6軸陀螺儀，6軸陀螺儀包括3軸加速度檢測(cè)裝置和3軸位移檢測(cè)裝置，該數(shù)據(jù)采集部件通過(guò)通信部件連接至便攜式電子設(shè)備中的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)通信部件與控制器連接，由控制器控制跑步機(jī)的速度。

進(jìn)一步地，通信部件是藍(lán)牙通信模塊或wifi通信模塊。通信部件包括成對(duì)設(shè)置且分別安裝在穿戴式人體設(shè)備和跑步機(jī)上的發(fā)射部件31和接收部件32，便攜式電子設(shè)備上也配置接收部件，能夠接收發(fā)射部件所發(fā)出的信息，從而計(jì)算出合適的控制命令。

控制器包括上控板和電控裝置，上控板與通信模塊建立連接并接收數(shù)據(jù)信息，電控裝置與跑步機(jī)上的控制芯片連接，從而控制跑步機(jī)的速度。

實(shí)施例2，參照附圖2-5。

一種跑步機(jī)速度的控制方法，該方法利用上述的控制裝置，并包括以下步驟：

（1）利用手環(huán)檢測(cè)手臂的運(yùn)動(dòng)信息；

（2）根據(jù)手臂的運(yùn)動(dòng)信息判斷手勢(shì)；

（3）根據(jù)對(duì)手勢(shì)的判斷，調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度。

進(jìn)一步地，對(duì)手勢(shì)的判斷以及對(duì)應(yīng)的跑步機(jī)轉(zhuǎn)速包括以下?tīng)顟B(tài)：

a．靜態(tài)，無(wú)手臂運(yùn)動(dòng)信息，判斷無(wú)手勢(shì)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度為0；

b．啟動(dòng)，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：快速擺臂3-5秒，跑步機(jī)啟動(dòng)；

c．加速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，判斷手勢(shì)為快速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)加速；

d．持續(xù)加速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，并在一定時(shí)間保持角度不變，調(diào)節(jié)跑步機(jī)持續(xù)加速；

e．減速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺儀向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至少60度，判斷手勢(shì)為快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)跑步機(jī)減速；

f．持續(xù)減速，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：?jiǎn)挝粫r(shí)間6軸陀螺向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)60度，并在一段時(shí)間保持角度不變，判斷跑步機(jī)持續(xù)減速；

g．停止，手臂運(yùn)動(dòng)信息為：6軸陀螺儀在一段時(shí)間內(nèi)的角度在矯正之后的0度附近，判斷手勢(shì)為快速向胸前擺動(dòng)小臂收起，跑步機(jī)停止。

手勢(shì)判斷的算法如下：

如圖2，快速擺臂3-5秒，當(dāng)手臂擺動(dòng)時(shí)，陀螺儀輸出的x、y、z軸的角速度會(huì)增加，x、y、z三軸的角速度分別為：ωx、ωy、ωy，通過(guò)1秒積分以后，可以算出三軸上的角速度分別為：θx、θy、θz，然后通過(guò)計(jì)算公式得出角度值，當(dāng)陀螺儀在3-5秒內(nèi)至少出現(xiàn)三次角度值從0度到大于90度的變化時(shí)，判斷為快速擺臂，跑步機(jī)啟動(dòng)。

如圖3，手腕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)手腕從靜止?fàn)顟B(tài)到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，陀螺儀輸出的x、y、z軸的角速度會(huì)增加，x、y、z三軸的角速度分別為：ωx、ωy、ωy，通過(guò)1秒積分以后，可以算出三軸上的角速度分別為：θx、θy、θz，然后通過(guò)計(jì)算公式得出角度值；另外傳感器還有三軸的加速度數(shù)據(jù)ax、ay、az，通過(guò)兩次一秒積分可以算出三軸的方向的直線距離sx、sy、sz，最后通過(guò)計(jì)算公式得出垂直方向的直線距離，s=。當(dāng)且僅當(dāng)角度值大于60°，直線距離小于5cm的時(shí)候，即可判斷手腕進(jìn)行了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

如圖4，手腕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)手腕從靜止?fàn)顟B(tài)到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，陀螺儀輸出的x、y、z軸的角速度會(huì)增加，x、y、z三軸的角速度分別為：ωx、ωy、ωy，通過(guò)1秒積分以后，可以算出三軸上的角速度分別為：θx、θy、θz，然后通過(guò)計(jì)算公式得出角度值；另外傳感器還有三軸的加速度數(shù)據(jù)ax、ay、az，通過(guò)兩次一秒積分可以算出三軸的方向的直線距離sx、sy、sz，最后通過(guò)計(jì)算公式得出垂直方向的直線距離，s=。當(dāng)且僅當(dāng)角度值大于60°，直線距離小于5cm的時(shí)候，即可判斷手腕進(jìn)行了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

如圖5，快速向胸前擺動(dòng)小臂收起，當(dāng)陀螺儀在3-5秒內(nèi)的角度始終在0度附近時(shí)，判斷為停止手勢(shì)，跑步機(jī)停止。