CN102755714B - 用于辅助进行健身运动的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于辅助进行健身运动的设备及方法，该设备装备有健身工具(2)，且该健身工具被构造成与使用者(3)相互作用，以使使用者能够克服抵抗载荷(7)的力而沿预设通路进行运动，该健身工具包括：感测装置(4)，该感测装置被设置成提供代表使用者(3)运动的信号；反馈装置(5)，该反馈装置用于在健身运动过程中将信号传递给使用者(3)；处理器(6)，该处理器连接于感测装置(4)且连接于反馈装置(5)，以便根据代表使用者运动的信号和预定参照型式之间的比较、为使用者(3)提供关于健身运动正确性的实时反馈，且该预定参照型式代表使用者与正确地进行健身运动相对应的理想运动型式。

Description

用于辅助进行健身运动的设备及方法

技术领域

本发明涉及用于辅助进行健身运动的设备和方法，以及用于辅助使用者进行自由体健身运动的设备。

背景技术

现有技术中已知存在被设计成允许使用者能进行健身运动的健身工具。

其中一些健身工具包括抵抗配重以及连接于该配重的可动元件，允许进行多种健身运动，用以锻炼多种人体肌肉。其它工具限定约束条件，允许使用者能通过进行预定运动并且将身体用作抵抗负载来进行锻炼。

例如，授予本发明同一申请人的欧洲专利EP1402925描述了一种健身机器，该健身机器包括框架、固定于该框架的多个滑轮、围绕这些滑轮的缆索、成对的抵抗载荷以及可动元件，且缆索的相应端部连接于成对的抵抗载荷，而可动元件采用手持件形式，该手持件可滑动地与缆索相关联，并被设计成由使用者抓持并沿用以进行健身运动的通路运动。

以与本发明相同的申请人名字申请的专利文献EP1506798描述了一种健身机器，该健身机器具有多个健身区域，每个健身区域设计成由进行健身运动的使用者所占据。在每个健身区域中，存在连接于抵抗载荷的缆索，允许使用者进行健身运动。

即使上述健身机器是通用的，但无论是何种健身运动，重要的是，使用者能正确地进行健身运动，以便从健身运动中获得最大的益处。

实际上，不正确地进行健身运动，除了会减少与健身运动相关联的益处(益处例如是提高体能以及强壮肌肉)以外，还存在使肌肉受损的风险，并且长期这样的话还会导致脊柱发生严重的退化性疾病。

诸如体育馆之类的健身场所通常雇佣训练员、也就是体育专业人员，这些专业人员会在健身设备使用者进行健身运动期间负责监督这些使用者。

如果训练员相信使用者并未恰当地进行健身运动，则他或她将为使用者提供应如何进行健身运动的指导和说明。

然而，体育馆具有的训练员数量与健身设备使用者的数量相比相对较少。因此，每个训练员不得不轮流注意不同的健身设备使用者，这意味着专用于监督任何一个特定使用者的健身运动的注意力会不可避免地受到限制。

此外，当在体育馆之外时，健身设备的使用者通常会在没有任何监督的情形下进行健身运动。

因此，健身设备的使用者(体育馆内部或体育馆外部)及其渴望能够正确地进行体育锻炼，使锻炼得到的益处最佳化并且使得在进行健身运动过程中、来自于不正确姿势的风险降至最小。

在这点上，专利文献EP0336030描述了一种用于监测载荷抬升运动的系统，该系统包括连接于使用者肌肉的肌电描记(electromyographic)传感器以及固定于使用者背部的传感器，以便测量使用者背部相对于垂直方向的角度，并且该系统被构造成将所测得的生理参数值与预设阈值进行比较。

然而，如果在进行健身运动过程中使用此种监控系统的话，该监控系统只能在所施加的肌力超过预定水平或强度时向使用者时发出警报。

以西门子公司的名义申请的专利文献EP0959956涉及一种矫正患者监控系统，该系统包括运动传感器、第一存储器、第二存储器、比较器以及显示装置，运动传感器与身体的一部分相关联并且设计成测量压力和剪切力以及加速度，第一存储器用于存储从传感器得到的信息，第二传感器用于存储预定信息模式，比较器用于将两个存储器的内容进行比较，而显示装置用于显示比较结果。

然而，比较器被构造成仅仅在健身获得结束时、且来自传感器的所有信号存在于第一存储器中时将两个存储器中的内容进行比较。

除了上述缺点以外，上述监控系统的缺点还在于不愿意佩戴传感器或监控装置。

专利文献US7018211、US2009/131225A1、US6148280以及WO2009/013679揭示了过程和方法，该过程和方法用于在使用者分别进行自由体健身运动、康复手臂和腿、利用高尔夫球棒进行运动以及健身运动过程中、 监控使用者的行为

然而，该文献并不考虑用于体力锻炼的健身机器。

然而，上述解决方案并不为利用体力健身机器进行健身运动的使用者提供有效的实时辅助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于辅助使用体力健身机器(具体是功能机器)来进行健身运动的设备，该设备克服现有技术的上述缺点并能满足上述需求。

更确切地说，本发明的目的在于提供一种用于辅助进行健身运动的设备，该设备使得使用者能正确地进行健身运动，使得与健身运动相关联的有益效果最优化并且降低从在进行健身运动过程中可能被采用的不正确姿势中得到的风险。

这些目标完全由其特征限定在所附权利要求中的、用于辅助进行健身运动的设备所实现。

更确切地说，根据本发明的设备装备有健身工具，该健身工具构造成与使用者相互作用，以使使用者能克服抵抗载荷的力而沿预设通路(或者与身体应变(physical strain)相对应地保持于预定位置特定时间长度)进行运动。术语“健身工具”用于表示“健身机器”。

根据本发明的用于辅助进行健身运动的设备装备有健身工具(该健身工具构造成与使用者相互作用，以使使用者能克服抵抗载荷的力而沿预设通路进行运动)，该健身工具包括：

框架；

配重堆，该配重堆可动地与框架相关联，以便构成抵抗载荷；

至少一个可动元件，该可动元件籍由缆索连接于抵抗载荷，并可通过使用者克服抵抗载荷而沿预设通路运动。

较佳地是，在健身工具中，缆索围绕多个滑轮，且可动元件包括与缆索相关联的手持件，该健身工具使得使用者能进行多种健身运动，以便锻炼使用者身体的多种肌肉。因此，健身工具构成“功能机器”。

有利地是，所提出的设备使得使用者能被提供有考虑健身运动正确性的反馈。

事实上，感测装置驱动代表使用者运动的信号，且处理器将该信号与参照型式进行比较。

处理器通过反馈装置将反馈发送给使用者，也就是说为使用者提供考虑健身运动正确性的实时反馈。

因此，使用者能获得关于应如何进行健身运动的指示和/或信息。此外，由于这些指示，如果使用者的运动不正确的话，该使用者能矫正他或她的运动。

更确切地说，该设备组合地包括：感测装置，该感测装置被设置成提供代表使用者运动的信息，并包括摄影机，该摄影机用于捕获使用者在进行健身运动过程中的图像；反馈装置，该反馈装置用于在健身运动过程中将信号传递给使用者，并包括设置成显示图像的屏幕；处理器，该处理器连接于感测装置并且连接于反馈装置，从而根据代表使用者运动的信号和预定参照型式之间的比较、为使用者提供关于健身运动正确性的实时反馈，且预定参照型式代表使用者与正确地进行健身运动相对应的理想运动型式。

该目标还由其特征限定在所附权利要求中的、用于辅助使用者进行健身运动的方法所实现。

具体地说，该方法是在使用上述健身工具进行健身运动的情形下、辅助使用者进行健身运动的方法。

根据本发明，该方法包括以下步骤：当使用者进行健身运动时，感测代表使用者运动的信号；将代表使用者运动的信号与预设参照型式进行实时比较，而该预设参照型式代表使用者与正确地进行健身运动相对应的理想运动型式；根据比较的结果，将关于健身运动正确性的信号实时传递给使用者。

因此，有利地是，所提出的方法使得使用者能甚至在没有训练员的情形下正确地进行健身运动。

应注意到地是，本发明较佳地设想设定一标准和公差范围，该标准用于将实际上如何进行健身运动与应如何进行健身运动所进行的比较，以根据比较结果来确定实际健身运动与理想健身运动的差异量是大于还是小于所设定的公差范围。

鉴于此，本发明设想为使用者显示代表使用者身体和运动的图像(使用者具象)，但并不同时显示代表身体根据应如何理想地进行健身运动的运动的另一图像(训练员具象(avatar))，直到实际运动情况与理想运动情况的差异量大于预设公差范围为止。

根据本发明，以更改的或修改的方式来显示代表使用者身体和运动的图像，从而仅仅当实际健身运动与理想健身运动的差异量大于预设公差范围时，在图像上指示使用者所犯的错误(在与理想健身运动的不同方面)。

因此，预设公差范围用于仅仅在使用者的错误超出公差范围时、为使用者提供反馈、示出所犯的错误并且指示正确的运动。

这有利地避免在使用者进行健身运动的同时不必要地分散他或她的注意力。

附图说明

参照附图，从对本发明的较佳、非限制示例实施例的以下详细说明中，本发明的这些和其它特征会更清楚，附图中：

-图1是根据本发明的、用于辅助进行健身运动的设备的一较佳实施例的后视示意图；

-图2A和2B分别是用于辅助进行健身运动的设备的又一较佳实施例的后视示意图和侧视示意图；

-图3示意性地说明在根据本发明的健身机器中为使用者提供反馈的模式；

-图4示意性地说明在根据本发明的健身机器中为使用者提供反馈的另一模式；

-图5示意性地说明在根据本发明的健身机器中为使用者提供反馈的又一模式。

具体实施方式

参见图1或2A、2B，附图标记1表示根据本发明的用于辅助进行健身运动的设备，下文中还称作为设备1。

术语“使用者”代表使用本发明的设备进行健身运动的人。

此外，表达“正确的健身运动”、“正确地进行健身运动”以及类似表达在此用于指代、已根据被体育领域的专业人员或训练员认为是较佳的姿势和/或运动顺序而进行健身运动。

鉴于此，术语“运动”(称为由设备所提供的反馈)用于代表由使用者身体在进行健身运动过程中所占据的位置。

一般而言，在健身运动过程中(至少在所有的动态健身运动过程中，但等距健身运动(isometric exercises)除外)，使用者身体的一些部分相对于其它部分的运动。

已进行假定的是，术语“运动”用于代表不仅由在健身运动过程中应发生运动的部分所占据的位置，而且由那些应保持静止的部分所占据的位置。

根据本发明用于辅助健身运动的设备1包括健身工具2。

根据本发明，健身工具2被构造成与使用者3相互作用，以便允许使用者能克服抵抗载荷7的力而沿预设通路进行运动。

更确切地说，健身工具2包括：

框架(在图2A和2B中标为31而在图1中并未示出，但具有已知的类型)；

配重堆，该配重堆可动地与框架相关联，以便构成抵抗载荷7；

至少一个可动元件8，该可动元件籍由缆索19、33连接于抵抗载荷7，并且可通过使用者克服抵抗载荷7而沿预设通路运动。

因此，图1所示的健身工具2包括抵抗载荷7以及连接于该抵抗载荷7的可动元件8。

借助非限制性示例，如图1所示，下文描述涉及用于辅助进行健身运动的设备1的较佳实施例。

可动元件8是与连接于抵抗载荷7的缆索19相关联的手持件18。

较佳地是，可动元件8是与连接于抵抗载荷7的缆索19可滑动地相关联的手持件18，或者也可是带条。

为了进行健身运动，使用者3使手持件18响应于使用者3的运动、克服由抵抗载荷7所施加的力而沿预定通路运动。

图1所示的健身工具2允许进行多种健身运动，用以锻炼使用者3的身体 20的多种肌肉(例如，肩部、胸部等)。因此，健身工具2(在图1所示的实施例中)构成为功能机器。

更确切地说，健身工具2的缆索19围绕多个滑轮，且可动元件8包括与缆索相关联的手持件。

用于辅助进行健身运动的设备1包括摄影机9，该摄影机9被构造成在使用者3进行健身运动时对使用者进行拍摄。

摄影机9被构造成对使用者3和/或可动元件8在健身运动过程中空间体积的一部分、较佳地对整个空间体积进行拍摄。

根据本发明，摄影机9构成感测装置4，该感测装置被设置成提供代表使用者3运动的信号。

设备1还包括被设置成显示图像的屏幕10。

借助非限制性示例，屏幕10是LCD屏幕。

相对于健身工具2，屏幕10被定位成允许使用者能在健身运动过程中获得显示在该屏幕上的图像。

根据本发明，屏幕10构成反馈装置5，该反馈装置用于在健身运动过程中将信号传递给使用者3。

根据本发明，设备1还包括处理器6，该处理器6连接于感测装置4并连接于反馈装置5，也就是说参照图1所示的非限制性示例的实施例、连接于摄影机9并且连接于屏幕10。

此外，根据本发明，处理器6被构造成实时地将代表使用者3运动的信号与预设参照型式进行比较，而该预设参照型式代表使用者与正确地进行健身运动相对应的理想运动型式。

较佳地是，预定参照型式被存储在处理器6中。

下文是对图1所示设备的较佳非限制性示例操作模式的描述。

下文还将描述图1所示设备的其它变型。

当使用者3通过使手持件18沿预定通路运动来进行健身运动时，摄影机9捕获使用者3的图像。

较佳地是，处理器6接收由摄影机9所捕获的图像并驱动屏幕10，以使该屏幕10显示由摄影机9所捕获的图像。

因此，屏幕10构成一种“镜子”，其中使用者能获得他或她自身在进行健身运动过程中的运动。

使用者3的身体20的图像在屏幕10上限定代表使用者的图形元件12。

该图形元件12根据使用者3的实际位置定位在屏幕10上。实际上，使用者3的身体20在所显示图像中的位置与由使用者3在进行健身运动过程中所实际采用的位置相关联。

处理器6较佳地被构造成在屏幕10上还显示另一图形元件11，该图形元件11根据预定参照型式进行定位。

较佳地是，另一图形元件11定位在图形元件12的旁边，或者也可叠置在该图形元件12上。

由于图形元件11是一种“训练员具象”，或者代表显示在屏幕10上图像中的训练员的元件。

另一图形元件11或者“训练员具象”较佳地具有人的外观。

另一图形元件11动态地在屏幕10上运动，并且进行正确地运动，也就是说该图形元件相对于预定参照型式运动。

换言之，在进行健身运动的同时，使用者3观看屏幕10并且获得代表他或她的图形元件12(也就是他或她自身身体20的图像)的运动以及代表训练员或者“训练员具象”的另一图形元件11的运动，以便确定他或她在健身过程中的自身运动是否是正确地运动。

有利地是，简单地获得显示在屏幕10上的图像，这样允许使用者3能快速且容易地矫正他或她在进行健身运动中可能犯的任何错误，从而为使用者3提供考虑所进行健身运动正确性的实时反馈

此外，设备1还可提供对正确地进行健身运动不可缺少的其它有用信息。

例如，对于许多健身运动而言，使用者3必须保持预定位置以预定时间长度、通常是几秒，以使某些肌肉保持收缩。

此外，当使用者连续地进行多种健身运动时，通常在一种健身运动和下一种健身运动之间存在停顿，也就是说存在肌肉并不收缩的恢复时间。

根据本发明的该方面，处理器6还可构造成驱动反馈装置5，以提供如下指令：这些指令考虑预定位置的正确保持时间和/或一种健身运动和另一种健身 运动之间的正确恢复时间。

术语“正确的保持时间”以及“正确的恢复时间”用于表示体育界的专业人员会考虑的、分别适合于保持特定位置和用于肌肉恢复的时间间隔。

在上述图1所示设备的第一变型中，处理器6被构造成使得另一图形元件11或“训练员具象”根据预定参照型式定位，并且还根据代表使用者3运动的信号定位。

根据该变型，另一图形元件11或“训练员具象”在屏幕10上还相对于图形元件12的位置而运动。

有利地是，这样允许使用者3能够在健身运动的正确性方面具有有效的反馈，而无需考虑他或她在进行健身运动过程中的速度。实际上，即使使用者3缓慢地进行健身运动，另一图形元件11在屏幕10上的运动与图形元件12的运动协调，也就是说，另一图形元件11在屏幕10上的运动并且以与图形元件12基本上相同的速度正确地进行健身运动。

根据图1所示设备的第二变型，处理器6被构造成从由摄影机9所捕获的图像中获得可动元件8和/或使用者3的身体20的位置，也就是说，从由摄影机9所捕获的图像中抽析出代表可动元件8和/或使用者3的身体20的位置的信号。

较佳地是，处理器6装备有图像分析识别软件。

借助非限制性示例，处理器6可被构造成识别可动元件8的重心和/或使用者身体20的轮廓，以便形成代表使用者3的运动的信号。

根据该变型，处理器6被构造成驱动屏幕10，以便重现图形元件12、即一种“使用者具象”，代表使用者3的运动和/或可动元件8的运动，并且较佳地具有他们的外观。

图形元件12类似于结合图1所示设备的较佳操作模式所描述的一种图形元件在屏幕10上相对于使用者3的运动进行运动，也就是说，当使用者运动以进行健身运动时，图形元件12在屏幕10上进行相对应的运动。

根据该变型，处理器6被构造成在屏幕10上显示代表训练员的另一图形元件11、也就是“训练员具象”，该图形元件11具有与参照图1所示设备的较佳操作模式所描述的一个图形元件或者与图1所示设备的第一变型的一个图形 元件相类似的技术特征。

较佳地是，健身工具2包括：框架，配重堆，该配重堆可动地与框架相关联，以便构成抵抗载荷7；至少一个可动元件8，该可动元件由缆索19、33连接于抵抗载荷7，并可通过使用者克服抵抗载荷7而沿预设通路运动。应当注意到地是，根据本发明，健身工具2是健身机器。

较佳地是，健身机器2是功能训练机器(具有带有可动元件8的类型，或者其手持件以固定或可滑动方式插在缆索的伸展中或者连接于缆索自身的一端)。

感测装置4较佳地包括三维运动传感器(例如，照相机和红外发射源)，以便感测与使用者在空间中的位置相关的信号(所感测的信号)。

根据本发明的设备还包括存储器，该存储器具有包含与待进行健身运动相关的数据的数据库。

鉴于此，对于每种健身运动，存储有与使用者正确地进行健身运动相对应的参照信号。

正确的运动被限定成在预定时间间隔中交替发生的一系列正确位置。

除了参照位置以外，对于每种健身运动来说在存储器中还存储有正确的运动速度和幅值数据(参照速度和幅值)。

应当注意到地是，正确地进行健身运动考虑以下健身运动的方面：运动的顺序(例如，手臂和腿的正确运动)以及使用者运动的速度和幅值。

根据本发明的健身机器还包括处理器6(也就是，中央单元)，该处理器6接收由感测装置4所感测出的信号、对这些信号进行处理并且将它们与参照信号进行比较，以在预定的容许参数内识别在运动的顺序、速度和/或幅值方面的任何不同。

根据所感测出的信号，中央单元6还(从所感测的位置中)建立使用者的图像，并且根据与存储在存储器中参照信号的前述比较产生关于运动正确性的反馈信号。

中央单元6将所感测出的位置与参照位置进行比较，并且考虑预定的位置和速度公差。

更确切地说，中央单元(也就是处理器6)根据使用者的数据(例如，年 龄、体重指数以及其它的使用者参数，不管是输入的还是所感测出的)、或者基于预定运动情况(与校准程序相对应，且在该校准程序中使用者进行预定运动，而中央单元6可从预定运动中得到公差)来自动地计算公差。

例如，可通过对处理器6进行编程来获取公差，从而处理器认为使用者身体根据参照信号限定的各个部分(腿部、手臂等)(也就是，根据代表其理想运动情况的参照健身运动、来在连续的时间点处计算出的使用者身体各部分的位置)比根据所感测出的信号而限定的相对应部分大(预设因子)，使得所感测出的位置无需精确地位于参照位置上方、来使反馈信号限定已被正确进行的健身运动(或者至少防止在使用者的图形表征上实时显示出错误)。

显然，预定公差值与健身运动的难度有关。

参照显示装置10、较佳地是健身机器的显示装置包括用于显示由中央单元6所处理图像的屏幕。

这些由中央单元6所处理的图像与由中央单元6所产生的反馈信号相对应，并且根据下文所描述的方法进行显示。

因此，图像在屏幕上的显示构成告知使用者健身运动是否被正确地进行的反馈。具体地说，应当注意到地是，实时提供该反馈。

下文是对不同反馈方法的描述，这些方法可在根据本发明的设备中(彼此交替地或组合地)实施。

如图3所示，在称为“单显示”方法的第一方法中，使用者在屏幕10上看到由连续的使用者位置而产生的对于他或她身体的单个表征。

此种表征由中央单元(也就是，处理器6)基于来自感测装置(例如，由摄影机所产生)的信号并且基于存储器中的数据而产生，以遵循进行健身运动的实际使用者的运动。

在该情形中，如果使用者并未正确地进行健身运动，则图像会在与已进行错误运动的身体部分相对应的部分中改变颜色(例如，转为红色)。或者，(如果在实际进行的健身运动和应被进行的理想健身运动之间的差异保持低于公差容许限度的话)，则使用者图像中没有部分会改变颜色(或者经受其它变化)。

例如，如果使用者在健身运动过程中、使右臂而非左臂运动时，右臂变红。

或者，如果使用者左臂的运动速度和/或幅值与参照速度和/或幅值相比过 高的话，则左臂变红。

因此，在健身运动进行中引导使用者，也就是说通过此种显示方法，为使用者提供考虑健身运动正确性的指示。

此外，为了在运动的速度和幅值方面对健身运动提供更精确的参照，在使用者图像的旁边显示两个侧条15a和15b、用于右侧的一个侧条15b和用于左侧的一个侧条15a，而在进行健身运动的过程中，逐渐地充填这些侧条。

充填侧条的速度限定正确的运动速度，同时被充填部分的范围代表正确的运动幅值。较佳地是，侧条15a和15b呈弧形，这是由于手臂的端部沿弧形轨迹运动所致。

每个侧条15a和15b的旁边可存在又一侧条15c、15d，这两个侧条根据所感测出的使用者运动而充填。

于是，在每一侧上存在两个侧条(15a和15c用于左手侧，而15b和15d用于右手侧)，以便精确地比较他或她的运动在速度和幅值方面的正确性。

图3代表如果使用者与正确的运动相比使他或她的臂过快地运动、而为他或她提供的反馈(较佳地提供在屏幕10上)。如图所示，以便与身体的剩余部分不同的颜色显示手臂。

在显示方法的又一变型中，通过改变图像中手臂颜色而提供的反馈考虑手臂运动的顺序(例如，是右臂而不是左臂被抬升)。

在该情形中，处理器6使用代表由使用者所进行的健身运动规律的参数。

根据该变型，如果使用者的运动在速度和/或幅值方面是不正确的，则显示在屏幕10上的图像并不改变(也就是，并不通过改变颜色来提供反馈)，而是处理器6考虑使用者运动的速度和幅值与正确参数之间的差异、计算并显示健身运动结束时的分数。

如图4所示，下文描述的是第二反馈方法，该方法是对上述方法的替代或附加。

在该情形中，中央单元6处理感测装置4的信号并且产生使用者的表征或者“所感测出的”图像，并且使用存储在存储器中的参照位置，显示装置10显示两个叠置图像，即所感测出的图像和参照图像。

因此，如图4所示，在任何时候都在屏幕10上显示两个图像：一个标为 附图标记12的图像是所感测出的图像，而标为附图标记11的另一个图像是参照图像(由处理器6根据存储在存储器中的数据而得到的)。

因此，如果使用者在顺序、速度以及幅值方面正确地进行运动的话，则仅仅显示一个图像(与称为参照图像和所感测出的图像的两个图像“较佳地”重叠相对应)，然而如果使用者不正确地进行运动(再次根据预设公差限度)，则图像在已不正确地进行运动的身体部分分开(例如，如果使用者将他或她的右臂抬升得比参照速度快，则屏幕10显示具有两个右臂的图像，一个右臂属于参照图像，而一个右臂属于所感测出的图像，所感测出的图像的手臂不再精确地叠置在参照图像的手臂上方)。

在该情形中，也存在侧条15a、15b、15c、15d，从而以与上述相同的方法提供对于运动速度和幅值的参照。

图4示出如果手臂被抬升地比它们应被抬升得快、为使用者提供的反馈(也就是，使用者在屏幕上所看到的图像)。

如图5所示，下文描述为使用者提供反馈的又一方法。

根据该反馈方法，使用者的表征(在屏幕10上的图像)是示意性的，且使用者的手臂和腿由线段所表示。

在该情形中，也存在侧条15a、15b、15c、15d，以便提供对于运动速度和幅值的参照(参见上述方法1)。

图5示出如果手臂被抬升地比它们应被抬升得快、为使用者提供的反馈(也就是，显示在屏幕上的图像)。

不管情形如何，不考虑显示进行健身运动中错误的方法(构成实时反馈)，处理器6构造成在健身运动结束时为使用者计算和显示如下信息和数据：该信息和数据考虑与健身运动应被如何理想地进行相比、该健身运动实际进行地如何，因此构成用于评价健身运动的比较型式。

感测装置4被构造成感测代表进行健身运动使用者的位置的信号。较佳地是，该信号代表使用者(在他或她进行健身运动的同时)在一系列连续时间点的位置。

例如，感测装置4包括摄影机9，该摄影机9被构造成在使用者3进行健身运动时对使用者进行拍摄。替代地(或附加地)，感测装置4包括三维运动 传感器，该三维运动传感器构造成在健身运动过程中感测使用者的位置和运动。

较佳地是，反馈装置5包括用于根据由处理器6所产生的驱动信号来显示图像的屏幕10。

对处理器6进行编程，以便根据由代表健身运动型式的至少一个预定评估参数(在连续的时间点中)所采用的数值、将所感测出的信号与预定参照型式进行比较，

更确切地说，进行比较，以便计算用于所感测出的信号的评估参数的数值与用于参照型式的评估参数的相对应数值之间的差异。该差异与参照量(预定的并且存储在设备的存储器中)相关，以便限定预定公差范围。

对处理器6进行编程，以产生驱动信号，使得该驱动信号替代地包括：

使用者的图形表征(具象12)，该图形表征与使用者的实际位置相对应，并且如果(或者只要)差异(用于所感测出的信号的评估参数的数值与用于参照型式的评估参数的相对应数值之间的差异)小于或者等于预定公差范围，则不具有根据参照型式的图形元件；以及

由基于参照型式的图形元件所修改的使用者图形表征，该图形表征用以指代(如果差异大于预定公差范围的话)发生差异的身体部分。

因此，并不同时显示使用者的图形表征和被修改的使用者图形表征。

实际上，当正确地(或者根据设定公差可接受地)进行健身运动时，显示未修改的使用者图形表征(也就是，仅仅具有使用者具象的一个图形，或者如果存在两个具象，则一个是使用者具象而另一个是训练员具象，迫使这两个体现重叠，意思是训练员具象也根据所感测出的信号而非根据参照型式运动)，然而当不正确地(或者，根据设定公差不可接受地)进行健身运动时，显示被修改的使用者图形表征，其中使用者能清除地看到所犯的错误(通过根据参照型式在图形上改变使用者体现，或者通过叠置根据参照型式运动的训练员具象或训练员具象的一部分)。

较佳地是，处理器6根据从代表由使用者所采用位置的第一评估参数开始、在连续时间点中所采用的数值而(在所感测出的信号和预定参照型式之间)进行比较。

较佳的是，处理器6还根据从代表使用者运动情况的速度的第二评估参数开始、在连续时间点中所采用的数值而(在所感测出的信号和预定参照型式之间)进行比较。

公差范围可设定成使得两个评估参数是独立的(两个参数中的一个超过公差范围，就足以启动被修改的使用者图形表征)或者组合的(根据预定表征，两个参数都须超过相对应的公差范围，来启动被修改的使用者图形表征)。

较佳的是，被修改的使用者图形表征包括在发生差异的身体部分(也就是，所感测出的位置或运动速度与理想型式相差的量值超过预设公差范围的身体部分)上(在使用者具象12上)进行上色或加亮。

替代地或附加地，被修改的使用者图形表征至少在发生差异的使用者身体部分处、除了使用者表征以外包括代表使用者根据参照型式所具有理想位置的图形元件。

较佳地是，处理器构造成根据以下方面产生驱动信号。

较佳地是，驱动信号包括右手充填条15c和左手充填条15d(也就是包括充填条的图形显示的信息)，这两个充填条构造成在视觉上分别指示使用者左右手向前运动的状态和向前运动的速度。

除了右充填条15c和左充填条15d以外，驱动信号较佳地还包括右手参照充填条15a和左手参照充填条15b(也就是还包括充填条的图形显示的信息)，这两个充填条构造成在视觉上分别指示、使用者左右手根据参照型式而向前运动的理想状态和向前运动的理想速度。

此外，感测装置4设置成提供代表可动元件8的位置的信号。

鉴于此，使用者3的理想运动型式包括可动元件与正确地进行健身运动相对应的理想通路。

在本发明的一实施例中，感测装置4包括摄影机9、图形元件12以及另一图形元件11，该摄影机9构造成在进行健身运动时对使用者3进行拍摄，图形元件12包括由摄影机9所拍摄的使用者表征，而对处理器6进行编程，以在屏幕10上根据预设参照型式显示另一图形表征，并构成对于健身运动正确性的实时反馈。

鉴于此，对处理器6进行编程，以根据代表使用者3运动的信号而在屏幕 上显示另一图形元件11。

在本发明的另一实施例中，感测装置4包括至少一个光学屏蔽件13，这些光学屏蔽件13设置成产生光束F并且提供指示光束F中断的信号，对处理器6进行编程以根据中断信号来启动反馈装置5。

该设备1还包括至少一个控制装置16，这些控制装置可由使用者操作，以将反馈装置5打开或关闭。

上述描述也限定了用于在进行健身运动中辅助使用者的方法，该方法包括以下步骤：

当使用者3进行健身运动时，感测代表使用者3运动的信号；

将代表使用者3运动的信号与预设参照型式进行实时比较，而该预设参照型式代表使用者3与正确地进行健身运动相对应的理想运动型式；

以及根据比较结果，将关于健身运动正确性的信号实时传递给使用者3。

较佳的是，感测代表使用者3运动的信号的步骤包括：对代表使用者3的身体的位置和/或由使用者3为进行健身运动而使用的健身工具2的可动元件8的位置的信号进行捕获，且使用者3的理想运动型式包括使用者3的身体和/或可动元件8与正确地进行健身运动相对应的理想通路。

较佳地是，感测步骤包括捕获使用者3的一系列图像。

有利地是，所提出的方法通过提供使用者能用于矫正他或她的运动顺序的实时反馈、而使得使用者能在进行健身运动时受到辅助。这使得使用者能正确地进行健身运动。

较佳地是，感测(代表使用者3的运动的信号)的步骤包括捕获代表使用者3的身体20的位置和运动的信号。

鉴于此，使用者3的理想运动型式包括使用者3的身体20的理想通路(或者瞬时位置)。

替代地或附加的，存在对代表由使用者3为进行健身运动而使用的健身工具2(也就是，健身机器2)的可动元件8的位置和运动的信号进行捕获的步骤。

鉴于此，使用者3的理想运动型式包括可动元件8与正确地进行健身运动相对应的理想通路(或者瞬时位置)。

感测代表使用者3的运动的信号的步骤包括：对代表使用者在他或她进行健身运动的同时、在一系列连续时间点的位置的信号进行捕获。

例如，通过捕获使用者的一系列图像或者借助三维运动传感器(其操作是本身已知的)来执行感测步骤。

较佳地是，基于由代表健身运动型式的至少一个预定评估参数(在连续的时间点中)所采用的数值、将所感测出的信号与预定参照型式进行比较，

较佳地是，传递信号的步骤包括：根据比较结果来显示图像，使得这些图像替代地包括：

使用者的图形表征，该图形表征与使用者的实际位置相对应，并且如果(或者只要)用于所感测出的信号的评估参数的数值与用于参照型式的评估参数的相对应数值之间的差异小于或者等于预定公差范围，则不具有根据参照型式的图形元件；以及

由基于参照型式的图形元件所修改的使用者图形表征，该图形表征用以指代如果差异大于预定公差范围的话、会发生差异的身体部分。

较佳地是，根据第一评估参数和第二评估参数、通过对由用于所感测出的信号的评估参数在连续时间点所采用的数值与由用于预定参照型式的评估参数在连续时间点所采用的相对应数值进行比较、来进行在所感测出的信号和预定参照型式之间的比较，其中第一评估参数代表由使用者所采用的位置，而第二评估参数代表使用者的运动速度。

关于组合地或相关联地使用两个评估参数，对设备的上述描述进行参照。

较佳的是，该方法包括根据比较结果来处理所感测出的信号和参照型式的步骤，以显示被修改的使用者表征，该方法(替代地或组合地)包括：

在所发生的差异超过预设公差范围的身体部分上进行上色或加亮；

除了使用者表征以外(例如，部分地叠置在其上)、代表使用者根据参照型式所具有理想位置的图形元件，且至少在发生差异的使用者身体部分处。

较佳地是，该方法包括：除了显示(修改过的或未修改过的)使用者图形表征以外，还显示右手充填条15c和左手充填条15d，这两个充填条构造成在视觉上分别指示使用者左右手向前运动的状态和向前运动的速度。

除了右充填条15c和左充填条15d以外(并且可替代的是)，该方法包括 显示右手参照充填条15a和左手参照充填条15b，这两个充填条构造成在视觉上分别指示、使用者左右手根据参照型式而向前运动的理想状态和向前运动的理想速度。

较佳地是，充填条(较佳地呈弧形)(在所显示的图像中)位于使用者表征12的各侧上。

这些充填条用于为使用者提供关于所进行运动正确性的实时反馈，从而在使用者进行健身运动的同时、给予他或她明白应如何进行健身运动的机会。

应注意到的是，充填条能由用于相同功能的任何其它图形元件所替代，例如瞬时改变颜色的多个图形元件。

填充条位于使用者具象12各侧处的事实有利地不会分散使用者的注意。

Claims (13)

1.一种用于辅助进行健身运动的设备(1)，所述设备装备有健身工具(2)，所述健身工具被构造成与使用者(3)相互作用，以使所述使用者能够克服抵抗载荷(7)的力而沿预设通路进行运动，所述健身工具(2)包括：

框架；

配重堆，所述配重堆可动地与所述框架相关联，以便构成所述抵抗载荷(7)；

至少一个可动元件(8)，所述可动元件籍由缆索(19，33)连接于所述抵抗载荷(7)，并可通过所述使用者克服所述抵抗载荷(7)而沿预设通路运动，

其特征在于，所述设备组合地包括：

感测装置(4)，所述感测装置(4)被设置成提供代表所述使用者(3)运动的信号；

反馈装置(5)，所述反馈装置(5)用于在健身运动过程中将信号传递给所述使用者(3)；

处理器(6)，所述处理器(6)连接于所述感测装置(4)并连接于所述反馈装置(5)，以便根据代表所述使用者运动的信号和预设参照型式之间的比较为所述使用者(3)提供关于所述健身运动的正确性的实时反馈，且所述预设参照型式代表所述使用者与正确地进行所述健身运动相对应的理想运动型式，

其中所述反馈装置(5)包括(i)由一系列使用者位置产生的使用者图形表征，以及(ii)基于所述预设参照型式并表示代表所述使用者运动的信号与所述预设参照型式之间差异的图形元件，

其中对所述处理器(6)进行编程，以仅在代表所述使用者运动的所述信号与所述预设参照型式之间的差异超过预定公差范围时显示所述图形元件，由此，只要代表所述使用者运动的所述信号与所述预设参照型式之间的差异小于或等于所述预定公差范围，则不显示所述预设参照型式。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述感测装置(4)被构造成感测代表进行所述健身运动的使用者在一系列连续时间点中的位置的信号；

所述反馈装置(5)包括屏幕(10)，所述屏幕(10)用于根据由所述处理器(6)所产生的驱动信号来显示图像；

对所述处理器(6)进行编程，以便根据由代表健身型式的至少一个预定评估参数在连续的时间点中所采用的数值将所感测出的信号与所述预设参照型式进行比较，并对所述处理器(6)进行编程以产生所述驱动信号，使得所述驱动信号包括：

使用者图形表征，所述使用者图形表征与使用者的实际位置相对应，并且如果用于所感测出的信号的评估参数的数值与用于所述预设参照型式的评估参数的相对应数值之间的差异小于或者等于预定公差范围，则不具有所述预设参照型式；以及

被修改的使用者图形表征，所述被修改的使用者图形表征由基于所述预设参照型式的图形元件所修改，用以指代如果所述差异大于所述预定公差范围的话会发生所述差异的身体部分。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，对所述处理器(6)进行编程，以便根据由第一评估参数和第二评估参数在连续的时间点所采取的数值将所感测出的信号与所述预设参照型式进行比较，且所述第一评估参数代表由所述使用者所采用的位置，而所述第二评估参数代表所述使用者进行所述健身运动的速度。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述被修改的使用者图形表征包括在发生所述差异的身体部分上上色或加亮。

5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述被修改的使用者图形表征至少在发生所述差异的使用者身体部分处除所述使用者图形表征以外包括代表所述使用者根据所述预设参照型式的理想位置的图形元件。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述驱动信号包括右手充填条(15c)和左手充填条(15d)，所述充填条被构造成在视觉上分别指示所述使用者左右手向前运动的状态和向前运动的速度。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述驱动信号还包括右手参照充填条(15a)和左手参照充填条(15b)，所述参照充填条被构造成在视觉上分别指示所述使用者左右手根据所述预设参照型式而向前运动的理想状态和向前运动的理想速度。

8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器(6)被设置成对代表所述使用者(3)与以较佳方式进行所述健身运动相对应的运动的信号进行存储，以便将所述代表所述使用者(3)与以较佳方式进行所述健身运动相对应的运动的信号存储为所述预设参照型式。

9.一种对使用健身工具(2)进行健身运动的使用者(3)提供辅助的方法，所述健身工具(2)包括框架、配重堆以及至少一个可动元件(8)，所述配重堆可动地与所述框架相关联，以便构成抵抗载荷(7)，而所述可动元件(8)通过缆索(19，33)连接于所述抵抗载荷(7)，并可通过所述使用者(3)克服所述抵抗载荷(7)而沿预设通路运动，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

当所述使用者(3)进行所述健身运动时，感测代表所述使用者(3)运动的信号；

将代表所述使用者(3)运动的信号与预设参照型式进行实时比较，所述预设参照型式代表所述使用者与正确地进行所述健身运动相对应的理想运动型式；

根据所述比较的结果，将关于所述健身运动的正确性的信号实时传递给所述使用者(3)，

其中实时传递给所述使用者的所述信号包括：(i)由一系列使用者位置产生的使用者图形表征，以及(ii)基于所述预设参照型式并表示代表所述使用者运动的信号与所述预设参照型式之间差异的图形元件，

其中仅在代表所述使用者运动的所述信号与所述预设参照型式之间的差异超过预定公差范围时将所述图形元件传递给所述使用者，由此，只要代表所述使用者运动的所述信号与所述预设参照型式之间的差异小于或等于所述预定公差范围，则不显示所述预设参照型式。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

感测代表所述使用者(3)运动的信号的步骤包括：对代表所述使用者在他或她进行所述健身运动的同时在一系列连续时间点的位置的信号进行捕获，

基于由代表健身运动型式的至少一个预定评估参数在连续的时间点中所采用的数值将所感测出的信号与所述预设参照型式进行比较，

传递信号的步骤包括：根据所述比较结果显示图像，以便所述图像包括：

使用者图形表征，所述使用者图形表征与所述使用者的实际位置相对应，并且如果用于所述所感测出的信号的评估参数的数值与用于所述预设参照型式的评估参数的相对应数值之间的差异小于或者等于预定公差范围，则所述使用者图形表征不具有所述预设参照型式，以及

被修改的使用者图形表征，所述被修改的使用者图形表征由基于所述预设参照型式的图形元件所修改，用以指代如果所述差异大于所述预定公差范围的话会发生所述差异的身体部分。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据第一评估参数和第二评估参数通过对由用于所述所感测出的信号的评估参数在连续时间点所采用的数值与由用于所述预设参照型式的评估参数在连续的时间点所采用的相对应数值进行比较来进行在所述所感测出的信号和所述预设参照型式之间的比较，其中所述第一评估参数代表由所述使用者所采用的位置，而所述第二评估参数代表所述使用者的运动速度。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据所述比较结果来处理所述所感测出的信号和所述预设参照型式的步骤，以便显示被修改的使用者图形表征，所述被修改的使用者图形表征包括：

在所发生的差异超过所述预定公差范围的身体部分上进行上色或加亮；

代表所述使用者根据所述预设参照型式所具有理想位置且至少在发生所述差异的使用者身体部分处基本上叠置在所述使用者图形表征上的图形元件。

13.如权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括除所述使用者图形表征以外还显示：

右手充填条(15c)和左手充填条(15d)，所述充填条被构造成在视觉上分别指示所述使用者左右手向前运动的状态和向前运动的速度，和/或

右手参照充填条(15a)和左手参照充填条(15b)，所述参照充填条被构造成在视觉上分别指示所述使用者左右手根据所述预设参照型式而向前运动的理想状态和向前运动的理想速度。