本發(fā)明涉及計步、計數(shù)裝置，更具體地說，涉及一種運動設(shè)備及自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的低功耗藍(lán)牙(ble)、zigbee(一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，基于ieee802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議)等近距離無線通信技術(shù)的成熟和商業(yè)化應(yīng)用，推動著一些例如計數(shù)、計步等傳統(tǒng)產(chǎn)品的改進。以自行車碼表為例，已經(jīng)從有線發(fā)展到無線。

自行車有線碼表通常有主機加顯示、計步感應(yīng)器等分立部分。計步感應(yīng)器部分因為室外灰塵影響，采用磁電感應(yīng)(目前最常見的是干簧管加磁鐵)而不采用光電感應(yīng)，因此又增加一個獨立的永久磁鐵塊。

磁電感應(yīng)原理是干簧管(或者霍爾元件)接入感應(yīng)檢測電路，干簧管(或者霍爾元件)與永久磁鐵相對運動，當(dāng)二者接近時會引起感應(yīng)檢測電路中的電流變化。

光電感應(yīng)有直射式和反射式：使用一個光電發(fā)射管發(fā)光，另一個光電接收管接收光，二者俗稱光電對管，接收管接入感應(yīng)檢測電路，接收到光時會引起感應(yīng)檢測電路中的電流變化。對于直射式，二者之間放置刻有縫隙的碼盤，碼盤相對轉(zhuǎn)動到有縫隙位置時則光電接收管接收到光并引起感應(yīng)檢測電路中的電流變化；對于反射式，碼盤相對轉(zhuǎn)動到?jīng)]有縫隙位置時，光線反射到光電接收管接，從而引起感應(yīng)檢測電路中的電流變化。

主機加顯示部分通常安裝在車把上；感應(yīng)車輪轉(zhuǎn)動的計步感應(yīng)器部分安裝在靠近車輪的前叉或后叉支架上，而感應(yīng)踏頻的計步感應(yīng)器則安裝在與腳踏連接的曲柄臂附近，它們之間通過導(dǎo)線連接。

有線碼表布線麻煩且不美觀，騎行時也容易碰到導(dǎo)線致其損壞，從而影響可靠性。因而目前自行車碼表更多地采用無線通信。

引用藍(lán)牙無線碼表專利：一種智能碼表裝置(申請?zhí)朿n201620303497.9，授權(quán)公告號cn205898158u)、一種帶碼表功能的騎行運動智能穿戴設(shè)備(申請?zhí)朿n201620149201.2，授權(quán)公告號cn205548573u)、碼表、騎行工具及測量騎行參數(shù)的方法(申請?zhí)朿n201510998821.3，授權(quán)公告號cn105523114a)。都是使用電池供電，使用干簧管和永久磁鐵匹配來檢測車輪轉(zhuǎn)動，并通過無線通信模塊(主要是藍(lán)牙)將信息傳輸出去。因為目前智能手機一般都有藍(lán)牙通信功能，因此可以省去主機加顯示部分，只保留計步感應(yīng)器部分，從而大大節(jié)省了硬件，并方便了安裝。

但是，無論有線還是無線，都需要電池供電，都需要使用干簧管和永久磁鐵匹配來檢測車輪轉(zhuǎn)動，因此都存在以下不足:

1)、換電池或充電麻煩；因為碼表感應(yīng)器小巧，一般沒有電量檢測和顯示，因此不知道什么時間更換電池或充電，如果沒有及時更換電池或充電則不能使用；也沒有開關(guān)，因此即便不使用時也耗電。

2)、無論更換電池或充電，還是加裝開關(guān)，都會影響最初的防塵防水結(jié)構(gòu)，降低防塵防水的密封效果。

3)、需要將感應(yīng)器(常用干簧管，也可用霍爾元件)和磁鐵分離進行分別安裝，安裝時既要確保二者上下左右對準(zhǔn)，又要保證二者之間的距離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進的運動設(shè)備及自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置，包括殼體、轉(zhuǎn)軸、以及轉(zhuǎn)動組件；

所述轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置在所述殼體上；

所述轉(zhuǎn)動組件可繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)動組件的重心偏離所述轉(zhuǎn)軸；

所述轉(zhuǎn)動組件包括傳動機構(gòu)、發(fā)電單元、電源管理模塊、以及無線通訊模塊；

所述傳動機構(gòu)分別與所述轉(zhuǎn)軸和所述發(fā)電單元對應(yīng)配合，以在所述轉(zhuǎn)動組件轉(zhuǎn)動時讓所述發(fā)電單元運轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能；

所述電源管理模塊分別與所述發(fā)電單元和所述無線通訊模塊電性連接，以接收產(chǎn)生的電能，并向所述無線通訊模塊供電，讓所述無線通訊模塊與外部進行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，所述傳動機構(gòu)包括齒輪組，所述發(fā)電單元為直流電機，所述齒輪組分別與所述轉(zhuǎn)軸和所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸對應(yīng)嚙合，以帶動所述轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動發(fā)電。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)軸向所述轉(zhuǎn)子軸的傳動比大于1；或，所述轉(zhuǎn)軸向所述轉(zhuǎn)子軸的傳動比小于1。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動組件的重心到所述轉(zhuǎn)軸軸心的距離對應(yīng)的力矩大于所述直流電機發(fā)電所需的轉(zhuǎn)矩。

優(yōu)選地，所述電源管理模塊包括對接收的電能進行電壓電流調(diào)節(jié)和存儲的控制單元。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊包括藍(lán)牙模塊、zigbee模塊、wifi模塊中的一個或多個。

優(yōu)選地，所述計步/計數(shù)裝置還包括相對所述殼體定位設(shè)置的第一感應(yīng)元件，所述轉(zhuǎn)動組件還包括與所述無線通訊模塊電性連接的第二感應(yīng)元件，所述第二感應(yīng)元件的位置與所述第一感應(yīng)元件的位置對應(yīng)，以在所述轉(zhuǎn)動組件轉(zhuǎn)到所述第一感應(yīng)元件所在位置時，產(chǎn)生計步/計數(shù)信號傳遞到所述無線通訊模塊。

優(yōu)選地，所述第一感應(yīng)元件為設(shè)在所述殼體上的磁鐵，所述第二感應(yīng)元件為干簧管或霍爾元件；或，

所述殼體內(nèi)形成有與外部隔離密封的內(nèi)腔，所述轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置在所述內(nèi)腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動組件設(shè)置在所述內(nèi)腔內(nèi)，并在所述內(nèi)腔繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述第一感應(yīng)元件為套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上的碼盤，所述第二感應(yīng)元件為與所述碼盤相對設(shè)置的光電對管。

本發(fā)明還構(gòu)造一種運動設(shè)備，包括轉(zhuǎn)動設(shè)置的滾輪和所述的自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置，所述滾輪的轉(zhuǎn)動軸線水平或與水平面呈銳角夾角設(shè)置；

所述轉(zhuǎn)軸與所述滾輪的轉(zhuǎn)動軸同軸設(shè)置，且所述殼體相對所述滾輪周向定位，讓所述殼體隨所述滾輪同步轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動組件向所述轉(zhuǎn)軸下側(cè)伸出，在所述轉(zhuǎn)軸隨所述滾輪轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)動組件保持向下并相對所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；或，

所述自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置偏離所述轉(zhuǎn)動軸設(shè)置，所述殼體固定在所述滾輪上，所述轉(zhuǎn)軸的軸線與所述轉(zhuǎn)動軸的軸線方向平行或呈銳角夾角，所述轉(zhuǎn)動組件向所述轉(zhuǎn)軸下側(cè)伸出，以在所述自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置繞所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)動組件保持向下并相對所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述滾輪為車輪。

實施本發(fā)明的運動設(shè)備及自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置，具有以下有益效果：本發(fā)明計步/計數(shù)裝置的轉(zhuǎn)動組件在相對轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的時候進行自發(fā)電，為無線通訊模塊供電，使計步、計數(shù)信號能向外發(fā)送，省去了專門為計步/計數(shù)裝置充電或為其提供供電電源的麻煩。在使用過程中，也不用擔(dān)心因為其沒電而無法使用的問題，使用者在使用過程中也更加的方便，也省去了在換裝電池時重新拆裝計步/計數(shù)裝置導(dǎo)致密封性能降低的問題。此外，本裝置的所有部分組成一個整體，安裝方便。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例中的自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置的第一感應(yīng)元件為磁鐵、第二感應(yīng)元件為干簧管或霍爾元件時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是其他實施例中的自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置的第一感應(yīng)元件為碼盤、第二感應(yīng)元件為光電對管時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。

結(jié)合圖1所示，本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中的運動設(shè)備為自行車，包括車輪和設(shè)置在車輪上的自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1。車輪作為運動設(shè)備的滾輪滾動，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1可在車輪轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生計步信號，車輪轉(zhuǎn)動一圈，產(chǎn)生一次信號，最終獲得轉(zhuǎn)動的圈數(shù)、行走的距離等數(shù)據(jù)。

在一些實施例中，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1包括殼體11、轉(zhuǎn)軸12、以及轉(zhuǎn)動組件13。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸12固定設(shè)置在殼體11上，供轉(zhuǎn)動組件13轉(zhuǎn)動設(shè)置。

轉(zhuǎn)動組件13可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動地設(shè)置在轉(zhuǎn)軸12上，轉(zhuǎn)動組件13的重心偏離轉(zhuǎn)軸12，在自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1轉(zhuǎn)動時，可以讓轉(zhuǎn)動組件13繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動，進而產(chǎn)生計步、計數(shù)信號。

進一步地，轉(zhuǎn)動組件13包括傳動機構(gòu)131、發(fā)電單元132、電源管理模塊133、以及無線通訊模塊134。傳動機構(gòu)131分別與轉(zhuǎn)軸12和發(fā)電單元132對應(yīng)配合，以在轉(zhuǎn)動組件13轉(zhuǎn)動時讓發(fā)電單元132運轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。

電源管理模塊133分別與發(fā)電單元132和無線通訊模塊134電性連接，以接收產(chǎn)生的電能，并向無線通訊模塊134供電，讓無線通訊模塊134與外部進行數(shù)據(jù)傳輸。

轉(zhuǎn)動組件13在相對轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動的時候進行自發(fā)電，為無線通訊模塊134供電，使計步、計數(shù)信號能向外發(fā)送，省去了專門為計步/計數(shù)裝置1充電或為其提供供電電源的麻煩。在使用過程中，也不用擔(dān)心因為其沒電而無法使用的問題，使用者在使用過程中也更加的方便，也省去了在換裝電池時重新拆裝計步/計數(shù)裝置1導(dǎo)致密封性能降低的問題。若專門設(shè)置充電接口，也會存在灰塵、水等進入自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1內(nèi)部導(dǎo)致器件老化失效的問題。

進一步地，為了產(chǎn)生計步、計數(shù)信號，計步/計數(shù)裝置1還包括相對所述殼體11定位設(shè)置的第一感應(yīng)元件111。轉(zhuǎn)動組件13還包括與無線通訊模塊134電性連接的第二感應(yīng)元件135，第二感應(yīng)元件135的位置與第一感應(yīng)元件111的位置對應(yīng)，以在轉(zhuǎn)動組件13轉(zhuǎn)到第一感應(yīng)元件111所在位置時，產(chǎn)生計步/計數(shù)信號傳遞到無線通訊模塊134。

第二感應(yīng)元件135隨轉(zhuǎn)動組件13轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生一個信號，可以進行計數(shù)、計步，結(jié)合對應(yīng)的計算，還可得出距離、時間等信息。

如圖1所示，在一些實施例中，第一感應(yīng)元件111為設(shè)在殼體11上的磁鐵，第二感應(yīng)元件135為干簧管或霍爾元件。干簧管或霍爾元件轉(zhuǎn)動到與磁鐵相對的位置時，產(chǎn)生一個計步、計數(shù)信號，傳遞給無線通訊模塊134，無線通訊模塊134再將信號向外發(fā)送到手機、手環(huán)、電腦等其他電子設(shè)備處理。

為了讓自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1具有獨立的空間，不會受外界的干擾，殼體11內(nèi)形成有與外部隔離的內(nèi)腔112。優(yōu)選地，內(nèi)腔112與外部隔離密封，可以防止外界的灰塵、水等進入。由于不用拆裝更換電源，計步/計數(shù)裝置1的密封性會一直處于很好的狀態(tài)。

轉(zhuǎn)軸12固定設(shè)置在內(nèi)腔112內(nèi)，轉(zhuǎn)動組件13設(shè)置在內(nèi)腔112內(nèi)，并在內(nèi)腔112繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動。結(jié)合圖2所示，第一感應(yīng)元件111為套設(shè)在轉(zhuǎn)軸12上的碼盤，第二感應(yīng)元件135為與碼盤相對設(shè)置的光電對管。

在光電對管繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)到與碼盤相對的位置產(chǎn)生一個計步、計數(shù)信號，傳遞給無線通訊模塊134，無線通訊模塊134再將信號向外發(fā)送到手機、手環(huán)、電腦等其他電子設(shè)備處理。由于內(nèi)腔112是一個密封環(huán)境，可以避免碼盤、光電對管受到外部灰塵、水的干擾。

通常，無線通訊模塊134包括藍(lán)牙模塊、zigbee模塊(zigbee：基于ieee802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù))、wifi模塊中的一個或多個，能讓信號通過無線方式向外發(fā)送即可。采用無線傳輸方式，可以避免向外引線，簡化了計步/計數(shù)裝置1的安裝。

在其他實施例中，運動設(shè)備的滾輪也可為跑步機、動力單車等設(shè)備上的滾輪，滾輪在使用者運動時轉(zhuǎn)動，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1也可應(yīng)用到工業(yè)、汽車領(lǐng)域，安裝到轉(zhuǎn)動的物體或輪子上，不用專門設(shè)置電源，依靠運行時的轉(zhuǎn)動動作即可持久的進行計數(shù)、計步。

在一些實施例中，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1的轉(zhuǎn)軸12可以與車輪等滾輪的轉(zhuǎn)動軸同軸設(shè)置，且殼體11相對滾輪周向定位，讓殼體11隨滾輪同步轉(zhuǎn)動。當(dāng)滾輪為車輪時，其轉(zhuǎn)動軸線水平設(shè)置。當(dāng)滾輪作為其他傳動輪時，其轉(zhuǎn)動軸線也可與水平面呈銳角夾角設(shè)置。

轉(zhuǎn)動組件13向轉(zhuǎn)軸12下側(cè)伸出，在轉(zhuǎn)動時在殼體11、轉(zhuǎn)軸12隨滾輪轉(zhuǎn)動的時候，轉(zhuǎn)動組件13在重力作用下可始終保持向下，與殼體11之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，除了進行發(fā)電，還同時產(chǎn)生計步、計數(shù)信號。

在其他實施例中，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1也可偏離滾輪的轉(zhuǎn)動軸設(shè)置，將殼體11固定在車輪等滾輪上，轉(zhuǎn)軸12的軸線與滾輪的轉(zhuǎn)動軸的軸線方向平行，轉(zhuǎn)動組件13向轉(zhuǎn)軸12下側(cè)伸出，以在自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動組件13在重力作用下可始終保持向下并相對轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動，進行發(fā)電，還同時產(chǎn)生計步、計數(shù)信號。

當(dāng)然，轉(zhuǎn)軸12的軸線與滾輪的轉(zhuǎn)動軸的軸線方向也可呈銳角夾角，能保證計步/計數(shù)裝置1在隨滾輪轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動組件13也能相對轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動即可。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動組件13垂直向下伸出。當(dāng)滾輪為車輪時，自發(fā)電無線計步/計數(shù)裝置1可設(shè)置在滾輪的輻條上，偏離轉(zhuǎn)動軸設(shè)置。

進一步地，在一些實施例中，傳動機構(gòu)131包括齒輪組，發(fā)電單元132為直流電機。齒輪組分別與轉(zhuǎn)軸12和直流電機的轉(zhuǎn)子軸對應(yīng)嚙合，以帶動轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動發(fā)電。

進一步地，轉(zhuǎn)動組件13的重心到轉(zhuǎn)軸12軸心的距離對應(yīng)的力矩大于直流電機發(fā)電所需的轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸12向轉(zhuǎn)子軸的傳動比大于1，使得轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)軸12的轉(zhuǎn)速，滿足直流電機發(fā)電所需的轉(zhuǎn)速要求。當(dāng)轉(zhuǎn)軸12的轉(zhuǎn)速較高時，轉(zhuǎn)軸12向轉(zhuǎn)子軸的傳動比也可小于1，讓產(chǎn)生的電量符合實際需求即可。當(dāng)然，轉(zhuǎn)軸12向轉(zhuǎn)子軸的傳動比也可等于1。齒輪組的傳動比根據(jù)實際應(yīng)用場合的各種因素來確定,這些因素包括但不限于物體轉(zhuǎn)速和計步/計數(shù)裝置1所需功率。

在其他實施例中，傳動機構(gòu)131也可為彈力片等結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動過程中，讓彈力片的彈性變形產(chǎn)生的能量傳遞到發(fā)電單元132，帶動發(fā)電單元132發(fā)電，發(fā)電單元132也可為用于靠彈力片的彈性變形產(chǎn)生的壓力生成電能。

優(yōu)選地，電源管理模塊133包括對接收的電能進行電壓電流調(diào)節(jié)和存儲的控制單元，調(diào)節(jié)電壓并使電壓保持穩(wěn)定以滿足其它組件的需要，同時對多余的電能進行存儲，讓裝置保持穩(wěn)定而充足的電能。

可以理解地，上述各技術(shù)特征可以任意組合使用而不受限制。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。