CN101972536A - 一种电动跑步机系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动跑步机系统及其控制方法，该系统包括电动跑步机、一通过网络与所述电动跑步机相连的远程数据分析装置，所述电动跑步机用于采集用户信息并通过网络发送给所述远程数据分析装置；所述远程数据分析装置用于接收并存储所述电动跑步机发送来的用户信息；用于根据用户信息及预设的策略生成运动模式并返回给所述电动跑步机。提供这种模式，本发明能够在人们锻炼时，对人体的状况进行实时监测，为人们的安全、有效锻炼提供保障。同时，还对每个人的身体状况、健康信息进行分析，针对每个人不同的情况提供具体的运动模式，这样使每个人的锻炼更具有针对性，具有更好的运动效果。

Description

一种电动跑步机系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及健身设备，准确地说是一种电动跑步机系统及其控制方法，该系统及方法能够安全有效地为人们提供合理的锻炼效果。

背景技术

电动跑步机是一种模拟跑步、散步运动的健身器材设备，它通过保持一定的运动节奏和强度，帮助健身者在最短的时间内获得最大的有氧训练的效果，明显提高心肺功能。而对应的运动强度控制方法，则是为了实现身体运动能量与消耗的平衡，避免运动不当或过度造成的伤害。

传统的电动跑步机通过集成的电子设备及控制系统可以方便地记录运动者运动距离、耗费的时间、消耗的热量等运动数据，同时为了更加科学、安全的进行锻炼，也引入了心率测试方法，从而实现在运动的同时显示出运动者当前的心率，达到控制运动强度的目的。

传统的电动跑步机通过这种单纯的传感测量心率方法，测量的结果不仅存在偏差、不准确，而且对于控制运动强度角度来说，只是单纯的从心率这个角度来考量，也不精确和合理。跑步机目前有三种测心率方式，一是耳夹式，二是手握式，三是无线胸带式，都是单纯的采集心率进而控制运动强度，但效果很差，而且很多人也不知道到底自身适合多大的运动强度，在多少的心率状态下是安全或者说是健康的。特别对于那些心脏病患者、血糖不正常者、高血压患者，这种盲目的锻炼方式往往隐含着非常危险的因素。

因此，有必要提供一种安全的跑步机，以使人们达到有效的锻炼效果。

发明内容

基于此，本发明的首要目的是提供一种电动跑步机系统及其控制方法，该系统及方法能够在锻炼时，对人体的状况进行实时监测，为人们的安全、有效锻炼提供保障。

本发明的再一个目的是提供一种电动跑步机系统及其控制方法，该系统及方法在锻炼过程中能够及时与外界进行通讯，一是便于人们对锻炼状况进行了解，二是便于专家对锻炼进行指导。

本发明的再一个目的是提供一种电动跑步机系统及其控制方法，该系统及方法能够为人们提供一种合理的锻炼模式，为人们提供最有效的锻炼方式和运动量的参考。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种电动跑步机系统，包括电动跑步机，其特征在于，还包括一通过网络与所述电动跑步机相连的远程数据分析装置，所述电动跑步机用于采集用户信息并通过网络发送给所述远程数据分析装置；所述远程数据分析装置用于接收并存储所述电动跑步机发送来的用户信息；用于根据用户信息及预设的策略生成运动模式并返回给所述电动跑步机。

具体地说，所述电动跑步机包括提示模块、心率测量模块、第一网络模块、电机控制模块以及主控模块，所述：

提示模块，用于提示用户登录跑步机系统；提示用户选择健康状况参数；提示用户选择运动模式，并将用户输入的信息通过所述网络模块发送给所述远程数据分析装置；

心率测量模块，用于实时采集用户的心率值，并通过所述网络模块发送给所述远程数据分析装置；

第一网络模块，用于提供网络接口；

主控模块，用于将所述远程数据分析装置返回的命令或者用户输入的命令转发给所述电机控制模块；

电机控制模块，用于控制所述电动跑步机的运动速率。

所述提示模块包括语音提示子模块和界面提示子模块；所以语音提示子模块用于以语音方式提示用户；所述界面提示子模块用于以界面显示方式提示用户。所述语音提示子模块还连接有声控模块及麦克风，用以进行语音输入；所述界面提示子模块还连接有输入模块，用以输入登陆信息、控制信息及用户运动模式的选择。

所述主控模块还连接有摄像头模块和摄像头，用以实现对人体锻炼的实时监控。

所述主控模块还连接有急停模块，急停模块设置于主控模块和电机控制模块之间，在需要紧急停止锻炼时，由急停模块控制电机控制模块迅速减速，直至停止跑步机的运行。

更进一步，所述远程数据分析装置包括存储模块、策略设置模块、运动模式生成模块、第二网络模块，所述：

存储模块，用于存储用户信息；

策略设置模块，用于提供策略设置接口并保存所设置的策略；

运动模式生成模块，用于根据用户信息及策略为用户生成运动模式，并返回给所述电动跑步机；

所述第二网络模块，用于提供网络接口。

一种电动跑步机系统的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1、电动跑步机用于采集用户信息；

2、电动跑步机通过网络将用户信息发送到远程数据分析装置；

3、远程数据分析装置根据用户信息或预设的策略生成运动模式并返回给电动跑步机；

4、电动跑步机执行上述的运动模式。

所述用户信息包括用户身体状况、营养状况、预设锻炼目标、有无病史、视频、心率变化、个人感觉等数据。

所述远程数据分析装置可以通过网络实时将控制指令发送到电动跑步机，控制人们锻炼效果及安全。

所述远程数据分析装置，可以通过实时的人体锻炼需要或用户的指令，根据实时的电动跑步机采用的用户信息，生成新的运动模式，并将所述新的运动模式发送到电动跑步机。

本发明采用上述的技术方案，能够及时了解人们的锻炼状况及身体状态，避免人们的过渡锻炼和在不安全状态下锻炼，为人们合理的运动提供一个可靠的保证。

同时，还可以通过网络对用户进行监控和指导，使人们的锻炼更具有针对性和效果。

附图说明

图1为本发明所实施的电动跑步机的结构示意图；

图2为本发明所实施电动跑步机中输入模块的结构示意图；

图3为本发明所实施远程数据分析装置的结构示意图；

图4为本发明所实施的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图所示，对本发明的实施作详细说明。

图1所示，本发明构造了一种电动跑步机系统，其包括分别与CPU处理器相连的心率测量模块、电机控制模块、输入模块、摄像头模块、第一网络模块(包括网卡驱动和无线驱动程序，就是对外连接网络的)、存储模块、急停开关模块、电源控制模块、外部接口模块、声控模块、麦克风、显示模块；所述CPU处理器采用嵌入式结构；所述电源控制模块分别与心率测量模块、电机控制模块、声控模块、输入模块、显示模块连接；所述电机控制模块包括电机转速传感电路；所述电动跑步机CPU优选地采用凌动处理器主要是为了提高整体性能(比如播放高清时不卡)、降低功耗、装配在跑步机上时方便占空间少(因为功耗低，散热方面好处理，这就为跑步机外观设计和组装提供更大空间)，在这里CPU功能跟在个人PC电脑中一样，是做为中央处理单元处理各种程序指令的；通过传输模块与远程数据分析装置(实现彼此相关信息的传输存储包括运动方案、运动时采集到心率变化、用户的运动时间以及用户运动后的个人感觉、建议和要求)；所述摄像头模块内置摄像头驱动程序，摄像头优选地选用3D摄像头，所述摄像头可以自动追踪移动中的人物。

在本发明的电动跑步机中，所述显示模块包括显卡驱动程序和显示器；所述显示器为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)或CRT(阴极射线管(Cathode Ray Tube))，优选地3D显示器。

在本发明的电动跑步机中，还可设置视频辅助模块，所述视频辅助模块与显示模块相连，所述视频辅助模块为3D视频眼镜。

图2所示，在本发明的电动跑步机中，所述输入模块为功能按键模块、鼠标、语音输入模块，对于语音输入模块，实际上包括语音输入和识别，按键模块则采用触摸屏技术，即多点触控技术，目前就Windows 7支持，所以还只是用在小尺寸的触摸屏里面使用如PDA、12.1英寸以下的上网本、手机；对于语音输入模块，实际上采用的是语音识别技术，使用户在运动过程中不必停下来可以实现操作更加方便。同时，声控模块包括声卡和麦克风，可以通过麦克风输入控制指令。

在本发明的电动跑步机中，所述网络控制模块内置驱动程序(包括网卡驱动和无线驱动程序，就是对外连接网络的)。

在本发明的电动跑步机中，所述网络控制模块为宽带连接、无线网络、ISDN(综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN))、DSL(Digital Subscriber Line数字用户环路)、PPPOE(point-to-pointprotocol over ethernet)、Cable Modem(线缆调制解调器，俗称有线猫)、局域网，优选地采用WIFI标准的无线网络。

另外，在本发明的电动跑步机中，如果想用外接的显示器的话，可以通过外部接口模块连接到外接显示器，所用连接线为HDMI线；所述外接显示器与电源相连。

在本发明的电动跑步机中，所述外部接口模块为USB接口、HDMI(高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface))接口、DVI(Digital Visual Interface，即数字视频接口)接口、VGA((VideoGraphics Array，视频图形阵列))接口。

图3所示，所述远程数据分析装置包括存储模块、策略设置模块、运动模式生成模块、第二网络模块，第二网络模块连接策略设置模块，策略设置模块连接存储模块和运动模式生成模块，所述存储模块，用于存储用户信息；所述策略设置模块，用于提供策略设置接口并保存所设置的策略；所述运动模式生成模块，用于根据用户信息及策略为用户生成运动模式，并通过策略生成模块和第二网络模块返回给所述电动跑步机；所述第二网络模块，用于提供网络接口，以通过网络与电动跑步机进行通信。

图4所示，本发明所实施的控制方法为：

1、用户通过网络传输登陆远程数据分析装置。这种登陆方式，可以实现将用户的信息存储于远程数据分析装置，用户直接登陆就可以；也可以通过电动跑步机系统现场采集用户信息，电动跑步机系统将用户信息通过网络传输到远程数据分析装置后，远程数据分析装置将用户信息进行存储；

2、远程数据分析装置根据用户信息或策略生成当时的个人运动方案，并将运动方案通过网络发送给电动跑步机系统；

3、电动跑步机系统执行上述的个人运动方案，并在达到预期运动效果(方案指标)时通过显示器和/或语音模块进行提示；

如果不执行上述的个人运动方案，用户根据自己选择的方案进行运动，则远程数据分析装置通过网络和传感器、摄像头模块实时监控用户的运动信息，当用户心率达到当天心率过速值、当天心率过缓值，或者用户的运动时间达到当天运动总时间的三分之一时，远程数据分析装置则通过电动跑步机系统的显示器和/或语音模块对用户进行提示。

4、对用户进行提示后，电动跑步机系统停机，结束运动；电动跑步机则将本次用户运动的方案、结果及体能信息发送给远程数据分析装置，由远程数据分析装置进行分析，生成分析结果并存储，供用户参考。

具体地说，远程数据分析装置根据电动跑步机所传输的一些个人运动及健康状况(如人的体成分分析如体重、体型、身体状况、调节目标、营养评估、基础代谢率、肺活量、心率以及有无其他疾病如血压问题、血糖问题、心脏病等)做一个分析(比如说用户甲患有心脏病，相关心脏问题的资料已存入到远程数据分析装置，而且甲的血压，血糖问题等资料也存入到了远程数据分析装置中，远程数据分析装置会根据这些数据综合分析给出合适的运动模型，包括运动方式是漫步还是跑步，运动时间是多久，心率变化范围是多少；)后给出运动模式，通过网络传到电动跑步机上自动帮用户选择生成运动方案，从而科学控制运动强度。而且在整个运动过程中，电动跑步机同时将采集到的心率变化通过网络传回远程数据分析装置，实时实现监控。

实时监控有两种情况：第一种用户按照运动方案运动的，跑步机会在固定时间(比如说选定P1运动方案，在此运动模型环境下，系统已自动设定用户只需运动25分钟，跑步机就会自动停止)通过CPU控制电机控制装置使电动跑步机降速停止，并提醒用户(通过显示器上面显示，同时扬声器也可以发出声音提示)，而这过程中当传感器采集到心率有超过正常范围的异常变化，人们的心率超过正常运动心率范围时，远程数据分析装置也会通过网络发回提示(可以使显示器上面显示，同时通过声控装置的扬声器也可以发出声音提示)，提示的同时电动跑步机迅速减速至暂停运动，用户也可以通过点选按钮或者语音命令跑步机继续工作。第二种用户未按运动方案运动的，传感器将采集到的心率变化实时通过传输模块传给远程数据分析装置，当远程数据分析装置分析出用户运动到已经达到用户当天最佳健身效果的运动时间限制时，或者传感器采集到的心率变化超过正常运动心率范围时，远程数据分析装置会通过网络发回信息给CPU，并对用户进行提示(可以使显示器上面显示，同时扬声器也可以发出声音提示)，如果用户没注意或者不理睬提示而继续锻炼，CPU会通过控制电机控制装置使跑步机在提示同时立即降速；如果用户继续坚持运动(用户通过按键模块输入运动的指令，或通过语音变更指令)，此时用户心率会继续发生变化，而远程数据分析装置会根据用户的心率变化情况给出的新的运动模式，这种新的运动模式是以用户当天和最近的身体健康状况为基础，设定了当天心率过速值、当天心率过缓值或当天最长运动时间，此时当用户心率或者运动时间出现这三个任何一个值时，远程数据分析装置会通过网络发回信息给CPU，并对用户进行提示(可以使显示器上面显示，同时扬声器也可以发出声音提示)，CPU通过控制电机控制装置使跑步机在提示同时立即降速停止。

总之，本发明首先能够在人们锻炼时，对人体的状况进行实时监测，为人们的安全、有效锻炼提供保障。

同时，本发明还对每个人的身体状况、健康信息进行分析，针对每个人不同的情况提供具体的运动模式，这样使每个人的锻炼更具有针对性，具有更好的运动效果。

该系统及方法还能在锻炼过程中及时与外界进行通讯，便于人们对锻炼状况进行了解，也便于专家对锻炼进行指导。

Claims (9)

1.一种电动跑步机系统，包括电动跑步机，其特征在于，还包括一通过网络与所述电动跑步机相连的远程数据分析装置，所述电动跑步机用于采集用户信息并通过网络发送给所述远程数据分析装置；所述远程数据分析装置用于接收并存储所述电动跑步机发送来的用户信息；用于根据用户信息及预设的策略生成运动模式并返回给所述电动跑步机。

2.如权利要求1所述的电动跑步机系统，其特征在于，所述电动跑步机包括提示模块、心率测量模块、第一网络模块、电机控制模块以及主控模块，所述

提示模块，用于提示用户登录跑步机系统；提示用户选择健康状况参数；提示用户选择运动模式，并将用户输入的信息通过所述网络模块发送给所述远程数据分析装置；

心率测量模块，用于实时采集用户的心率值，并通过所述网络模块发送给所述远程数据分析装置；

第一网络模块，用于提供网络接口；

主控模块，用于将所述远程数据分析装置返回的命令或者用户输入的命令转发给所述电机控制模块；

电机控制模块，用于控制所述电动跑步机的运动速率。

3.如权利要求2所述电动跑步机系统，其特征在于，所述提示模块包括语音提示子模块和界面提示子模块；所以语音提示子模块用于以语音方式提示用户；所述界面提示子模块用于以界面显示方式提示用户。

4.如权利要求1所述的电动跑步机系统，其特征在于，所述远程数据分析装置包括存储模块、策略设置模块、运动模式生成模块、第二网络模块，所述

存储模块，用于存储用户信息；

策略模块，用于提供策略设置接口并保存所设置的策略；

运动模式生成模块，用于根据用户信息及策略为用户生成运动模式，并返回给所述电动跑步机；

所述第二网络模块，用于提供网络接口。

5.如权利要求2所述电动跑步机系统，其特征在于，所述主控模块还连接有急停模块，急停模块设置于主控模块和电机控制模块之间，在需要紧急停止锻炼时，由急停模块控制电机控制模块迅速减速，直至停止跑步机的运行。

6.一种电动跑步机系统的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)、电动跑步机用于采集用户信息；

2)、电动跑步机通过网络将用户信息发送到远程数据分析装置；

3)、远程数据分析装置根据用户信息或预设的策略生成运动模式并返回给电动跑步机；

4)、电动跑步机执行上述的运动模式。

7.如权利要求6所述电动跑步机系统的控制方法，其特征在于，所述用户信息包括用户身体状况、营养状况、预设锻炼目标、有无病史、视频、心率变化、个人感觉数据。

8.如权利要求6所述电动跑步机系统的控制方法，其特征在于，所述远程数据分析装置可以通过网络实时将控制指令发送到电动跑步机，控制人们锻炼效果及安全。

9.如权利要求6所述电动跑步机系统的控制方法，其特征在于，所述远程数据分析装置，可以通过实时的人体锻炼需要或用户的指令，根据实时的电动跑步机采用的用户信息，生成新的运动模式，并将所述新的运动模式发送到电动跑步机。

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