CN105233485A - 一种用于辅助健身的运动模式纠正系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于辅助健身的运动模式纠正系统及方法。本发明的系统包括数据采集装置、运动状态分析器、运动模式纠正模块以及输出模块，其中：所述数据采集装置包括器材数据采集装置和/或身体数据采集装置，用于采集并输出所述健身器材的运动部件的运动/设置参数或所述健身器材的使用者当前的身体状况参数；所述运动状态分析器用于根据所述运动/设置参数和/或所述身体状况参数分析获取所述使用者的运动情况；所述运动模式纠正模块用于根据所述运动情况生成并输出运动模式纠正建议；所述输出模块用于向所述使用者输出所述运动模式纠正建议。与现有技术相比，根据本发明的系统及方法可以科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身。

Description

一种用于辅助健身的运动模式纠正系统及方法

技术领域

本发明涉及健身领域，具体说涉及一种用于辅助健身的运动模式纠正系统及方法。

背景技术

随着生活水平的提高，为了提高身体健康程度，健身活动在人们日常生活中越来越普及。随着健身活动的不断普及，健身方式的种类也越来越多，随之健身设备的种类也不断增加。

由于健身方式以及对应的健身设备的多样性，通常健身者只能大致了解自己当前的健身方式的进行情况。在健身过程中，健身者只能模糊的利用劳累程度等身体感觉来确定自身状态，并基于大致的健身目标调整自身的运动模式(这里的运动姿态包括运动姿势、发力强度、运动速度等和健身运动有关的运动参数)。

因此，大多数健身者并不能科学精确的针对不同的健身器材、健身方案以及自身状态来调整自身的运动模式。这样不仅影响了健身效率，而且错误的运动模式也会损坏健身器材，严重时甚至会运动过度导致身体受伤。

因此，为了科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，需要一种用于辅助健身的运动模式纠正系统。

发明内容

为了科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，本发明提供了一种用于辅助健身的运动模式纠正系统，所述系统包括数据采集装置、运动状态分析器、运动模式纠正模块以及输出模块，其中：

所述数据采集装置包括器材数据采集装置和/或身体数据采集装置，所述器材数据采集装置或所述身体数据采集装置用于在所述健身器材被使用时采集并输出所述健身器材的运动部件的运动/设置参数或所述健身器材的使用者当前的身体状况参数；

所述运动状态分析器与所述器材数据采集装置和/或所述身体数据采集装置相连，用于根据所述运动/设置参数和/或所述身体状况参数分析获取所述使用者的运动情况；

所述运动模式纠正模块与所述运动状态分析器相连，用于根据所述运动情况生成并输出运动模式纠正建议；

所述输出模块与所述运动模式纠正模块相连，用于向所述使用者输出所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述系统还包含连接到所述运动模式纠正模块的个人信息获取装置，其中：

所述个人信息获取装置用于获取并输出所述使用者的身体信息；

所述运动模式纠正模块被构造成根据所述运动情况以及所述身体信息生成所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述系统还包含健身方案获取模块，所述健身方案获取模块与所述运动模式纠正模块相连，用于获取并输出所述使用者的健身方案，所述运动模式纠正模块被构造成基于所述健身方案根据所述运动情况生成所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述系统还包括健身器材控制装置，所述健身器材控制装置与所述运动模式纠正模块相连，用于基于所述运动模式纠正建议对所述健身器材进行调整控制。

在一实施例中，所述系统还包括自检模块，所述自检模块与所述健身器材控制装置相连，所述自检模块被构造为通过所述健身器材控制装置控制并测试所述健身器材的电机以实现所述健身器材的自检。

在一实施例中，所述系统还包括器材匹配模块，所述器材匹配模块与所述运动状态分析器和所述运动模式纠正模块相连，所述器材匹配模块被构造成存储不同型号的所述健身器材的匹配参数，所述器材匹配模块被构造成基于当前的所述健身器材的型号输出相应的匹配参数以配置所述运动状态分析器和所述运动模式纠正模块。

在一实施例中，所述数据采集装置包含角度传感器、心率传感器、速度传感器、方向传感器、配重阻力采集器和/或计时器，其中：

所述角度传感器安装在健身器材的固定机构与运动机构之间，用于采集并输出所述固定机构与所述运动机构之间的角度变化；

所述心率传感器安装在所述健身器材与所述使用者之间的接触位置，用于采集所述使用者的心率信息；

所述速度传感器安装在所述运动机构上，用于采集所述运动机构的运动速度/加速度，从而获取所述使用者的运动速度/加速度；

所述方向传感器安装在所述运动机构上，用于采集所述运动机构的运动方向，从而获取所述使用者的运动方向；

所述配重阻力采集器安装在所述健身器材的配重机构上，用于采集所述健身器材的配重情况；

所述计时器用于采集并输出所述运动机构的各个运动状态的持续时间。

在一实施例中，所述运动状态分析器包含姿态分析装置和/或力量分析装置，其中：

所述姿态分析装置用于分析所述使用者的姿态是否规范以获取并输出姿态分析结果；

所述力量分析装置用于分析所述使用者的肌肉力量以获取并输出力量分析结果。

在一实施例中，所述运动状态分析器还包含运动过程分析器，所述运动过程分析器用于对所述使用者的整个运动过程进行分析以获取并输出运动过程分析记录。

本发明还提出了一种用于辅助健身的运动模式纠正方法，所述方法包括以下步骤：

在使用者使用健身器材时采集获取所述健身器材的运动部件的运动/设置参数和/或所述使用者当前的身体状况参数；

根据所述运动/设置参数和/或所述身体状况参数分析获取所述使用者当前的运动情况；

根据所述运动情况生成运动模式纠正建议；

向所述使用者输出所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述方法还包括身体信息获取步骤，其中：

在所述身体信息获取步骤获取所述使用者的身体信息；

在获取所述运动模式纠正建议的过程中，基于所述身体信息根据所述运动情况获取所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述方法还包括健身方案获取步骤，其中：

在所述健身方案获取步骤中获取所述使用者的健身方案；

在获取所述运动模式纠正建议的过程中，基于所述身体信息根据所述健身方案以及所述运动情况获取所述运动模式纠正建议。

在一实施例中，所述方法还包括健身器材控制步骤，基于所述运动模式纠正建议对所述健身器材进行调整控制。

在一实施例中，所述方法还包括自检步骤，控制并测试所述健身器材的电机以实现所述健身器材的自检。

与现有技术相比，根据本发明的系统及方法可以科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，不仅保证了健身器材的正确使用，而且保护了健身者的身体，提高了健身效率。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例系统结构框图；

图2是根据本发明一实施例方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，本发明提出了一种用于辅助健身的运动模式纠正系统。如图1所示，在本发明的一实施例中，系统100包括数据采集装置110、运动状态分析器120、运动模式纠正模块130以及输出模块160。

在本实施例中数据采集装置110包括器材数据采集装置111和身体数据采集装置112。

器材数据采集装置111安装在健身器材上，用于在健身器材被使用时采集并输出健身器材的运动部件的运动/设置参数。例如针对划船器采集拉手运动参数、座椅运动参数以及阻力设置参数，针对骑车器采集脚踏板转动速度参数以及阻力设置参数等。

身体数据采集装置112安装在健身器材与使用者(健身者)的接触部上(或者直接佩戴与使用者身体上)，用于采集健身器材的使用者当前的身体状况参数。例如采集使用者当前的体温、心率和/或呼吸状况。

这里需要说明的是，在图1所示的实施例中，数据采集装置110既包括器材数据采集装置111也包括身体数据采集装置112。根据健身器材的具体应用情况，在本发明的其他实施例中，在数据采集装置110中可以仅仅构造器材数据采集装置111或身体数据采集装置112。

器材数据采集装置111和身体数据采集装置112连接到运动状态分析器120。运动状态分析器120用于根据器材数据采集装置111和身体数据采集装置112采集到的数据分析获取健身者的运动情况；

运动状态分析器120连接到运动模式纠正模块130，运动模式纠正模块130用于根据运动情况生成并输出运动模式纠正建议。例如，当健身者的心率、体温变化剧烈时提醒健身者降低运动强度；当健身者运动幅度/运动速度超过健身器材的正常范围时提醒健身者减小运动幅度/运动速度。

运动模式纠正模块130连接到输出模块160，输出模块160向使用者输出运动模式纠正建议。基于运动模式纠正建议，健身者可以采用正确的运动状态进行健身。这样不仅保证了健身器材的正确使用，而且保护了健身者的身体，提高了健身效率。

在实际健身活动中，不同的健身者自身的身体状况是不同的(身高、体重、年龄等)。为了有针对性的提出保护健身者身体的运动模式纠正建议，在本实施例中，系统100中还构造有与运动模式纠正模块130相连的个人信息获取装置140。

人信息获取装置140用于获取并输出使用者的身体信息(身高、体重、年龄等)；运动模式纠正模块130基于健身者的身体信息以及健身者当前的运动情况生成匹配的运动模式纠正建议。例如，当特定身高的健身者在使用划船器时采用了过长的拉伸距离，为了避免健身者受伤，运动模式纠正模块130会输出运动模式纠正建议提醒健身者缩短拉伸距离。

进一步的，健身者的运动模式还与健身者的健身目标有关。针对不同的健身方案需要采用不同的运动模式。为了提高健身效率，需要有针对性的纠正健身者的健身模式，使其配合健身者的健身方案。在本实施例中，系统100中还构造有与运动模式纠正模块130相连的健身方案获取模块141。

健身方案获取模块141用于获取并输出健身者的健身方案。运动模式纠正模块130基于健身者的身体信息、健身方案以及健身者当前的运动情况生成匹配的运动模式纠正建议。

在实际健身活动中，健身者的运动模式正确与否也与健身器材的设定有关(例如骑车器、划船器的阻力设置)。仅仅依靠健身者自身改变运动姿势、运动强度等并不能达到完美的正确运动模式。但是大多健身者并不熟悉健身器材的具体设置。因此在本实施例中，系统100中还构造有健身器材控制装置150。健身器材控制装置150与运动模式纠正模块130相连，用于基于运动模式纠正建议自动对健身器材进行调整控制。

例如当使用划船器的健身者运动强度超过正确合理范围(自身所能承受的最大运动强度或是健身方案中计划好的运动强度)时，运动模式纠正模块130输出运动模式纠正建议，此时健身器材控制装置150基于运动模式纠正建议自动减小划船器的拉伸阻力从而减小健身者的运动强度。

为了保护健身者，维持健身器材的正常运作，进一步的，在本实施例中，系统100中还构造有自检模块170。自检模块170与健身器材控制装置150相连，其被构造为通过健身器材控制装置150控制并测试健身器材的运动部件(例如电机)以实现健身器材的自检。

由于当前的健身器材种类繁多，为了扩展系统的应用范围，降低系统的应用难度。在本实施例中，系统100中还构造有器材匹配模块121。器材匹配模块121与运动状态分析器120、运动模式纠正模块130以及健身器材控制装置150相连。器材匹配模块121中存储有不同型号的健身器材的匹配参数，当系统连接到健身器材时，器材匹配模块121根据当前的健身器材的型号输出相应的匹配参数以配置运动状态分析器120、运动模式纠正模块130以及健身器材控制装置150。

进一步的，针对不同的健身器材，在数据采集装置110(器材数据采集装置111和身体数据采集装置112)中构造有不同的传感器。例如：角度传感器、心率传感器、速度传感器、方向传感器、配重阻力采集器和计时器等，其中：

角度传感器安装在健身器材的固定机构与运动机构之间，用于采集并输出固定机构与运动机构之间的角度变化；

心率传感器安装在健身器材与健身器材的使用者之间的接触位置，用于采集使用者的心率信息；

速度传感器安装在健身器材的运动机构上，用于采集运动机构的运动速度/加速度，从而获取使用者的运动速度/加速度；

方向传感器安装在健身器材的运动机构上，用于采集运动机构的运动方向，从而获取使用者的运动方向；

配重阻力采集器安装在健身器材的配重机构上，用于采集健身器材的配重情况；

计时器用于采集并输出健身器材的运动机构的各个运动状态的持续时间。

对应数据采集装置110的不同传感器，运动状态分析器120中也构造有相应的分析装置。在本实施例中，运动状态分析器120包含姿态分析装置和力量分析装置，其中：

姿态分析装置用于根据固定机构与运动机构之间的角度变化和使用者的运动方向分析使用者的姿态是否规范以获取并输出姿态分析结果；

力量分析装置用于根据健身器材的配重情况、固定机构与运动机构之间的角度变化、使用者的运动速度/加速度和使用者的运动方向分析使用者的肌肉力量以获取并输出力量分析结果。

在本实施例中，运动状态分析器还包含运动过程分析器，运动过程分析器用于根据持续时间、姿态分析结果和力量分析结果对使用者的整个运动过程进行分析以获取并输出运动过程分析记录。

与现有技术相比，根据本发明的系统可以科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，不仅保证了健身器材的正确使用，而且保护了健身者的身体，提高了健身效率。

这里需要说明的是，上述传感器以及分析装置的类型设置方案只是本发明的一个实施例。根据实际的健身器材情况，在本发明的其他实施例中，数据采集装置可以构造其他相应的传感器，同时对应的运动状态分析器重工也可以构造其他相应的分析装置。

例如，在本发明的另一实施例中，运动状态分析器的输出结果包含：

1)心电图：由心率传感器采集人体脉搏震动，连续输出可变电压，并发送至上位机客户端，由上位机进行坐标对应，绘制心电图。

心率数据变化可与设定上下限对比，对用户进行提示。

2)肌力：由配重拉力传感器得力量数据，由肌肉传感器得生物电变化信息，可得人体不同部位使力数据，经过测试统计标定后，减小误差，得到标准值比对表，由客户端显示最终肌力数据。

3)运动方式：电子罗盘得位移、加速度、角速度，计时器得时间，角度传感器得角位移。

加速度输出电压得出运动过程是否匀速或加速是否合理。需测试得标准加速度表。

角速度输出电压监测运动方向是否正确，动作是否规范，需测试得标准角速度表。

位移输出电压得出位移数据监测运动范围是否合理，需测试得出标准位移表。

在固定轴操作杆通过角度传感器及测试半径得处运动方式。定时发送实时角度数据，得曲线图，与标准曲线图进行对比，以提示用户正确运动姿势。

此运动状态可定时发送实时数据至数据库表，作为分段运动数据，结合计时器即可得出运动数据表，可呈现至客户端，或可提供个人数据后期比对，查询健身进度。

4)消耗热量：由拉力传感器得力量，电子罗盘得位移，经定时分段计算并相加后得到做功数据，计算消耗热量，经由标准测试工具收集人体消耗数据，进行统计对比，减小误差。肌肉传感器所收集人体生物电可经测试并统计计算后所得传感器输出电压和消耗能量之间线性关系，提供二次校验。经计算作为最终结果。

基于本发明的系统，本发明还提出了一种用于辅助健身的运动模式纠正方法。如图2所示，在本发明一实施例中，首先执行步骤S201(获取运动/设置参数步骤)以及步骤S202(获取身体状况参数步骤)。在使用者使用健身器材时采集获取健身器材的运动部件的运动/设置参数和使用者当前的身体状况参数。

然后执行步骤S210，根据运动/设置参数和身体状况参数分析获取使用者当前的运动情况。接着执行步骤S220，根据运动情况生成运动模式纠正建议。最后执行步骤S250，向使用者输出运动模式纠正建议。

为了生成更加准确的运动模式纠正建议，在步骤S220之前，还需要执行步骤S203，获取身体信息步骤，在身体信息获取步骤中获取使用者的身体信息。这样，在步骤S220中基于身体信息根据运动情况生成运动模式纠正建议。这样的运动模式纠正建议是匹配健身者具体的身体信息的，因而运动模式纠正建议的准确度大大提高。

进一步的，考虑到不同的健身方案需要不同的运动模式配合。为了提高健身效率，需要有针对性的纠正健身者的健身模式，使其配合健身者的健身方案。在步骤S220之前，还需要执行步骤S204，健身方案获取步骤，获取使用者的健身方案。在步骤S220中，基于身体信息根据健身方案以及运动情况获取运动模式纠正建议。

最后，为了方便及时调整健身器材的设置从而配合运动模式的调整。在本实施例中还构造有健身器材控制步骤(S205)，基于运动模式纠正建议对健身器材进行自动调整控制。

另外，为了保护健身者，维持健身器材的正常运行，在本发明的另一实施例中还构造有自检步骤，控制并测试健身器材的电机以实现健身器材的自检。

与现有技术相比，根据本发明的方法可以科学精确的指导健身者采用正确的运动模式进行健身，不仅保证了健身器材的正确使用，而且保护了健身者的身体，提高了健身效率。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于辅助健身的运动模式纠正系统，其特征在于，所述系统包括数据采集装置、运动状态分析器、运动模式纠正模块以及输出模块，其中：

所述数据采集装置包括器材数据采集装置和/或身体数据采集装置，所述器材数据采集装置或所述身体数据采集装置用于在所述健身器材被使用时采集并输出所述健身器材的运动部件的运动/设置参数或所述健身器材的使用者当前的身体状况参数；

所述运动状态分析器与所述器材数据采集装置和/或所述身体数据采集装置相连，用于根据所述运动/设置参数和/或所述身体状况参数分析获取所述使用者的运动情况；

所述运动模式纠正模块与所述运动状态分析器相连，用于根据所述运动情况生成并输出运动模式纠正建议；

所述输出模块与所述运动模式纠正模块相连，用于向所述使用者输出所述运动模式纠正建议。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包含连接到所述运动模式纠正模块的个人信息获取装置，其中：

所述个人信息获取装置用于获取并输出所述使用者的身体信息；

所述运动模式纠正模块被构造成根据所述运动情况以及所述身体信息生成所述运动模式纠正建议。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包含健身方案获取模块，所述健身方案获取模块与所述运动模式纠正模块相连，用于获取并输出所述使用者的健身方案，所述运动模式纠正模块被构造成基于所述健身方案根据所述运动情况生成所述运动模式纠正建议。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括健身器材控制装置，所述健身器材控制装置与所述运动模式纠正模块相连，用于基于所述运动模式纠正建议对所述健身器材进行调整控制。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括自检模块，所述自检模块与所述健身器材控制装置相连，所述自检模块被构造为通过所述健身器材控制装置控制并测试所述健身器材的电机以实现所述健身器材的自检。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括器材匹配模块，所述器材匹配模块与所述运动状态分析器和所述运动模式纠正模块相连，所述器材匹配模块被构造成存储不同型号的所述健身器材的匹配参数，所述器材匹配模块被构造成基于当前的所述健身器材的型号输出相应的匹配参数以配置所述运动状态分析器和所述运动模式纠正模块。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包含角度传感器、心率传感器、速度传感器、方向传感器、配重阻力采集器和/或计时器，其中：

所述角度传感器安装在健身器材的固定机构与运动机构之间，用于采集并输出所述固定机构与所述运动机构之间的角度变化；

所述心率传感器安装在所述健身器材与所述使用者之间的接触位置，用于采集所述使用者的心率信息；

所述速度传感器安装在所述运动机构上，用于采集所述运动机构的运动速度/加速度，从而获取所述使用者的运动速度/加速度；

所述方向传感器安装在所述运动机构上，用于采集所述运动机构的运动方向，从而获取所述使用者的运动方向；

所述配重阻力采集器安装在所述健身器材的配重机构上，用于采集所述健身器材的配重情况；

所述计时器用于采集并输出所述运动机构的各个运动状态的持续时间。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述运动状态分析器包含姿态分析装置和/或力量分析装置，其中：

所述姿态分析装置用于分析所述使用者的姿态是否规范以获取并输出姿态分析结果；

所述力量分析装置用于分析所述使用者的肌肉力量以获取并输出力量分析结果。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述运动状态分析器还包含运动过程分析器，所述运动过程分析器用于对所述使用者的整个运动过程进行分析以获取并输出运动过程分析记录。

10.一种用于辅助健身的运动模式纠正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在使用者使用健身器材时采集获取所述健身器材的运动部件的运动/设置参数和/或所述使用者当前的身体状况参数；

根据所述运动/设置参数和/或所述身体状况参数分析获取所述使用者当前的运动情况；

根据所述运动情况生成运动模式纠正建议；

向所述使用者输出所述运动模式纠正建议。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括身体信息获取步骤，其中：

在所述身体信息获取步骤获取所述使用者的身体信息；

在获取所述运动模式纠正建议的过程中，基于所述身体信息根据所述运动情况获取所述运动模式纠正建议。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括健身方案获取步骤，其中：

在所述健身方案获取步骤中获取所述使用者的健身方案；

在获取所述运动模式纠正建议的过程中，基于所述身体信息根据所述健身方案以及所述运动情况获取所述运动模式纠正建议。

13.根据权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括健身器材控制步骤，基于所述运动模式纠正建议对所述健身器材进行调整控制。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括自检步骤，控制并测试所述健身器材的电机以实现所述健身器材的自检。