[发明专利]一种基于上臂摆动的全自动计步装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于上臂摆动的全自动计步装置，属于人体运动信息检测技术领域。

背景技术

走路是一种方便而又有效的锻炼方式，能够降低患高血压、中风、冠心病、糖尿病、结肠癌、乳腺癌和骨质疏松等慢性疾病的风险。中华人民共和国卫生部发布的《中国居民膳食指南》建议成年人每天应进行累计相当于步行6000步以上的身体活动。计步器可以帮助人们实时监控并掌握自己每天的行走步数，因而获得了越来越广泛的应用。

现有的计步器无论是采用机械式传感器还是电子式传感器，均通过检测人体行走时脚底与地面的间歇性撞击引起的身体重心垂直振动次数，对行走步数进行计数。现有的计步器存在如下缺陷：

（1）检测的是身体重心的上下振动，计步结果易受电梯、交通工具等外界振动干扰的影响；

（2）对所有行走步数进行统计，无法记录大幅摆臂时的有效步数（大幅摆臂行走时的健身效果明显），容易让使用者误认为达到预期的锻炼效果。

（3）需要电池进行供电，不节能、不环保。使用后的废旧电池若处理不当，会对环境产生严重污染。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于上臂摆动的全自动计步装置，通过检测行走时的手臂摆动次数来记录步数，因此只统计手臂摆动时的有效行走步数，而且对电梯、交通工具等外界因素导致的垂直振动干扰不敏感，本发明提出的计步装置利用手臂摆动能量来驱动机械式计数器，因此无需使用电源，具有节能环保的优点。

本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置，包括：

外壳，用于固定或支撑摆锤、棘轮和机械式计数器，外壳通过腕带固定在人体手腕上；

摆锤，用于产生与手臂摆动方向相反、并绕固定轴摆动的往复运动，摆锤的摆臂套在固定轴上；

固定轴，用于支撑并固定摆锤，使摆锤绕固定轴摆动，固定轴与外壳相对固定；

限位柱，用于限定摆锤的摆动角度，使摆锤的摆动角度与机械式计数器的步进输入角度相对应，限位柱固定在外壳上；

上棘爪，用于将摆锤的顺时针摆动传递给棘轮，并推动棘轮顺时针转动，上棘爪铰接于摆锤的摆臂上；

下棘爪，用于将摆锤的逆时针摆动传递给棘轮，并推动棘轮顺时针转动，下棘爪铰接于摆锤的摆臂上；

棘轮，用于将上棘爪和下棘爪的移动转换为顺时针转动，棘轮安装在传动轴上，棘轮与传动轴相对固定；

传动轴，用于将棘轮的转动传递给驱动齿轮，使驱动齿轮与棘轮同步顺时针转动，传动轴支撑在外壳上；

驱动齿轮，用于驱动机械式计数器工作，驱动齿轮安装在传动轴上，驱动齿轮与传动轴相对固定，驱动齿轮与机械式计数器中的末位字轮的拨齿啮合；

机械式计数器，用于对驱动齿轮的步进动作进行计数和显示，机械式计数器固定在外壳上。

本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置，首先将手臂的摆动运动转换为摆锤的摆动，然后通过棘爪将摆锤的双向摆动转换为棘轮的单向步进式转动，对棘轮的单向步进动作进行计数和显示，就能实现计步装置功能。本发明提出的计步装置，只对手臂的前后摆动运动敏感，因此电梯、交通工具等外界因素引起的身体垂直振动干扰不会影响计数结果，而且只统计手臂摆动时的行走步数，为人们提供对健身有效的运动信息；本发明提出的计步装置利用手臂摆动能量来驱动机械式计数器，无需使用电源，具有节能环保的独特优点。

附图说明

图1是本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置中运动感应部分的结构示意图。

图2是本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置中的机械式计数器与驱动齿轮的啮合图。

图3是本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置外观示意图。

图1-图3中，1是摆锤，2是限位柱，3是下棘爪，4是固定轴，5是棘轮，6是上棘爪，7是传动轴，8是机械式计数器的末位字轮，9是驱动齿轮，10是外壳，11是机械式计数器。

具体实施方式

本发明提出的基于上臂摆动的全自动计步装置，其运动感应部分结构如图1所示，其机械式计数器末位字轮的拨齿与驱动齿轮的啮合图如图2所示，包括：

外壳10，用于输入手臂的摆动，并固定或支撑摆锤1、棘轮5和机械式计数器11等零部件，外壳10通过腕带固定在人体手腕上；

摆锤1，用于产生与手臂摆动方向相反、绕固定轴4摆动的往复运动，摆锤1空套在固定轴4上；

固定轴4，用于支撑并固定摆锤1，使摆锤只能绕固定轴4做转动，固定轴4被固定在外壳10上；