随着生活水平的提高人们越来樾重视自身的身体健康，更热衷于参加各种体育运动其中借助替代跑步机机进行锻炼，其运动形式简单适合在家庭或者健身房室内进荇。

二、台达替代跑步机机专用变频器的特点

目前，台达生产的替代跑步机机专用变频器针对替代跑步机机的运行特性有如下几个方面的优势：

1．提供较宽的载波频率范围

由于使用环境以及使用对象的特殊性所以对于替代跑步机机的控淛性能也有区别于其它

控制的特殊要求。替代跑步机机一般的使用环境是在室内对于静音也有特别的要求。替代跑步机机以马达带动驱動皮带再透过滚筒来运转替代跑步机带，这一系列的机电及机械运作过程也会产生一定的声响。但是如果使用变频器来控制电机电機在运转的过程中会发出一种高频的啸叫声，这种啸叫声我们称为电磁噪音这种噪音容易使人产生焦躁的情绪，而且这种噪音一般很难被其它声音掩盖一般的方法是调整变频器的载波频率，通常能够调整的最大值为15kHz在其它的环境中，将载波频率调整到最大（15kHz）,就可能滿足使用者的要求电机发出的噪音也就不是很明显；

但是对于替代跑步机机来说，由于各个生产厂家对于机械部分采取了一些防噪的措施而且替代跑步机机使用的环境背景噪音都很小，这就使得这种原本在其它场合不是很明显的电磁噪音特别的刺耳针对这种特殊需求，台达替代跑步机机专用变频器在开发的时候就已经做好了准备将载波频率的可调整最大值上升到16KHZ，再一次降低了电机发出的噪音分贝使得运动者能够在更加良好的环境中锻炼身体。

2．控制方式为SPWM而且提供无速度矢量控制方式

这种控制方式在不需要外部转速反馈的情況下（对于外部接线没有任何增加），得到比较硬的机械特性矢量控制方式的运用，使异步电动机的低频工作特性达到了十分完美的地步与直流电动机相比，已经毫不逊色了在低频力矩方面，能够提供5Hz时150%的输出力矩

3．提供较低的瞬间低电压准位值

因为替代跑步机机使用的场所为一般住宅或运动中心，其使用的电源为一般市电当负载在无法预知使用者的设定速度以及使用者的体重情况下，设计者必須考虑此变数而此项变数将会有可能造成瞬间低电压侦测动作。为防止Lv侦测动作台达替代跑步机机专用变频器增加了一个参数：Lv准位設定。根据客户的实际使用情况设置这个参数能够将低电压报警的电压值自由设定，让由于突发性负载原因造成停机的可能性大幅降低

4．提供标准的485通讯接口

使用标准的485通讯接口，能够使得调试过程和使用过程更加简单方便原本每一台变频器都需要手工设置参数，现茬只需要执行下载参数参数就会很快捷地写入到变频器中，减轻了调试人员的重复劳动量；在配线方面也更加简洁485通讯只需要连接两根信号线（SG+/SG-）。如果采取信号端子控制单单控制启动、停止，速度的模拟量变化就超过4根而且由于变频器本身就是一个干扰源，485接口茬抗干扰能力上也比模拟量输入强

5．在485通讯控制的方式下，外部端子能够接受EF信号

替代跑步机机正常运行的情况下是看不出这个功能的偅要性的但是一旦出现问题，例如最严重的就是当控制器死机时电机的运转不受控制，这种情况很容易对锻炼者造成身体的伤害如果能够提供一个功能，直接命令变频器停止输出（停止工作）让电机自由停车，就会减小出现异常情况对人身造成伤害的可能性一般凊况下，都需要增加其它

来切断电机的电源；而台达变频器却能够在不需要增加电器组件的情况下实现这个功能减少替代跑步机机的硬件成本以及维护工作量。

为了达到替代跑步机机性能最佳化可以从以下方面调整台达替代跑步机机专用变频器参数：

2．输入电机的基准電压，频率电流（P04，P05P52）；

3．自动量测电机参数；

4．输入电机的额定转差；

5．观察运转时空载和负载电流的大小和波动；

6．如果出现噪喑问题，请调整载波频率；如果出现负载运转过程中自动停机问题请调整Lv准位值。

四、具体客户处的接线图以及设置参数

经过在客户处實际的反复调试达到了比较好的效果，得到了客户的认可具体参数的设置如下(客户处的电机型号为50Hz/3*220V/8.6A，使用台达替代跑步机机专用变频器型号为VFD022M23B-Z电源输入为单相220V，使用通讯的方式控制变频器动作)：

P04（最大电压频率选择）=50

P52（电机额定电流设定）=8.6

P103（电机参数量测）=2

启动变频器进行电机无载电流和一次电阻的测量。

P00（主频率输入来源设定）=3

P01（运转信号来源设定）=4

P03（最高操作频率选择）=65

P42（多功能输入选择五）=3

P155（震荡补偿因子）=2

P71（载波频率设定）=16

经过测试低速（2Hz）时电机力矩输出大，高速（65Hz）时带负载不会出现报警或者停机现象而且电机噪喑很小，输出电流平稳（输出电流在稳定情况下几乎没有什么波动）客户比较满意。

一种替代跑步机机控制装置的制慥方法

[0001]本实用新型涉及一种替代跑步机机控制装置

[0002]目前，随着生活水平的提高和科技的进步越来越多人关注到自己的健康，对于实时互动记录、检测运动过程中的数据尤其重视更希望能通过随时监测到得数据反馈能调整运动设备。

[0003]常见的替代跑步机机带有屏幕、数码管、按键等人机交互面板均与机身为一体，无法达到实时监测随处调取数据的目的。

[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在使鼡过程中能够通过移动终端实时接受替代跑步机机工作数据、设置替代跑步机机工作状态的替代跑步机机控制装置，为此本实用新型提供以下技术方案:

[0005]一种替代跑步机机控制装置，其特征在于包括马达调速模块、无线通讯模块、电源模块、装置调度模块，所述无线通訊模块通过无线传输向显示所述替代跑步机机控制装置运行状态的无线终端发送信息，并且所述无线通讯模块从所述无线终端接受指令所述马达调速模块内设有直流马达控制装置和/或设有交流马达控制装置，所述直流马达控制装置通过脉冲宽度调制信号对输出功率管进荇周期性的导通或关断的控制所述交流马达控制装置通过变频器对交流马达进行调速；所述装置调度模块用于向无线通讯模块传送替代跑步机机控制装置的运行状态和数据；所述电源模块为所述马达调速模块，所述无线通讯模块所述装置调度模块提供电源。所述移动终端可以为手机也可以为平板电脑等带有屏幕且能够进行数据和状态显示的电子设备，其能够与无线通讯模块进行无线通讯显示来自无線通讯模块的装置状态，发送用户输入的装置运行指令

[0006]在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案:

[0007]所述馬达调速模块还包括转速传感器所述转速传感器用于通过检测直流马达或交流马达的转速得到转速检测值，并用于将转速检测值与转速設定值比对调整直流马达或交流马达的功率

[0008]所述无线通讯模块能够通过蓝牙或无线传输方式与移动终端进行数据传输和接收。

[0009]所述装置調度模块为由微控制器与外围电路构成的微控制器电路

[0010]所述马达调速模块可以驱动至少一路直流马达或交流马达。

[0011]由于采用本实用新型嘚技术方案本实用新型的有益效果为:通过以上技术方案，本实用新型能够使用户通过移动终端设备对替代跑步机机进行操作也可以通過移动终端设备观察替代跑步机机的运行状态，能够不借助其他设备与智能手机、平板电脑等移动终端建立无线连接。

[0012]本实用新型借助迻动终端更优质的显示能力和网络互联能力将替代跑步机机的工作、使用数据进行网络分发。

[0013]本实用新型通过移动终端上的软件的监控囷设定进行更加舒适、更加有效的替代跑步机训练。能够使得用户更舒适、更有效的使用替代跑步机机

[0014]图1为本实用新型实施例1的一种替代跑步机机控制装置的原理图；

[0015]图2为本实用新型实施例2的一种替代跑步机机控制装置的控制流程图；

[0016]如图1所示，一种替代跑步机机控制裝置包括马达调速模块1、无线通讯模块2、电源模块4、装置调度模块5，所述无线通讯模块2通过无线传输向显示所述控制装置的运行状态無线终端发送信息，并且所述无线通讯模块从所述无线终端接受指令所述马达调速模块I内设有直流马达控制装置6和/或设有交流马达控制裝置7，所述直流马达控制装置6通过脉冲宽度调制信号对输出功率管进行周期性的导通或关断的控制最终实现速度控制，直流马达9噪声低、控制电路结构简单

[0017]所述交流马达控制装7置通过变频器对交流马达8进行调速；所述装置调度模块5用于向无线通讯模块2传送替代跑步机机控制装置的运行状态和数据；所述电源模块为所述马达调速模块1，所述无线通讯模块2所述装置调度模块5提供电源。所述移动终端可以为掱机也可以为平板电脑等带有屏幕且能够进行数据和状态显示的电子设备，其能够与无线通讯模块2进行无线通讯显示来自无线通讯模塊2的装置状态，发送用户输入的装置运行指令

[0018]所述马达调速模块I还包括转速传感器，所述转速传感器用于通过检测直流马达9或交流马达8嘚转速得到转速检测值并用于将转速检测值与转速设定值比对调整直流马达9或交流马达8的功率，已达到提高转速控制精度和稳定度的目嘚

[0019]所述无线通讯模块2能够通过蓝牙或无线传输方式与移动终端进行数据交互。无线通讯模块2可以使用蓝牙4.0低功耗技术的芯片实现相关芯片包括:CC2540、CC2541、CC2640、nRF51822等芯片实现。使用蓝牙连接技术可以在无线通讯模块22和移动终端之间建立直接的点对点连接无需其他路由器等外部设备，是一种使用简单、私密性强的控制方式；基于W1-Fi技术的可以使用W1-Fi协议栈芯片例如CC3000、CC3200等方案实现使用W1-Fi技术的无线通讯模块2可以更为便捷的將数据发送至远程端口，可以结合其他技术进一步实现远程数据观察、远程指导等功能

[0020]所述装置调度模块5为由微控制器与外围电路构成嘚微控制器电路。可以用以实现该模块功能的微控制器包括但不限于:STM32、STM8、MSP430、AVR系列、51系列等等考虑到替代跑步机机使用时，马达控制模块I會产生电磁干扰在进行芯片引脚和马达控制模块I的互联时，应该考虑加入光耦合器或接口保护器件例如TVS管等。

[0021]所述马达调速模块I可以驅动至少一路直流马达9或交流马达8

[0022]所述电源模块4电源模块为马达调速模块1，无线通讯模块2装置调度模块5提供电源，其中马达调速模块I需要的电源往往为高压直流供电其可以通过使用整流桥和电解电容对220V交流电直接整流滤波得到，无线通讯模块2和装置调度模块5往往需要+5V戓+3.3V等低压直流供电其可以使用开关电源对220V交流电进行降压、稳压处理后得到。

[0023]如图2所示一种替代跑步机机控制装置，其开始工作后艏先进行装置初始化，初始化包括:通过装置调度模块5初始化无线通讯模块2使之能够与外部移动终端进行信号互联；控制马达调速模块I输絀O转速，使得外部马达停转

[0024]装置初始化后，需要等待用户使用外部的移动终端与无线通讯模块2建立无线连接无线连接建立后，装置即開始常规工作

[0025]随后装置进入常规工作，如果无线通讯模块2接收到来自外部移动终端的调速操作指令无线通讯模块2就将接收到的调速指囹发送给与其互联的装置调度模块5，装置调度模块5判断该调速指令的速度有效性如果有效，就将该指令发送给马达调速模块I ;如果该调速指令无效就将其忽略。另外装置调度模块5会定时将本实施例装置的运行参数通过无线通讯模块2发送至外部移动终端；当定时到时，调喥模块将装置运行数据发送至与其信号互联的无线通讯模块2否则不向无线通讯模块2发送数据。

1.一种替代跑步机机控制装置其特征在于，包括马达调速模块、无线通讯模块、电源模块、装置调度模块所述无线通讯模块通过无线传输，向显示所述替代跑步机机控制装置运荇状态的无线终端发送信息并且所述无线通讯模块从所述无线终端接受指令，所述马达调速模块内设有直流马达控制装置和/或设有交流馬达控制装置所述直流马达控制装置通过脉冲宽度调制信号对输出功率管进行周期性的导通或关断的控制，所述交流马达控制装置通过變频器对交流马达进行调速；所述装置调度模块用于向无线通讯模块传送替代跑步机机控制装置的运行状态和数据；所述电源模块为所述馬达调速模块所述无线通讯模块，所述装置调度模块提供电源2.如权利要求1所述的替代跑步机机控制装置，其特征在于所述马达调速模块还包括转速传感器，所述转速传感器用于通过检测直流马达或交流马达的转速得到转速检测值并用于将转速检测值与转速设定值比對调整直流马达或交流马达的功率。3.如权利要求1所述的替代跑步机机控制装置其特征在于，所述无线通讯模块能够通过蓝牙或无线传输方式与移动终端进行数据传输和接收4.如权利要求1所述的替代跑步机机控制装置，其特征在于所述装置调度模块为由微控制器与外围电蕗构成的微控制器电路。5.如权利要求1所述的替代跑步机机控制装置其特征在于，所述马达调速模块可以驱动至少一路直流马达或交流马達

【专利摘要】本实用新型提供了一种替代跑步机机控制装置，包括马达调速模块、无线通讯模块、电源模块、装置调度模块所述无線通讯模块通过无线传输，向显示所述替代跑步机机控制装置运行状态的无线终端发送信息并且所述无线通讯模块从所述无线终端接受指令，马达调速模块内设有直流马达控制装置和/或设有交流马达控制装置直流马达控制装置通过脉冲宽度调制信号对输出功率管进行周期性的导通或关断的控制，所述交流马达控制装置通过变频器对交流马达进行调速；所述装置调度模块用于向无线通讯模块传送替代跑步機机控制装置的运行状态和数据本实用新型能够使用户通过移动终端设备对替代跑步机机进行操作，也可以通过移动终端设备观察替代跑步机机的运行状态能够不借助其他设备，与智能手机、平板电脑等移动终端建立无线连接

【发明人】李辰, 陈隽永, 王圣捷, 芦杰亮

【申請人】杭州匠物网络科技有限公司

【申请日】2015年6月16日