CN108553760A - 一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置和健身系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于肌肉电刺激技术领域，具体涉及一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置和健身系统。电刺激发生装置包括用于产生脉冲信号的中央处理模块、用于将所述脉冲信号转换波形的积分变化模块、用于实时监测所述脉冲信号的保护模块、通信模块和壳体；积分变化模块、通信模块、保护模块分别与中央处理模块连接；积分变化模块、保护模块通过中央处理模块分别与通信模块连接。本发明的电刺激发生装置结构简单，小型化，便于用户携带使用。通过控制终端控制电刺激发生装置操作简单，便于用户使用，通过终端即可以控制电刺激发生装置产生不同做的脉冲信号。

Description

一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置和健身系统

技术领域

本发明属于肌肉电刺激技术领域，具体涉及一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置和健身系统。

背景技术

肌肉电刺激技术，即Electrical Muscle Stimulation(简称EMS)。传统的体育训练方式中，肌肉的收缩和动作，是由中枢神经系统通过生物电信号传递指令来控制肌肉完成的，当大脑产生的电刺激通过脊髓达到肌肉之后，就能通过电流刺激肌肉产生运动。EMS要做的就是代替大脑信号，通过外部电流直接刺激运动神经，让肌肉引发收缩运动，即使身体没有运动，所刺激肌肉也同样能够处于运动的状态。

随着近来运动医学的进步，证明基于电刺激的肌肉训练装置具有增进健康的作用。目前，体育运动员将电刺激的肌肉训练装置用于输氧量、肌力强化、放松、抗炎症、疼痛治疗、肌肉拉紧等用途。电刺激的肌肉训练装置，通过使几赫兹到几千赫兹的低频电流流过人体，来解除肌肉的紧张，或者缓和肌肉的麻痹或疼痛等。在电刺激的肌肉训练装置中，将触头接触到人体的应用部位，将低频电流施加到触人体上，以缓解人体应用部位的紧张、麻痹及疼痛等症状。

然而，研究机构和健身房用的电刺激的肌肉训练装置，往往设备庞大，操作复杂，对大众使用者的使用造成不便。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中EMS健身设备操作复杂，不方便使用者使用的问题，本发明提供一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置和健身系统。

(二)技术方案

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置，所述电刺激发生装置包括用于产生脉冲信号的中央处理模块、用于将所述脉冲信号转换波形的积分变化模块、用于实时监测所述脉冲信号的保护模块、通信模块和壳体；所述积分变化模块、所述通信模块、所述保护模块分别与所述中央处理模块连接；所述积分变化模块、所述保护模块通过所述中央处理模块分别与所述通信模块连接。

进一步的，所述电刺激发生装置还包括电源模块，所述电源模块与所述中央处理模块连接；所述电刺激发生装置壳体上设置有电源开关按钮，所述电源开关按钮与所述电源模块相连接；所述电刺激发生装置壳体上设置有USB充电口，通过所述USB充电口为所述电源模块进行充电。

更进一步的，所述电刺激发生装置壳体上设置有指示灯，所述指示灯包括充电指示灯和电池电量指示灯。

更进一步的，所述电刺激发生装置的壳体上还设置有电极线接口，通过电极线接口将产生的脉冲信号输出。

一种的健身系统，包括：如上所述的电刺激发生装置、电刺激电极、可穿戴式设备和控制终端；所述控制终端通过所述通信模块与所述电刺激发生装置连接，控制所述电刺激发生装置产生脉冲信号，产生的脉冲信号通过所述电刺激电极作用于所述可穿戴式设备，进而通过所述可穿戴式设备作用于穿着所述可穿戴设备的人体。

进一步的，所述电刺激电极通过所述电极线接口与所述电刺激发生器连接；所述电刺激电极包括若干个电极。

进一步的，所述可穿戴式设备为电极服，所述电极服的材质包括耐磨防水导电布；所述导电布包括金属丝和聚酯纤维，所述聚酯纤维包裹在所述金属丝外层形成聚酯纤维包芯线，所述导电布相应位置设置有若干暗扣，所述暗扣压合至导电布上；所述电刺激电极通过所述暗扣和所述电极服连接固定。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置，包括用于产生脉冲信号的中央处理模块、积分变化模块、用于监控中央处理模块状态的保护模块、通信模块和壳体；积分变化模块、通信模块、保护模块分别与中央处理模块连接；积分变化模块、保护模块通过中央处理模块分别与通信模块连接。本发明的电刺激发生装置结构简单，小型化，便于用户携带使用。

同时，本发明的健身系统包括：电刺激发生装置、电刺激电极、可穿戴式设备和控制终端；控制终端通过通信模块与电刺激发生装置连接，控制电刺激发生装置产生不同种类的脉冲信号，产生的脉冲信号通过电刺激电极作用于可穿戴式设备，进而作用于穿着可穿戴设备的人体。电刺激发生装置与控制终端无线通讯连接，免去了数据线的束缚；控制终端操作简单，便于用户使用，通过终端即可以控制电刺激发生装置产生不同做的脉冲信号。

附图说明

图1为本发明实施例一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置的示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置，包括用于产生脉冲信号的中央处理模块、用于将脉冲信号转换波形的积分变化模块、用于实时监测脉冲信号的保护模块、通信模块和壳体；积分变化模块、通信模块、保护模块分别与中央处理模块连接；积分变化模块、保护模块通过中央处理模块分别与通信模块连接。本实施例中的中央处理模块为微处理器，微处理器内置模拟人体生物电的软件模型和算法，通过软件模型和算法模拟人体脑电波；通信模块包括WIFI单元、蓝牙单元、射频通信单元、移动网络通信单位。

本实施例中的积分变化模块包括函数发生芯片，用于将方波脉冲信号转化为正弦波脉冲信号、三角波脉冲信号、锯齿波脉冲信号、尖峰波脉冲信号或阶梯波脉冲信号。以保证电刺激发生装置可以输出不同频率、不同幅值和不同脉宽的脉冲信号，从而达到用户不同的锻炼目的。本实施例中，函数发生芯片为AD9833芯片。本实施例中的积分变化模块还包括脉宽调制芯片，宽调制芯片通过改变脉冲列的周期对脉冲信号进行调频，改变脉冲的宽度或占空比对脉冲信号进行调压，从而达到控制电刺激发生装置发出不同脉冲信号的目的。

本发明一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置的保护模块具体为一种电流监测传感器，通过实时检测通过人体的电流，也就是电刺激发生装置输出的脉冲信号，并把检测到的电流值，反馈给中央处理模块，如果中央处理模块接收到的电流值超过预先设定的人体安全电流阈值，则中央处理模块立即切断电刺激发生装置的脉冲信号输出，达到安全保护的目的。电刺激发生装置还包括电源模块，电源模块与中央处理模块连接；本实施例中，电源模块包括可充电电池，电刺激发生装置壳体上设置有电源开关按钮，电源开关按钮与电源模块相连接；电刺激发生装置壳体上设置有USB充电口，通过USB充电口为电源模块进行充电。

电刺激发生装置壳体上设置有指示灯，指示灯包括充电指示灯和电池电量指示灯。本实施例中，充电指示灯为绿色灯，当电刺激发生装置处于充电状态时，充电指示灯亮起；当电池充满后，充电指示灯熄灭。电池电量指示灯为黄色灯，电刺激发生装置使用时，当电池电量充足，电池电量指示灯常亮；当电池电量不足10％时，电池电量指示灯开始进入闪烁状态。

电刺激发生装置的壳体上还设置有电极线接口，通过电极线接口将产生的脉冲信号输出。

实施例2

一种的健身系统，包括：电刺激发生装置、电刺激电极、可穿戴式设备和控制终端；控制终端通过通信模块与电刺激发生器连接，控制电刺激发生器产生不同种类的脉冲信号，产生的脉冲信号通过电刺激电极作用于可穿戴式设备，进而通过可穿戴式设备作用于穿着可穿戴设备的人体。本实施例的控制终端为智能手机移动终端。

电刺激电极通过设置在电刺激发生装置壳体上的电极线接口与电刺激发生器连接；电刺激电极包括与电极线接口相匹配的插头、导线、若干个电极和若干电极贴片。

可穿戴式设备包括电极服，电极服的材质包括耐磨防水导电布；导电布包括金属丝和聚酯纤维，聚酯纤维包裹在金属丝外层形成聚酯纤维包芯线，导电布相应位置设置有若干暗扣，暗扣压合至导电布上；电刺激电极的电极贴片通过暗扣和电极服连接固定。电极贴片的数量根据用户的实际需要来确定，电极贴片布置的位置也可以调整，从而可以刺激用户不同的部位的肌肉组织。本实施例中，可穿戴式设备还包括腕带和腿带，电极贴片也可以贴合到腕带和腿带上，以便脉冲信号可以作用于腕关节和腿关节。

值得说明的是，可穿戴式设备还包括用于实时测量用户血压的血压监测装置和用于实时测量用户心跳的心跳监测装置，血压监测装置和心跳监测装置均包括无线通信模块，通过无线通信模块和智能手机移动终端通讯连接。

本实施例中的电极服采用耐磨防水导电布，具有耐磨损的优点，延长了电极服的使用，有效降低了电极服的磨损速率，以避免因电极服的磨损导致电极服的阻抗分布不均匀，进而导致电极作用于身体时，用户体感有差异性。

同时，本发明的健身系统针对电极服的清洗，对电极服的防水、放腐蚀做了保护，使电极服能安全可靠的使用，延长电极服使用时间。

本实施例的健身系统，通过安装在智能手机移动终端内的APP控制电刺激发生装置，具体为：打开电刺激发生装置的开关，打开APP的登录界面，输入账号和密码登录后，选择进入扫描蓝牙列表后，选择扫描蓝牙，然后与电刺激发生装置的蓝牙相匹配连接；连接后，在APP中选择进入锻炼模式操作界面，选择不同的模式，本实施例中的锻炼模式操作界面包括减肥模式、增肌模式、塑身模式、健康模式、康复模式和专业模式；通过选择进入不同的模式，电刺激发生装置可以产生不同频率、不同幅值和不同脉宽的脉冲信号，从而达到用户不同的锻炼目的。不同锻炼模式下的训练时间也不同，频率、幅值、脉宽和训练时间等参数可以在APP控制界面上根据用户的需求来实时调节。

对于上述各种锻炼模式，以增肌模式为例进行操作说明：点击进入增肌模式后，APP界面弹出增肌模式训练界面，显示有肩部电流强度单元、前胸电流强度单元、中背电流强度单元、腹部电流强度单元、手臂电流强度单元、后腰电流强度单元、臀部电流强度单元和腿部电流强度单元，每个单元共有7个档位，每个单元都包括增强按键和减弱按键，每点击一次增强按键，电刺激发生装置的电流输出强度增加一个档位，相应的，每点击一次减弱按键，电刺激发生装置的电流输出强度减弱一个档位。不同锻炼模式的训练界面还实时显示用户的血压和心跳数值，以便于用户监测自己的身体状况。

同时，本实施例的健身系统还包括后台服务器，每个用户可以将自己的使用数据主动上传至后台服务器，通过后台服务器对用户数据的分析处理，后台服务器针对不同用户的不同目的制定生成出不同的锻炼方案或康复治疗方案，实现个性化服务。

电刺激发生装置产生的脉冲信号通过电刺激电极作用于电极服、腕带和腿带，进而作用于使用者的身体，通过改变电刺激电极的位置，可以作用用户不同的身体部位。

本实施例的电刺激发生装置具有小型化、便携化的特点，这使得锻炼随时随地、不受时间、空间环境以及天气的影响。可用于老年人以及白领缓解肌肉僵硬、肩颈酸痛、缓解疲劳等；面向康复理疗机构，用于肌肉损伤人员做康复肌肉训练；面向专业健身机构，用于增加锻炼者身体的心肺功能、增肌强体、减肥塑身。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于电流刺激肌肉锻炼的电刺激发生装置，其特征在于，所述电刺激发生装置包括用于产生脉冲信号的中央处理模块、用于将所述脉冲信号转换波形的积分变化模块、用于实时监测所述脉冲信号的保护模块、通信模块和壳体；

所述积分变化模块、所述通信模块、所述保护模块分别与所述中央处理模块连接；所述积分变化模块、所述保护模块通过所述中央处理模块分别与所述通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的电刺激发生装置，其特征在于，所述电刺激发生装置还包括电源模块，所述电源模块与所述中央处理模块连接；

所述电刺激发生装置壳体上设置有电源开关按钮，所述电源开关按钮与所述电源模块相连接；

所述电刺激发生装置壳体上设置有USB充电口，通过所述USB充电口为所述电源模块进行充电。

3.根据权利要求2所述的电刺激发生装置，其特征在于，所述电刺激发生装置壳体上设置有指示灯，所述指示灯包括充电指示灯和电池电量指示灯。

4.根据权利要求3所述的电刺激发生装置，其特征在于，所述电刺激发生装置的壳体上还设置有电极线接口，通过电极线接口将产生的脉冲信号输出。

5.一种的健身系统，其特征在于，包括：如权利要求1至权利要求4任一所述的电刺激发生装置、电刺激电极、可穿戴式设备和控制终端；

所述控制终端通过所述通信模块与所述电刺激发生装置连接，控制所述电刺激发生装置产生脉冲信号，产生的脉冲信号通过所述电刺激电极作用于所述可穿戴式设备，进而通过所述可穿戴式设备作用于穿着所述可穿戴设备的人体。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电刺激电极通过所述电极线接口与所述电刺激发生器连接；

所述电刺激电极包括若干个电极。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述可穿戴式设备包括电极服，所述电极服的材质包括耐磨防水导电布；

所述导电布包括金属丝和聚酯纤维，所述聚酯纤维包裹在所述金属丝外层形成聚酯纤维包芯线，所述导电布相应位置设置有若干暗扣，所述暗扣压合至导电布上；

所述电刺激电极通过所述暗扣和所述电极服连接固定。