CN103768764A - 一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器。上手柄、下手柄均呈U形，下手柄U形两端与上手柄内壁之间设有弹簧；上手柄和下手柄侧面设有自发电计次装置，沿握力方向的齿条下端固定连接在下手柄侧面，PCB控制器和发电机电路外壳安装在上手柄侧面，齿条上端外侧与发电机输出轴连接；上手柄的侧面上设有两个开关触点，齿条上端内侧上设有一开关贴片，开关贴片长度大于两个开关触点之间的间距；显示屏安装在电路外壳外侧上，PCB控制器与发电机、显示屏、开关触点连接。本发明能在锻炼身体的同时，收集握力产生的能量并储存到电池中，利用充电电池给各个控制电路模块供电，显示本次握力的次数，不用外界电源供电，达到节能目的。

Description

一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器
技术领域
本发明涉及一种握力器，特别是涉及一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器。
背景技术
握力器是常用的一种身体锻炼器械，目前的握力器有两类，一类是不带电的握力器，这种握力器比较简单，但是不能记录握力的次数；另一类是带电的握力器，这种握力器可以显示握力的次数、锻炼的日期等，但是需要电池供电，比较浪费能源。
发明内容
针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器，结构简单、制造容易、使用方便。
本发明的技术方案是：
本发明包括上手柄、下手柄、弹簧、齿条、齿轮；上手柄、下手柄均呈U形，下手柄U形两端套在上手柄U形两端内，下手柄U形两端与上手柄内壁之间设有弹簧，下手柄和上手柄之间通过弹簧沿握力方向相对弹性移动；上手柄和下手柄侧面设有自发电计次装置，自发电计次装置包括发电机、PCB控制器、显示屏、开关触点、开关贴片；沿握力方向的齿条下端固定连接在下手柄侧面，PCB控制器和发电机电路外壳安装在上手柄侧面，沿握力方向的齿条上端外侧经齿轮与发电机输出轴啮合；上手柄的侧面上沿握力方向设有两个开关触点，齿条上端内侧上设有一开关贴片，开关贴片长度大于两个开关触点之间的间距；显示屏安装在电路外壳外侧上，PCB控制器与发电机、显示屏、两个开关触点连接。
当所述的握力器被握紧时，上手柄和下手柄之间相对距离缩短，齿条向上移动而带动发电机，齿条上的开关贴片上移与两个开关触点接触。
所述的PCB控制器包括发电模块、开关触点模块和控制显示模块；发电模块：包括发电机M、桥式整流电路、电容C3和充电电池，发电机M两端经桥式整流电路与电容C3两端连接，电容C3两端与充电电池两端连接，充电电池正极进开关S1输出VCC电源电压；开关触点模块：包括电阻R1和开关S2，两个开关触点为开关S2的两个接点，电阻R1和开关S2串联后接在VCC电源电压与地面之间；控制显示模块：包括单片机U1，单片机U1连接有复位电路和晶体电路，单片机U1分别与VCC电源电压、显示屏的显示接口连接，电阻R1和开关S2之间引出接线连接到单片机U1上。
本发明有以下优势：
本发明能在锻炼身体的同时，收集握力产生的能量并储存到电池中，利用充电电池给电路***供电，电路***可以显示本次握力的次数。这种供电方式节能，并且可以达到带电握力器的性能。
附图说明
图 1 是本发明的正面结构示意图。
图 2 是本发明的侧面结构示意图。
图 3 是本发明的正面结构剖视图。
图 4 是本发明的不加电路外壳的立体示意图。 
图 5 是本发明的完整的立体示意图。
图 6 是本发明的上手柄正面结构剖视图。
图 7 是本发明的下手柄正面结构示意图。
图 8 是本发明的发电结构电路图。
图 9 是本发明的传感器结构电路图。
图 10 是本发明的控制芯片和显示屏电路图。
图中：1、上手柄，2、下手柄，3、弹簧，4、齿条，5、齿轮，6、发电机，7、PCB控制器，8、显示屏，9、电路外壳，10、开关触点，11、开关贴片。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图作进一步说明。
如图1～图5所示，本发明包括上手柄1、下手柄2、弹簧3、齿条4、齿轮5；上手柄1、下手柄2均呈U形，上手柄1和下手柄2分别如图6和图7所示，下手柄2U形两端套在上手柄1U形两端内，下手柄2U形两端与上手柄1内壁之间设有弹簧3，下手柄2和上手柄1之间通过弹簧3沿握力方向相对弹性移动；
如图3所示，上手柄1和下手柄2侧面设有自发电计次装置，自发电计次装置包括发电机6、PCB控制器7、显示屏8、开关触点10、开关贴片11；沿握力方向的齿条4下端固定连接在下手柄2侧面，PCB控制器7和发电机6电路外壳9安装在上手柄1侧面，沿握力方向的齿条4上端外侧经齿轮5与发电机6输出轴啮合；上手柄1的侧面上沿握力方向设有两个开关触点10，齿条4上端内侧上设有一开关贴片11，开关贴片11长度大于两个开关触点10之间的间距；显示屏8安装在电路外壳9外侧上，PCB控制器7与发电机6、显示屏8、两个开关触点10连接。
如图3所示，当握力器被握紧时，上手柄1和下手柄2之间相对距离缩短，齿条4向上移动而带动发电机6，齿条4上的开关贴片11上移与两个开关触点10接触；当握力器被放松时，上手柄1和下手柄2之间相对距离拉长，齿条4向下移动而带动发电机6，齿条4上的开关贴片11下移与两个开关触点10断开。
所述的PCB控制器7包括发电模块、开关触点模块和控制显示模块。
如图8所示，发电模块：包括发电机M、桥式整流电路、电容C3和充电电池，发电机M两端经桥式整流电路与电容C3两端连接，电容C3两端与充电电池两端连接，充电电池正极进开关S1输出VCC电源电压。
如图9所示，开关触点模块：包括电阻R1和开关S2，两个开关触点10为开关S2的两个接点，电阻R1和开关S2串联后接在VCC电源电压与地面之间；
如图10所示，控制显示模块：包括单片机U1，单片机U1连接有复位电路和晶体电路，单片机U1分别与VCC电源电压、显示屏8的显示接口连接，电阻R1和开关S2之间引出接线连接到单片机U1上，显示屏8采用LCD显示屏。
如图10所示，控制显示模块可采用深圳学林电子有限公司的AT89S51型号的单片机电路，电阻R1和开关S2之间引出接线连接到单片机U1的P32脚上。
本发明的具体实施过程：
开关S1打开状态。这时候使用本握力器，每次握力，齿条随下手柄移动，会推动固定在上手柄的发电机齿轮旋转，使发电机发电，这部分电能会收集在充电电池中。
开关S1关闭状态。这时候使用本握力器，就是使各个控制电路模块通电，这时候传感器、芯片、LCD屏的显示屏都开始工作。
在电机不转的状态，电池中储存的电量会给整个控制器供电；在电机旋转状态，电机发电，这部分电能一部分储存在电池中，一部分给电路***供电。
每次握力，随下手柄移动的开关贴片会接触到开关触点，使得这两个触点连通。开关上触点连通高电平和单片机P32引脚，在两个触点不接触时，单片机引脚P32一直是高电平，两个触点被开关贴片连通，这时候单片机引脚P32的电平会出现一个下降沿到低电平。握力器每握一次，单片机引脚P32会出现一个下降沿，单片机会累加一次数据，并且显示在屏幕上。运动结束，会显示本次锻炼总共握力次数。
每次开关S1关闭，即开机，单片机都会自动复位，所以每次开机所显示的握力次数都是零次。每次握力器都是显示本次锻炼所握的个数。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1. 一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器，其特征在于：包括上手柄（1）、下手柄（2）、弹簧（3）、齿条（4）、齿轮（5）；上手柄（1）、下手柄（2）均呈U形，下手柄（2）U形两端套在上手柄（1）U形两端内，下手柄（2）U形两端与上手柄（1）内壁之间设有弹簧（3），下手柄（2）和上手柄（1）之间通过弹簧（3）沿握力方向相对弹性移动；
上手柄（1）和下手柄（2）侧面设有自发电计次装置，自发电计次装置包括发电机（6）、PCB控制器（7）、显示屏（8）、开关触点（10）、开关贴片（11）；沿握力方向的齿条（4）下端固定连接在下手柄（2）侧面，PCB控制器（7）和发电机（6）电路外壳（9）安装在上手柄（1）侧面，沿握力方向的齿条（4）上端外侧经齿轮（5）与发电机（6）输出轴啮合；上手柄（1）的侧面上沿握力方向设有两个开关触点（10），齿条（4）上端内侧上设有一开关贴片（11），开关贴片（11）长度大于两个开关触点（10）之间的间距；显示屏（8）安装在电路外壳（9）外侧上，PCB控制器（7）与发电机（6）、显示屏（8）、两个开关触点（10）连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器，其特征在于：当所述的握力器被握紧时，上手柄（1）和下手柄（2）之间相对距离缩短，齿条（4）向上移动而带动发电机（6），齿条（4）上的开关贴片（11）上移与两个开关触点（10）接触。
3. 根据权利要求1所述的一种基于微型发电机和单片机的自供电握力器，其特征在于：所述的PCB控制器（7）包括发电模块、开关触点模块和控制显示模块；
发电模块：包括发电机M、桥式整流电路、电容C3和充电电池，发电机M两端经桥式整流电路与电容C3两端连接，电容C3两端与充电电池两端连接，充电电池正极进开关S1输出VCC电源电压；
开关触点模块：包括电阻R1和开关S2，两个开关触点（10）为开关S2的两个接点，电阻R1和开关S2串联后接在VCC电源电压与地面之间；
控制显示模块：包括单片机U1，单片机U1连接有复位电路和晶体电路，单片机U1分别与VCC电源电压、显示屏（8）的显示接口连接，电阻R1和开关S2之间引出接线连接到单片机U1上。
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