集成多組傳感器的智能體育器材的制作方法
【專利摘要】一種集成多組傳感器的智能體育器材,包括:多功能傳感器芯片、USB接收器、終端設備、啞鈴、杠鈴，標槍、鉛球、鐵餅，羽毛球拍、乒乓球拍、網球拍、高爾夫球桿、船槳，其特征在于所述體育器材上設有一凹槽，多功能傳感器芯片安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片內集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計、壓力傳感器、無線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片通過無線傳輸方式與USB接收器通訊連接，體育器材外部設有電源控制開關，多功能傳感器芯片的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，USB接收器經接口直接與終端設備連接。本發明的優點是通過安裝多功能傳感器使體育器材智能化，幫助運動者訓練，避免身體傷害，提高運動、健身質量。
【專利說明】集成多組傳感器的智能體育器材
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種體育器材，特別涉及一種集成多組傳感器智能體育器材。
【背景技術】
[0002]隨著生活水平不斷提高，全民的健身已成為巨大的社會需求。人們對運動的喜愛也大幅提高，啞鈴已成為家中健身鍛煉的常見器材，網球、羽毛球已成為全民熱愛的運動，杠鈴，標槍、鐵餅和各類劃船比賽也是競技體育的熱門項目。盡管啞鈴、乒乓球、羽毛球、網球等熱門運動器材人人可以簡單的使用，但是，每種體育器材都其自身特性，每種運動都有很強的技巧性，初學者很難掌握其技巧，更別提較好的使用。況且，如果運動時動作不適當、不規范，嚴重情況下，運動時即產生重大的傷害，如手腕骨折、腳踝骨折；若長期動作不規范也會產生慢性手腕、腳踝、膝蓋等關節或者肌肉拉傷傷害，影響生活和工作。杠鈴、標槍、鐵餅、鉛球，劃船等競技運動器材，技巧性更強，訓練難度更加大，如鐵餅、標槍和鉛球擲出時的角度，加速度等，只能憑借運動員的經驗進行聯系，不僅周期長而且訓練效率不高。劃船等多人協調競技運動不僅要求每個人技術好，需要多人的協調性。因此，船槳上若能安置多功能傳感器，這樣就可以協調每個劃槳者的動作及一致性。把多功能傳感器智能芯片集成到以上系列體育器材上，不僅能幫助運動者訓練，還能避免身體傷害，提高技術能力，從而提聞生活質量。
[0003]除此之外，傳感器技術的成熟和商業化上的成功，也是加速度計、陀螺儀等器件進入人們的日常生活，如智能手機，平板電腦等。先進封裝技術如基于板上封裝技術、系統級封裝技術、3D封裝的日趨成熟，多傳感器集成及封裝日益微型化和低成本，智能便攜電子產品日益普及也為集成多組傳感器智能體育器材的實現打下基礎。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對已有技術中存在的缺陷，提供一種集成多組傳感器的智能體育器材。本發明包括:多功能傳感器芯片m1-chip (micro intelligent chip,簡稱m1-chip)、USB接收器、終端設備、體育器材，其特征在于所述體育器材上設有一凹槽，外殼為高強度塑料封裝的多功能傳感器芯片m1-chip安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chip內集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計、壓力傳感器、無線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片m1-chip通過無線傳輸方式與USB接收器通訊連接，凹槽外部設有電源控制開關，USB接收器內設有與多功能傳感器芯片m1-chip無線通訊的接收電路及存儲模塊，USB接收器設有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產品接口，USB接收器經接口直接與終端設備連接。
[0005]所述體育器材為啞鈴、杠鈴，標槍、鉛球、鐵餅，羽毛球拍、乒乓球拍、網球拍、高爾夫球桿、船槳。
[0006]所述凹槽的開設位置根據不同種類的體育器材特性，開設在不同的位置，凹槽位置設置在啞鈴、杠鈴的桿上，或者凹槽位置開設在鉛球、鐵餅上的表面中心處，或者凹槽位置開設在標槍上中間截面處，或者凹槽位置開設在羽毛球拍、乒乓球拍、網球拍的手柄處，或者凹槽位置開設在高爾夫球桿的頭部，或者凹槽位置開設在船槳漿桿的下方，凹槽呈圓形。
[0007]所述多功能傳感器芯片m1-chip處理數據的存儲方式為dat和dsv。
[0008]所述多功能傳感器芯片m1-chip的無線傳輸模塊與USB接收器之間的無線傳輸方式為藍牙或W1-Fi，或者2G網絡的GSM或CDMA2000模式，或者3G網絡的CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網絡的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。
[0009]所述能量收集器運用壓電式、靜電式、電磁式，在體育器材運動過程中產生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chip，能量收集器收集到的電量通過電容存儲，電容為超級電容。
[0010]所述多功能傳感器芯片m1-chip的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，充電電池為高能密度鋰電池。
[0011]所述終端設備為電腦、智能手機、平板電腦，終端設備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件，分析軟件實時顯示、分析、指導運動的過程。
[0012]所述多功能傳感器芯片m1-chip為單個芯片的CMOS封裝,封裝基于基板封裝技術進行封裝集成或通過系統級封裝(SiP)技術進行封裝集成。
[0013]本發明的優點是通過安裝多功能傳感器使體育器材智能化，幫助運動者訓練，避免身體傷害，提高運動、健身質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1智能啞鈴的結構示意圖；
[0015]圖2智能可變重量啞鈴的結構示意圖；
[0016]圖3智能杠鈴的結構示意圖；
[0017]圖4智能乒乓球拍的結構示意圖；
[0018]圖5智能羽毛球拍的結構示意圖；
[0019]圖6智能網球拍的結構示意圖；
[0020]圖7智能標槍的結構示意圖；
[0021]圖8智能鉛球的結構示意圖
[0022]圖9智能鐵餅的結構示意圖
[0023]圖10智能高爾夫球桿的結構示意圖；
[0024]圖11智能船槳的結構示意圖；
[0025]圖12本發明的數據傳輸結構示意框圖；
[0026]圖13多功能傳感器芯片m1-chip封裝結構示意圖。
[0027]圖中:1三軸陀螺儀、2三軸加速度計、3壓力傳感器、4無線傳輸模塊、5封帽、7基板、8焊料、9焊點、10中央處理器、11多功能傳感器芯片m1-chip。
【具體實施方式】
[0028]實施例一
[0029]下面結合附圖進一步說明本發明的實施例:
[0030]本實施例由多功能傳感器芯片m1-chipll、USB接收器、終端設備、體育器材組成。本實施例的體育器材為啞鈴。啞鈴有兩種類型，一種是定重量啞鈴，參見圖1。另一種是可變重量啞鈴，參見圖2。兩種類型的啞鈴桿頂端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，防止其從啞鈴桿上滑落下來，蓋子上設有電源控制開關。在使用時，打開蓋子上的電源控制開關，多功能傳感器芯片m1-chipll內的傳感器采用無線傳輸方式經USB接收器在與終端設備連接，通過分析軟件在線處理運動數據。本實施例的終端設備為電腦。多功能傳感器芯片m1-chipll的外殼采用高強度塑料封裝,多功能傳感器m1-chip芯片基于基板的集成方式，將三軸陀螺儀1、三軸加速度計2、壓力傳感器3、無線傳輸模塊4、中央處理器10四種MEMS傳感器及中央處理器10通過焊料8與帶互連的基板7進行平面陣列集成，并由焊點9將信號引出。為了提升可靠性，本實施例所述的多功能傳感器芯片m1-chipll采用封帽5進行保護。將中央處理器10做在封帽5中與其他四種MEMS傳感器集成在一起，參見圖13。多功能傳感器m1-chipll芯片也可采用單個芯片的CMOS封裝，封裝采用基于基板封裝技術進行封裝集成或通過系統級封裝(SiP)技術進行封裝集成。多功能傳感器芯片m1-chipll處理數據存儲方式為dat和csv。多功能傳感器芯片m1-chipll通過無線傳輸方式與USB接收器通訊連接，多功能傳感器芯片m1-chipll的無線傳輸模塊4與USB接收器之間的無線傳輸方式為藍牙或W1-Fi，或者2G網絡的GSM或CDMA2000模式，或者3G網絡的CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網絡的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。本實施例采用W1-Fi方式。
[0031]多功能傳感器芯片m1-chipll的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，所述能量收集器運用壓電原理、靜電式原理、電磁原理，在體育器材運動過程中產生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chipll，能量收集器收集到的電量通過電容存儲，電容采用超級電容或采用碳納米管電極材料制造的電容器。在本實施例中采用充電電池為供電電源。充電電池為高能密度鋰電池。
[0032]USB接收器內設有與多功能傳感器芯片m1-chipll無線通訊的接收電路及存儲模塊，USB接收器設有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產品接口。在本實施例中采用USB接口。USB接收器經接口直接與終端設備連接。終端設備為電腦、智能手機、平板電腦，本實施例的終端設備為電腦。電腦裝有智能芯片m1-chipll配套的分析軟件，電腦接收多功能傳感器芯片m1-chip發來的數據信息，經分析軟件處理后實時顯示、分析、指導運動的過程。對于運動過程中多功能傳感器芯片m1-chipll產生的數據，可根據終端設備的類型存儲到已連接的終端設備上，或暫時存儲在USB接收器的存儲模塊上。運動完畢后將USB接收器連接到終端設備上，將存儲的數據傳輸給終端設備，再經分析軟件進行處理、分析，參見圖12。
[0033]實施例二
[0034]實施例二與實施例一相同，所不同的是體育器材為杠鈴，杠鈴桿頂端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，本實施例中采用能量收集器為供電電源。參見圖3。
[0035]實施例三
[0036]實施例三與實施例一相同，所不同的是體育器材為乒乓球拍、羽毛球拍、網球拍，兵兵球拍、羽毛球拍、網球拍的手柄末端加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，參見圖4、圖5、圖6。
[0037]實施例四
[0038]實施例四與實施例一相同，所不同的是體育器材為標槍，標槍中部的桿體上加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，參見圖7。
[0039]實施例五
[0040]實施例五與實施例一相同，所不同的是體育器材為鉛球、鐵餅，鉛球、鐵餅的表面中心位置加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，參見圖8、圖9。
[0041]實施例六
[0042]實施例六與實施例一相同，所不同的是體育器材為高爾夫球桿，高爾夫球桿的頭部位置加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，參見圖10。
[0043]實施例七
[0044]實施例七與實施例一相同，所不同的是體育器材為船槳，船槳的漿桿的下方加工有一凹槽，多功能傳感器芯片m1-chipll安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chipll外面設有蓋子，起到固定的作用，參見圖11。
【權利要求】
1.一種集成多組傳感器的智能體育器材，包括:多功能傳感器芯片m1-chip、USB接收器、終端設備、體育器材，其特征在于體育器材上設有一凹槽，外殼為高強度塑料封裝的多功能傳感器芯片m1-chip安裝在凹槽內，多功能傳感器芯片m1-chip內集成有三軸陀螺儀、三軸加速度計、壓力傳感器、無線傳輸模塊，中央處理器，多功能傳感器芯片m1-chip通過無線傳輸方式與USB接收器通訊連接，凹槽外部設有電源控制開關，USB接收器內設有與多功能傳感器芯片m1-chip無線通訊的接收電路及存儲模塊，USB接收器設有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產品接口，USB接收器經接口直接與終端設備連接。
2.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所所述體育器材為:啞鈴或杠鈴或標槍或鉛球或鐵餅或羽毛球拍或乒乓球拍或網球拍或高爾夫球桿或船槳。
3.根據權利要求1或2所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述凹槽位置設置的部位為:凹槽位置設置在啞鈴、杠鈴的桿上，或者凹槽位置開設在鉛球、鐵餅上的表面中心處，或者凹槽位置開設在標槍上中間截面處，或者凹槽位置開設在羽毛球拍、乒乓球拍、網球拍的手柄處，或者凹槽位置開設在高爾夫球桿的頭部，或者凹槽位置開設在船槳漿桿的下方。
4.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip處理數據存儲方式為dat和csv。
5.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip的無線傳輸模塊與USB接收器之間的無線傳輸方式為藍牙或W1-Fi，或者2G 網絡的 GSM 或 CDMA2000 模式，或者 3G 網絡的 CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者 4G 網絡的 LTE、LTE-Advanced, WiMax, WirelessMAN 模式。
6.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述能量收集器運用壓電式、靜電式、電磁式，在體育器材運動過程中產生的電量收集后供給多功能傳感器芯片m1-chip。
7.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip的供電電源為紐扣式電池或充電電池或能量收集器，充電電池為高能密度鋰電池。
8.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述終端設備為電腦或智能手機或平板電腦，終端設備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件。
9.根據權利要求1所述的集成多組傳感器的智能體育器材，其特征在于所述多功能傳感器芯片m1-chip為單個芯片的CMOS封裝，封裝基于基板封裝技術進行封裝集成或通過系統級封裝(SiP)技術進行封裝集成。
【文檔編號】A63B65/02GK104415524SQ201310382956
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】袁學兵, 劉勝, 張華典, 付興銘, 王小平 申請人:無錫慧思頓科技有限公司, 武漢飛恩微電子有限公司