[发明专利]一种电动跑步机的速度控制系统

说明书

本发明公开了一种电动跑步机的速度控制系统，包括了上位机和下位机，上位机通过信号线与下位机相连，所述下位机包括了单片机，所述单片机作为下位机的核心控制部件；测量装置，所述测量装置能向单片机输入开关量信息；有刷直流电机，所述有刷直流电机能接收由单片机输出的PWM信息并向测量装置提供电能；直流电机，所述直流电机也能接收由单片机输出的PWM信息并向跑步机提供电能；比例积分调节器，所述比例积分调节器用于监测有刷直流电机的转速信息并将该转速信息通过编码器输入至单片机中；还有保护装置，与直流电机和有刷直流电机耦接，用于监测直流电机和有刷直流电机的电流值，当电流值超过额定上限时，所述保护装置能输入保护信号至单片机中。

技术领域

本发明涉及跑步机技术领域，特别是涉及一种电动跑步机的速度控制系统。

背景技术

现有技术中的跑步机，其速度控制一般是通过锻炼者根据自己的需求手动输入的，具体的，当开启跑步机的电源开关后，由锻炼者在交互界面中输入自己所需要的速度值，当需要调节速度值时，也是由锻炼者在跑步机的屏幕上输入命令进行更改，这种速度控制方式较为死板，一旦跑步者长时间奔跑后，如果不及时调整跑步机的速度，容易造成跑步者跟不上跑步机的速度甚至因此而摔倒。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能根据跑步者的跑步速度进行自我调节的电动跑步机的速度控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电动跑步机的速度控制系统，包括了上位机和下位机，所述上位机为PC端，上位机通过信号线与下位机相连，所述下位机包括了

单片机，所述单片机作为下位机的核心控制部件；

测量装置，所述测量装置能向单片机输入开关量信息；

有刷直流电机，所述有刷直流电机能接收由单片机输出的PWM信息并向测量装置提供电能；

直流电机，所述直流电机也能接收由单片机输出的PWM信息并向跑步机提供电能；

比例积分调节器，所述比例积分调节器用于监测有刷直流电机的转速信息并将该转速信息通过编码器输入至单片机中；

还有保护装置，与直流电机和有刷直流电机耦接，用于监测直流电机和有刷直流电机的电流值，当电流值超过额定上限时，所述保护装置能输入保护信号至单片机中。

作为本发明的优选，所述单片机通过信号线将保护信号传递给上位机，所述上位机能发送紧急停止指令反馈给单片机。

作为本发明的具体技术方案，所述单片机能将转速信息传递给上位机，上位机根据转速信息发送电压转换信号反馈给单片机。

作为本发明的改进，所述单片机型号为PIC16F873。

作为本发明的进一步改进，所述上位机用于转换转速信息和电压转换信号的公式为

Y＝KPe(t)+KI∫e(t)dt

式中：

Y为比例积分调节器的输出幅度，该输出幅度等于电压的调整幅度；

KP为比例系数，为定值；

KI为有刷直流电机的转速；

e(t)为调节器的输入，一般为偏差值1-5区间。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用单片机代替纯模拟电路构成直流有刷电动机转速的控制系统。采用比例和积分调节器算法，效率高、电路简单、成本低、升级方便，具有过流、堵转、安全保护功能，同时可以获得运行噪声小、速度和扭矩控制精度高等优点。

附图说明