基于蓝牙技术连接电动压腿器械的设计(附件)【字数：8313】
摘 要本论文旨在设计一款基于蓝牙技术连接电动压腿器械，电动压腿器械由若干硬件组成，涉及蓝牙技术、PIC单片机、电动推杆等知识。主要功能在于通过移动终端控制压腿器械高度升降，即移动终端经由蓝牙通讯与蓝牙数据接口、蓝牙串口模块建立连接，再通过串口连接到电动压腿器械的主控（PIC单片机），电机驱动板接收PIC单片机的控制信号并转变成相关驱动信号及功率放大，电机驱动板发出驱动信号至交流电机式伸缩杆进而控制压腿器械高度的升降。设计从概述、总体设计、具体实施方式顺序进行。本次毕业设计在于解决传统压腿器械高度不能智能调节的问题，增加人机交互及人性化设计来提升用户体验，同时迎合5G新生时代，满足人们对智能产品互联互控需求。
目 录
一、概述 1
（一）选题背景 1
（二）国内外研究现状 1
（三）研究目的及意义 2
二、系统总体设计 3
（一）电动压腿器械设计内容 3
（二）电动压腿器械硬件设计 4
1．操控面板 4
2．横向圆形固定孔、销钉、T型实木圆盘 5
3．固定孔长度及分布 5
4．铝合金上下管连接 6
5．Y型腕托设计 7
6．PIC单片机 7
（三）功能模块设计 8
1．蓝牙模块建立连接步骤 8
2．计时模块工作流程 9
3．语音提示模块工作流程 10
4．单片机控制流程 10
三、具体实施方式 11
四、结论 16
五、致 谢 17
课题设计已取得的成果 18
参考文献 19
一、概述
（一）选题背景
随着5G时代的到来，现代化生活节奏的加快，在繁忙工作之余，健身成为越来越多人追求的体育运动项目，健身器械近年来发展快速取决于技术创新，技术创新层面在于材料、工艺设计的进步、及单片机和计算机科学技术应用于健身器械的研究。本课题研究的是体育运动器材中的一种，压腿器。众所周知，压腿运动可以热身和拉伸筋骨，是痛快锻炼的推进器。压腿运动是舞蹈及武术练习的基本功，它可以对练习者的肌肉和骨骼进行有效的保护，也 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
可在伤病的预防上起较大作用。在5G时代的到来，万物互联，传统的压腿器材其高度不能智能调节、缺少智能化模块，已经不能满足人们对智能体育健身器械的需求。所以本论文选题是《基于蓝牙技术连接智能压腿器械的设计》。
（二）国内外研究现状
其一为固定于地面上的高低压腿杠，高低杠高度固定，且不可进行调节；由于身高的不同，压腿运动时会造成不同的结果。其一、压腿高度比使用者高出过多，则会导致使用者感到吃力；其二、压腿高度低于使用者需求，则导致压腿的效果得不到满足，如图11所示。
图11 高低压腿杠
其二为落地固定式可升降舞蹈把杆，该产品设计有效解决了固定于地面上的高低压腿杠高度不能调节的问题。落地固定式可升降舞蹈把杆在功能上也存在一些不足：一、不可远距离调节其压腿高度；二、不可在压腿过程中，直接进行高度调节，当调节其高度时，须终止压腿动作把脚腕从杠杆上放下，再进行高度的调整；三、杠杆和脚腕的接触不符合人体机理的构造，使压腿时脚腕产生硌痛感。再则也缺少智能模块，如压腿计时和语音提醒等模块，如图12所示。
图12 地固定式可升降舞蹈把杆
（三）研究目的及意义
本论文《基于蓝牙技术连接电动压腿器械的设计》是对传统压腿器械高低杠和落地固定式舞蹈把杆在功能不足的改进和补充，以解决传统压腿器材高度无法智能调节的问题。研究的目的在于设计一种方便人们可智能调节高度的压腿器械，解决传统压腿器械功能上存在的不足，设计中增设有若干功能模块，如压腿计时、语音提示模块以满足压腿时间制定，达成压腿预定时间则语音提示压腿者已完成本次运动目标，使压腿运动不在是枯燥的运动；压腿者在压腿时，即可在移动终端通过蓝牙模块连接电动压腿器械，控制其高度升降，增加了人机交互，从而提升用户体验感。意义，在5G时代，满足万物互联需求，使压腿器械智能化，符合时代发展需求。
二、系统总体设计
（一）电动压腿器械设计内容
基于蓝牙技术连接电动压腿器械主要由电动压腿器械端、移动终端两部分组成。基于蓝牙技术连接电动压腿器械由PIC单片机、电动推杆、继电器、电源、铝合金上管、铝合金下管、铝合金实心底座、电机驱动板、T型实木圆盘、Y型腕托、若干电路等硬件构成。
文中涉及的铝合金下管固接与铝合金实心底座上；铝合金上管内置于铝合金下管内部，且铝合金上管底部不可从铝合金下管顶部抽出；铝合金上管顶部圆心设有竖向圆柱形固定孔，起安装T型实木圆盘的作用；T型实木圆盘盘面均匀设有五个竖向圆柱形固定孔，起安装Y型腕托作用。移动终端经由蓝牙通讯与蓝牙数据接口、蓝牙串口模块建立连接，再通过串口连接到智能电动压腿器械的主控（PIC单片机），PIC单片机接收压腿器械使用者发送的相关指令；PIC单片机安放在铝合金下管底部，且和电机驱动板电性连接，PIC单片机接收到的相关指令转变为相关控制信号，电机驱动板接收PIC单片机发出的控制信号转变成相应的驱动信号和功率放大作用在电动推杆上，电动推杆产生相关动作使压腿器械产生高度的升降；电动推杆内置于铝合金下管底部，电动推杆和电机驱动板电性连接，且电动推杆顶端与铝合金上管底端固连。在电动推杆升降时，即可实现电动压腿器械高度升降。单片机通过继电器与电源相连，继电器起保护电路安全作用以及为整个装置提供所需工作电源。
电动压腿器械使用人员可通过两种方法控制压腿器高度升降，第一种方法：通过压腿器械下管表面的操作面板（显示调节装置）上相关高度选择按钮控制其高度升降；第二种方法：使用者在移动终端APP发出相关手势操作控制指令，经由蓝牙通讯与蓝牙数据接口、蓝牙串口模块建立连接，再通过串口连接到智能电动压腿器械的主控（PIC单片机），电机驱动板把接收到PIC单片机的控制信号转变成对应的驱动信号，再由电机驱动板发出的驱动信号控制交流电机式伸缩杆的伸缩进而控制该压腿器械高度的升降，如图27所示。
目 录
一、概述 1
（一）选题背景 1
（二）国内外研究现状 1
（三）研究目的及意义 2
二、系统总体设计 3
（一）电动压腿器械设计内容 3
（二）电动压腿器械硬件设计 4
1．操控面板 4
2．横向圆形固定孔、销钉、T型实木圆盘 5
3．固定孔长度及分布 5
4．铝合金上下管连接 6
5．Y型腕托设计 7
6．PIC单片机 7
（三）功能模块设计 8
1．蓝牙模块建立连接步骤 8
2．计时模块工作流程 9
3．语音提示模块工作流程 10
4．单片机控制流程 10
三、具体实施方式 11
四、结论 16
五、致 谢 17
课题设计已取得的成果 18
参考文献 19
一、概述
（一）选题背景
随着5G时代的到来，现代化生活节奏的加快，在繁忙工作之余，健身成为越来越多人追求的体育运动项目，健身器械近年来发展快速取决于技术创新，技术创新层面在于材料、工艺设计的进步、及单片机和计算机科学技术应用于健身器械的研究。本课题研究的是体育运动器材中的一种，压腿器。众所周知，压腿运动可以热身和拉伸筋骨，是痛快锻炼的推进器。压腿运动是舞蹈及武术练习的基本功，它可以对练习者的肌肉和骨骼进行有效的保护，也 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
可在伤病的预防上起较大作用。在5G时代的到来，万物互联，传统的压腿器材其高度不能智能调节、缺少智能化模块，已经不能满足人们对智能体育健身器械的需求。所以本论文选题是《基于蓝牙技术连接智能压腿器械的设计》。
（二）国内外研究现状
其一为固定于地面上的高低压腿杠，高低杠高度固定，且不可进行调节；由于身高的不同，压腿运动时会造成不同的结果。其一、压腿高度比使用者高出过多，则会导致使用者感到吃力；其二、压腿高度低于使用者需求，则导致压腿的效果得不到满足，如图11所示。
图11 高低压腿杠
其二为落地固定式可升降舞蹈把杆，该产品设计有效解决了固定于地面上的高低压腿杠高度不能调节的问题。落地固定式可升降舞蹈把杆在功能上也存在一些不足：一、不可远距离调节其压腿高度；二、不可在压腿过程中，直接进行高度调节，当调节其高度时，须终止压腿动作把脚腕从杠杆上放下，再进行高度的调整；三、杠杆和脚腕的接触不符合人体机理的构造，使压腿时脚腕产生硌痛感。再则也缺少智能模块，如压腿计时和语音提醒等模块，如图12所示。
图12 地固定式可升降舞蹈把杆
（三）研究目的及意义
本论文《基于蓝牙技术连接电动压腿器械的设计》是对传统压腿器械高低杠和落地固定式舞蹈把杆在功能不足的改进和补充，以解决传统压腿器材高度无法智能调节的问题。研究的目的在于设计一种方便人们可智能调节高度的压腿器械，解决传统压腿器械功能上存在的不足，设计中增设有若干功能模块，如压腿计时、语音提示模块以满足压腿时间制定，达成压腿预定时间则语音提示压腿者已完成本次运动目标，使压腿运动不在是枯燥的运动；压腿者在压腿时，即可在移动终端通过蓝牙模块连接电动压腿器械，控制其高度升降，增加了人机交互，从而提升用户体验感。意义，在5G时代，满足万物互联需求，使压腿器械智能化，符合时代发展需求。
二、系统总体设计
（一）电动压腿器械设计内容
基于蓝牙技术连接电动压腿器械主要由电动压腿器械端、移动终端两部分组成。基于蓝牙技术连接电动压腿器械由PIC单片机、电动推杆、继电器、电源、铝合金上管、铝合金下管、铝合金实心底座、电机驱动板、T型实木圆盘、Y型腕托、若干电路等硬件构成。
文中涉及的铝合金下管固接与铝合金实心底座上；铝合金上管内置于铝合金下管内部，且铝合金上管底部不可从铝合金下管顶部抽出；铝合金上管顶部圆心设有竖向圆柱形固定孔，起安装T型实木圆盘的作用；T型实木圆盘盘面均匀设有五个竖向圆柱形固定孔，起安装Y型腕托作用。移动终端经由蓝牙通讯与蓝牙数据接口、蓝牙串口模块建立连接，再通过串口连接到智能电动压腿器械的主控（PIC单片机），PIC单片机接收压腿器械使用者发送的相关指令；PIC单片机安放在铝合金下管底部，且和电机驱动板电性连接，PIC单片机接收到的相关指令转变为相关控制信号，电机驱动板接收PIC单片机发出的控制信号转变成相应的驱动信号和功率放大作用在电动推杆上，电动推杆产生相关动作使压腿器械产生高度的升降；电动推杆内置于铝合金下管底部，电动推杆和电机驱动板电性连接，且电动推杆顶端与铝合金上管底端固连。在电动推杆升降时，即可实现电动压腿器械高度升降。单片机通过继电器与电源相连，继电器起保护电路安全作用以及为整个装置提供所需工作电源。
电动压腿器械使用人员可通过两种方法控制压腿器高度升降，第一种方法：通过压腿器械下管表面的操作面板（显示调节装置）上相关高度选择按钮控制其高度升降；第二种方法：使用者在移动终端APP发出相关手势操作控制指令，经由蓝牙通讯与蓝牙数据接口、蓝牙串口模块建立连接，再通过串口连接到智能电动压腿器械的主控（PIC单片机），电机驱动板把接收到PIC单片机的控制信号转变成对应的驱动信号，再由电机驱动板发出的驱动信号控制交流电机式伸缩杆的伸缩进而控制该压腿器械高度的升降，如图27所示。
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