CN103766231B - 一种宠物健身装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宠物健身装置及其控制方法。该装置包括健身车和信号发射器，健身车包括呈圆饼状的底座，底座的顶部设有呈半球形的罩体，底座的侧壁上设有若干个超声波收发一体探头，底座上还设有按键和声音输出模块，底座底部设有驱动机构，底座底部还设有若干个活动脚轮，底座内设有中央处理单元、电源模块、无线接收模块和检测第二驱动电机工作电流的电流传感器。该控制方法通过超声波收发一体探头检测宠物和障碍物的位置，通过查表的方法确定第二驱动电机的转轴应该转到的角度，使健身车朝着远离宠物和障碍物的方向运动。本发明具有很强的趣味性，容易引起宠物的兴趣，宠物通过与健身车互动达到很好的健身效果。

Description

一种宠物健身装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及宠物健身技术领域，尤其涉及一种宠物健身装置及其控制方法。

背景技术

当前，不少宠物（狗，猫等）过于肥胖，需要一种健身装置，特别是在国外，主人一般将宠物当作孩子来看待，特别重视他们的健康状况，因此，过于肥胖的宠物有减肥的需要。现有的宠物健身装置存在功能单一，互动性不强，趣味性不够等缺点。

中国专利公开号CN101796926，公开日2010年8月11日，发明的名称为多功能宠物健身辅助笼，该申请案公开了一种多功能宠物健身辅助笼，它由上框架和可以从上框架分离开的活动底座组成，两者的底部皆安装有四个万向轮，其中，活动底座上部安装有承载宠物的底网，其下部可插入存放宠物粪便的承接板，上框架的前侧开有主门，其左侧开有副门，且副门可以围绕合页向上翻转，使用时，打开副门将上框架从活动底座上推离至跑步机上即可，使用方便。其不足之处是，该宠物健身装置互动性不强，缺乏趣味性，很难引起宠物的兴趣，宠物健身的积极性不高，从而影响健身效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有宠物健身装置互动性不强，缺乏趣味性，很难引起宠物的兴趣，宠物健身的积极性不高，从而影响健身效果的技术问题，提供了一种宠物健身装置及其控制方法，其具有很强的趣味性，容易引起宠物的兴趣，宠物通过与健身车互动达到很好的健身效果。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种宠物健身装置，包括健身车和能发射无线信号的信号发射器，所述健身车包括呈圆饼状的底座，所述底座的顶部设有呈半球形的罩体，所述罩体包括固定罩和活动罩，所述固定罩与底座固定连接，所述底座内设有驱动活动罩转动的第一驱动电机，所述底座的侧壁上等间距设有若干个超声波收发一体探头，所述底座上还设有按键和声音输出模块，所述底座底部的中心位置设有驱动机构，所述驱动机构包括固定脚轮、驱动固定脚轮转动的第二驱动电机以及带动固定脚轮水平旋转的方向电机，所述方向电机的转轴上设有角度传感器，所述底座底部还设有若干个活动脚轮，所述底座内设有中央处理单元、电源模块、无线接收模块和检测第二驱动电机工作电流的电流传感器，所述中央处理单元分别与第一驱动电机、超声波收发一体探头、按键、声音输出模块、第二驱动电机、方向电机、角度传感器、电源模块、无线接收模块和电流传感器电连接。

在本技术方案中，信号发射器佩戴在需要健身的宠物身上，信号发射器能够发射带有特定编码数据的无线信号。健身车的罩体内放有宠物的食物，固定罩和活动罩都是透明的，宠物可透过罩体看到里面的食物。

用户通过按下按键启动健身车工作，中央处理器单元控制声音输出模块工作，声音输出模块发出预先设定的特殊声音（如零食塑料包装袋发出的“簌、簌”声），吸引宠物注意。当宠物被声音输出模块发出的声音吸引，走向健身车时，健身车的无线接收模块接收到信号发射器发出的特定编码数据，中央处理单元读取接收到的特定编码数据的信号强度值，并将该信号强度值换算成对应的距离值，该距离值为宠物与健身车之间的距离。

当宠物与健身车之间的距离小于预先设定的启动距离D1时，中央处理单元控制所有超声波收发一体探头工作，所有超声波收发一体探头同时发出超声波信号，在预先设定的等待时间T1内，如果有超声波收发一体探头接收到反射信号，中央处理单元判断接收到反射信号的超声波收发一体探头的检测区域有宠物或障碍物。接着中央处理单元控制方向电机转动，将固定脚轮转动一定角度，使健身车在固定脚轮转动时向着远离这些区域的方向运动。然后中央处理单元控制第二驱动电机工作，第二驱动电机驱动固定脚轮转动，健身车运动，远离宠物或障碍物所在区域。

中央处理单元通过电流传感器检测第二驱动电机的工作电流，当检测的电流值大于等于设定的电流值M时，中央处理单元判断第二驱动电机堵转，中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，接着中央处理单元通过无线接收模块接收宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号并根据信号强度值计算出健身车与宠物之间的距离。如果健身车与宠物之间的距离小于等于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是宠物抓住健身车引起的，中央处理单元控制第一驱动电机转动，第一驱动电机带动活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物，声音输出模块停止工作；如果无线接收模块没有接收到宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号或者健身车与宠物之间的距离大于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是障碍物阻挡引起的，活动罩不打开，声音输出模块发出报警声，提醒用户处理。

作为优选，所述底座上还设有显示屏，所述显示屏与中央处理单元电连接。显示屏可显示电源模块的电量，健身车持续工作时间，宠物成功捕获健身车次数等信息。

作为优选，所述底座上还设有USB接口，所述USB接口与中央处理单元电连接。计算机可通过USB接口与中央处理单元通信，用户可通过计算机设定健身车的工作参数，也可将健身车的运行数据读取到计算机内进行分析统计。

作为优选，每个超声波收发一体探头的上方对应设有一个LED灯，所述中央处理单元与LED灯电连接。LED灯闪烁发出各种不同颜色的光，以吸引宠物的注意。

作为优选，所述第二驱动电机的转轴上设有转速传感器，所述转速传感器与中央处理单元电连接。转速传感器检测固定脚轮的转速，并将其发送到中央处理单元，中央处理单元根据固定脚轮的转速、固定脚轮的尺寸及固定脚轮的转动时间计算出健身车的行程，如果行程超过预先设定的行程上限N，则中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，健身车不移动，活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物，防止宠物过量运动且没有进食，保证了宠物的健康。

作为优选，所述底座内还设有PWM模块，所述中央处理单元通过PWM模块与第二驱动电机电连接。中央处理单元通过PWM模块控制第二驱动电机的功率，从而控制固定脚轮的转速，当宠物与健身车距离较近时提高固定脚轮的转速，当宠物与健身车距离较远时降低固定脚轮的转速，即保证了宠物不容易抓到健身车，也防止健身车离宠物较远使宠物失去兴趣。

作为优选，所述信号发射器包括控制芯片、无线发射模块、控制开关和电池，所述控制芯片分别与无线发射模块、控制开关和电池电连接。

本发明的一种宠物健身装置的控制方法，适用于上述的一种宠物健身装置，所述的超声波收发一体探头的数量为6个，按顺时针方向将6个超声波收发一体探头编为1号探头、2号探头、3号探头、4号探头、5号探头和6号探头，当角度传感器测得的方向电机转轴角度值为0度时健身车的运动方向为底座圆心指向1号探头的方向，方向电机的转轴顺时针转动时角度传感器测得的角度值变大，其特征在于包括以下步骤：

S1：系统初始化，中央处理单元通过角度传感器检测方向电机转轴当前的角度值并记录，中央处理器单元控制声音输出模块工作，声音输出模块发出声音吸引宠物；

S2：中央处理单元控制无线接收模块工作，如果无线接收模块接收到无线数据则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3：中央处理单元控制第二驱动电机不工作，接着执行步骤S2；

S4：中央处理单元判断接收到的数据和预先存储的唯一编码数据是否一致，如果是则执行步骤S5，否则执行步骤S3；

S5：中央处理单元读取该无线数据的信号强度值，并将该信号强度值换算成对应的距离值，该距离值为宠物与健身车之间的距离，中央处理单元判断该距离值是否大于设定的启动距离D1，如果是则执行步骤S2，否则执行步骤S6；

S6：中央处理单元控制6个超声波收发一体探头工作，6个超声波收发一体探头同时发出超声波信号，在预先设定的等待时间T1内，如果有超声波收发一体探头接收到反射信号，则执行步骤S7，否则执行步骤S2；

S7：中央处理单元判断接收到反射信号的超声波收发一体探头的检测区域有宠物或障碍物，接着中央处理单元控制方向电机转动，将固定脚轮转动一定角度，控制第二驱动电机工作，第二驱动电机驱动固定脚轮转动，健身车运动，远离宠物或障碍物所在区域；

S8:中央处理单元通过电流传感器检测第二驱动电机的工作电流，如果检测的电流值大于等于设定的电流值M，中央处理单元判断第二驱动电机堵转，执行步骤S9，如果检测的电流值小于设定的电流值M则执行步骤S2；

S9：中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，接着中央处理单元通过无线接收模块接收宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号并根据信号强度值计算出健身车与宠物之间的距离，如果健身车与宠物之间的距离小于等于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是宠物抓住健身车引起的，中央处理单元控制控制第一驱动电机转动，第一驱动电机带动活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物，声音输出模块停止工作；如果健身车与宠物之间的距离大于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是障碍物阻挡引起的，活动罩不打开，声音输出模块发出报警声。

作为优选，在执行步骤S2至S9的过程中，转速传感器检测固定脚轮的转速，并将其发送到中央处理单元，中央处理单元根据固定脚轮的转速、固定脚轮的尺寸以及固定脚轮的转动时间计算出健身车的行程，如果行程超过预先设定的行程上限N，则中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，健身车不移动，活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物。

作为优选，健身车启动后初次运动时PWM模块输出波形的占空比为50%，第二驱动电机以50%功率工作，所述步骤S8中在检测的电流值小于设定的电流值M情况下执行步骤S2之前先执行以下步骤：中央处理单元在预设的时间T2内按一定采样周期Ts采集宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号强度，计算每个采集到的无线信号强度对应的距离值，取这些距离值的平均值，获得宠物与健身车之间的平均距离D3，接着中央处理单元将平均距离D3与启动距离D1比较，如果平均距离D3大于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比减小，如果平均距离D3等于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比不变，如果平均距离D3小于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比增大。

本发明的实质性效果是：（1）具有很强的趣味性，容易引起宠物的兴趣，宠物通过与健身车互动达到很好的健身效果。（2）当健身车的行程达到一定值时，健身车停止运动，活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物，合理的控制宠物的运动量，防止宠物因过量运动且没有及时进食而危害健康。（3）合理控制健身车的运动速度，即保证了宠物不容易抓到健身车，也防止健身车离宠物较远使宠物失去兴趣。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的爆炸图；

图3是本发明的一种电路原理链接框图；

图4是1号探头接收到反射信号时健身车的运动示意图；

图5是1、2号探头接收到反射信号时健身车的运动示意图；

图6是1、2、3号探头接收到反射信号时健身车的运动示意图；

图7是1、3、5号探头接收到反射信号时健身车的运动示意图；

图8是1、2、3、4号探头接收到反射信号时健身车的运动示意图。

图中：1、健身车，2、信号发射器，3、底座，4、固定罩，5、活动罩，6、第一驱动电机，7、超声波收发一体探头，8、按键，9、声音输出模块，10、固定脚轮，11、第二驱动电机，12、方向电机，13、角度传感器，14、活动脚轮，15、中央处理单元，16、电源模块，17、无线接收模块，18、电流传感器，19、显示屏，20、USB接口，21、LED灯，22、转速传感器，23、PWM模块，24、控制芯片，25、无线发射模块，26、控制开关，27、电池。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明的一种宠物健身装置，如图1、图2、图3所示，包括健身车1和能发射无线信号的信号发射器2，健身车1包括呈圆饼状的底座3，底座3的顶部设有呈半球形的罩体，罩体包括固定罩4和活动罩5，固定罩4与活动罩5相配合，固定罩4与底座3固定连接，活动罩5与底座3铰接，底座3内设有驱动活动罩5转动的第一驱动电机6，底座3的侧壁上等间距设有6个超声波收发一体探头7，每个超声波收发一体探头7的上方对应设有一个LED灯21，底座3上还设有按键8、声音输出模块9、显示屏19和USB接口20，底座3底部的中心位置设有驱动机构，驱动机构包括固定脚轮10、驱动固定脚轮10转动的第二驱动电机11以及带动固定脚轮10水平旋转的方向电机12，方向电机12的转轴上设有角度传感器13，第二驱动电机11的转轴上设有转速传感器22，底座3底部的外缘处等间距设有4个活动脚轮14，底座3内设有中央处理单元15、电源模块16、无线接收模块17、PWM模块23和检测第二驱动电机11工作电流的电流传感器18，中央处理单元15分别与第一驱动电机6、超声波收发一体探头7、按键8、声音输出模块9、方向电机12、角度传感器13、电源模块16、无线接收模块17、电流传感器18、显示屏19、USB接口20、LED灯21和转速传感器22电连接，中央处理单元15还通过PWM模块23与第二驱动电机11电链接。

信号发射器2包括控制芯片24、无线发射模块25、控制开关26和电池27，控制芯片24分别与无线发射模块25、控制开关26和电池电17连接。无线发射模块25用于发射带有特定编码数据的无线信号，控制开关26控制信号发射器2的开启和关闭，电池27给信号发射器2供电。

信号发射器2佩戴在需要健身的宠物身上，信号发射器2能够发射带有特定编码数据（一个唯一的32bit数据编码）的无线信号。健身车1的罩体内放有宠物的食物，固定罩4和活动罩5都是透明的，宠物可透过罩体看到里面的食物。固定罩4和活动罩5都设有通孔，便于食物的气味挥发出来，以吸引宠物注意。

超声波收发一体探头7的检测角度为60度，6个超声波收发一体探头7可检测健身车1四周360度的区域。6个超声波收发一体探头7按顺时针方向依次编号为1号探头、2号探头、3号探头、4号探头、5号探头和6号探头，方向电机顺时针转动时角度传感器测得的角度值变大（即规定角度取顺时针方向为正）。当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为0度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向1号探头的方向；当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为60度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向2号探头的方向；当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为120度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向3号探头的方向；当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为180度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向4号探头的方向；当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为240度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向5号探头的方向；当角度传感器13测得的方向电机12转轴角度值为300度时健身车1的运动方向为底座3圆心指向6号探头的方向。

用户通过长按按下按键8启动健身车1工作，中央处理器15单元控制声音输出模块9工作，声音输出模块9发出预先设定的特殊声音（如零食塑料包装袋发出的“簌、簌”声），LED灯21闪烁发出各种不同颜色的光，以吸引宠物的注意。当宠物被声音输出模块9发出的声音、LED灯21发出的光或罩体内的食物吸引，走向健身车1时，健身车1的无线接收模块17接收到信号发射器2发出的特定编码数据，中央处理单元15读取接收到的特定编码数据的信号强度值，并将该信号强度值换算成对应的距离值，该距离值为宠物与健身车1之间的距离。

当宠物与健身车1之间的距离小于预先设定的启动距离D1时，中央处理单元15控制所有超声波收发一体探头7工作，所有超声波收发一体探头7同时发出超声波信号，在预先设定的等待时间T1内，如果有超声波收发一体探头7接收到反射信号，中央处理单元15判断接收到反射信号的超声波收发一体探头7的检测区域有宠物或障碍物。中央处理单元15根据接收到反射信号的超声波收发一体探头7的编号在预先存储的运动角度表格中查找出方向电机12的转轴应该转动到的角度，接着中央处理单元15控制方向电机12转动，将固定脚轮10转动到对应角度，然后中央处理单元15控制第二驱动电机11工作，第二驱动电机11驱动固定脚轮10转动，健身车1运动，远离宠物或障碍物所在区域。

中央处理单元15通过电流传感器18检测第二驱动电机11的工作电流，当检测的电流值大于等于设定的电流值M时，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转，中央处理单元15控制第二驱动电机11停止工作，接着中央处理单元15通过无线接收模块17接收宠物佩戴的信号发射器2发出的无线信号并根据信号强度值计算出健身车1与宠物之间的距离。如果健身车1与宠物之间的距离小于等于预设的取食距离D2，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转是宠物抓住健身车1引起的，中央处理单元15控制第一驱动电机6转动，第一驱动电机6带动活动罩5打开，宠物可以吃罩体内的食物，声音输出模块9和LED灯21停止工作；如果无线接收模块17没有接收到宠物佩戴的信号发射器2发出的无线信号或者健身车1与宠物之间的距离大于预设的取食距离D2，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转是障碍物阻挡引起的，活动罩5不打开，声音输出模块9发出报警声，提醒用户处理。宠物将罩体内的食物吃了之后，用户需手动关闭罩体，下次使用时，用户需手动将食物放进罩体内，并长按按键8重新启动健身车1工作。

显示屏19可显示电源模块16的电量，健身车1持续工作的时间，宠物成功捕获健身车1次数等信息。计算机可通过USB接口20与中央处理单元15通信，用户可通过计算机设定健身车1的工作参数，也可将健身车1的运行数据读取到计算机内进行分析统计。

健身车1工作时，转速传感器22检测固定脚轮10的转速，并将其发送到中央处理单元15，中央处理单元15根据固定脚轮10的转速、固定脚轮10的尺寸及固定脚轮10的转动时间计算出健身车1的行程，如果行程超过预先设定的行程上限N，则中央处理单元15控制第二驱动电机11停止工作，健身车1不移动，声音输出模块9和LED灯21不工作，活动罩5打开，宠物可以吃罩体内的食物，防止宠物过量运动且没有进食，保证了宠物的健康。

中央处理单元15还可通过PWM模块23控制第二驱动电机11的功率，从而控制固定脚轮10的转速，当宠物与健身车1距离较近时提高固定脚轮10的转速，当宠物与健身车1距离较远时降低固定脚轮10的转速，即保证了宠物不容易抓到健身车1，也防止健身车1离宠物较远使宠物失去兴趣。

本发明的一种宠物健身装置的控制方法，适用于上述的一种宠物健身装置，包括以下步骤：

S1：系统初始化，中央处理单元15通过角度传感器13检测方向电机12转轴当前的角度值并记录，中央处理器单元15控制声音输出模块9和LED灯21工作，声音输出模块9发出预先设定的特殊声音（模仿零食塑料包装袋发出的“簌、簌”声），LED灯21闪烁发出各种不同颜色的光，吸引宠物；

S2：中央处理单元15控制无线接收模块17工作，如果无线接收模块17接收到无线数据则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3：中央处理单元15控制第二驱动电机11不工作，接着执行步骤S2；

S4：中央处理单元15判断接收到的数据和预先存储的唯一编码数据是否一致，如果是则执行步骤S5，否则执行步骤S3；

S5：中央处理单元15读取该无线数据的信号强度值，并将该信号强度值换算成对应的距离值，该距离值为宠物与健身车1之间的距离，中央处理单元15判断该距离值是否大于设定的启动距离D1，如果是则执行步骤S2，否则执行步骤S6；

S6：中央处理单元15控制6个超声波收发一体探头7工作，6个超声波收发一体探头7同时发出超声波信号，在预先设定的等待时间T1内，如果有超声波收发一体探头7接收到反射信号，则执行步骤S7，否则执行步骤S2；

S7：中央处理单元15判断接收到反射信号的超声波收发一体探头7的检测区域有宠物或障碍物，中央处理单元15根据接收到反射信号的超声波收发一体探头7的编号在预先存储的运动角度表格中查找出方向电机12的转轴应该转动到的角度，接着中央处理单元15控制方向电机12转动，将固定脚轮10转动到对应角度，控制第二驱动电机11工作，第二驱动电机11驱动固定脚轮10转动，健身车1运动；

S8:中央处理单元15通过电流传感器18检测第二驱动电机11的工作电流，如果检测的电流值大于等于设定的电流值M，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转，执行步骤S9，如果检测的电流值小于设定的电流值M，中央处理单元15在预设的时间T2内按一定采样周期Ts采集宠物佩戴的信号发射器2发出的无线信号强度，计算每个采集到的无线信号强度对应的距离值，取这些距离值的平均值，获得宠物与健身车1之间的平均距离D3，中央处理单元15通过比较平均距离D3和启动距离D1的大小调整PWM模块23输出波形的占空比，将健身车1的运动速度调整到合适的速度，接着执行步骤S2；

S9：中央处理单元15控制第二驱动电机11停止工作，接着中央处理单元15通过无线接收模块17接收宠物佩戴的信号发射器2发出的无线信号并根据信号强度值计算出健身车1与宠物之间的距离，如果健身车1与宠物之间的距离小于等于预设的取食距离D2，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转是宠物抓住健身车1引起的，中央处理单元15控制第一驱动电机6转动，第一驱动电机6带动活动罩5打开，宠物可以吃罩体内的食物，声音输出模块9和LED灯21停止工作；如果健身车1与宠物之间的距离大于预设的取食距离D2，中央处理单元15判断第二驱动电机11堵转是障碍物阻挡引起的，活动罩5不打开，声音输出模块9发出报警声。

健身车1启动后初次运动时PWM模块23输出波形的占空比为50%，第二驱动电机以50%功率工作，步骤S8中PWM模块23输出波形占空比的调整包括以下步骤：中央处理单元15将平均距离D3与启动距离D1比较，如果平均距离D3大于启动距离D1，中央处理单元15控制PWM模块23输出波形的占空比减小10%，如果平均距离D3等于启动距离D1，中央处理单元15控制PWM模块23输出波形的占空比不变，如果平均距离D3小于启动距离D1，中央处理单15控制PWM模块23输出波形的占空比增大10%，

在执行步骤S2至S9的过程中，转速传感器22检测固定脚轮10的转速，并将其发送到中央处理单元15，中央处理单元15根据固定脚轮10的转速、固定脚轮10的尺寸以及固定脚轮10的转动时间计算出健身车1的行程，如果行程超过预先设定的行程上限  N，则中央处理单元15控制第二驱动电机11停止工作，健身车1不移动，声音输出模块9和LED灯停止工作，活动罩5打开，宠物可以吃罩体内的食物，防止宠物过量运动且没有进食，保证了宠物的健康。

步骤S6中预先设定的等待时间T1需满足以下条件：假设启动距离D1对应的超声波传输时间为Tf，即2D1=V*Tf ，为防止错过目标宠物与健身车1之间距离刚好为D1的情况，超声波收发一体探头7发出超声波信号后，直到接收到反射信号，这一段等待的时间T1应略大于Tf。

运动角度表格如表一所示，

接收到反射信号的超声波收发一体探头编号	方向电机的转轴应转动到的角度（度）
		1	180
2	240
		3	300
4	0
		5	60
6	120
		1,2	210
1,3	240
		1,4	90
1,5	120
		1,6	150
2,3	270
		2,4	300
2,5	150
		2,6	180
3,4	330
		3,5	0
3,6	30
		4,5	30
4,6	60
		5,6	90
1,2,3	240
		1,2,4	285
1,2,5	135
		1,2,6	180
1,3,4	255
		1,3,5	保持当前角度
1,3,6	225
		1,4,5	105
1,4,6	75
		1,5,6	120
2,3,4	300
		2,3,5	345
2,3,6	195
		2,4,5	315
2,4,6	保持当前角度
		2,5,6	165
3,4,5	0
		3,4,6	45
4,5,6	60
		1,2,3,4	270
1,2,3,5	保持当前角度
		1,2,3,6	180
1,2,4,5	保持当前角度
		1,2,4,6	保持当前角度
1,2,5,6	150
		1,3,4,5	保持当前角度
1,3,4,6	保持当前角度
		1,3,5,6	75
1,4,5,6	90
		2,3,4,5	330
2,4,5,6	保持当前角度
		3,4,5,6	30
1,2,3,4,5	保持当前角度
		1,2,3,4,6	保持当前角度
1,2,4,5,6	保持当前角度
		1,3,4,5,6	保持当前角度
2,3,4,5,6	保持当前角度
		1,2,3,4,5,6	保持当前角度

表一

当只有1号探头接收到反射信号时，健身车1的运动方向如图4所示；当只有1号探头和2号探头接收到反射信号时，健身车1的运动方向如图5所示；当只有1号探头、2号探头和3号探头接收到反射信号时，健身车1的运动方向如图6所示；当只有1号探头、3号探头和5号探头接收到反射信号时，健身车1以较慢的速度按照原先的运动方向继续运动，如图7所示；当只有1号探头、2号探头、3号探头和4号探头接收到反射信号时，健身车1的运动方向如图8所示。

在步骤S7中中央处理单元15在预先存储的运动角度表格中查找出方向电机12的转轴应该转动到的角度时，如果中央处理单元15在运动角度表格中查到“保持当前角度”（即健身车1无法远离障碍物或宠物）时，中央处理单元15控制PWM模块23输出波形的占空比为10%，第二驱动电机11以10%功率工作，健身车1以较慢的速度按照原先的运动方向继续运动。

Claims (8)

1.一种宠物健身装置，其特征在于：包括健身车（1）和能发射无线信号的信号发射器（2），所述健身车（1）包括呈圆饼状的底座（3），所述底座（3）的顶部设有呈半球形的罩体，所述罩体包括固定罩（4）和活动罩（5），所述固定罩（4）与底座（3）固定连接，所述底座（3）内设有驱动活动罩（5）转动的第一驱动电机（6），所述底座（3）的侧壁上等间距设有若干个超声波收发一体探头（7），所述底座（3）上还设有按键（8）和声音输出模块（9），所述底座（3）底部的中心位置设有驱动机构，所述驱动机构包括固定脚轮（10）、驱动固定脚轮（10）转动的第二驱动电机（11）以及带动固定脚轮（10）水平旋转的方向电机（12），所述方向电机（12）的转轴上设有角度传感器（13），所述底座（3）底部还设有若干个活动脚轮（14），所述底座（3）内设有中央处理单元（15）、电源模块（16）、无线接收模块（17）和检测第二驱动电机（11）工作电流的电流传感器（18），所述中央处理单元（15）分别与第一驱动电机（6）、超声波收发一体探头（7）、按键（8）、声音输出模块（9）、第二驱动电机（11）、方向电机（12）、角度传感器（13）、电源模块（16）、无线接收模块（17）和电流传感器（18）电连接，所述第二驱动电机（11）的转轴上设有转速传感器（22），所述转速传感器（22）与中央处理单元（15）电连接，所述底座（3）内还设有PWM模块（23），所述中央处理单元（15）通过PWM模块（23）与第二驱动电机（11）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种宠物健身装置，其特征在于：所述底座（3）上还设有显示屏（19），所述显示屏（19）与中央处理单元（15）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种宠物健身装置，其特征在于：所述底座（3）上还设有USB接口（20），所述USB接口（20）与中央处理单元（15）电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种宠物健身装置，其特征在于：每个超声波收发一体探头（7）的上方对应设有一个LED灯（21），所述中央处理单元（15）与LED灯（21）电连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种宠物健身装置，其特征在于：所述信号发射器（2）包括控制芯片（24）、无线发射模块（25）、控制开关（26）和电池（27），所述控制芯片（24）分别与无线发射模块（25）、控制开关（26）和电池（27）电连接。

6.一种宠物健身装置的控制方法，适用于如权利要求1所述的一种宠物健身装置，所述的超声波收发一体探头的数量为6个，按顺时针方向将6个超声波收发一体探头编为1号探头、2号探头、3号探头、4号探头、5号探头和6号探头，当角度传感器测得的方向电机转轴角度值为0度时健身车的运动方向为底座圆心指向1号探头的方向，方向电机的转轴顺时针转动时角度传感器测得的角度值变大，其特征在于包括以下步骤：

S1：系统初始化，中央处理单元通过角度传感器检测方向电机转轴当前的角度值并记录，中央处理器单元控制声音输出模块工作，声音输出模块发出声音吸引宠物；

S2：中央处理单元控制无线接收模块工作，如果无线接收模块接收到无线数据则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3：中央处理单元控制第二驱动电机不工作，接着执行步骤S2；

S4：中央处理单元判断接收到的数据和预先存储的唯一编码数据是否一致，如果是则执行步骤S5，否则执行步骤S3；

S5：中央处理单元读取该无线数据的信号强度值，并将该信号强度值换算成对应的距离值，该距离值为宠物与健身车之间的距离，中央处理单元判断该距离值是否大于设定的启动距离D1，如果是则执行步骤S2，否则执行步骤S6；

S6：中央处理单元控制6个超声波收发一体探头工作，6个超声波收发一体探头同时发出超声波信号，在预先设定的等待时间T1内，如果有超声波收发一体探头接收到反射信号，则执行步骤S7，否则执行步骤S2；

S7：中央处理单元判断接收到反射信号的超声波收发一体探头的检测区域有宠物或障碍物，接着中央处理单元控制方向电机转动，将固定脚轮转动一定角度，控制第二驱动电机工作，第二驱动电机驱动固定脚轮转动，健身车运动，远离宠物或障碍物所在区域；

S8:中央处理单元通过电流传感器检测第二驱动电机的工作电流，如果检测的电流值大于等于设定的电流值M，中央处理单元判断第二驱动电机堵转，执行步骤S9，如果检测的电流值小于设定的电流值M则执行步骤S2；

S9：中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，接着中央处理单元通过无线接收模块接收宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号并根据信号强度值计算出健身车与宠物之间的距离，如果健身车与宠物之间的距离小于等于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是宠物抓住健身车引起的，中央处理单元控制控制第一驱动电机转动，第一驱动电机带动活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物，声音输出模块停止工作；如果健身车与宠物之间的距离大于预设的取食距离D2，中央处理单元判断第二驱动电机堵转是障碍物阻挡引起的，活动罩不打开，声音输出模块发出报警声。

7.根据权利要求6所述的一种宠物健身装置的控制方法，其特征在于：在执行步骤S2至S9的过程中，转速传感器检测固定脚轮的转速，并将其发送到中央处理单元，中央处理单元根据固定脚轮的转速、固定脚轮的尺寸以及固定脚轮的转动时间计算出健身车的行程，如果行程超过预先设定的行程上限   N，则中央处理单元控制第二驱动电机停止工作，健身车不移动，活动罩打开，宠物可以吃罩体内的食物。

8.根据权利要求6或7所述的一种宠物健身装置的控制方法，其特征在于： 健身车启动后初次运动时PWM模块输出波形的占空比为50%，第二驱动电机以50%功率工作，所述步骤S8中在检测的电流值小于设定的电流值M情况下执行步骤S2之前先执行以下步骤：中央处理单元在预设的时间T2内按一定采样周期Ts采集宠物佩戴的信号发射器发出的无线信号强度，计算每个采集到的无线信号强度对应的距离值，取这些距离值的平均值，获得宠物与健身车之间的平均距离D3，接着中央处理单元将平均距离D3与启动距离D1比较，如果平均距离D3大于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比减小，如果平均距离D3等于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比不变，如果平均距离D3小于启动距离D1，中央处理单元控制PWM模块输出波形的占空比增大。