嬰幼兒健身器的制作方法

本實用新型涉及健身器技術領域，具體涉及一種嬰幼兒健身器。

背景技術：

隨著社會的發展，生活水平的提高，人們對自身及子女的健康也越來越重視,因此健身就成了人們最好的選擇。一歲以內的嬰幼兒健身不僅對于嬰幼兒時期的骨骼肌肉生長發育均有較好的促進作用,而且對于日后的學習和記憶甚至性格的發展均有促進作用。但是嬰幼兒自主能力不強，該用什么辦法調動孩子的積極性，而且嬰幼兒的自我保護意識有限該怎么確保嬰幼兒健身的安全，雖然嬰幼兒健身對其以后的發展的促進效果極佳，但是這一個個的問題卻困擾著我們。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種嬰幼兒健身器，其目的在于：實現自動化控制幫助嬰幼兒運動的功能，提高效率，避免安全隱患。

本實用新型的技術解決方案：

嬰幼兒健身器，其特征在于：包括按鍵模塊、電源模塊、晶振、LCD顯示模塊、總控制模塊，其中，所述按鍵模塊、電源模塊、晶振與總控制模塊連接；所述總控制模塊包括計數模塊、計時模塊、轉速控制模塊和錄音存儲及播放控制模塊；所述電源模塊為整個系統提供電源；所述總控制模塊內計數模塊連接轉速控制模塊、錄音存儲與播放模塊和LCD顯示模塊，計時模塊連接LCD顯示模塊；所述轉速控制模塊外接繼電器、L298N驅動電路和電機模塊，所述繼電器、L298N驅動電路和電機模塊按順序連接，并通過繼電器與轉速控制模塊連接；所述錄音存儲及播放控制模塊外接MIC錄音電路、DAC放音電路、按鍵、W29C040儲存器和揚聲器，所述按鍵、MIC錄音電路和W29C040儲存器分別與錄音存儲及播放控制模塊輸入端連接，所述DAC放音電路和揚聲器與錄音存儲及播放控制模塊輸出端連接。

優選地，所述總控制模塊為FPGA板，用于處理用戶的插座開關命令數據，并發送控制信號。

優選地，所述計數模塊由計數器構成，所述計時模塊由減法器構成。

優選地，所述按鈕控制模塊為大按鍵控制，以便嬰幼兒能輕易觸碰到按鈕。

優選地，所述大按鍵包括腳踢按鍵和腳蹬按鍵，所述腳蹬按鍵和腳踢按鍵為垂直連接，其中腳蹬按鍵設于水平方向，腳踢按鍵設于腳蹬按鍵下方的豎直方向，并且腳蹬按鍵為凸起設置，腳踢按鍵為內凹設置。

優選地，所述大按鍵上包裹有保護套。

更優選地，所述保護套材質為碳纖維PVB膠包非金屬材料。

進一步地，所述電機模塊包括電機和以電機為動力的玩具。

優選地，所述玩具為風車，風車設置于嬰幼兒健身器的上方。

優選地，所述嬰幼兒健身器安裝有可伸縮桿，嬰幼兒健身器可以通過可伸縮桿搭建在嬰兒床上，保障整個系統的安全性。

本實用新型的有益效果：

本實用新型通過FPGA、繼電器、電機、錄音存儲與播放電路等電路系統實現智能嬰幼兒健身，提高了嬰幼兒的運動興趣、運動量和安全性。在使用過程中，電機模塊中的風車、錄音存儲與播放模塊中錄制的父母的聲音保障了整個過程中嬰幼兒對健身的興趣。同時，本設計采用伸縮桿搭建在嬰兒床上以保證嬰幼兒的安全性。

附圖說明

圖1:本實用新型結構原理示意圖。

圖2:本實用新型結構實物圖。

其中：1、大按鍵，1-1、腳踢按鍵，1-2、腳蹬按鍵，2、電源模塊，3、晶振，4、轉速控制模塊，4-1、繼電器，4-2、L298N驅動電路，4-3、電機，5、錄音存儲與播放模塊，5-1、按鍵，5-2、MIC錄音電路，5-3、W29C040存儲器，5-4、DAC放音電路，5-5、揚聲器，6、計數模塊，7、計時模塊，8、LCD顯示模塊，9、風車，10、健身器主體，11、嬰兒床，12、L型支撐桿。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來對本實用新型做進一步描述：

如圖1所示，嬰幼兒健身器，包括大按鍵1、電源模塊2、晶振3、LCD顯示模塊8、總控制模塊9。所述總控制模塊9包括轉速控制模塊4、錄音存儲與播放模塊5、計數模塊6和計時模塊7，其中，計數模塊6連接轉速控制模塊4、錄音存儲與播放模塊5和LCD顯示模塊8；計時模塊7連接LCD顯示模塊8；轉速控制模塊4連接繼電器4-1，所述繼電器4-1連接L298N驅動電路4-2，所述L298N驅動電路4-2連接電機4-3，所述錄音存儲及播放控制模塊5連接DAC放音電路5-4和揚聲器5-5，所述MIC錄音電路5-2、按鍵5-1、外部W29C040儲存器5-3連接錄音存儲及播放控制模塊5。所述大按鍵1、電源模塊2、晶振3與總控制模塊4相連。所述晶振3是為整個系統提供時鐘的。

L298N驅動電路4-2是用L298N驅動板實現。L298N驅動板是SGS公司的產品，內部保護4通道邏輯電路。是一種二相和四相電機的專用驅動，即內含兩個H橋高電壓大電流雙橋式驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅動46V、2A以下的電機。而電機的驅動又是靠占空比來實現的。所述的占空比表示了在一個周期開關導通的時間與周期的比值。占空比的變化范圍為零到一。當電源電壓不變的情況下輸出電壓的平均值取決于占空比的大小，改變占空比的值也就改變了輸出電壓的平均值，從而達到控制電機轉速的目的，即實現PWM調速。

LCD顯示模塊8采用1602液晶顯示屏。LCD顯示模塊包括時間顯示和運動量的顯示，顯示的是一天內嬰幼兒所踢按鈕的次數。

錄音存儲與播放模塊5通過MIC錄音電路、DAC放音電路、按鍵、外部W29C040儲存器擴展電路組成。其中MIC錄音電路由MIC轉換電路和放大電路組成，語音信號經過MIC轉換成電信號，經過隔直電容隔掉直流成分，然后再輸入放大電路中。放大電路中含有有自動增益控制電路AGC能隨時跟蹤、監視前置放大器輸出的音頻信號電平。當輸入電平信號減小時，AGC電路自動增大放大器的增益，當輸入信號增大時，前置放大器AGC自動減少放大器的增益，以便輸入A/D的信號保持在最佳電平。放大電路中也包含A/D轉換器對輸入語音信號進行采樣，根據抽樣定理選用8kHz的抽樣頻率，并按照凌陽音頻格式進行編碼，每秒將占用16K的儲存空間。為了增加儲存時間，系統擴展一塊外部儲存器W29C040來進行擴展容量和空間。它來儲存經過處理的語音數據，這樣便實現了錄音存儲功能。所述MIC可以理解為隨聲壓變化的電阻，MIC的1、2引腳之間的電壓差隨聲音的大小和頻率變化。然后這個具有直流分量的兩個信經過兩個電容就加到061A的MICP和MICN兩個引腳，經過061A的自動增益放大后送入AD轉換器，生成數字量的音頻電壓值。

所述DAC放音電路是實現聲音從W29C040存儲器中讀取出來并將其播放出去的功能。它的實現原理如下所述。將外部儲存器W29C040中儲存的語音數據順序取出，解碼后，以8kHz的速率進行D/A轉化輸出，經電容濾波后，恢復原始語音數據波形，經過語音放大芯片SPY0030進行放大處理。061A的DAC是可有程序控制的恒流源輸出，恒流源的變化范圍為0-3mA。DAC接到J2的引腳1上，它通過一個阻值為10的電阻接地，因此可以產生一個因為程序而改變的恒壓源，最大電壓可以達到3V。外接電阻小于1K,恒流源是可以短路的。但是當電阻大于1K時，恒流源只能工作在0-1.5mA范圍，影響恒流源的輸出精度。當把2、3引腳連接在一起時，在電阻產生恒壓。當DAC輸出音頻信號時，經過電容濾去高頻階梯信號，保留音頻信號，在經過電容隔直，音頻信號當中的直流分量被隔離，交流信號經過音頻放大器SPY0030阻抗變換輸出，即可驅動喇叭發聲。

因為是嬰幼兒健身器因此也要考慮到舒適度。因此大按鍵上我們可以包裹一個保護套，而此保護套的選材極為重要既要能達到鍛煉效果又不能太硬太涼弄傷嬰兒的腳。經過很長時間的尋找我們找到了一種碳纖維PVB膠包非金屬材料。此材料柔軟舒適，通電后不僅能產熱還能產生8～14微米的遠紅外線溫度，從而使產品具備了遠紅外光波的保健理療作用，具有調節人體免疫力、促進血液循環、加速調節身體新陳代謝，并可緩解關節疼痛、腰酸肩背痛、殺菌抑菌等健康保健功效。

本實用新型結構實物圖如圖2所示，嬰幼兒健身器包括健身器主體10，其通過可伸縮桿搭建在嬰兒床11尾部。大按鍵、LCD顯示模塊設于主體外部，電源模塊、晶振和總控制模塊設置于主體內部，所述DAC放音電路、外部W29C040儲存器、揚聲器、MIC錄音電路設置于主體內部，按鍵設置于主體外部。大按鍵包括垂直連接的腳踢按鍵1-1和腳蹬按鍵1-2，腳蹬按鍵1-2設于水平位置，腳踢按鍵1-1設于腳蹬按鍵下方的豎直位置。風車9通過L型支撐桿12固定于健身器主體上方，支撐桿內依次連接有繼電器、L298N驅動電路和電機，所述電機與風車連接，繼電器與主體內轉速控制模塊連接。

本實用新型設置的腳蹬按鍵和腳踢按鍵，其中腳蹬按鍵為外凸設置，用于嬰兒向前蹬腿時腳趾觸碰按鍵，實現腳蹬運動。腳踢按鍵為內凹設置，由于嬰幼兒抬起腿的高度有限，若腳踢設置設于上方，不能確保每個嬰幼兒能夠夠到腳踢按鍵，因此，本實用新型將腳踢按鍵設為下方的內凹結構，嬰幼兒抬起腳放下的時候，腳后跟會觸碰到腳踢按鍵，從而實現抬腿運動。

嬰幼兒健身器在使用之前，先打開按鍵，父母分別錄入運動量不同時發出的不同聲音，例如“寶貝加油”“寶貝很棒”“寶貝休息一會”等。嬰幼兒在使用健身器時，通過向前腳蹬按鍵1-2或抬腿下壓腳踢按鍵1-1觸動轉速控制模塊，從而帶動風車轉動，以此來吸引嬰幼兒健身樂趣。另外，計數模塊和計時模塊用于統計轉速量和嬰幼兒健身時間，并顯示在LCD顯示模塊上，同時，計數模塊用于控制DAC放音電路發出不同的聲音，當轉速量過低時，則發出“寶貝加油”的父母聲音，當轉速量過高時，則發出“寶貝休息一會”的父母聲音，當轉速量適當時，則發生“寶貝很棒”的父母聲音。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，例如聲音的錄入，可以錄入不同的鼓勵語句，再例如吸引嬰幼兒的風車轉動，也可以替換為其他吸引注意力的玩具或物體，再例如該健身器搭建在嬰兒床上，也可以搭建在其他物體或立在地面/物體上，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。

綜上，本實用新型達到預期目的。