CN104623881A - 健身设备的体感互动系统 - Google Patents

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孔飞
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Abstract

本发明是关于健身设备的体感互动系统，包括：动作采集装置以及智能型数字处理设备；动作采集装置用于产生动作采集信号，并传输至所述智能型数字处理设备；所述智能型数字处理设备包括：数字信号处理模块和显示模块；数字信号处理模块用于接收动作采集模块传输来的动作采集信号，并对该动作采集信号进行计算，以获得运动量参数；显示模块用于显示当前运动状态画面。本发明可以便捷地将传统的健身设备转化为体感互动的健身系统，大大提高了传统健身设备的使用体验。

Description

健身设备的体感互动系统
技术领域
本发明涉及体感技术，特别是涉及一种健身设备的体感互动系统。
背景技术
目前，人们对健康的关注程度日渐提高，各种健身运动野越来越普及。
当前市场上的各种健身器材和器械虽然能满足人们一些健身需求，但是由于健身设备本身的限制，健身的整个过程非常单调，缺乏丰富的人机互动体验，也影响用户养成持久健身的习惯。本发明是为了提高健身过程的趣味性和互动性，提出将健身设备进行数字化、网络化改造的方案，旨在通过对用户的健身动作进行采集，从而实现与健身程序或游戏的互动来实现健身过程的人机互动，从而大大提高用户的健身体验。本发明提出的解决方案能够便捷地将当前传统的健身设备快捷地转化成为带动作采集功能的互动式健身系统，以最小的改造成本实现传统健身设备的数字化和体感化，有较高的实用推广价值。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的健身设备存在的全部或者至少部分技术问题，而提供一种新型结构的健身设备的体感互动系统，所要解决的技术问题是，进一步丰富动作采集的实现方式，且新的方式能够简单低成本的实现动作采集；另外，本发明可以将传统的健身设备转化为体感互动系统。
本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。
依据本发明提出的一种健身设备的体感互动系统，包括：动作采集装置和智能型数字处理设备；动作采集装置用于产生动作采集信号，并传输至所述智能型数字处理设备；所述智能型数字处理设备包括：数字信号处理模块和显示模块；数字信号处理模块用于接收动作采集模块传输来的动作采集信号，并对该动作采集信号进行计算，以获得运动量参数；显示模块用于显示包含当前运动量参数的当前运动状态画面。
本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
较佳的，前述的健身设备的体感互动系统，其中
动作采集装置包括：动作采集模块、电子计数电路以及信号传输模块，电子计数电路与动作采集模块以及信号传输模块分别连接；动作采集模块设置于健身设备上，且动作采集模块包括：计数拨片；所述计数拨片随健身设备的运动部件的运动而被拨动，且被拨动的计数拨片带动电子计数电路的开关关断或者闭合；信号传输模块接收电子计数电路输出的计数信号，并向所述智能型数字处理设备输出该计数信号。
动作采集装置还可以包括：陀螺仪、重力加速度传感器以及图像撷取模块中的至少一个，且动作采集装置还包括信号传输模块，陀螺仪、重力加速度传感器以及图像撷取模块分别与信号传输模块连接。
信号传输模块采用无线信号传输模块或者有线信号传输模块。
有线信号传输模块包括：USB接口，且动作采集装置中的用电元件由USB接口提供电源。
动作采集装置还包括：电源模块，且电源模块为动作采集装置中的用电元件提供电源。
智能型数字处理设备包括：智能型电视机、数据处理器、智能型移动电话、平板电脑或者计算机。
借由上述技术方案，本发明的健身设备的体感互动系统至少具有下列优点以及有益效果：本发明可以进一步满足动作采集的多样性需求，可以方便且低成本的将传统的健身设备与智能型数字处理设备相连接，使现有的多种传统的健身设备可以方便的转化为带动作采集功能的互动式健身设备；从而为用户提供了一个健身设备的体感互动系统。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的健身设备的体感互动系统的示意图；
图2为本发明的动作采集装置的示意图；
图3为本发明的动作采集装置中的电子计数电路的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的健身设备的体感互动系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明提出的健身设备的体感互动系统的结构如图1所示，图1中的系统主要包括：动作采集装置10以及智能型数字处理设备20。
动作采集装置10与智能型数字处理设备20连接。动作采集装置10主要用于采集运动者的运动状态参数，并将其采集到的运动状态参数传输给与其连接的智能型数字处理设备20。
动作采集装置10的结构如图2所示，图2中的动作采集装置10主要包括：动作采集模块1、电子计数电路2以及信号传输模块3。可选的，该动作采集装置10还可以包括：电源模块4。另外，该动作采集装置10还可以包括：陀螺仪、重力加速度传感器以及图像撷取模块等。
动作采集模块1主要用于采用机械式方式采集健身设备的运动部件在运动过程中的动作信息，该动作信息如运动部件转动一周或者进行了一个往返等。
该动作采集模块1包含有机械式动作采集元件，该元件可以具体为一机械式计数拨片(也可以称为簧片)。该计数拨片被健身设备的运动部件的周期性运动所带动，而周期性的产生弹拨运动。上述健身设备可以具体为传统的跳绳、跑步机、自行车健身设备(即单车)、踏步机、划船器以及臂力器等多种传统的健身设备(即健身器械)。
一个具体的例子，在健身设备为自行车健身设备的情况下，动作采集模块1可以通过卡扣等连接方式设置于曲柄与挡泥板之间，这样，每当蹬板带动曲柄绕行一周的时候，必然会经过动作采集模块1，并带动动作采集模块1产生一次弹拨运动。
电子计数电路2与动作采集模块1连接，具体的，电子计数电路2的开关与动作采集模块1机械式连接。电子计数电路2主要用于根据动作采集模块1的弹拨运动而产生相应的计数信号。
电子计数电路2的一个具体的例子如图2所示。
图2中的电子计数电路2主要包括：两个开关、一闸门电路、一计数器、一控制电路、一时标电路、一时基电路以及一晶体振荡器。图2中的上侧开关在电子计数电路2处于计数状态时处于常闭合状态，而在电子计数电路2处于非计数状态时处于断开状态(如接地或者断路)；图2中的下侧开关与动作采集模块1机械式连接，即下侧开关会随着动作采集模块1周期性的弹拨运动而周期性的处于关断或者闭合状态。
电子计数电路的工作原理为：由B通道输入频率为fB且经过整形的信号来控制闸门电路，即闸门电路在前一个脉冲到来时开门，在随后的一个脉冲到来时关门，且前后两脉冲之间的时间间隔(TB)为开门时间。由A通道输入经过整形的频率为fA的脉冲群在开门时间内通过闸门电路，使电路中的计数器执行计数，计数器所计的数N=fA·TB。
本发明的电子计数电路2可以对周期或时间间隔进行测量，即基于动作采集模块1的拨动，被测信号在下侧开关处于闭合状态时，由B信道输入电子计数电路，并控制闸门电路，而A通路的输入信号是由时基电路提供的时钟脉冲信号；此时，电路中的计数器所计入的数为闸门电路的开放时间，亦即被测信号的周期或时间间隔。通过利用电路中的计数器输出的开放时间可以计算出运动者运动的当前速度。
信号传输模块3与电子计数电路2连接；信号传输模块3主要用于将电子计数电路2中的计数器输出的信号通过有线方式或者无线方式传输给智能型数字处理设备20，从而智能型数字处理设备20可以为用户展现出包含有运动者的当前运动状态的显示画面。
上述信号传输模块3可以为有线信号传输模块(如USB接口)，也可以为无线信号传输模块(如蓝牙传输模块)。
在信号传输模块3为有线信号传输模块的情况下，动作采集装置10中的用电元件可以通过有线信号传输模块从外界获取电源，如通过USB接口从外界获取电源；在信号传输模块3为无线信号传输模块的情况下，动作采集装置10中的用电元件是通过电源模块4获取电源的。
陀螺仪5是一种角速度传感器，其主要用于采集角速度信号，该角速度信号可以通过信号传输模块3传输至智能型数字处理设备20。
重力加速度传感器(G-sensor)能够感知到加速力的变化，加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力；运动过程中的晃动、跌落、上升以及下降等各种移动变化都能被重力加速度传感器转化为电信号；该电信号可以通过信号传输模块3传输至智能型数字处理设备20，由智能型数字处理设备20进行相应的计算分析。
图像撷取模块可以具体为摄像头等元件。图像撷取模块摄取的图像可以通过信号传输模块3传输至智能型数字处理设备20，由智能型数字处理设备20进行相应的图像处理，如肢体位置分析等。
智能型数字处理设备20可以被称为健身计算中心。智能型数字处理设备20主要用于对动作采集模块1传输来的多种形式的信号进行相应的计算处理，从而产生各种运动量参数，如速度、频率以及运动消耗量(如消耗的卡路里)的大小等，智能型数字处理设备20可以向用户展示相应包含有多种运动量参数的画面，以供用户随时查看。
智能型数字处理设备20可以具体包括：数字信号处理模块21和显示模块22。数字信号处理模块21主要用于对动作采集模块1传输来的多种形式的信号进行相应的计算处理，从而产生各种运动量参数，如速度、频率以及运动消耗量的大小等。显示模块22与数字信号处理模块21链接，显示模块22主要用于基于数字信号处理模块21传输来的运动量参数产生相应的显示画面，以向用户展示数字信号处理模块21计算出的运动量参数。
上述智能型数字处理设备20可以具体为智能型电视机(如基于安卓的智能型电视机)、智能型移动电话(如基于安卓的智能型手机)、平板电脑或者计算机等。一个具体的例子，智能型电视机通过USB接口与设置于自行车健身设备上的动作采集装置10连接。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种健身设备的体感互动系统，其特征在于，包括：动作采集装置和智能型数字处理设备；
动作采集装置用于产生动作采集信号，并传输至所述智能型数字处理设备；
所述智能型数字处理设备包括：数字信号处理模块和显示模块；
数字信号处理模块用于接收动作采集模块传输来的动作采集信号，并对该动作采集信号进行计算，以获得运动量参数；
显示模块用于显示包含当前运动量参数的当前运动状态画面。
2.如权利要求1所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述动作采集装置包括：动作采集模块、电子计数电路以及信号传输模块，电子计数电路与动作采集模块以及信号传输模块分别连接；
所述动作采集模块设置于健身设备上，且动作采集模块包括：计数拨片；所述计数拨片随健身设备的运动部件的运动而被拨动，且被拨动的计数拨片带动电子计数电路的开关关断或者闭合；信号传输模块接收电子计数电路输出的计数信号，并向所述智能型数字处理设备输出该计数信号。
3.如权利要求1所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述动作采集装置包括：陀螺仪、重力加速度传感器以及图像撷取模块中的至少一个，且所述动作采集装置还包括信号传输模块，所述陀螺仪、重力加速度传感器以及图像撷取模块分别与信号传输模块连接。
4.如权利要求2或3所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述信号传输模块采用无线信号传输模块或者有线信号传输模块。
5.如权利要求4所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述有线信号传输模块包括：USB接口，且所述动作采集装置中的用电元件由USB接口提供电源。
6.如权利要求4所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述动作采集装置还包括：电源模块，且所述电源模块为所述动作采集装置中的用电元件提供电源。
7.如权利要求1或2或3所述的健身设备的体感互动系统，其特征在于，所述智能型数字处理设备包括：智能型电视机、数据处理器、智能型移动电话、平板电脑或者计算机。
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