CN106693341B - 一种游泳有氧耐力训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的游泳有氧耐力训练系统，所述的训练系统主要包括：信息采集模块、生理监测模块、数据处理模块、预警模块；在游泳训练过程中对训练者的梅脱值和心率进行实时监控，从训练强度上控制训练者有氧耐力的极限负荷，通过语音提示预警，可以有效调节训练者的有氧耐力的效率，安全科学。本发明的训练系统可以根据不同训练者的体能情况，对其训练过程进行指导和校准，有效增强训练效果。

Description

一种游泳有氧耐力训练系统

技术领域

本发明属于体育训练器械研究技术领域，具体来讲是一种游泳有氧耐力训练系统。

背景技术

游泳是公认最好的健身运动之一，近年来越来越多的人开始学习这项运动，甚至向专业运动员方向发展，此项运动对人体的心肺及循环系统都有较好的锻炼效果。有氧耐力是指长时间进行有氧供能的工作能力。负荷强度为人体最大负荷强度的75％—85％，心率一般在140—170次/分。时间最少5分钟，一般在15分钟以上。决定机体有氧耐力的生理因素主要是运动中氧气的供应因素和作为能量物质的糖原含量。

常用的有氧耐力训练方法主要有持续负荷法、间断负荷法和高原训练法。持续负荷法是发展有氧耐力地主要方法。其特点是负荷量大，没有间歇。持续负荷法根据速度是否变化又分为匀速训练和变速训练两种。采用持续负荷法训练时，每次负荷时间不少于30分钟。对又一定训练水平地运动员负荷时间可以达60～120分钟。练习强度可以通过测定心率等方法计算，心率可控制在每分钟150～170次。采用变速训练时，可在练习过程中逐步提高速度，即从较低地强度提高到中等强度。例如第一个1/3的距离可用较低的速度完成，然后将速度提高到稍低于中等强度的水平，最后1/3距离则用中等强度的速度完成。此外，还可以从中等到次最大不断变换强度。例如，在每1～10分钟的最高强度负荷后，可穿插安排中等强度负荷，以保证机体在下一次提高负荷前稍有调整。采用最大素的负荷时，心率可达到180次/分，恢复阶段讲到140次/分。有节奏的、波浪形变化的强度安排，有助于进行大负荷训练，并能有效提高心脏和中枢神经系统功能，提高机体在不同情况下的适应能力，从而大大提高有氧耐力水平。

持续训练法的主要作用是：发展一般耐力，稳定或者是提高机体的有氧供氧供能能力。采用较大强度的持续游做训练，可以发展专项耐力。采用较大持续训练法能让运动员的技术熟练程度提高，获得较好的自动化水平，提高技术动作的经济性，不过这是建立在保持正确技术动作的持续游练习基础上的。持续训练还能让运动员的意志品质得到锻炼。因此科学有效的训练系统可以更好使训练者在游泳运动中增强有氧耐力训练效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种设计合理、结构简单的游泳有氧耐力训练系统。

本发明的技术方案如下：一种游泳有氧耐力训练系统，所述的训练系统主要包括：信息采集模块、生理监测模块、数据处理模块、预警模块；所述的信息采集模块是指通过外接的键盘输入设备输入训练者的基本信息，包括姓名、性别、身高、体重、年龄、训练时间，然后生成专属于训练者的训练系统档案，档案编号具有唯一性；所述的生理监测模块主要是梅脱监测系统和心率监测系统，所述的数据处理模块是将训练者在训练过程中得到的实时数据进行收集计算，并与预设的标准数据进行对比，如果在训练过程中的实时数据在标准数据范围内，则训练正常完成，如果实时数据超过标准数据则所述的预警模块会发出警示信号，立刻终止训练。

进一步的，所述的生理监测模块包括监测主机、实时数据接收器、生理参数传感器，所述的监测主机通过实时数据接收器与生理参数传感器进行无线实时通信，所述的生理参数传感器包括呼吸频率传感器和脉搏传感器，所述的呼吸频率传感器时通过防水材料包裹后从头部环绕固定在嘴唇上方，通过感应呼吸的气流来获取数据；所述的脉搏传感器是通过防水材料包裹后夹持在手指上固定，获取心率数据；实时数据接收器可以调节预设频率的大小来接受生理参数传感器的实时数据，所述的监测主机的工作频率与所述的实时数据接收器的频率保持同步，对训练过程进行实时数据监测可以时刻追踪训练者的训练情况，防止训练者因为过量超负荷运动引起的身体不适。

进一步的，所述的梅脱监测系统是通过呼吸频率传感器采集训练者在游泳过程中的呼吸量数据，然后将呼吸量数据无线传输到所述的数据处理模块，待游泳运动结束后，计算出每分钟，每公斤体重的吸氧量，从而得到对应的MET值，反映出对于训练者自身条件的游泳运动的强度大小，所述的心率监测系统是通过夹在手指上的脉搏传感器将心率数据实时无线传输到数据处理模块进行分析处理，梅脱是指能量代谢当量，音译为梅脱，是以安静、坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标。

进一步的，所述的数据处理模块包含数据预读取系统和数据分析系统，所述的数据预读取系统是将各所述的数据分类为多个待处理群组，并产生对应各所述待处理群组的各读取请求，及用以依据一定顺序执行各所述读取请求以读取各所述待处理群组所包含的外部数据，并将所读出的各所述外部数据储存至数据库中；所述的数据处理模块用以读取储存于所述数据库中的一目标数据，及用以在所述数据库中未储存所述目标数据时，产生读取所述目标数据的一优先处理请求，使一所述数据预读取系统暂停依序执行这些读取请求，并依据所述优先处理请求执行相对应的一所述读取请求，由此先将包含所述目标数据的一所述待处理群组所包含的外部数据储存至所述数据库后，再恢复读取与被暂停的所述读取请求对应的外部数据。

进一步的，所述的监测主机中内置数据库，用于储存所有监测到的游泳运动过程中训练者的实时生理数据及数据处理模块分析后的数据。

进一步的，所述的防水材料是指柔性硅胶材质，热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度。

进一步的，所述的呼吸频率传感器和脉搏传感器为超声波传感器，所述的超声波传感器包括多个转换装置，将所接收到的超声波转换为电信号，以及将电信号转换为将被发射的超声波；所述的多个转换装置被并置设置；所述的超声波传感器中半导体基板的表面侧作为每个所述转换装置的顶侧，从而用作超声波的接收面和发射面的任何一个，接合引线被连接到所述半导体基板的表面侧，并且每个所述转换装置通过引线接合方法经过接合引线而被表面安装到传感器基片上，所述的超声波传感器灵敏度高，传输效果好，数据清晰。

进一步的，所述的预警模块由语音模块与音频输出模块组成，所述的语音模块与监测主机相连并接收对应的指令，语音模块与音频输出模块相连并传输对应的提示或预警声音，音频输出模块输出提示或预警声音。

进一步的，所述的音频输出模块为声音播放器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在游泳训练过程中对训练者的梅脱值和心率进行实时监控，从训练强度上控制训练者有氧耐力的极限负荷，通过语音提示预警，可以有效调节训练者的有氧耐力的效率，安全科学。本发明的训练系统可以根据不同训练者的体能情况，对其训练过程进行指导和校准，有效增强训练效果。

附图说明

图1为本发明的一种游泳有氧耐力训练系统流程示意图。

具体实施方式

现结合本发明的一种游泳有氧耐力训练系统流程示意图，对本发明进一步具体说明。

如图1所示，一种游泳有氧耐力训练系统，所述的训练系统主要包括：信息采集模块、生理监测模块、数据处理模块、预警模块；所述的信息采集模块是指通过外接的键盘输入设备输入训练者的基本信息，包括姓名、性别、身高、体重、年龄、训练时间，然后生成专属于训练者的训练系统档案，档案编号具有唯一性；所述的生理监测模块主要是梅脱监测系统和心率监测系统，所述的数据处理模块是将训练者在训练过程中得到的实时数据进行收集计算，并与预设的标准数据进行对比，如果在训练过程中的实时数据在标准数据范围内，则训练正常完成，如果实时数据超过标准数据则所述的预警模块会发出警示信号，立刻终止训练。

针对本发明的一种游泳有氧耐力训练系统，结合具体实施例，对某体育大学的游泳队进行的有氧耐力训练，具体训练步骤如下：

步骤一：输入训练者的基本信息，包括姓名、性别、身高、体重、年龄、训练时间，计算受试者的最大心率HRmax＝208-0.7*Age，其中：Age为受试者年龄(周岁)；

步骤二：训练者正确佩戴梅脱监测系统和心率监测系统的传感器，做好训练准备；

步骤三：训练者进行第一次的极限游泳训练，记录并存储训练者的极限梅脱值；

步骤四：训练者开始进行强度和时长训练，训练系统实时监测训练者的梅脱值和心率值，在正常范围内持续训练；

步骤五：训练者完成一组预定负荷(即强度和时长)锻炼后，训练系统判断是否已经完成所有预定强度训练，若是，则训练结束；若不是，继续训练，当预警模块发出警报音，立即停止训练，评估训练效果；

其中，所述的生理监测模块包括监测主机、实时数据接收器、生理参数传感器，所述的监测主机通过实时数据接收器与生理参数传感器进行无线实时通信，所述的生理参数传感器包括呼吸频率传感器和脉搏传感器，所述的呼吸频率传感器时通过防水材料包裹后从头部环绕固定在嘴唇上方，通过感应呼吸的气流来获取数据；所述的脉搏传感器是通过防水材料包裹后夹持在手指上固定，获取心率数据；实时数据接收器可以调节预设频率的大小来接受生理参数传感器的实时数据，所述的监测主机的工作频率与所述的实时数据接收器的频率保持同步，对训练过程进行实时数据监测可以时刻追踪训练者的训练情况，防止训练者因为过量超负荷运动引起的身体不适。所述的梅脱监测系统是通过呼吸频率传感器采集训练者在游泳过程中的呼吸量数据，然后将呼吸量数据无线传输到所述的数据处理模块，待游泳运动结束后，计算出每分钟，每公斤体重的吸氧量，从而得到对应的MET值，反映出对于训练者自身条件的游泳运动的强度大小，所述的心率监测系统是通过夹在手指上的脉搏传感器将心率数据实时无线传输到数据处理模块进行分析处理，梅脱是指能量代谢当量，音译为梅脱，是以安静、坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标。所述的数据处理模块包含数据预读取系统和数据分析系统，所述的数据预读取系统是将各所述的数据分类为多个待处理群组，并产生对应各所述待处理群组的各读取请求，及用以依据一定顺序执行各所述读取请求以读取各所述待处理群组所包含的外部数据，并将所读出的各所述外部数据储存至数据库中；所述的数据处理模块用以读取储存于所述数据库中的一目标数据，及用以在所述数据库中未储存所述目标数据时，产生读取所述目标数据的一优先处理请求，使一所述数据预读取系统暂停依序执行这些读取请求，并依据所述优先处理请求执行相对应的一所述读取请求，由此先将包含所述目标数据的一所述待处理群组所包含的外部数据储存至所述数据库后，再恢复读取与被暂停的所述读取请求对应的外部数据。所述的监测主机中内置数据库，用于储存所有监测到的游泳运动过程中训练者的实时生理数据及数据处理模块分析后的数据。所述的防水材料是指柔性硅胶材质，热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度。所述的呼吸频率传感器和脉搏传感器为超声波传感器，所述的超声波传感器包括多个转换装置，将所接收到的超声波转换为电信号，以及将电信号转换为将被发射的超声波；所述的多个转换装置被并置设置；所述的超声波传感器中半导体基板的表面侧作为每个所述转换装置的顶侧，从而用作超声波的接收面和发射面的任何一个，接合引线被连接到所述半导体基板的表面侧，并且每个所述转换装置通过引线接合方法经过接合引线而被表面安装到传感器基片上，所述的超声波传感器灵敏度高，传输效果好，数据清晰。所述的预警模块由语音模块与音频输出模块组成，所述的语音模块与监测主机相连并接收对应的指令，语音模块与音频输出模块相连并传输对应的提示或预警声音，音频输出模块输出提示或预警声音。所述的音频输出模块为声音播放器。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种游泳有氧耐力训练系统，其特征在于，所述的训练系统主要包括：信息采集模块、生理监测模块、数据处理模块、预警模块；所述的信息采集模块是指通过外接的键盘输入设备输入训练者的基本信息，包括姓名、性别、身高、体重、年龄、训练时间，然后生成专属于训练者的训练系统档案，档案编号具有唯一性；所述的生理监测模块主要是梅脱监测系统和心率监测系统，所述的数据处理模块是将训练者在训练过程中得到的实时数据进行收集计算，并与预设的标准数据进行对比，如果在训练过程中的实时数据在标准数据范围内，则训练正常完成，如果实时数据超过标准数据则所述的预警模块会发出警示信号，立刻终止训练；所述的生理监测模块包括监测主机、实时数据接收器、生理参数传感器，所述的监测主机通过实时数据接收器与生理参数传感器进行无线实时通信，所述的生理参数传感器包括呼吸频率传感器和脉搏传感器，所述的呼吸频率传感器通过防水材料包裹后从头部环绕固定在嘴唇上方，通过感应呼吸的气流来获取数据；所述的脉搏传感器是通过防水材料包裹后夹持在手指上固定，获取心率数据；实时数据接收器可以调节预设频率的大小来接受生理参数传感器的实时数据，所述的监测主机的工作频率与所述的实时数据接收器的频率保持同步；所述的梅脱监测系统是通过呼吸频率传感器采集训练者在游泳过程中的呼吸量数据，然后将呼吸量数据无线传输到所述的数据处理模块，待游泳运动结束后，计算出每分钟，每公斤体重的吸氧量，从而得到对应的MET值，反映出对于训练者自身条件的游泳运动的强度大小，所述的心率监测系统是通过夹在手指上的脉搏传感器将心率数据实时无线传输到数据处理模块进行分析处理；所述的数据处理模块包含数据预读取系统和数据分析系统，所述的数据预读取系统是将各所述的数据分类为多个待处理群组，并产生对应各所述待处理群组的各读取请求，及用以依据一定顺序执行各所述读取请求以读取各所述待处理群组所包含的外部数据，并将所读出的各所述外部数据储存至数据库中；所述的数据处理模块用以读取储存于所述数据库中的一目标数据，及用以在所述数据库中未储存所述目标数据时，产生读取所述目标数据的一优先处理请求，使所述数据预读取系统暂停依序执行这些读取请求，并依据所述优先处理请求执行相对应的一所述读取请求，由此先将包含所述目标数据的一所述待处理群组所包含的外部数据储存至所述数据库后，再恢复读取与被暂停的所述读取请求对应的外部数据；所述的监测主机中内置数据库；所述的防水材料是指柔性硅胶材质；所述的呼吸频率传感器和脉搏传感器为超声波传感器；所述的预警模块由语音模块与音频输出模块组成，所述的语音模块与监测主机相连并接收对应的指令，语音模块与音频输出模块相连并传输对应的提示或预警声音，音频输出模块输出提示或预警声音；所述的音频输出模块为声音播放器。