一种脚踏板的制作方法

专利查询2022-05-16  11



1.本实用新型涉及自行车技术领域,尤其是涉及一种脚踏板。


背景技术:

2.近年来人民生活日益提高,从事户外活动的人群数量也大幅增加,其中自行车运动就相当受欢迎。对于自行车运动爱好者或选手来说,为了监测运动效果,常会对骑行速度、踏频和距离等参数进行记录。骑行速度和距离可通过手机的gps定位得到。而踏频则一般需要安装特定的计数器得到,其中一种方案为地磁传感器通过切割地面磁场的转速或频率来推算出踏频,而另一种方案为记录磁性传感器与曲轴上的磁铁最相近时的时间序列来推算踏频。但无论是以上哪种,都需要将传感器安装于自行车的踏板或曲柄等适当位置,整个安装过程复杂且影响车体风阻。


技术实现要素:

3.基于此,有必要针对上述问题,提供一种解决安装复杂、对自行车骑行造成影响的脚踏板。
4.一种脚踏板,所述脚踏板包括:踏板本体、压力传感器组和控制电路,所述踏板本体的内部为空腔;
5.所述控制电路设置于所述踏板本体的空腔内,包括微控制器和三轴加速规,所述微控制器与所述三轴加速规连接,所述三轴加速规用于感测所述脚踏板转动时的加速度信号并发送至所述微控制器;
6.所述压力传感器组设置于所述踏板本体的外表面,与所述微控制器连接,用于感应所述踏板本体表面的压力值并发送至所述微处理器。
7.在其中一个实施例中,所述控制电路还包括数位取样电路,所述数位取样电路连接于所述微控制器和所述压力传感器组之间,用于采样所述压力传感器组感应的压力值并发送至所述微控制器。
8.在其中一个实施例中,所述压力传感器组包括若干个薄膜压力传感器,每个所述薄膜压力传感器分别与所述数位取样电路连接。
9.在其中一个实施例中,若干个所述薄膜压力传感器均匀分布于所述踏板本体的外表面。
10.在其中一个实施例中,所述踏板本体的外表面设置有覆盖层,若干个所述薄膜压力传感器设置于所述覆盖层与所述踏板本体之间。
11.在其中一个实施例中,所述控制电路还包括无线传输模块,所述无线传输模块与所述微控制器连接。
12.在其中一个实施例中,所述控制电路还包括供电模块,用于为所述控制电路提供电源。
13.在其中一个实施例中,所述踏板本体的外表面还设置有太阳能发电板,所述太阳
能发电板与所述供电模块连接。
14.本实用新型提供了一种脚踏板,该脚踏板包括:踏板本体、压力传感器组和控制电路。该踏板本体的内部为空腔,可用于设置控制电路,控制电路包括连接的微控制器和三轴加速规,三轴加速规用于感测所述踏板转动时的加速度信号并发送至所述微控制器,而该加速度信号正是踏频计算的数据基础。而压力传感器组设置于所述踏板本体的外表面,以检测是否有人在使用脚踏板。可见压力传感器组和控制电路都直接设置在踏板本体上,本方案仅需将脚踏板本体安装正确在自行车上,便能实现骑行时对踏频的记录,且由于无需在自行车上安装多余的传感器,也能实现对骑行造成的影响降至最小。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.其中:
17.图1为第一实施例中脚踏板的结构示意图;
18.图2为第二实施例中脚踏板的结构示意图;
19.附图标记:踏板本体100,控制电路200,微控制器210,无线传输模块211,三轴加速规220,数位取样电路230,供电模块240,压力传感器组300,薄膜压力传感器310,太阳能发电板400。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示,图1为一个实施例中脚踏板的示意图,该脚踏板包括:踏板本体100、控制电路200、压力传感器组300,该踏板本体100的内部为空腔。
22.其中,控制电路200设置于踏板本体100的空腔内,包括通过串行外设接口(spi,serial peripheral interface)连接的微控制器210和三轴加速规220,微控制器210与三轴加速规220连接。三轴加速规210用于感测脚踏板转动时的加速度信号并发送至微控制器220。三轴加速规220主要由一个悬臂和一个重锤组成,利用挠曲和电路测量脚踏主体板所受的惯性力,再通过牛顿第二定律计算脚踏板在转动时的加速度信号。该加速度信号包括加速度方向,在骑行过程中加速度方向会周期性地变化,每一个完整的变化周期可以确定用户骑行一圈,再基于总的骑行时间便可以计算踏频。
23.而压力传感器组300设置于踏板本体100的外表面,与微控制器210连接,用于感应踏板本体100表面的压力值并发送至微处理器210。具体的,压力传感器组300包括多个压力传感器,每个压力传感器主要由压力敏感元件和信号处理单元组成,按不同的测试压力类型,分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。控制电路200基于该压力值并结合加速度
信号可判断当前是否用户在骑行自行车。例如,若仅有加速度信号或仅有压力传感器组300发送的电压值,则说明当前可能只是因为检修或其他原因仅产生加速度信号或仅产生电压值。而若同时检测到加速度信号和电压值,则大概率说明用户当前是在骑行自行车,因此可仅采用此时的加速度信号对踏频进行推算,从而一定程度提高检测的准确性。
24.上述脚踏板,压力传感器组和控制电路都直接设置在踏板本体上,本方案仅需将脚踏板本体安装正确在自行车上,便能实现骑行时对踏频的记录,且由于无需在自行车上安装多余的传感器,也能实现对骑行造成的影响降至最小。
25.在一个具体实施例中,参加图2,控制电路200还包括连接于微控制器210和压力传感器组300之间的数位取样电路230,数位取样电路230是一种获取电压信号的电路,通过spi与微控制器210连接。数位取样电路230将电压值转换为数位值,及将数位值发送至微控制器210。
26.进一步的,参见图2,压力传感器组300包括若干个薄膜压力传感器310,薄膜压力传感器310由薄且可挠的感测片组成,可测量感测片两个接触面间的压力。每个薄膜压力传感器310和数位取样电路230均进行连接,用于分别将感应到的压力值转换为电压值并发送至数位取样电路230。如图2所示,在设置时应尽可能将薄膜压力传感器310均匀分布于踏板本体100的外表面,从而能采集到骑行时在踏板本体100各个位置处的压力值,也就尽可能避免遗漏感应压力值或重复感应压力值情况的发生。
27.进一步的,踏板本体100的外表面还设置有覆盖层,该覆盖层可以是强化玻璃或强化树脂,若干个薄膜压力传感器310设置于覆盖层与踏板本体100之间。这样就能在骑行时对薄膜压力传感器310进行有效保护。
28.可见,压力检测的整个过程为,足部各点的压力通过薄膜压力传感器310转换成电压值,再通过数位取样电路230将其转换成数位值并发送给微控制器210,微控制器210通过无线传输功能将数据传给手机应用程序以进行查看。
29.进一步的,参见图2,微控制器210还可设置无线传输模块211,在每完成一段时间或一段距离的骑行后,微控制器210通过无线传输模块211将加速度信号和数位值发送至用户端,例如连接的手机终端或平板终端,从而实现用户对踏频数据的实时及远程监控。
30.进一步的,参见图2,控制电路200还包括供电模块240,供电模块240与数位取样电路230、微控制器210和三轴加速规220连接,在用户骑行时,供电模块240为整个控制电路200供电。此外,踏板本体110的外表面还设置有太阳能发电板400,太阳能发电板400与供电模块240连接,用于为供电模块240充电。同时,在供电模块240内还可设置一个电池集成芯片(电池ic,integrated circuit chip),该电池集成芯片用于对供电模块240的充放电,电量,电压进行管理,保证电池的充放电稳定性。
31.具体的,该太阳能发电板400具体可以是单晶硅太阳能发电板400、多晶硅太阳能发电板400,又或者可以是薄膜式太阳能发电板400,在此不做具体限定。用户在平时不使用时,可将自行车放在室外让太阳能发电板400充电。太阳能发电板400安装于踏板本体100上互为平行的第一外表面和第二外表面。在其中一种情况下,该第一外表面和第二外表面可以是非用户踩踏的两面,这样就不用担心用户在长期骑行过程中对太阳能发电板400造成损坏。而在另一种情况下,该第一外表面和第二外表面为用户踩踏的两面,由于踩踏的两面通常面积更大,因此也可以设置更大的太阳能发电板400,这样对脚踏板的供电效率也更
高。但考虑到后一种情况,用户在长期骑行过程中可能对太阳能发电板400造成损坏,因此可在太阳能发电板400的表面安装有强化玻璃或强化树脂,以对太阳能发电板400起保护作用。
32.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
33.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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