1.一種智能跑步機,其特征在于,包括:跑道平臺,驅動跑道平臺旋轉的電機,與跑道平臺連接,且向跑道平臺上部延伸的兩根撐桿;兩根撐桿的頂部設有操作平臺,與操作平臺連接的扶手;操作平臺上設有操控面板、平板電腦和用于測量跑步者心率的心率測量裝置;
心率測量裝置與平板電腦通信連接,用于將采集的心率數據傳輸給平板電腦;
跑道平臺底部設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:數據獲取模塊、電機控制模塊、無線通信模塊、身份特征模塊、數據處理模塊、心率接收模塊;
身份特征模塊用于給跑步者提供對話框,以輸入跑步者身份特征及設置跑步者的跑步速率,身份特征包括:性別,身高,體重,跑步時長,當前時間;
所述矩陣式壓力傳感器用于實時檢測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、騰空時和后蹬力;
數據獲取模塊用于獲取矩陣式壓力傳感器檢測跑步者在跑步過程中的數據信息,并傳輸給數據處理模塊;
心率接收模塊用于接收心率測量模塊獲取的跑步者跑步前的心率及跑步過程中的心率;
數據處理模塊用于根據獲取跑步者身份特征及設置跑步者的跑步速率,得出初始加速度,傳輸給電機控制模塊,使電機控制模塊控制電機執(zhí)行初始加速度運行,在運行過程中,結合矩陣式壓力傳感器感應的足底壓力分布信息,根據設置跑步者的跑步速率,通過電機控制模塊進行控制電機;
電機控制模塊用于根據執(zhí)行加速度數據信息控制驅動電機運行,并且電機控制模塊實時接收數據處理模塊發(fā)送的執(zhí)行加速度數據信息,控制驅動電機運行,實現(xiàn)動態(tài)調節(jié)跑步機速度,以適應跑步者的速度;
電機控制模塊包括: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連接;電容C1和電容C2分別用于儲能濾波;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,電流過大,并且限制對電容的充電電流,在電容放電時,限制放電電流過大;
電機控制芯片包括:數據脈沖寬度調制模塊、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急停;
所述脈沖寬度調制模塊與三相逆變器連接,用于通過調節(jié)三相逆變器的輸出脈沖的寬度、頻率、幅值調節(jié)電機的輸出轉速;
所述電機內部設有反饋模塊;
反饋模塊包括:速度計算單元、霍爾采樣單元;
霍爾采樣單元用于對電機的轉速進行采樣;速度計算單元用于根據霍爾采樣單元采樣到的轉速,計算出速度值,并傳送給電機控制芯片;
所述霍爾采樣單元設置在電機繞組的端部,并超前于電機其中一相繞組90°的電角度,且與電機的鐵芯和繞組設有間隔距離;
所述串行外接口與顯示器連接,串行外接口用于將電機的工作狀態(tài)輸出平板電腦顯示。
2.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
還包括:給智能跑步機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電路連接的補償器,與補償器連接的二極管,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,電能集成控制輸出模塊用于將蓄電池儲存的電能進行轉換處理后給電機供電。
3.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
電機控制芯片還包括:故障模塊;
所述電機控制模塊還包括:電壓保護模塊、電流保護模塊;
所述電壓保護模塊輸出端與故障模塊連接,電壓保護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;
所述電流保護模塊輸出端與故障模塊連接,電流保護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。
4.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
所述電機控制模塊還包括: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RL;
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RL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包括兩個線圈,兩個線圈繞向一致,當電源電流流過濾波線圈組Llb時,兩個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。
5.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
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。
6.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
反饋模塊還包括:電流檢測模塊;
電流檢測模塊包括:功率開關、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、運算放大器7、運算放大器8、光藕器9;
功率開關的集電極連接電流取樣點,功率開關的發(fā)射極連接電阻R1和電阻Rs,并通過電阻Rs接地,功率開關的基極連接電機控制芯片,功率開關根據電機控制芯片的控制開啟或關閉采樣;電阻R1分別接電阻R2、電容C1,并通過電容C1接地,電阻R3一端接運算放大器7的輸入負極端和光藕器9的四號腳,電阻R3另一端接地,電阻R2接運算放大器7的輸入正極端,運算放大器7的輸出端接電阻R4,電阻R4接光藕器9的二號腳,光藕器9的一號腳接地,光藕器9的三號腳接電源,光藕器9的五號腳接地,電容C2與電阻R5并聯(lián),并且并聯(lián)后兩端接運算放大器8的輸入負極端、輸出端和電阻R6,運算放大器8的輸入正極端接電源,電阻R6、二極管Dz負極端分別接電機控制芯片,二極管Dz正極端接地。
7.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
還包括:與平板電腦通信連接的振動裝置;
振動裝置用于當跑步者的跑步時長達到預設時長,或跑步距離達到預設的距離,或跑步者的心率達到預警值時,振動裝置產生振動,提示跑步者;
振動裝置包括:開關Q3、電容C16、電容C17、電容C18、振動馬達和穩(wěn)壓芯片U1,開關Q3 的型號為ES6U2T2R,穩(wěn)壓芯片U1的型號為SGM2031,開關Q3的1腳與處理器連接,開關Q3的2腳接地,3腳接5腳、6腳及振動馬達負極,4腳接電容C17的一端、電容C18的一端、穩(wěn)壓芯片U1的1腳及振動馬達正極,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的一端并經保險B1接供電電池的輸出端,電容C16的另一端接地;
振動模塊中穩(wěn)壓芯片U1將電源模塊提供的輸入電壓穩(wěn)定在3.0V,為振動馬達供電,開關Q3與處理器電連接,處理器通過脈沖寬度調制控制開關Q3的導通和關閉,控制振動馬達。
8.根據權利要求1所述的智能跑步機,其特征在于,
身份特征模塊還包括:身份信息驗證模塊;
身份信息驗證模塊包括:指紋驗證模塊、聲音驗證模塊、虹膜驗證模塊、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有信息解碼模塊,指紋采集器通過指紋采集程序與數據處理模塊相連;居民身份證內的身份數據通過刷證程序傳輸給居民身份證閱讀器內的信息解碼模塊;信息解碼模塊分別與平板電腦和數據處理模塊相連;
平板電腦設有身份證信息數據接口、指紋傳感器接口、指紋算法模塊、指紋算法保護模塊;
平板電腦內置有國密算法模塊、標準算法模塊;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;標準算法模塊為支持RSA、ECC、AES、DES/3DES、SHA國際標準算法的模塊。