一种基于压力采集系统的交互式设备及交互方法与流程

本发明涉及一种交互式设备及交互方法，尤其是一种基于压力采集系统的交互式设备及交互方法。

背景技术：

1、现有一些健身设备往往功能单一，如跑步机在使用时一般仅具有跑步功能，跑步时的调速需要手动控制，无法根据实际的跑速实时的灵活调整，而且需要手动开关机，如同一段时间内间隔使用频率较高或使用人数较多时较为麻烦；虽然部分机型具有可播放音乐、看视频等具有多种功能的显示屏，然而需要加速或减慢或停止跑步动作时用手操作，且不具有交互性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、兼具健身及交互功能的基于压力采集系统的交互式设备及交互方法。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于压力采集系统的交互式设备，包括受力层、阵列式压力传感器、支撑层、底座、控制模块和执行模块，所述的支撑层固定设置在所述的底座上，所述的阵列式压力传感器固定设置在所述的支撑层上，所述的受力层覆盖设置在所述的阵列式压力传感器上，所述的受力层用于获取外部压力信号并作用于所述的阵列式压力传感器上，所述的阵列式压力传感器用于将接收到的压力信号发送至所述的控制模块，所述的控制模块中预设有多种控制模式，所述的控制模块根据接收到的压力信号对应的传感器点在整个阵列式压力传感器中的排列序号获取对应的位置信息，最终由所述的控制模块根据实时收到的压力信号及位置信息的变化控制所述的执行模块执行当前选择的控制模式下的相应动作。

3、所述的控制模块根据接收到的压力信号及位置信息获取由同一个施力物所在的关联区域的面积和边缘位置信息，再根据关联区域的面积和边缘位置信息获取该关联区域的重心坐标，所述的控制模块根据重心坐标的实时变化生成与当前选择的控制模式对应的控制指令并发送至所述的执行模块，所述的执行模块根据接收到的控制指令执行对应的动作。关联区域通常选择施力物所处的矩形区域，则其中心位置即为重心坐标的位置，通过该点的变化可以执行相对简单的控制指令。

4、所述的受力层为跑步机传送带，所述的执行模块为电机传动机构。充分利用跑步机的本身结构，并且增加了跑步机的交互控制功能，可以做到启动、调速及静止时的交互控制操作。

5、所述的控制模式包括跑步模式，所述的控制模块获取使用者在所述的跑步机传送带上连续行进时左脚对应的在时间上从前至后生成的第一左脚区域重心坐标、第二左脚区域重心坐标、第三左脚区域重心坐标与右脚对应的在时间上从前至后生成的第一右脚区域重心坐标、第二右脚区域重心坐标和第三右脚区域重心坐标，若符合第一左脚区域重心坐标、第一右脚区域重心坐标、第二左脚区域重心坐标、第二右脚区域重心坐标、第三左脚区域重心坐标和第三右脚区域重心坐标交替出现且坐标值逐渐向所述的跑步机传送带的前方，则由所述的控制模块发送启动指令至所述的电机传动机构，所述的电机传动机构开始带动所述的跑步机传送带转动。实现了直接启动运转的功能，无需反复操作开关，使用十分便捷。

6、所述的控制模块对第一个重心坐标与第二个重心坐标在完成交替落下的当前时刻的时间差与完成交替落下的前一时刻的时间差进行比较，若当前时刻的时间差小于前一时刻的时间差并且该状态持续超过设定的加速时长判定阈值，则由所述的控制模块控制所述的电机传动机构执行加速动作，所述的电机传动机构带动所述的跑步机传送带加速转动；若当前时刻的时间差大于前一时刻的时间差并且该状态持续超过设定的减速时长判定阈值，则由所述的控制模块控制所述的电机传动机构执行减速动作，所述的电机传动机构带动所述的跑步机传送带减速转动。能够根据实际跑速调节跑步机传送带的转速，自然适应使用者的实际跑速，无需手动调节。

7、所述的控制模式包括娱乐模式，所述的控制模块根据使用者的左脚区域对应的位置信息在虚拟娱乐界面生成对应的左虚拟互动指示器同时根据使用者的右脚对应的位置信息在虚拟娱乐界面生成对应的右虚拟互动指示器。左虚拟互动指示器、右虚拟互动指示器在虚拟娱乐界面中可以根据实际需要设置多种响应的功能，能够实现点击、拖动、跳跃等多种具体表现。

8、使用上述基于压力采集系统的交互式设备的交互方法，包括以下步骤：

9、步骤1）：使用者初次站上受力层后，阵列式压力传感器多次采集使用者不同朝向的两脚分别对应的关联区域的压力信号并发送至控制模块；

10、步骤2）：控制模块获取同一只脚所对应的关联区域内每个传感器点在多次采集过程中的平均值及该传感器点的位置信息，并记录为该使用者的同一只脚对应的标识模板；

11、步骤3）：当使用者向前行进时，控制模块发送启动指令至电机传动机构，电机传动机构开始带动跑步机传送带转动；

12、步骤4）：当使用者加快跑速时，控制模块控制电机传动机构执行加速动作，电机传动机构带动跑步机传送带加速转动；若使用者降低跑速时，控制模块控制电机传动机构执行减速动作，电机传动机构带动跑步机传送带减速转动；

13、步骤5）：当使用者降低跑速直至停止时，电机传动机构带动跑步机传送带逐渐减速转动并停止；

14、步骤6）：控制模块记录该使用者本次跑步的平均时速和使用时长，并作为与该使用者的标识模板对应的参考跑步方案；

15、步骤7）：当使用者再次站上跑步机传送带时，阵列式压力传感器采集使用者的两脚分别对应的关联区域的压力信号并发送至控制模块，若控制模块检测到本次采集的压力数据和位置信息与已记录的标识模板匹配时则将对应的参考跑步方案展示给使用者；若控制模块未检测到本次采集的压力数据和位置信息与已记录的任一个标识模板匹配，则返回步骤1）重复执行。方便记录不同使用者的运动习惯，供使用者在下次运动时直接以习惯的方案进行跑步运动。

16、与现有技术相比，本发明的优点在于通过受力层获取外部压力并作用于阵列式压力传感器上，阵列式压力传感器用于将接收到的压力信号发送至控制模块，控制模块中预设有多种控制模式，控制模块根据接收到的压力信号对应的传感器点在整个阵列式压力传感器中的排列序号获取对应的位置信息，最终由控制模块根据实时收到的压力信号及位置信息的变化控制执行模块执行当前选择的控制模式下的相应动作，利用阵列式压力传感器实现了交互控制，可用于跑步机及特制的控制垫板上，其中控制模式可以为跑步模式及娱乐模式，结构简单，在健身的同时兼具交互功能，增加使用体验。

技术特征：

1.一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于包括受力层、阵列式压力传感器、支撑层、底座、控制模块和执行模块，所述的支撑层固定设置在所述的底座上，所述的阵列式压力传感器固定设置在所述的支撑层上，所述的受力层覆盖设置在所述的阵列式压力传感器上，所述的受力层用于获取外部压力信号并作用于所述的阵列式压力传感器上，所述的阵列式压力传感器用于将接收到的压力信号发送至所述的控制模块，所述的控制模块中预设有多种控制模式，所述的控制模块根据接收到的压力信号对应的传感器点在整个阵列式压力传感器中的排列序号获取对应的位置信息，最终由所述的控制模块根据实时收到的压力信号及位置信息的变化控制所述的执行模块执行当前选择的控制模式下的相应动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于所述的控制模块根据接收到的压力信号及位置信息获取由同一个施力物所在的关联区域的面积和边缘位置信息，再根据关联区域的面积和边缘位置信息获取该关联区域的重心坐标，所述的控制模块根据重心坐标的实时变化生成与当前选择的控制模式对应的控制指令并发送至所述的执行模块，所述的执行模块根据接收到的控制指令执行对应的动作。

3.根据权利要求2所述的一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于所述的受力层为跑步机传送带，所述的执行模块为电机传动机构。

4.根据权利要求3所述的一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于所述的控制模式包括跑步模式，所述的控制模块获取使用者在所述的跑步机传送带上连续行进时左脚对应的在时间上从前至后生成的第一左脚区域重心坐标、第二左脚区域重心坐标、第三左脚区域重心坐标与右脚对应的在时间上从前至后生成的第一右脚区域重心坐标、第二右脚区域重心坐标和第三右脚区域重心坐标，若符合第一左脚区域重心坐标、第一右脚区域重心坐标、第二左脚区域重心坐标、第二右脚区域重心坐标、第三左脚区域重心坐标和第三右脚区域重心坐标交替出现且坐标值逐渐向所述的跑步机传送带的前方，则由所述的控制模块发送启动指令至所述的电机传动机构，所述的电机传动机构开始带动所述的跑步机传送带转动。

5.根据权利要求4所述的一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于所述的控制模块对第一个重心坐标与第二个重心坐标在完成交替落下的当前时刻的时间差与完成交替落下的前一时刻的时间差进行比较，若当前时刻的时间差小于前一时刻的时间差并且该状态持续超过设定的加速时长判定阈值，则由所述的控制模块控制所述的电机传动机构执行加速动作，所述的电机传动机构带动所述的跑步机传送带加速转动；若当前时刻的时间差大于前一时刻的时间差并且该状态持续超过设定的减速时长判定阈值，则由所述的控制模块控制所述的电机传动机构执行减速动作，所述的电机传动机构带动所述的跑步机传送带减速转动。

6.根据权利要求3所述的一种基于压力采集系统的交互式设备，其特征在于所述的控制模式包括娱乐模式，所述的控制模块根据使用者的左脚区域对应的位置信息在虚拟娱乐界面生成对应的左虚拟互动指示器同时根据使用者的右脚对应的位置信息在虚拟娱乐界面生成对应的右虚拟互动指示器。

7.使用如权利要求5所述的基于压力采集系统的交互式设备的交互方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于压力采集系统的交互式设备及交互方法，特点是通过受力层获取外部压力信号并作用于阵列式压力传感器上，阵列式压力传感器用于将接收到的压力信号发送至控制模块，控制模块中预设有多种控制模式，控制模块根据接收到的压力信号对应的传感器点在整个阵列式压力传感器中的排列序号获取对应的位置信息，最终由控制模块根据实时收到的压力信号及位置信息的变化控制执行模块执行当前选择的控制模式下的相应动作，优点是利用阵列式压力传感器实现了交互控制，可用于跑步机及特制的控制垫板上，其中控制模式可以为跑步模式及娱乐模式，结构简单，功能丰富。技术研发人员：孟秋华,于艳丽受保护的技术使用者：宁波欣动科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17