CN103706077A - 电子跳绳运动健身器和运动量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子跳绳运动健身器和运动量检测方法，健身器包括棒状壳体，壳体的前端设有旋转头；壳体内设有电源模块、与电源模块连接的数据处理电路，及与数据处理电路连接的旋转检测电路和加速度传感器；加速度传感器检测到的传感信号转换为脉冲信号，数据处理电路对加速度传感器的脉冲信号进行计数和对旋转检测电路进行跳绳的旋转计数。本发明在壳体内增设有与数据处理电路连接的加速度传感器，使得作为跳绳手柄的壳体在使用者随身携带时，可以同时检测使用者的身体移动，比如走路和跑步，以此检测使用者的运动量，进而对使用者的运动量进行统计和管理。特别适合于学生的体育锻炼方面的个人信息的检测和管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种健身装置，更具体地说是指一种电子跳绳运动健身器和运动量检测方法。
背景技术
现有技术中的电子跳绳仅具有跳绳的计数功能，仅当作跳绳手柄来使用，功能单一。随着人们的健身需求，也随着学校对培养学生优秀体质的应用需求，急需一款便携式的健身器，用来满足健身的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电子跳绳运动健身器和运动量检测方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
电子跳绳运动健身器，包括棒状壳体，壳体的前端设有旋转头；所述的壳体内设有电源模块、与电源模块连接的数据处理电路，及与数据处理电路连接的旋转检测电路和加速度传感器；所述加速度传感器检测到的传感信号转换为脉冲信号，数据处理电路对加速度传感器的脉冲信号进行计数和对旋转检测电路进行跳绳的旋转计数。
其进一步技术方案为：所述数据处理电路包括微控制器；所述的旋转检测电路包括旋转计数传感器，所述的旋转计数传感器位于旋转头内端，所述旋转头的内端至少设有一个与旋转计数传感器位置相对应的检测点。
其进一步技术方案为：还包括与数据处理电路连接的无线通讯模块，所述无线通讯模块与运动信息采集装置；所述的无线通讯模块包括2.4G无线模块和/或RFID模块。
其进一步技术方案为：所述壳体的后端设有LED灯和位于LED灯外侧的聚光透镜。
其进一步技术方案为：还包括与数据处理电路连接的移动通讯模块、显示屏、按键、拾音器，及扬声器和/或听筒；所述的移动通讯模块为GSM通讯模块、WCDMA模块或CDMA模块。
其进一步技术方案为：还包括与数据处理电路连接的卫星定位模块，所述的卫星定位模块为北斗星模块和/或GPS模块。
其进一步技术方案为：还包括与数据处理电路连接的脉搏传感器；所述的脉搏传感器设于壳体上人体可接触的部位，或，所述的脉搏传感器固定在设于手腕处的环状体内侧，所述的环状体通过柔性导线与壳体的数据处理电路电性连接。
其进一步技术方案为：所述的数据处理电路包括二个加速度传感信号的设定值，包括走路加速度传感信号设定值和跑步加速度传感器设定值；所述加速度传感器检测到的模拟信号大于走路加速度传感信号设定值时，数据处理电路对大于走路加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行走路计数统计；所述加速度传感器检测到的模拟信号大于跑步传感信号设定值时，数据处理电路对大于跑步加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行跑步计数统计。
本发明采用这样的运动量检测方法，使用者配戴有前述的电子跳绳运动健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一种或二种以上；
所述的A方法为移动式检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号进行运动计数统计，包括跑步式运动计数和走路式运动次数；
所述的B方法为有氧运动检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号在每分钟120次以上的运动记录为有氧运动，并记录该有氧运动的时间和运动次数，当有氧运动未达到设定时间，发出报警信号；
所述的C方法为跳绳检测方法，数据处理电路对旋转计数电路的旋转速度进行统计，当旋转速度大于每分钟10次以上时，且时间超过2分钟以上，记录为跳绳的运动计数。
其中，使用者将个人的身高和体重的参数输入至电子跳绳运动健身器的数据处理电路中，数据处理电路对检测到的运动次数与参数之间进行按常用公式进行运算，获得每次运动的能量消耗数据。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明在壳体内增设有与数据处理电路连接的加速度传感器，使得作为跳绳手柄的壳体在使用者随身携带时，可以同时检测使用者的身体移动，比如走路和跑步，以此检测使用者的运动量，进而对使用者的运动量进行统计和管理。特别适合于学生的体育锻炼方面的个人信息的检测和管理。还可以进一步采用脉搏传感器，对使用者的心率进行检测，检测使用者运动时的心率变化，可以对使用者进行有氧运动检测。还可以进一步增加卫星定位模块，其他人员可以通过卫星定位模块查找使用者所在的位置。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明电子跳绳运动健身器具体实施例的立体图；
图2为与图1所示实施例相匹配的另外一个跳绳手柄的外形结构图；
图3为图1所示实施例的电路方框图；
图4为本发明电子跳绳运动健身器另一实施例的电路原理图（主要包括微控制器、存储器、加速度传感器和2.4G无线模块及电源模块等主要部分）。
附图标记
10 壳体 20 旋转头
31 电源模块 32 数据处理电路
321 微控制器 322 存储器
33 旋转检测电路 34 加速度传感器
35 无线通讯模块 41 移动通讯模块
42 显示屏 43 按键
44 拾音器 46 卫星定位模块
47 脉搏传感器 45 扬声器
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1和图2所示的具体实施例，本发明电子跳绳运动健身器（即一种带有多种功能跳绳手柄），包括棒状壳体10（即跳绳手柄的外壳），壳体10的前端设有旋转头20（用于系住绳子，和另外一个跳绳手柄形成一对，使用者可以进行跳绳运动）；壳体10内设有电源模块31、与电源模块31连接的数据处理电路32，及与数据处理电路32连接的旋转检测电路33和加速度传感器34；加速度传感器34检测到的传感信号转换为脉冲信号（这个信号转换可以由微控制器内的比较指令或比较电路来实现，也可以由比较器构成的比较电路，直接对加速度传感器采集到的模拟信号进行转换），数据处理电路32对加速度传感器34的脉冲信号进行计数和对旋转检测电路33进行跳绳的旋转计数。
数据处理电路32包括微控制器321和与微控制器321联接的存储器322；旋转检测电路33包括旋转计数传感器（图中未示出，可以是霍尔传感器、干簧管或其它位置传感器），旋转计数传感器位于旋转头内端，旋转头的内端至少设有一个与旋转计数传感器位置相对应的检测点，用于产生旋转的感应信号。
还包括与数据处理电路32连接的无线通讯模块35，无线通讯模块35与运动信息采集装置（图中未示出，另外一台设备）；本实施例中，采用的无线通讯模块采用的是2.4G无线模块（用于300米以内的无线通讯），也可以采用无源式的RFID模块（用于100mm以内的近距离感应式无线通讯）。无线通讯模块为厂家自己配置的，其目的在于实现电子跳绳运动健身器与采集装置之间的数据通讯，将使用者的运动信息传送至采集装置，再传送至网络服务器。
还包括与数据处理电路32连接的移动通讯模块41（这个是利用公用通讯网络，即手机通讯网络，在跳绳手柄上插入SIM之类的手机卡，可以当作一台移动电话来使用）、显示屏42、按键43、拾音器44，及扬声器45(还可以增加听筒）；移动通讯模块41为GSM通讯模块、WCDMA模块或CDMA模块。
还可以进一步包括与数据处理电路32连接的卫星定位模块46，卫星定位模块46为北斗星模块和/或GPS模块,相关人员可以通过这个模块查找到使用者处于什么地方，还可以通过卫星定位模块对使用者的移动距离进行测量和计算。
还进一步包括与数据处理电路32连接的脉搏传感器47；脉搏传感器47设于壳体10上人体可接触的部位。
其中，数据处理电路的微控制器中设有二个加速度传感信号的设定值，包括走路加速度传感信号设定值和跑步加速度传感器设定值；加速度传感器检测到的模拟信号大于走路加速度传感信号设定值时，数据处理电路对大于走路加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行走路计数统计；所述加速度传感器检测到的模拟信号大于跑步传感信号设定值时，数据处理电路对大于跑步加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行跑步计数统计。也即，使用者的活动量小时（传感信号也小），按走路来计算，活动量大（传感信号也大）按跑步来计算。
本发明采用这样的运动量检测方法，使用者配戴有前述的电子跳绳运动健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一种或二种以上；
A方法为移动式检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号进行运动计数统计，包括跑步式运动计数和走路式运动次数；
B方法为有氧运动检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号在每分钟120次以上的运动记录为有氧运动，并记录该有氧运动的时间和运动次数，当有氧运动未达到设定时间，发出报警信号；
C方法为跳绳检测方法，数据处理电路对旋转计数电路的旋转速度进行统计，当旋转速度大于每分钟10次以上时，且时间超过2分钟以上，记录为跳绳的运动计数。
其中，使用者将个人的身高和体重的参数输入至电子跳绳运动健身器的数据处理电路中，数据处理电路对检测到的运动次数与参数之间进行按常用公式进行运算，获得每次运动的能量消耗数据。
如图4所示的实施例中，微控制器为EFM32TG822型芯片，与微控制器321联接的存储器322；加速度传感器为KXTJ2型芯片；存储器为24C256型芯片，无线模块为nRF24L01P型的2.4G模块。具体操作和设定的说明如下：
1、内部时钟设定：装上电池LCD显示屏显示年(如2013)，通过转动转动头修改当前年份（即旋转检测电路可以当作一种旋钮，输入控制信号）。设定完年份轻按功能键进入设定月，月在LCD显示屏左边显示(如12)，通过转动转动头修改当前月。再次轻按功能键进入设定日，日在LCD显示屏右边显示(如01)，通过转动转动头修改当前日。再次轻按功能键进入设定小时，小时在LCD显示屏左边显示(如12)，通过转动转动头修改时。再次轻按功能键进入设定分钟,分钟在LCD显示屏右边显示(如01)，通过转动转动头修改分钟。再次轻按功能建完成时钟设定并且进入计步模式。如要再次修改时间请卸下电池再次装上，进行第1步。
2、走路模式：24小时全天自动检测走路步数。
3、跑步模式：当你开始跑步时候，系统会自动判断为跑步状态并计步存储。
4、跳绳模式：甩动绳子自动进入跳绳模式。如果15秒都没有再跳绳自动切换到计步功能。
5、数据查看方法：通过轻触功能键可以循环选择查看最后一次跑步步数(如P：88888)、今天跑步总步数(如P：88888)、最后一次跳绳圈数(如T：88888)、今天跳绳总圈数(如T：88888)、今天热量消耗总数(如R：88888)单位千卡、今天里程总距离(如L：88888)单位米。
6、数据存储：本设备可以保存60天以上的跳绳和步数数据。
7、数据传输：本设备（即健身器）接近运动健身智能分析监管系统采集器（即运动信息采集装置）的接收范围时，会自动上传记录数据到采集器并清空设备记录。
8、网络传送：运动健身智能分析监管系统采集器自动传送所有数据到网络数据库服务器。家长或老师可以通过数据终端、手机、平板电脑、笔记本电脑登陆指定网站查询学生运动信息。
9、运动健身智能分析监管系统采集器：供电12V，全自动调制接收跳绳跑步健身器的数据。
使用环境：温度范围-30℃～70℃。
于其它实施例中，脉搏传感器也可以固定在设于手腕处的环状体内侧，环状体通过柔性导线与壳体的数据处理电路电性连接（即实现脉搏传感器与数据处理电路的电性连接）。
于其它实施例中，还可以在壳体的后端设有LED灯和位于LED灯外侧的聚光透镜。使得本发明可以变成一种手电筒，在夜晚或黑暗环境下的照明。
于其它实施例中，也可以只设有旋转检测电路和加速度传感器这二个重要模块，而不需要移动通话功能，也不需卫星定位功能，也不需要脉的检测功能。
综上所述，本发明在壳体内增设有与数据处理电路连接的加速度传感器，使得作为跳绳手柄的壳体在使用者随身携带时，可以同时检测使用者的身体移动，比如走路和跑步，以此检测使用者的运动量，进而对使用者的运动量进行统计和管理。特别适合于学生的体育锻炼方面的个人信息的检测和管理。还可以进一步采用脉搏传感器，对使用者的心率进行检测，检测使用者运动时的心率变化，可以对使用者进行有氧运动检测。还可以进一步增加卫星定位模块，其他人员可以通过卫星定位模块查找使用者所在的位置。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.电子跳绳运动健身器，包括棒状壳体，壳体的前端设有旋转头；其特征在于所述的壳体内设有电源模块、与电源模块连接的数据处理电路，及与数据处理电路连接的旋转检测电路和加速度传感器；所述加速度传感器检测到的传感信号转换为脉冲信号，数据处理电路对加速度传感器的脉冲信号进行计数和对旋转检测电路进行跳绳的旋转计数。
2.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于所述数据处理电路包括微控制器；所述的旋转检测电路包括旋转计数传感器，所述的旋转计数传感器位于旋转头内端，所述旋转头的内端至少设有一个与旋转计数传感器位置相对应的检测点。
3.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于还包括与数据处理电路连接的无线通讯模块，所述无线通讯模块与运动信息采集装置。
4.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于所述壳体的后端设有LED灯和位于LED灯外侧的聚光透镜。
5.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于还包括与数据处理电路连接的移动通讯模块、显示屏、按键、拾音器，及扬声器和/或听筒。
6.根据权利要求5所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于还包括与数据处理电路连接的卫星定位模块。
7.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于还包括与数据处理电路连接的脉搏传感器；所述的脉搏传感器设于壳体上人体可接触的部位，或，所述的脉搏传感器固定在设于手腕处的环状体内侧，所述的环状体通过柔性导线与壳体的数据处理电路电性连接。
8.根据权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，其特征在于所述的数据处理电路设有二个加速度传感信号的设定值，包括走路加速度传感信号设定值和跑步加速度传感器设定值；所述加速度传感器检测到的模拟信号大于走路加速度传感信号设定值时，数据处理电路对大于走路加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行走路计数统计；所述加速度传感器检测到的模拟信号大于跑步传感信号设定值时，数据处理电路对大于跑步加速度传感信号设定值的传感信号转换为脉冲信号并进行跑步计数统计。
9.运动量检测方法，使用者配戴有权利要求1所述的电子跳绳运动健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一种或二种以上；
所述的A方法为移动式检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号进行运动计数统计，包括跑步式运动计数和走路式运动次数；
所述的B方法为有氧运动检测方法，数据处理电路对加速度传感器的传感信号在每分钟120次以上的运动记录为有氧运动，并记录该有氧运动的时间和运动次数，当有氧运动未达到设定时间，发出报警信号；
所述的C方法为跳绳检测方法，数据处理电路对旋转计数电路的旋转速度进行统计，当旋转速度大于每分钟10次以上时，且时间超过2分钟以上，记录为跳绳的运动计数。
10.根据权利要求9所述的运动量检测方法，其特征在于使用者将个人的身高和体重的参数输入至电子跳绳运动健身器的数据处理电路中，数据处理电路对检测到的运动次数与参数之间进行按常用公式进行运算，获得每次运动的能量消耗数据。
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