CN108635753B - 一种教学用动感单车的控制方法及动感单车 - Google Patents

一种教学用动感单车的控制方法及动感单车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种教学用动感单车的控制方法及动感单车，包括本体，还包括虹膜识别模块、网络通信模块、脚蹬控制模块、受力分析模块以及控制中心；其中，虹膜识别模块包括安装在车头的虹膜识别仪，虹膜识别仪用来识别用户信息；网络通讯模块包含存储在服务器的系统课程的初始模型、获取系统课程的接收接口以及上传信息的上传接口；受力分析模块包括压力传感器以及距离传感器；脚蹬控制中心包括脚蹬复位器、脚蹬复位驱动、脚蹬固定器以及脚蹬固定驱动；脚蹬复位驱动接受来自控制中心的指令将脚蹬复位，脚蹬固定驱动接收来自控制中心的指令控制脚蹬固定器；距离传感器安装在本体的车头，距离传感器用来记录头部和手臂距离车头的位置。

Description

一种教学用动感单车的控制方法及动感单车
技术领域
本发明涉及健身器械领域，尤其涉及一种教学用动感单车的控制方法及动感单车。
背景技术
动感单车是为了人们的健身应用而生，目前，动感单车主要用于健身房以及少数家庭，使用动感单车时，如果能够跟随一定的节奏，快慢结合，并且配合一定的上身运动、手臂运动能够达到更好的健身效果，但是现有的动感单车不能提供类似教学一样的服务，人们使用起来会有觉得很累还达不到最好的健身效果。
发明内容
发明目的：本发明提供能够为用户提供教学服务的一种教学用动感单车的控制方法及动感单车。
技术方案：本发明通过以下技术方案实现：
一种教学用动感单车，包括本体，还包括虹膜识别模块、网络通信模块、脚蹬控制模块、受力分析模块以及控制中心；其中，虹膜识别模块包括安装在车头的虹膜识别仪，所述虹膜识别仪用来识别用户信息，所述虹膜识别仪将获取的信息发送至控制中心；所述网络通信模块包含存储初系统课程的始模型的服务器、获取系统课程的接收接口以及上传信息的上传接口；所述受力分析模块包括压力传感器以及距离传感器；所述压力传感器安装在本体的把手、脚踏以及座椅处，分别用来检测来自手部、脚部以及臀部对把手、脚踏以及座椅的压力；所述脚蹬控制模块包括脚蹬复位器、脚蹬复位驱动、脚蹬固定器以及脚蹬固定驱动；所述脚蹬复位驱动接受来自控制中心的指令将脚蹬复位，所述脚蹬固定驱动接收来自控制中心的指令控制所述脚蹬固定器；所述距离传感器安装在所述本体的车头，所述距离传感器用来记录头部和手臂距离车头的位置。
作为本发明的一种优选方案，还包括测速模块，所述测速模块用于测量单车运动的速度；所述测速模块包括同步轮；所述同步轮上安装有计数器，所述车轮每运动一圈，所述同步轮计数一圈，所述计数器与控制中心连接。
作为本发明的一种优选方案，还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括触摸显示屏以及控制按钮，所述触摸显示屏用于显示用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；所述控制按钮用来手动启动触摸显示屏。
作为本发明的一种优选方案，还包括接收模块，所述接收模块用来接收用户信息。
作为本发明的一种优选方案，包括以下步骤：
S1接收用户信息，所述用户信息包括手长信息、腿长信息、身高信息、体重信息；
S2根据接收信息，调节单车的座椅高度以及把手角度；
S3根据用户信息，结合初始模型，生成用户适用的用户模型；
S4开始运动后，压力传感器和距离传感器开始工作，并将每个时刻受到的压力和头部以及手臂距离车头的位置进行记录，结合训练课程，输出用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；
S5将实际运动的曲线波形图上传到服务器进行保存。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S3中，所述训练效果波形图从开始训练的时候就通过显示屏显示。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S3中，当在运动过程中压力传感器和距离传感器的值与训练模型中对应的值不同时，输出提示符号在触摸显示屏提示用户正确发力。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S4中上传波形图后，还包括以下步骤：
S6通过计算训练效果波形图中实际训练曲线和用户模型曲线的差值，生成新的用户模型；
S7删除使用过的用户模型。
作为本发明的一种优选方案，所述用户模型包括每时刻的各压力传感器的受压力范围、每时刻的车轮的转速范围以及头部及手臂距离车头的范围。
作为本发明的一种优选方案，所述教学用动感单车的控制方法还包括以下步骤；
S8通过虹膜识别用户身份，识别通过后控制中心发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动，控制脚蹬固定器打开所述脚蹬；
S8运动结束后，通过虹膜识别用户身份，控制中心发送第一驱动指令至脚蹬复位驱动，控制脚蹬复位器归位，同时发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动，控制脚蹬固定器锁定所述脚蹬。
本发明实现以下有益效果：
1.通过压力传感器和距离传感器，能够检测健身者的运动姿势是否到位；
2.自动调节座椅高度以及把手高度，避免运动过程中身体受到损伤；
3.通过显示波形图和标识，可视化的看到自己的动作存在的问题，并通过标识调整自己的动作；
4.当健身者的身体状况和用户模型中的训练强度差距过大时，调整用户模型以适应不同健身者。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明实施例涉及的系统结构示意图；
图2为本发明实施例涉及的控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例涉及的虹膜识别的流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：
教学用动感单车一般分为健身房用和家用，使用教学用动感单车，一般是预约课程的健身者，本实施例中的虹膜识别，可以在提前就录入健身者的虹膜信息，使用健身器材的时候，直接通过数据库比对就可以打开动感单车，家用的动感单车也是类似，提前输入使用者的虹膜信息，使用时在数据库比对打开单车。另外，家用时考虑到有小孩等等不安全因素，在不使用的时候脚蹬处于一个锁定的状态，防止小孩爬上去不小心受到伤害。
根据图1所示的结构示意图，一种教学用动感单车，包括本体，还包括虹膜识别模块2、网络通信模块3、脚蹬控制模块5、受力分析模块4以及控制中心1；其中，虹膜识别模块2包括安装在车头的虹膜识别仪21，所述虹膜识别仪21用来识别用户信息；具体的，所述虹膜识别仪21将获取的信息发送至控制中心1，控制中心1将获取的信息和数据库内的信息对比，若对比结果为提前预约的学员，则开启单车；
所述网络通信模块包含存储初系统课程的始模型的服务器31、获取系统课程的获取接口32以及上传信息的上传接口33；所述初始模型包括运动时间、每个时间段的平均速度以及时间点对应的动作，该动作下各个压力传感器42的受力范围和距离传感器41的距离范围，具体的，所述受力范围和所述距离范围由专业教练的多次试验得出，在多次实验结果后利用数学模型得出不同身高和体重对应的受力范围和距离范围。
所述受力分析模块4包括压力传感器42以及距离传感器41；所述压力传感器42安装在本体的把手、脚踏以及座椅处，分别用来检测来自手部、脚部以及臀部对把手、脚踏以及座椅的压力；为运动时健身者的运动信息；所述距离传感器41安装在所述本体的车头，所述距离传感器41用来记录头部和手臂距离车头的位置。
所述脚蹬控制模块5包括脚蹬复位器51、脚蹬复位驱动52、脚蹬固定器53以及脚蹬固定驱动54；所述脚蹬复位驱动52接受来自控制中心1的指令将脚蹬复位，复位的位置为脚蹬垂直于地面；所述脚蹬固定驱动54接收来自控制中心1的指令控制所述的脚蹬固定器53；所述脚蹬固定器53用来锁定脚蹬或者打开脚蹬。
优选的，还包括测速模块6，所述测速模块6用于测量单车运动的速度；所述测速模块6包括同步轮61；所述同步轮61上安装有计数器62，所述车轮每运动一圈，所述同步轮61计数一圈，所述计数器62与控制中心1连接。由于用户模型内包含活动时间以及时间段内的平均速度，通过计算时间段内的同步轮61的转动圈数和用时，可以计算出该时间段内的平均速度。
优选的，还包括人机交互模块7，所述人机交互模块7包括触摸显示屏71以及控制按钮72，所述触摸显示屏71用于显示用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；所述控制按钮72用来手动启动触摸显示屏71。
优选的，还包括接收模块，所述接收模块用来接收用户信息。
实施例二：
根据图2-3：图2为本发明实施例涉及的控制方法的流程示意图；图3为本发明实施例涉及的虹膜识别的流程示意图；
优选的，包括以下步骤：
S1接收用户信息，所述用户信息包括手长信息、腿长信息、身高信息、体重信息；
S2根据接收信息，调节单车的座椅高度以及车把高度；
其中，座椅高度与健身者大腿抬起之后，大腿的前侧的高度一致，由于大多数的人都不会自己注意去调整座位的高度，但是位置不对对身体有些损伤，因此提供一种自动调节座椅高度的功能。
系统记录健身者的健身次数，对于新手，可将车把的高度调高一些，对于经常参加单车训练的人，可以将车把的高度相对调低，最低不得低过座椅。
S3根据用户信息，结合初始模型，生成用户适用的用户模型；
由于不同的健身者的不同的身高体重，导致在一个初始模型下，压力传感器42和距离传感器41的取值不同，根据前面的实施例所展示的，利用数学模型计算不同用户下的不同用户模型。
S4开始运动后，压力传感器42和距离传感器41开始工作，并将每个时刻受到的压力和头部以及手臂距离车头的位置进行记录，结合训练课程，输出用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；
在这里输出两个波形图用于对比用户实际训练结果和模型的差值，用以调整用户模型的方案。
S5将实际运动的曲线波形图上传到服务器31进行保存。
优选的，在步骤S3中，所述训练效果波形图从开始训练的时候就通过显示屏显示。显示当前时刻的各项指标的波形图，具体的，各项指标在同一张图显示。
优选的，在步骤S3中，当在运动过程中压力传感器42和距离传感器41的值与训练模型中对应的值不同时，输出提示符号在触摸显示屏71提示用户正确发力。具体的，例如在发现段时间内速度过低，触摸显示屏71上显示向上的箭头，标识应该加速，在标识之后还是没有进行加速的，判断训练模型不符合该健身者的需求，需要对用户模型进行对应的修改，具体的，包括以下步骤：
S6通过计算训练效果波形图中实际训练曲线和用户模型曲线的差值，生成新的用户模型；
具体的，在原来的模型基础上加差值的1/2。
S7删除使用过的用户模型。
所述用户模型包括每时刻的各压力传感器42的受压力范围、每时间段内的车轮的转速范围以及头部及手臂距离车头的范围。
优选的，所述教学用动感单车的控制方法还包括以下步骤；
S8通过虹膜识别用户身份，识别通过后控制中心1发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动54，控制脚蹬固定器53打开所述脚蹬；
S8运动结束后，控制中心1发送第一驱动指令至脚蹬复位驱动52，控制脚蹬复位器51归位，同时发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动54，控制脚蹬固定器53锁定所述脚蹬。脚蹬复位后通过固定器将脚蹬固定。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种教学用动感单车，包括本体，其特征在于，还包括虹膜识别模块、网络通信模块、脚蹬控制模块、受力分析模块以及控制中心；其中，虹膜识别模块包括安装在车头的虹膜识别仪，所述虹膜识别仪用来识别用户信息，所述虹膜识别仪将获取的信息发送至控制中心；所述网络通信模块包含存储系统课程的始模型的服务器、获取系统课程的获取接口接收接口以及上传信息的上传接口；所述受力分析模块包括压力传感器以及距离传感器；所述压力传感器安装在本体的把手、脚踏以及座椅处，分别用来检测来自手部、脚部以及臀部对把手、脚踏以及座椅的压力；所述脚蹬控制模块包括脚蹬复位器、脚蹬复位驱动、脚蹬固定器以及脚蹬固定驱动；所述脚蹬复位驱动接受来自控制中心的指令将脚蹬复位，所述脚蹬固定驱动接收来自控制中心的指令控制所述脚蹬固定器；所述距离传感器安装在所述本体的车头，所述距离传感器用来记录头部和手臂距离车头的位置；所述教学用动感单车还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括触摸显示屏以及控制按钮，所述触摸显示屏用于显示用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；所述控制按钮用来手动启动触摸显示屏；
其中，所述教学用动感单车的控制方法包括以下步骤：
S1接收用户信息，所述用户信息包括手长信息、腿长信息、身高信息、体重信息；
S2根据接收信息，调节单车的座椅高度以及把手高度；
S3根据用户信息，结合初始模型，生成用户适用的用户模型；
S4开始运动后，压力传感器和距离传感器开始工作，并将每个时刻受到的压力和头部以及手臂距离车头的位置进行记录，结合训练课程，输出用户模型的曲线波形图以及实际运动的曲线波形图；
S5将实际运动的曲线波形图上传到服务器进行保存；
其中，在步骤S4中上传波形图后，还包括以下步骤：
S6通过计算训练效果波形图中实际训练曲线和用户模型曲线的差值，生成新的用户模型；
S7删除使用过的用户模型。
2.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，还包括测速模块，所述测速模块用于测量单车运动的速度；所述测速模块包括同步轮；所述同步轮上安装有计数器，车轮每运动一圈，所述同步轮计数一圈，所述计数器与控制中心连接。
3.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，还包括接收模块，所述接收模块用来接收用户信息。
4.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，在步骤S3中，所述训练效果波形图从开始训练的时候就通过显示屏显示。
5.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，在步骤S3中，当在运动过程中压力传感器和距离传感器的值与训练模型中对应的值不同时，输出提示符号在触摸显示屏提示用户正确发力。
6.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，所述用户模型包括每时刻的各压力传感器的受压力范围、每时刻的车轮的转速范围以及头部及手臂距离车头的范围。
7.根据权利要求1所述的一种教学用动感单车，其特征在于，所述教学用动感单车的控制方法还包括以下步骤；
S8通过虹膜识别用户身份，识别通过后控制中心发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动，控制脚蹬固定器打开所述脚蹬；
S9运动结束后，控制中心发送第一驱动指令至脚蹬复位驱动，控制脚蹬复位器归位，同时发送第二驱动指令至脚蹬固定驱动，控制脚蹬固定器锁定所述脚蹬。
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