CN108245829A - 智能健身设备及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能健身设备及其工作方法，智能健身设备包括支撑架和杠铃杆，支撑架的下方设置有座体，杠铃杆放置在支撑架上，且杠铃杆处于座体的上方，它还包括测距传感器、速度传感器、加速度传感器、牵拉装置、控制器，及用于控制控制器的工作状态的辅助开关；测距传感器、速度传感器和加速度传感器均安装在杠铃杆的下端面上；牵拉装置和杠铃杆相连；测距传感器、速度传感器和加速度传感器的信号输出端均和控制器相连，控制器的信号输出端和牵拉装置的信号输入端相连；辅助开关和控制器相连。本发明可以根据健身者的特点辅助健身者锻炼，既保证健身者能达到最佳的锻炼效果，同时也保护健身者的安全。

Description

智能健身设备及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种智能健身设备及其工作方法。
背景技术
目前，随着生活水平的提高，大家越来越重视健身运动，强身增肌是健身的重要内容，通常是通过健身器械来完成，一般来说，对于肌肉的增长原理，是通过器械的运动阻力对肌肉纤维不断刺激，导致轻微的撕裂，运动过后，人体补充各种营养物质，并配合充分的休息，肌肉纤维就可以修复并增粗，效果就是肌肉增大，要想获取最佳的肌肉刺激效果，一般是通过最大的重量并运动到力竭，然后在力竭后降低适当重量继续运动几次，但是使用个人能够承受的最大重量锻炼并运动到力竭是有一定的危险的，一般要请人保护并协助最后力竭时的运动，但现在生活节奏都很快，找一个能有时间一起配合锻炼的人很难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种智能健身设备及其工作方法，智能健身设备可以根据健身者的特点辅助健身者锻炼，既保证健身者能达到最佳的锻炼效果，同时也保护健身者的安全。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智能健身设备，它包括支撑架和杠铃杆，所述支撑架的下方设置有座体，所述杠铃杆放置在支撑架上，且所述杠铃杆处于座体的上方，它还包括：
用于测量杠铃杆距离健身者的最远距离和最近距离的测距传感器；
用于测量杠铃杆在每个位置时的速度的速度传感器；
用于测量杠铃杆在每个位置时的加速度传感器，所述测距传感器、速度传感器和加速度传感器均安装在杠铃杆的下端面上；
牵拉装置，所述牵拉装置和杠铃杆相连；
控制器，所述测距传感器、速度传感器和加速度传感器的信号输出端均和所述控制器相连，所述控制器的信号输出端和牵拉装置的信号输入端相连；
用于控制控制器的工作状态的辅助开关，所述辅助开关和控制器相连，以便在辅助开关关闭时，控制器记录测距传感器、速度传感器和加速度传感器反馈的数据；在辅助开关打开时，控制器根据测距传感器、速度传感器和加速度传感器反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆时，所述控制器控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆一个向上的辅助拉力。
进一步为了导向杠铃杆的升降，所述支撑架的左右两侧分别设置有导杆，所述导杆的下段部分连接有挡杆，所述杠铃杆放置在挡杆上，且所述杠铃杆滑配在所述导杆上，以便杠铃杆沿导杆升降。
进一步提供了一种牵拉装置的具体结构，所述牵拉装置包括电机、齿轮组、传动轮和传动绳索，所述齿轮组安装在电机的输出轴上，所述传动轮和齿轮组通过传动绳索传动连接，且所述传动绳索设置有自由端，所述自由端和杠铃杆相连，所述控制器的信号输出端和电机的信号输入端相连。
进一步为了便于转换控制器的工作状态，智能健身设备还包括语音模块，所述语音模块和控制器的信号输入端相连，以便在语音模块识别到转换控制器工作状态的语音信息时，所述语音模块向控制器发出保护信号，所述控制器根据测距传感器、速度传感器和加速度传感器反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆时，所述控制器控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆一个向上的辅助拉力。
进一步为了在意外情况下可以对健身者起到保护作用，智能健身设备还包括安装在杠铃杆的非握持部位的下端面上的压力传感器，所述压力传感器的信号输入端和控制器相连，以便在压力传感器和健身者接触时，所述压力传感器产生压力信号，且所述压力传感器将压力信号反馈给控制器，所述控制器控制电机向上拉动杠铃杆。
进一步，所述控制器通过无线通信模块和牵拉装置相连。
进一步提供了一种控制器的具体结构，所述控制器为单片机。
本发明还提供了一种智能健身设备的工作方法，方法中包含以下步骤：
(1)对控制器进行系统初始化操作；
(2)健身者使用较轻重量的杠铃杆锻炼，控制器记录测距传感器反馈的杠铃杆(2)距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置时的速度，及加速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置的加速度；
(3)打开辅助开关，健身者使用较重重量的杠铃杆锻炼，控制器将测距传感器反馈的杠铃杆距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置时的速度，及加速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置的加速度与原纪录值对比，并根据对比结果判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆时，所述控制器控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆一个向上的辅助拉力。
采用了上述技术方案后，打开电源开关，控制器进行系统初始化操作，健身者开始用较轻重量的杠铃杆开始锻炼，控制器记录测距传感器反馈的杠铃杆距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置时的速度，及加速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置的加速度，当健身者准备用较重重量的杠铃杆锻炼时，手动打开辅助开关，健身者使用较重重量的杠铃杆锻炼，控制器将测距传感器反馈的杠铃杆距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置时的速度，及加速度传感器反馈的杠铃杆在每个位置的加速度与原纪录值对比，并根据对比结果判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆时，所述控制器控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆一个向上的辅助拉力，本发明可以辅助不同的健身者锻炼，进而保证健身者达到最佳的锻炼效果，同时对健身者起到保护作用；本发明设置有语音模块，可以通过语音信息使语音模块给控制器发出保护信号，方便快捷；本发明还设置有压力传感器，如果发生意外，压力传感器和健身者接触，所述压力传感器产生压力信号，所述压力传感器将压力信号反馈给控制器，所述控制器控制电机向上拉动杠铃杆，进而在意外发生的情况下也能对健身者起到保护作用。
附图说明
图1为本发明的智能健身设备的结构示意图。
图2为本发明的智能健身设备的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1、2所示，一种智能健身设备，它包括支撑架1和杠铃杆2，所述支撑架1的下方设置有座体3，所述杠铃杆2放置在支撑架1上，且所述杠铃杆2处于座体3的上方，它还包括：
用于测量杠铃杆2距离健身者的最远距离和最近距离的测距传感器41；
用于测量杠铃杆2在每个位置时的速度的速度传感器42；
用于测量杠铃杆2在每个位置时的加速度传感器43，所述测距传感器41、速度传感器42和加速度传感器43均安装在杠铃杆2的下端面上；
牵拉装置，所述牵拉装置和杠铃杆2相连；
控制器5，所述测距传感器41、速度传感器42和加速度传感器43的信号输出端均和所述控制器5相连，所述控制器5的信号输出端和牵拉装置的信号输入端相连；
用于控制控制器5的工作状态的辅助开关6，所述辅助开关6和控制器5相连，以便在辅助开关6关闭时，控制器5记录测距传感器41、速度传感器42和加速度传感器43反馈的数据；在辅助开关6打开时，控制器5根据测距传感器41、速度传感器42和加速度传感器43反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆2重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆2时，所述控制器5控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆2一个向上的辅助拉力。
如图1所示，为了导向杠铃杆2的升降，所述支撑架1的左右两侧分别设置有导杆12，所述导杆12的下段部分连接有挡杆13，所述杠铃杆2放置在挡杆13上，且所述杠铃杆2滑配在所述导杆12上，以便杠铃杆2沿导杆12升降。
如图1、2所示，所述牵拉装置包括电机10、齿轮组、传动轮和传动绳索，所述齿轮组安装在电机10的输出轴上，所述传动轮和齿轮组通过传动绳索传动连接，且所述传动绳索设置有自由端9，所述自由端9和杠铃杆2相连，所述控制器的信号输出端和电机10的信号输入端相连。
如图1、2所示，为了便于转换控制器5的工作状态，智能健身设备还还包括语音模块7，所述语音模块7和控制器5的信号输入端相连，以便在语音模块7识别到转换控制器5工作状态的语音信息时，所述语音模块7向控制器5发出保护信号，所述控制器5根据测距传感器、速度传感器和加速度传感器反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆2重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆2时，所述控制器5控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆2一个向上的辅助拉力。
如图1、2所示，为了在意外情况下可以对健身者起到保护作用，智能健身设备还包括安装在杠铃杆2的非握持部位的下端面上的压力传感器8，所述压力传感器8的信号输入端和控制器5相连，以便在压力传感器8和健身者接触时，所述压力传感器8产生压力信号，且所述压力传感器8将压力信号反馈给控制器5，所述控制器5控制电机10向上拉动杠铃杆2。
如图1、2所示，所述控制器5通过无线通信模块11和牵拉装置相连。
如图1、2所示，所述控制器5为单片机。
实施例二
一种如实施例一所述的智能健身设备的工作方法，方法中包含以下步骤：
(1)对控制器5进行系统初始化操作，具体地，每次打开电源开关，控制器自动进行系统初始化操作；
(2)健身者使用较轻重量的杠铃杆2锻炼，控制器5记录测距传感器41反馈的杠铃杆2距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器42反馈的杠铃杆2在每个位置时的速度，及加速度传感器43反馈的杠铃杆2在每个位置的加速度；
(3)打开辅助开关6，健身者使用较重重量的杠铃杆2锻炼，控制器5将测距传感器41反馈的杠铃杆2距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器42反馈的杠铃杆2在每个位置时的速度，及加速度传感器43反馈的杠铃杆2在每个位置的加速度与原纪录值对比，并根据对比结果判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆2重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆2时，所述控制器5控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆2一个向上的辅助拉力。
本发明的工作原理如下：
打开电源开关，控制器5进行系统初始化操作，健身者开始用较轻重量的杠铃杆2开始锻炼，控制器5记录测距传感器41反馈的杠铃杆2距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器42反馈的杠铃杆2在每个位置时的速度，及加速度传感器43反馈的杠铃杆2在每个位置的加速度，当健身者准备用较重重量的杠铃杆2锻炼时，手动打开辅助开关6，健身者使用较重重量的杠铃杆2锻炼，控制器将测距传感器41反馈的杠铃杆2距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器42反馈的杠铃杆2在每个位置时的速度，及加速度传感器43反馈的杠铃杆2在每个位置的加速度与原纪录值对比，并根据对比结果判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆2重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆2时，所述控制器5控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆2一个向上的辅助拉力，本发明可以辅助不同的健身者锻炼，进而保证健身者达到最佳的锻炼效果，同时对健身者起到保护作用；本发明设置有语音模块7，可以通过语音信息使语音模块7给控制器5发出保护信号，方便快捷；本发明还设置有压力传感器8，如果发生意外，压力传感器8和健身者接触，所述压力传感器8产生压力信号，所述压力传感器将压力信号反馈给控制器5，所述控制器5控制电机10向上拉动杠铃杆2，进而在意外发生的情况下也能对健身者起到保护作用。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能健身设备，它包括支撑架(1)和杠铃杆(2)，所述支撑架(1)的下方设置有座体(3)，所述杠铃杆(2)放置在支撑架(1)上，且所述杠铃杆(2)处于座体(3)的上方，其特征在于，它还包括：
用于测量杠铃杆(2)距离健身者的最远距离和最近距离的测距传感器(41)；
用于测量杠铃杆(2)在每个位置时的速度的速度传感器(42)；
用于测量杠铃杆(2)在每个位置时的加速度传感器(43)，所述测距传感器(41)、速度传感器(42)和加速度传感器(43)均安装在杠铃杆(2)的下端面上；
牵拉装置，所述牵拉装置和杠铃杆(2)相连；
控制器(5)，所述测距传感器(41)、速度传感器(42)和加速度传感器(43)的信号输出端均和所述控制器(5)相连，所述控制器(5)的信号输出端和牵拉装置的信号输入端相连；
用于控制控制器(5)的工作状态的辅助开关(6)，所述辅助开关(6)和控制器(5)相连，以便在辅助开关(6)关闭时，控制器(5)记录测距传感器(41)、速度传感器(42)和加速度传感器(43)反馈的数据；在辅助开关(6)打开时，控制器(5)根据测距传感器(41)、速度传感器(42)和加速度传感器(43)反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆(2)重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆(2)时，所述控制器(5)控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆(2)一个向上的辅助拉力。
2.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：所述支撑架(1)的左右两侧分别设置有导杆(12)，所述导杆(12)的下段部分连接有挡杆(13)，所述杠铃杆(2)放置在挡杆(13)上，且所述杠铃杆(2)滑配在所述导杆(12)上，以便杠铃杆(2)沿导杆(12)升降。
3.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：所述牵拉装置包括电机(10)、齿轮组、传动轮和传动绳索，所述齿轮组安装在电机(10)的输出轴上，所述传动轮和齿轮组通过传动绳索传动连接，且所述传动绳索设置有自由端(9)，所述自由端(9)和杠铃杆(2)相连，所述控制器的信号输出端和电机(10)的信号输入端相连。
4.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：还包括语音模块(7)，所述语音模块(7)和控制器(5)的信号输入端相连，以便在语音模块(7)识别到转换控制器(5)工作状态的语音信息时，所述语音模块(7)向控制器(5)发出保护信号，所述控制器(5)根据测距传感器、速度传感器和加速度传感器反馈的数据判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆(2)重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆(2)时，所述控制器(5)控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆(2)一个向上的辅助拉力。
5.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：还包括安装在杠铃杆(2)的非握持部位的下端面上的压力传感器(8)，所述压力传感器(8)的信号输入端和控制器(5)相连，以便在压力传感器(8)和健身者接触时，所述压力传感器(8)产生压力信号，所述压力传感器(8)将压力信号反馈给控制器(5)，所述控制器(5)控制电机(10)向上拉动杠铃杆(2)。
6.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：所述控制器(5)通过无线通信模块(11)和牵拉装置相连。
7.根据权利要求1所述的智能健身设备，其特征在于：所述控制器(5)为单片机。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的智能健身设备的工作方法，其特征在于：方法中包含以下步骤：
(1)对控制器(5)进行系统初始化操作；
(2)健身者使用较轻重量的杠铃杆(2)锻炼，控制器(5)记录测距传感器(41)反馈的杠铃杆(2)距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器(42)反馈的杠铃杆(2)在每个位置时的速度，及加速度传感器(43)反馈的杠铃杆(2)在每个位置的加速度；
(3)打开辅助开关(6)，健身者使用较重重量的杠铃杆(2)锻炼，控制器(5)将测距传感器(41)反馈的杠铃杆(2)距离健身者的最远距离和最近距离、速度传感器(42)反馈的杠铃杆(2)在每个位置时的速度，及加速度传感器(43)反馈的杠铃杆(2)在每个位置的加速度与原纪录值对比，并根据对比结果判断健身者的力量是否可以支撑杠铃杆(2)重量，当健身者的力量不足以支撑杠铃杆(2)时，所述控制器(5)控制牵拉装置动作，所述牵拉装置给杠铃杆(2)一个向上的辅助拉力。
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