本發(fā)明涉及跑步機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能跑步機(jī)。

背景技術(shù)：

近年來，對(duì)于改善健康增進(jìn)心血管功能的需求有所增長。這種需 求與在空間有限的地點(diǎn)，例如在個(gè)人家中或是在健身房中進(jìn)行鍛煉的 需要相關(guān)聯(lián)。這種潮流引起了對(duì)于健身器材生產(chǎn)的需求增長。

傳統(tǒng)的跑步機(jī)功能單一，一般只能做重復(fù)性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，時(shí)間一長，訓(xùn)練者會(huì)覺得非常單調(diào)，所以許多訓(xùn)練者常常因覺得訓(xùn)練枯燥乏味而不能堅(jiān)持，使訓(xùn)練計(jì)劃失敗。另外傳統(tǒng)的跑步機(jī)控制模式單一，只能簡單的設(shè)定運(yùn)動(dòng)速度和坡度，不能實(shí)時(shí)反映訓(xùn)練者的其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)，不能依據(jù)訓(xùn)練者的運(yùn)動(dòng)能力而改變，訓(xùn)練時(shí)不具有科學(xué)性及安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種智能跑步機(jī)，包括：跑道平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)跑道平臺(tái)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，與跑道平臺(tái)連接，且向跑道平臺(tái)上部延伸的兩根撐桿；兩根撐桿的頂部設(shè)有操作平臺(tái)，與操作平臺(tái)連接的扶手；操作平臺(tái)上設(shè)有操控面板、平板電腦和用于測(cè)量跑步者心率的心率測(cè)量裝置；

心率測(cè)量裝置與平板電腦通信連接，用于將采集的心率數(shù)據(jù)傳輸給平板電腦；

跑道平臺(tái)底部設(shè)有矩陣式壓力傳感器，矩陣式壓力傳感器與平板電腦電連接；

平板電腦中嵌入Android系統(tǒng)，或windows系統(tǒng)；平板電腦包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、電機(jī)控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、心率接收模塊；

身份特征模塊用于給跑步者提供對(duì)話框，以輸入跑步者身份特征及設(shè)置跑步者的跑步速率，身份特征包括：性別，身高，體重，跑步時(shí)長，當(dāng)前時(shí)間；

所述矩陣式壓力傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)跑步者在跑步過程中的足底壓力分布信息，足底壓力分布信息包括：步頻、步幅、支撐力、騰空時(shí)和后蹬力；

數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測(cè)跑步者在跑步過程中的數(shù)據(jù)信息，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

心率接收模塊用于接收心率測(cè)量模塊獲取的跑步者跑步前的心率及跑步過程中的心率；

數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)獲取跑步者身份特征及設(shè)置跑步者的跑步速率，得出初始加速度，傳輸給電機(jī)控制模塊，使電機(jī)控制模塊控制電機(jī)執(zhí)行初始加速度運(yùn)行，在運(yùn)行過程中，結(jié)合矩陣式壓力傳感器感應(yīng)的足底壓力分布信息，根據(jù)設(shè)置跑步者的跑步速率，通過電機(jī)控制模塊進(jìn)行控制電機(jī)；

電機(jī)控制模塊用于根據(jù)執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，并且電機(jī)控制模塊實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度，以適應(yīng)跑步者的速度；

電機(jī)控制模塊包括：三相全波整流器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、隔離模塊、電機(jī)控制芯片、三相逆變器；

所述三相全波整流器輸入端與外電源連接，三相全波整流器輸出端一通過電阻R1與三相逆變器的輸入端一連接，三相全波整流器輸出端二通過電阻R5與三相逆變器的輸入端二連接，三相全波整流器輸出端三通過電阻R2與三相逆變器的輸入端三連接；

電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一，串聯(lián)電路一與電容C2形成并聯(lián)電路一，并聯(lián)電路一的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，并聯(lián)電路一的另一端與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接；

電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二，串聯(lián)電路二與電容C2形成并聯(lián)電路二，并聯(lián)電路二的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，并聯(lián)電路二的另一端與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接；

三相逆變器的輸出端與電機(jī)連接；電容C1和電容C2分別用于儲(chǔ)能濾波；電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7分別用于限流，防止線路上電時(shí)，電流過大，并且限制對(duì)電容的充電電流，在電容放電時(shí)，限制放電電流過大；

電機(jī)控制芯片包括：數(shù)據(jù)脈沖寬度調(diào)制模塊、速度反饋模塊、串行外接口、急停模塊、DSP芯片；

所述急停模塊用于控制電機(jī)急停；

所述脈沖寬度調(diào)制模塊與三相逆變器連接，用于通過調(diào)節(jié)三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速；

所述電機(jī)內(nèi)部設(shè)有反饋模塊；

反饋模塊包括：速度計(jì)算單元、霍爾采樣單元；

霍爾采樣單元用于對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣；速度計(jì)算單元用于根據(jù)霍爾采樣單元采樣到的轉(zhuǎn)速，計(jì)算出速度值，并傳送給電機(jī)控制芯片；

所述霍爾采樣單元設(shè)置在電機(jī)繞組的端部，并超前于電機(jī)其中一相繞組90°的電角度，且與電機(jī)的鐵芯和繞組設(shè)有間隔距離；

所述串行外接口與顯示器連接，串行外接口用于將電機(jī)的工作狀態(tài)輸出平板電腦顯示。

優(yōu)選地，還包括：給智能跑步機(jī)供電的太陽能供電裝置；

太陽能供電裝置包括：用于吸收太陽能的太陽能板，與太陽能板連接用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出電能的太陽能控制器，與太陽能控制器連接用于儲(chǔ)存電能的蓄電池；

太陽能控制器包括：與太陽能板連接的LC電路，與LC電路連接的補(bǔ)償器，與補(bǔ)償器連接的二極管，與二極管連接的電容器和蓄電池；所述補(bǔ)償器包括：執(zhí)行器，與執(zhí)行器兩件的原邊線圈，與原邊線圈相適配的副邊線圈；

太陽能控制器還包括：電能集成控制輸出模塊；電能集成控制輸出模塊的輸入端與蓄電池的供電端連接，電能集成控制輸出模塊的輸出端與智能跑步機(jī)，電能集成控制輸出模塊用于將蓄電池儲(chǔ)存的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后給電機(jī)供電。

優(yōu)選地，電機(jī)控制芯片還包括：故障模塊；

所述電機(jī)控制模塊還包括：電壓保護(hù)模塊、電流保護(hù)模塊；

所述電壓保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接，電壓保護(hù)模塊輸入端分別與電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一以及電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二連接；

所述電流保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接，電流保護(hù)模塊輸入端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，或者與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接，或者與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制模塊還包括：濾波模塊；

濾波模塊包括：濾波電容Clb1、濾波電容Clb2、濾波電容Clb3、濾波電容Clb4、濾波線圈組Llb、濾波電阻R_L；

濾波電容Clb1兩端連接電源的相線和中線，濾波線圈組Llb輸入端分別連接電源的相線和中線，濾波線圈組Llb輸出端分別依次連接濾波電容Clb2的兩端，濾波電阻R_L的兩端以及濾波電容Clb3與濾波電容Clb4串聯(lián)后的兩端，濾波電容Clb3與濾波電容Clb4之間接地；

濾波線圈組Llb包括兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈繞向一致，當(dāng)電源電流流過濾波線圈組Llb時(shí)，兩個(gè)線圈中的電流方向相反，濾波電容Clb1、濾波電容Clb2用于濾除串模干擾，濾波電容Clb3、濾波電容Clb4用于濾除共模干擾。

優(yōu)選地， 霍爾采樣單元包括：A相電阻Rha1、A相電阻Rha2、A相電容Cha1、A相電容Cha2、A相光耦GDha；

B相電阻Rhb1、B相電阻Rhb2、B相電容Chb1、B相電容Chb2、B相光耦GDhb；

C相電阻Rhc1、C相電阻Rhc2、C相電容Chc1、C相電容Chc2、C相光耦GDhc。

優(yōu)選地，反饋模塊還包括：電流檢測(cè)模塊；

電流檢測(cè)模塊包括：功率開關(guān)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻Rs、電容C1、電容C2、二極管Dz、運(yùn)算放大器7、運(yùn)算放大器8、光藕器9；

功率開關(guān)的集電極連接電流取樣點(diǎn)，功率開關(guān)的發(fā)射極連接電阻R1和電阻Rs，并通過電阻Rs接地，功率開關(guān)的基極連接電機(jī)控制芯片，功率開關(guān)根據(jù)電機(jī)控制芯片的控制開啟或關(guān)閉采樣；電阻R1分別接電阻R2、電容C1，并通過電容C1接地，電阻R3一端接運(yùn)算放大器7的輸入負(fù)極端和光藕器9的四號(hào)腳，電阻R3另一端接地，電阻R2接運(yùn)算放大器7的輸入正極端，運(yùn)算放大器7的輸出端接電阻R4，電阻R4接光藕器9的二號(hào)腳，光藕器9的一號(hào)腳接地，光藕器9的三號(hào)腳接電源，光藕器9的五號(hào)腳接地，電容C2與電阻R5并聯(lián)，并且并聯(lián)后兩端接運(yùn)算放大器8的輸入負(fù)極端、輸出端和電阻R6，運(yùn)算放大器8的輸入正極端接電源，電阻R6、二極管Dz負(fù)極端分別接電機(jī)控制芯片，二極管Dz正極端接地。

優(yōu)選地，還包括：與平板電腦通信連接的振動(dòng)裝置；

振動(dòng)裝置用于當(dāng)跑步者的跑步時(shí)長達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)長，或跑步距離達(dá)到預(yù)設(shè)的距離，或跑步者的心率達(dá)到預(yù)警值時(shí)，振動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)，提示跑步者；

振動(dòng)裝置包括：開關(guān)Q3、電容C16、電容C17、電容C18、振動(dòng)馬達(dá)和穩(wěn)壓芯片U1，開關(guān)Q3 的型號(hào)為ES6U2T2R，穩(wěn)壓芯片U1的型號(hào)為SGM2031，開關(guān)Q3的1腳與處理器連接，開關(guān)Q3的2腳接地，3腳接5腳、6腳及振動(dòng)馬達(dá)負(fù)極，4腳接電容C17的一端、電容C18的一端、穩(wěn)壓芯片U1的1腳及振動(dòng)馬達(dá)正極，電容C17的另一端、電容C18的另一端接地，穩(wěn)壓芯片U1的3腳接處理器，穩(wěn)壓芯片U1的4腳接電容C16的一端并經(jīng)保險(xiǎn)B1接供電電池的輸出端，電容C16的另一端接地；

振動(dòng)模塊中穩(wěn)壓芯片U1將電源模塊提供的輸入電壓穩(wěn)定在3.0V，為振動(dòng)馬達(dá)供電，開關(guān)Q3與處理器電連接，處理器通過脈沖寬度調(diào)制控制開關(guān)Q3的導(dǎo)通和關(guān)閉，控制振動(dòng)馬達(dá)。

優(yōu)選地，身份特征模塊還包括：身份信息驗(yàn)證模塊；

身份信息驗(yàn)證模塊包括：指紋驗(yàn)證模塊、聲音驗(yàn)證模塊、虹膜驗(yàn)證模塊、居民身份證閱讀器；

居民身份證閱讀器與指紋采集器相適配；

居民身份證閱讀器設(shè)有信息解碼模塊，指紋采集器通過指紋采集程序與數(shù)據(jù)處理模塊相連；居民身份證內(nèi)的身份數(shù)據(jù)通過刷證程序傳輸給居民身份證閱讀器內(nèi)的信息解碼模塊；信息解碼模塊分別與平板電腦和數(shù)據(jù)處理模塊相連；

平板電腦設(shè)有身份證信息數(shù)據(jù)接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護(hù)模塊；

平板電腦內(nèi)置有國密算法模塊、標(biāo)準(zhǔn)算法模塊；國密算法模塊為支持SM1、SM2、SM3、SMS4、SM6、SSF33、SCB2國密算法指紋算法的模塊；標(biāo)準(zhǔn)算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標(biāo)準(zhǔn)算法的模塊。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

為了使跑步者了解自己的運(yùn)動(dòng)極限，通過獲取性別，身高，體重，跑步時(shí)長，當(dāng)前時(shí)間，步頻、步幅、支撐力、騰空時(shí)、后蹬力及心率；初步得出跑步者的運(yùn)動(dòng)極限。智能跑步機(jī)可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)極限設(shè)置跑步者的跑步時(shí)長和距離。而且為了能夠根據(jù)執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，并且電機(jī)控制模塊實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度，以適應(yīng)跑步者的速度；防止如果體力跟不上，設(shè)定的速度又很快的話，就容易出現(xiàn)節(jié)奏跟不上的情況，很容易摔倒。電機(jī)控制模塊實(shí)時(shí)控制電機(jī)運(yùn)行，使電機(jī)運(yùn)行與跑步者的速度適應(yīng)。而且還結(jié)合了心率監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)訓(xùn)練者的心率，通過全程心率監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)控有效的訓(xùn)練強(qiáng)度范圍以及保證訓(xùn)練活動(dòng)的全程安全。

這樣心率結(jié)合跑步者的時(shí)間、騰空時(shí)間、距離、速度等。通過步態(tài)的跟蹤，分析出訓(xùn)練者跑步的姿勢(shì)動(dòng)作，對(duì)科學(xué)訓(xùn)練提供有效幫助。實(shí)時(shí)速度檢測(cè)，反饋給控制模塊，控制模塊可實(shí)時(shí)調(diào)整跑步機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)了由現(xiàn)有技術(shù)中跑步機(jī)被動(dòng)控制，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)控制速度。

每臺(tái)跑步機(jī)通過身份特征模塊建立身份認(rèn)證。訓(xùn)練結(jié)束后能夠?qū)Ρ确治雒看蔚挠?xùn)練效果，方便與制定科學(xué)的健身計(jì)劃。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為智能跑步機(jī)的整體示意圖；

圖2為電機(jī)控制示意圖；

圖3為太陽能供電裝置示意圖；

圖4為太陽能控制器示意圖；

圖5為濾波模塊電路圖；

圖6為霍爾采樣單元電路圖；

圖7為電流檢測(cè)模塊電路圖；

圖8為振動(dòng)裝置電路圖。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將運(yùn)用具體的實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒緦＠械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利保護(hù)的范圍。

本實(shí)施例提供一種智能跑步機(jī)，如圖1至8所示，包括：跑道平臺(tái)1，驅(qū)動(dòng)跑道平臺(tái)1旋轉(zhuǎn)的電機(jī)23，與跑道平臺(tái)1連接，且向跑道平臺(tái)1上部延伸的兩根撐桿2；兩根撐桿2的頂部設(shè)有操作平臺(tái)51，與操作平臺(tái)51連接的扶手3；操作平臺(tái)51上設(shè)有操控面板4、平板電腦5和用于測(cè)量跑步者心率的心率測(cè)量裝置43；心率測(cè)量裝置43與平板電腦5通信連接，用于將采集跑步者的心率數(shù)據(jù)傳輸給平板電腦；跑道平臺(tái)1底部設(shè)有矩陣式壓力傳感器50，矩陣式壓力傳感器50與平板電腦5電連接；

平板電腦5中嵌入Android系統(tǒng)，或windows系統(tǒng)；平板電腦5包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、電機(jī)控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、心率接收模塊；

身份特征模塊用于給跑步者提供對(duì)話框，以輸入跑步者身份特征及設(shè)置跑步者的跑步速率，身份特征包括：性別，身高，體重，跑步時(shí)長，當(dāng)前時(shí)間；矩陣式壓力傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)跑步者在跑步過程中的足底壓力分布信息，足底壓力分布信息包括：步頻、步幅、支撐力、騰空時(shí)和后蹬力；數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測(cè)跑步者在跑步過程中的數(shù)據(jù)信息，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；心率接收模塊用于接收心率測(cè)量模塊獲取的跑步者跑步前的心率及跑步過程中的心率；數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)獲取跑步者身份特征及設(shè)置跑步者的跑步速率，得出初始加速度，傳輸給電機(jī)控制模塊，使電機(jī)控制模塊控制電機(jī)執(zhí)行初始加速度運(yùn)行，在運(yùn)行過程中，結(jié)合矩陣式壓力傳感器感應(yīng)的足底壓力分布信息，根據(jù)設(shè)置跑步者的跑步速率，通過電機(jī)控制模塊進(jìn)行控制電機(jī)；電機(jī)控制模塊用于根據(jù)執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，并且電機(jī)控制模塊實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度，以適應(yīng)跑步者的速度；

為了能使精準(zhǔn)的控制電機(jī)運(yùn)行，適應(yīng)跑步者的速度，保證跑步機(jī)運(yùn)行符合跑步者的速度。而且使電機(jī)具有一定的調(diào)速均勻，提高用戶體驗(yàn)。

電機(jī)控制模塊包括：三相全波整流器21、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、隔離模塊26、電機(jī)控制芯片24、三相逆變器22；

所述三相全波整流器21輸入端與外電源連接，三相全波整流器輸出端一通過電阻R1與三相逆變器的輸入端一連接，三相全波整流器輸出端二通過電阻R5與三相逆變器的輸入端二連接，三相全波整流器輸出端三通過電阻R2與三相逆變器的輸入端三連接；

電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一，串聯(lián)電路一與電容C2形成并聯(lián)電路一，并聯(lián)電路一的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，并聯(lián)電路一的另一端與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接；

電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二，串聯(lián)電路二與電容C2形成并聯(lián)電路二，并聯(lián)電路二的一端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，并聯(lián)電路二的另一端與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接；

三相逆變器22的輸出端與電機(jī)連接；電容C1和電容C2分別用于儲(chǔ)能濾波；電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7分別用于限流，防止線路上電時(shí)，電流過大，并且限制對(duì)電容的充電電流，在電容放電時(shí)，限制放電電流過大；隔離模塊26實(shí)現(xiàn)信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳輸效率高，避免干擾。

電機(jī)控制芯片24包括：脈沖寬度調(diào)制模塊28、反饋模塊29、串行外接口27、急停模塊、DSP芯片；

急停模塊用于控制電機(jī)急停；脈沖寬度調(diào)制模塊與三相逆變器連接，用于通過調(diào)節(jié)三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速；所述電機(jī)內(nèi)部設(shè)有反饋模塊；

反饋模塊29包括：速度計(jì)算單元、霍爾采樣單元；霍爾采樣單元用于對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣；速度計(jì)算單元用于根據(jù)霍爾采樣單元采樣到的轉(zhuǎn)速，計(jì)算出速度值，并傳送給電機(jī)控制芯片；霍爾采樣單元設(shè)置在電機(jī)繞組的端部，并超前于電機(jī)其中一相繞組90°的電角度，且與電機(jī)的鐵芯和繞組設(shè)有間隔距離；串行外接口27與平板電腦連接，串行外接口用于將電機(jī)的工作狀態(tài)輸出平板電腦顯示。

電機(jī)控制芯片24還包括：故障模塊；電機(jī)控制模塊還包括：電壓保護(hù)模塊、電流保護(hù)模塊；

電壓保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接，電壓保護(hù)模塊輸入端分別與電阻R6與電阻R7形成串聯(lián)電路一以及電阻R3、電阻R4形成串聯(lián)電路二連接；

電流保護(hù)模塊輸出端與故障模塊連接，電流保護(hù)模塊輸入端與三相全波整流器輸出端一和三相逆變器的輸入端一的連接線路連接，或者與三相全波整流器輸出端二和三相逆變器的輸入端二的連接線路連接，或者與三相全波整流器輸出端三和三相逆變器的輸入端三的連接線路連接。

電流保護(hù)模塊采用電阻和電流傳感器。電流傳感器可以選用霍爾電流傳感器，檢測(cè)電流。使用一個(gè)采樣電阻來檢測(cè)各相的電流。電阻值的選取根據(jù)用戶需要而定，一般應(yīng)該使它可以起到一個(gè)功率變換電路的過流保護(hù)作用。電壓檢測(cè)電路與電流檢測(cè)電路基本相同，電壓采樣電阻位于直流母線與地之間，通過電阻分壓以后，將采樣電壓送到檢測(cè)電路是否過壓。

本實(shí)施例中，所述電機(jī)控制模塊還包括：濾波模塊；

濾波模塊包括：濾波電容Clb1、濾波電容Clb2、濾波電容Clb3、濾波電容Clb4、濾波線圈組Llb、濾波電阻R_L；

濾波電容Clb1兩端連接電源的相線和中線，濾波線圈組Llb輸入端分別連接電源的相線和中線，濾波線圈組Llb輸出端分別依次連接濾波電容Clb2的兩端，濾波電阻R_L的兩端以及濾波電容Clb3與濾波電容Clb4串聯(lián)后的兩端，濾波電容Clb3與濾波電容Clb4之間接地；濾波線圈組Llb包括兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈繞向一致，當(dāng)電源電流流過濾波線圈組Llb時(shí)，兩個(gè)線圈中的電流方向相反，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以相互抵消，相當(dāng)于沒有電感效應(yīng)。濾波電容Clb1、濾波電容Clb2用于濾除串模干擾，濾波電容Clb3、濾波電容Clb4用于濾除共模干擾。濾波線圈組Llb是一個(gè)很大電感量的電感，能有效地抑制共模干擾。為了提高對(duì)干擾的抑制能力，濾波線圈組Llb具有高磁導(dǎo)率、頻率特性好的鐵氧體材料作為磁芯，這樣可提高消除共模干擾的效果。濾波線圈組Llb的大小，與濾波模塊的額定電流有關(guān)，額定電流越大電感量就越小。因?yàn)殡娏鞯脑龃?，使線圈的線徑增大，同一磁環(huán)土所能繞的線圈匝數(shù)必然相應(yīng)減少。電路中的兩個(gè)電容Cx，主要用來濾除串模干擾，一般選用薄膜電容器，濾波電容Clb1、濾波電容Clb2容量越大，則插入損耗越大，其值可按照所要抑制的噪聲電壓頻率的下限值確定。濾波電容Clb3與濾波電容Clb4分別跨接在兩根電源線和接地線之間，主要是濾除共模干擾，可選用陶瓷電容。

本實(shí)施例中，霍爾采樣單元包括：A相電阻Rha1、A相電阻Rha2、A相電容Cha1、A相電容Cha2、A相光耦GDha；B相電阻Rhb1、B相電阻Rhb2、B相電容Chb1、B相電容Chb2、B相光耦GDhb；C相電阻Rhc1、C相電阻Rhc2、C相電容Chc1、C相電容Chc2、C相光耦GDhc。

為了保證電機(jī)得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩，就必須要不斷地對(duì)其進(jìn)行換相。掌握好恰當(dāng)?shù)膿Q相時(shí)間，可以減小轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。位置信號(hào)是通過電機(jī)木身自帶的霍爾位置傳感器得到的。位置信號(hào)不但用于控制換相，而且用于計(jì)算速度反饋量。由于霍爾元件是集電極開路輸出，其輸出信號(hào)經(jīng)過上拉電阻（A相電阻Rha1、A相電阻Rha2、B相電阻Rhb1、B相電阻Rhb2、C相電阻Rhc1、C相電阻Rhc2）得到位置方波信號(hào)，該方波信號(hào)經(jīng)光藕隔離后送入電機(jī)控制芯片。

本實(shí)施例中，反饋模塊還包括：電流檢測(cè)模塊；電流檢測(cè)模塊包括：功率開關(guān)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻Rs、電容C1、電容C2、二極管Dz、運(yùn)算放大器7、運(yùn)算放大器8、光藕器9；

功率開關(guān)的集電極連接電流取樣點(diǎn)，功率開關(guān)的發(fā)射極連接電阻R1和電阻Rs，并通過電阻Rs接地，功率開關(guān)的基極連接電機(jī)控制芯片，功率開關(guān)根據(jù)電機(jī)控制芯片的控制開啟或關(guān)閉采樣；電阻R1分別接電阻R2、電容C1，并通過電容C1接地，電阻R3一端接運(yùn)算放大器7的輸入負(fù)極端和光藕器9的四號(hào)腳，電阻R3另一端接地，電阻R2接運(yùn)算放大器7的輸入正極端，運(yùn)算放大器7的輸出端接電阻R4，電阻R4接光藕器9的二號(hào)腳，光藕器9的一號(hào)腳接地，光藕器9的三號(hào)腳接電源，光藕器9的五號(hào)腳接地，電容C2與電阻R5并聯(lián)，并且并聯(lián)后兩端接運(yùn)算放大器8的輸入負(fù)極端、輸出端和電阻R6，運(yùn)算放大器8的輸入正極端接電源，電阻R6、二極管Dz負(fù)極端分別接電機(jī)控制芯片，二極管Dz正極端接地。

為了提高電機(jī)的加速性能以及減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了電流閉環(huán)控制，對(duì)檢測(cè)電機(jī)繞組的電流進(jìn)行檢測(cè)。此外，電機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)短路、直通、過載等故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流超過功率開關(guān)器件允許值范圍的情況，因此反饋模塊能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量電機(jī)故障電流，并通過電機(jī)控制模塊排除故障。

電流檢測(cè)模塊在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)具有良好的線性度、高穩(wěn)定性和重復(fù)性;在電流反饋過程中應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施，以保證主電路與控制電路之間的電氣隔離。

通過串接在逆變橋和地之間的精密取樣電阻Rs將主回路電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)R1, Cl組成的低通濾波器濾波以及運(yùn)算放大器7、運(yùn)算放大器8、光藕器9調(diào)理后，得到0-3.3V的模擬電壓量，該電壓信號(hào)經(jīng)穩(wěn)壓二極管D，限幅后送入電機(jī)控制芯片進(jìn)行控制電機(jī)。

本實(shí)施例中，還包括：與平板電腦5通信連接的振動(dòng)裝置44；

振動(dòng)裝置44用于當(dāng)跑步者的跑步時(shí)長達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)長，或跑步距離達(dá)到預(yù)設(shè)的距離，或跑步者的心率達(dá)到預(yù)警值時(shí)，振動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)，提示跑步者；

振動(dòng)裝置44包括：開關(guān)Q3、電容C16、電容C17、電容C18、振動(dòng)馬達(dá)和穩(wěn)壓芯片U1，開關(guān)Q3 的型號(hào)為ES6U2T2R，穩(wěn)壓芯片U1的型號(hào)為SGM2031，開關(guān)Q3的1腳與處理器連接，開關(guān)Q3的2腳接地，3腳接5腳、6腳及振動(dòng)馬達(dá)負(fù)極，4腳接電容C17的一端、電容C18的一端、穩(wěn)壓芯片U1的1腳及振動(dòng)馬達(dá)45正極，電容C17的另一端、電容C18的另一端接地，穩(wěn)壓芯片U1的3腳接處理器，穩(wěn)壓芯片U1的4腳接電容C16的一端并經(jīng)保險(xiǎn)B1接供電電池的輸出端，電容C16的另一端接地；

振動(dòng)模塊中穩(wěn)壓芯片U1將電源模塊提供的輸入電壓穩(wěn)定在3.0V，為振動(dòng)馬達(dá)45供電，開關(guān)Q3與處理器電連接，處理器通過脈沖寬度調(diào)制控制開關(guān)Q3的導(dǎo)通和關(guān)閉，控制振動(dòng)馬達(dá)。

這樣，跑步者的運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)效果都是和運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率息息相關(guān)的。如果在運(yùn)動(dòng)時(shí)，超過了極限心率，就后可能出現(xiàn)生命危險(xiǎn)。如果在運(yùn)動(dòng)時(shí)心率沒有達(dá)到所需要的運(yùn)動(dòng)區(qū)間，他的運(yùn)動(dòng)效果就會(huì)大大降低。本發(fā)明心率模式就是要讓跑步機(jī)的坡度和速度自動(dòng)調(diào)整到心率所需要的強(qiáng)度區(qū)間，達(dá)到最佳的訓(xùn)練效果，同時(shí)訓(xùn)練時(shí)最安全。

本實(shí)施例中，身份特征模塊還包括：身份信息驗(yàn)證模塊；身份信息驗(yàn)證模塊包括：指紋驗(yàn)證模塊、聲音驗(yàn)證模塊、虹膜驗(yàn)證模塊、居民身份證閱讀器；這樣跑步者第一次使用跑步機(jī)時(shí)，錄入自己的信息。之后每次使用跑步機(jī)可以通過指紋驗(yàn)證模塊、聲音驗(yàn)證模塊、虹膜驗(yàn)證模塊、居民身份證閱讀器來獲取以往信息及數(shù)據(jù)，并能保持當(dāng)前的數(shù)據(jù)信息，供以后查驗(yàn)。

其中，最為便捷的方式為居民身份證閱讀器與指紋采集器相適配；居民身份證閱讀器設(shè)有信息解碼模塊，指紋采集器通過指紋采集程序與數(shù)據(jù)處理模塊相連；居民身份證內(nèi)的身份數(shù)據(jù)通過刷證程序傳輸給居民身份證閱讀器內(nèi)的信息解碼模塊；信息解碼模塊分別與平板電腦和數(shù)據(jù)處理模塊相連；

平板電腦5設(shè)有身份證信息數(shù)據(jù)接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護(hù)模塊；平板電腦內(nèi)置有國密算法模塊、標(biāo)準(zhǔn)算法模塊；國密算法模塊為支持SM1、SM2、SM3、SMS4、SM6、SSF33、SCB2國密算法指紋算法的模塊；標(biāo)準(zhǔn)算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標(biāo)準(zhǔn)算法的模塊。這里為了給跑步者私密性，也保證保護(hù)跑步者的隱私，設(shè)置了居民身份證閱讀器與指紋采集器相適配來識(shí)別。避免跑步者的信息及健康信息外漏。

本實(shí)施例中，還包括：給智能跑步機(jī)供電的太陽能供電裝置；太陽能供電裝置包括：用于吸收太陽能的太陽能板17，與太陽能板17連接用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出電能的太陽能控制器18，與太陽能控制器18連接用于儲(chǔ)存電能的蓄電池19；

太陽能控制器18包括：與太陽能板17連接的LC電路12，與LC電路12連接的補(bǔ)償器13，與補(bǔ)償器13連接的二極管14，與二極管14連接的電容器C和蓄電池19；所述補(bǔ)償器13包括：執(zhí)行器42，與執(zhí)行器42兩件的原邊線圈41，與原邊線圈41相適配的副邊線圈16；

LC電路12作用是防止外部擾動(dòng)進(jìn)行電壓。補(bǔ)償器13的作用是當(dāng)太陽能板17的輸入電壓波動(dòng)時(shí)或用電負(fù)載變動(dòng)時(shí)，補(bǔ)償器13可以保持蓄電池的輸入輸出電壓穩(wěn)定。當(dāng)輸入補(bǔ)償器的電壓波動(dòng)時(shí)，反饋電壓也隨之發(fā)生變化，這里由執(zhí)行器42調(diào)整補(bǔ)償器的一次電壓以克服電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響；通過執(zhí)行器42進(jìn)入原邊線圈21，感應(yīng)到副邊線圈16經(jīng)二極管14，送入蓄電池19，二極管14同時(shí)起到防止電流反向流動(dòng)的作用，電容器C的作用是穩(wěn)定電壓。

太陽能控制器還包括：電能集成控制輸出模塊20；電能集成控制輸出模塊20的輸入端與蓄電池19的供電端連接，電能集成控制輸出模塊20的輸出端與智能跑步機(jī)，電能集成控制輸出模塊20用于將蓄電池儲(chǔ)存的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后給電機(jī)供電。同時(shí)電能集成控制輸出模塊20還具有控制器，跑步者根據(jù)當(dāng)前環(huán)境情況使用太陽能供電。如遇到停電時(shí)，可以啟動(dòng)蓄電池19供電。當(dāng)然為了節(jié)能降耗，也可以無論是停電還是未停電，都是用蓄電池19供電。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參考即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。