1.本实用新型涉及步速检测技术领域，尤其涉及一种步速检测装置。
背景技术：
2.随着科技的发展和人们的健康意识的增强，健身逐渐成为热点，跑步健身是人们普遍选择的健身形式之一，其中，跑步机或者vr体验设备逐渐成为健身的主流设备。
3.但是，现有的跑步机种类繁多，跑步机的变速问题一直是困扰跑步者的主要问题，在进行跑步机变速时，如何获取跑步者现有的步速数据至关重要，而在vr设备佩戴过程，跑步者现有的步速的检测将会严重影响在体验过程中是否会产生眩晕，影响体感舒适感；以跑步机现有的步速检测装置，例如申请号为201721562675.0名称为一种应用于跑步机的步速检测装置来说，普遍存在结构复杂，需要绑缚佩戴等多个步骤，并且随着用户使用时动作幅度的差异，检测出来的结果也存在不同，检测精度低、误差大。
4.因此，本申请为了解决上述问题，提供一种步速检测装置，可以普遍适用于跑步机或vr设备等多种需要步速检测的场景。
技术实现要素：
5.因此，本实用新型的目的在于提供一种步速检测装置，采用回弹式压力传感器与采集电路，采集人体运动时的脚步压力值，实现步速的检测。
6.为了实现上述目的，本实用新型的一种步速检测装置，包括采集模块和mcu处理模块；所述采集模块包括阵列设置的多个回弹式压力传感器和采集电路；所述mcu处理模块与采集电路的输出端连接；
7.所述回弹式压力传感器由高分子橡胶、填充于橡胶内的导电填料、粘贴于橡胶两侧的电极片、以及导线构成，所述导线的一端与电极片焊接，另一端则与采集电路焊接。
8.进一步优选的，每个回弹式压力传感器的信号输出端连接采集电路的输入端；所述采集电路采用迟滞电压比较电路，包括比较器、第一参考电阻和第二参考电阻；所述压力传感器的输出端连接比较器的反相输入端，所述比较器的正相输入端连接第一参考电阻的一端和第二参考电阻的一端；所述第一参考电阻的另一端连接参考电压；所述第二参考电阻的另一端连接输出端。
9.进一步优选的，所述高分子橡胶采用导电硅橡胶，所述导电填料采用炭黑颗粒，所述电极片采用钢片。
10.进一步优选的，所述高分子橡胶的尺寸为：长度145mm、宽度22mm、厚度2.3mm。
11.进一步优选的，所述电极片的尺寸为：长度115mm、宽度10mm。
12.进一步优选的，多个所述回弹式压力传感器采用2列11行排列，每列中相邻两个压力传感器之间的间隔距离为7.5cm。
13.进一步优选的，所述阵列设置的多个回弹式压力传感器，嵌入非导电型橡胶垫中。
14.本申请公开的步速检测装置，相比于现有技术至少具有以下优点：
15.1、本申请中采用回弹式压力传感器与采集电路，采集人体运动时的脚步压力值，实现步速数据的检测，利用回弹式压力传感器的快速回弹恢复，满足步速检测时，检测频次的需要。
16.2、本申请中将多个阵列设置的多个回弹式压力传感器嵌入在非导电型橡胶垫中，通过用户穿戴或者铺设的形式进行步速检测，相比与现有技术中通过绑缚或安装在其他设备上的形式更为简便。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的步速检测装置的结构示意图。
18.图2为本实用新型提供的采样电路的电路结构示意图。
具体实施方式
19.以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
20.如图1所示，本实用新型一方面实施例提供的一种步速检测装置，包括采集模块和mcu处理模块；所述采集模块包括阵列设置的多个回弹式压力传感器和采集电路；所述mcu处理模块与采集电路的输出端连接；
21.所述回弹式压力传感器由高分子橡胶、填充于橡胶内的导电填料、粘贴于橡胶两侧的电极片、以及导线构成，所述导线的一端与电极片焊接，另一端则与采集电路焊接。
22.所述高分子橡胶采用导电硅橡胶，所述导电填料采用炭黑颗粒，所述电极片采用钢片。
23.所述高分子橡胶的尺寸为：长度145mm、宽度22mm、厚度2.3mm。
24.所述电极片的尺寸为：长度115mm、宽度10mm。
25.在本申请中，现有的压力传感器中，通常是人体站立在压力传感器上稳定之后才会形成采集数据；而要检测步速则需要捕捉瞬时脚底压力，压力传感器能迅速回弹，而本申请中通过将导电填料，填充在橡胶中，并将电极片连接导电填料后固定在橡胶两侧，利用跑步时，脚底给橡胶带来的瞬时压力，借助橡胶的延展力，捕捉瞬时压力；并在压力解除时，瞬时恢复，实现了瞬时脚底压力值的捕捉。由现有技术可知，人类百米运动极限速度下，每步间隔大约为228ms；而本申请中压力传感器的回弹恢复时间在60ms-160ms之间，小于人类最快脚步间隔时间。由此说明：本实施例中所提供的压力传感器受压后回弹恢复时间能满足步速检测的频次需要。
26.本申请中，每次采集脚底压力后，经由采集电路发送至mcu处理器，mcu处理器将采集的数据，上传至上位机，利用上位机对采集数据进行计算，根据相邻两次，采集的时间以及用户的平均步幅大小计算步速。
27.如图2所示，每个回弹式压力传感器的信号输出端连接采集电路的输入端vin；所述采集电路采用迟滞电压比较电路，包括比较器、第一参考电阻rf1和第二参考电阻rf2；所述回弹式压力传感器的输出端连接比较器u1a的反相输入端，所述比较器u1a的正相输入端连接第一参考电阻rf1的一端和第二参考电阻rf2的一端；所述第一参考电阻rf1的另一端连接参考电压；所述第二参考电阻rf2的另一端连接输出端。
28.多个所述回弹式压力传感器采用2列11行排列，每列中相邻两个压力传感器之间
的间隔距离为7.5cm。
29.所述阵列设置的多个回弹式压力传感器，嵌入非导电型橡胶垫中。
30.其中，比较器的型号为lm339，用户脚部踏上压力传感器时，迟滞电压比较电路的比较器u1a的反相输入端低电平，输出高电平；用户脚部未踏上压力传感器时，迟滞电压比较电路的比较器u1a的反相输入端输入高电平，输出低电平。
31.显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种步速检测装置，其特征在于：包括采集模块和mcu处理模块；所述采集模块包括阵列设置的多个回弹式压力传感器和采集电路；所述mcu处理模块与采集电路的输出端连接；所述回弹式压力传感器由高分子橡胶、填充于橡胶内的导电填料、粘贴于橡胶两侧的电极片、以及导线构成，所述导线的一端与电极片焊接，另一端则与采集电路焊接。2.根据权利要求1所述的步速检测装置，其特征在于：每个回弹式压力传感器的信号输出端连接采集电路的输入端；所述采集电路采用迟滞电压比较电路，包括比较器、第一参考电阻和第二参考电阻；所述回弹式压力传感器的输出端连接比较器的反相输入端，所述比较器的正相输入端连接第一参考电阻的一端和第二参考电阻的一端；所述第一参考电阻的另一端连接参考电压；所述第二参考电阻的另一端连接输出端。3.根据权利要求1所述的步速检测装置，其特征在于：所述高分子橡胶采用导电硅橡胶，所述导电填料采用炭黑颗粒，所述电极片采用钢片。4.根据权利要求1所述的步速检测装置，其特征在于：所述高分子橡胶的尺寸为：长度145mm、宽度22mm、厚度2.3mm。5.根据权利要求1所述的步速检测装置，其特征在于：所述电极片的尺寸为：长度115mm、宽度10mm。6.根据权利要求1所述的步速检测装置，其特征在于：多个所述回弹式压力传感器采用2列11行排列，每列中相邻两个压力传感器之间的间隔距离为7.5cm。7.根据权利要求6所述的步速检测装置，其特征在于：所述阵列设置的多个回弹式压力传感器，嵌入非导电型橡胶垫中。
技术总结
本实用新型公开了一种步速检测装置，包括采集模块和mcu处理模块；所述采集模块包括阵列设置的多个回弹式压力传感器和采集电路；所述mcu处理模块与采集电路的输出端连接；所述回弹式压力传感器由高分子橡胶、填充于橡胶内的导电填料、粘贴于橡胶两侧的电极片、以及导线构成，所述导线的一端与电极片焊接，另一端则与采集电路焊接。本申请中采用回弹式压力传感器与采集电路，采集人体运动时的脚步压力值，实现步速数据的检测，利用回弹式压力传感器的快速回弹恢复，满足步速检测时，检测频次的需要。的需要。的需要。
技术研发人员：沈振乾 赵鹏驰 董佳乐
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/7/28