CN109126020A - 一种负重机械练习动态调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负重机械练习动态调节系统，练习器械包括握持部以及配重部，配重部通过铁磁材料制成；控制端配置有交互界面，用户通过交互界面输入训练数据，控制端根据训练数据执行训练策略，训练策略包括训练指令，训练指令包括调节时刻以及该调节时刻对应的调节参数，当实际时间达到对应的调节时刻时，控制器根据训练指令中对应的调节参数调节第一磁场的磁场强度。通过匀强磁场的磁场强度调节整个练习器械的“等效重力”，这样一来就可以根据需求进行动态调节，一来无需物理结构的改变，较为便利，二来可以在练习时直接进行调节，使练习效果更加直观。

Description

一种负重机械练习动态调节系统

技术领域

本发明涉及运动机械技术领域，更具体地说，涉及一种负重机械练习动态调节系统。

背景技术

健身是一种体育项目，如各种徒手健美操、韵律操、形体操以及各种自抗力动作，体操可以增强力量、柔韧性，增加耐力，提高协调，控制身体各部分的能力，从而使身体强健。如果要达到缓解压力的目的，至少一周锻炼3次。

游泳、快走、慢跑、骑自行车，及一切有氧运动都能锻炼心脏。有氧运动好处多：能锻炼心肺、增强循环系统功能、燃烧脂肪、加大肺活量、降低血压，甚至能预防糖尿病，减少心脏病的发生。美国运动医学院建议，想知道有氧运动强度是否合适，可在运动后测试心率，以达到最高心率的60％-90％为宜。如果想通过有氧运动来减肥，可以选择低度到中度的运动强度，同时延长运动时间，这种方法消耗的热量更多。运动频率每周3-5次，每次20-60分钟。想要锻炼肌肉，可以练举重、做体操以及其他重复伸、屈肌肉的运动。肌肉锻炼可以燃烧热量、增强骨密度、减少受伤，尤其是关节受伤的几率，还能预防骨质疏松。在做举重运动前，先测一下，如果连续举8次你最多能举多重的东西，就从这个重量开始练习。当你可以连续12次举起这个重量时，试试增加5％的重量。注意每次练习时，要连续举8-12次，这样可以达到肌肉最大耐力的70％-80％，锻炼效果较好。每周2-3次，但要避免连续两天锻炼同一组肌肉群，以便让肌肉有充分的恢复时间。

但是对重物的举重存在一定的问题，锻炼重量需要进行调节的话，需要对训练器械进行机械调节，较为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种负重机械练习动态调节系统，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种负重机械练习动态调节系统，包括一练习室，所述练习室内设置有控制端、磁场生成设备以及练习器械；

所述磁场生成设备包括控制器、上磁极板以及下磁极板，所述上磁极板设置在所述练习室顶部，所述下磁极板设置于所述练习室底部，所述上磁极板和下磁极板之间，所述上磁极板内设置有上磁线圈，所述下磁极板内设置有下磁线圈，所述上磁线圈和所述下磁线圈受控于所述控制器，所述上磁线圈和所述下磁线圈工作时于一预设的练习空间内产生第一磁场；所述控制器配置有控制策略以调节所述第一磁场的磁场强度；

所述练习器械包括握持部以及配重部，所述配重部通过铁磁材料制成；

所述控制端配置有交互界面，用户通过所述交互界面输入训练数据，控制端根据所述训练数据执行训练策略，所述训练策略包括训练指令，所述训练指令包括调节时刻以及该调节时刻对应的调节参数，当实际时间达到对应的调节时刻时，所述控制器根据训练指令中对应的所述调节参数调节所述第一磁场的磁场强度。

进一步地，所述练习器械还包括传感器模块、感生电路以及蓄电池，当所述练习器械在第一磁场内运动时，所述感生电路产生电能至所述蓄电池，所述蓄电池连接所述传感器模块并为所述传感器模块提供电能。

进一步地，所述传感器模块包括计次检测部，所述计次检测部根据所述练习器械在所述第一磁场内的位移情况输出计次信息，所述计次信息反映所述练习器械被举升的次数。

进一步地，所述传感器模块还包括高度监测部，所述高度监测部根据所述练习器械的位置输出高度值信息，所述高度值信息反映所述练习器械被举升的高度。

进一步地，所述高度检测部设置为红外传感器。

进一步地，所述传感器模块还包括偏心检测部，所述偏心检测部包括偏心检测单元以及告警触发单元，所述偏心检测单元用于检测所述练习器械相对于地面的角度值，当检测到的角度值超过预设的角度范围时，所述告警触发单元输出一对应的偏心异常信息。

进一步地，所述告警触发单元设置为蜂鸣器。

进一步地，所述控制端设置有响应模块以及显示模块，当所述响应模块接收到偏心异常信息时，所述显示模块显示所述偏心异常信息。

进一步地，所述训练数据包括对应的练习器械的参数信息，所述参数信息包括练习器械的类型信息以及重量信息。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过磁场生成设备在空间内产生近似匀强磁场，当进行举升锻炼练习时，通过匀强磁场的磁场强度调节整个练习器械的“等效重力”，这样一来就可以根据需求进行动态调节，一来无需物理结构的改变，较为便利，二来可以在练习时直接进行调节，使练习效果更加直观。

附图说明

图1：本发明的负重机械练习动态调节系统的练习室示意图；

图2：本发明的负重机械练习动态调节系统的练习器械示意图；

图3：本发明的负重机械练习动态调节系统的系统架构原理图；

图4：本发明的负重机械练习动态调节系统的练习器械电路原理图。

附图标记：100、控制端；200、磁场生成设备；210、控制器；220、上磁极板；221、上磁线圈；230、下磁极板；231、下磁线圈；300、练习器械；310、握持部；320、配重部；330、传感器模块；331、计次检测部；332、高度检测部；333、偏心检测部；340、感生电路；350、蓄电池。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

参照图3所示，一种负重机械练习动态调节系统，包括一练习室，所述练习室内设置有控制端100、磁场生成设备200以及练习器械300；其原理是在练习室内施加磁场，通过磁性力代替重力实现对练习器械300的等效重量调整，原有如果需要增加或减小练习器械300的重量，都需要对练习器械300的配重部320进行物理调节，非常麻烦，而这种方式仅仅需要改变磁场即可完成，较为简单便利。具体如下：

所述磁场生成设备200包括控制器210、上磁极板220以及下磁极板230，所述上磁极板220设置在所述练习室顶部，所述下磁极板230设置于所述练习室底部，所述上磁极板220和下磁极板230之间，所述上磁极板220内设置有上磁线圈221，所述下磁极板230内设置有下磁线圈231，所述上磁线圈221和所述下磁线圈231受控于所述控制器210，所述上磁线圈221和所述下磁线圈231工作时于一预设的练习空间内产生第一磁场；所述控制器210配置有控制策略以调节所述第一磁场的磁场强度；首先参照图1所示，整个磁场生成设备200的原理是在一个预设的练习空间内产生磁场，设置两个线圈的目的是创造一个最接近的匀强磁场，也就是在忽略漏磁以及练习器械300施加给线圈的磁场的情况下，设置一个练习器械300所受磁吸力正比于线圈的输出功率的设备，也就是输出功率和练习器械300的受力基本是线性关系，可以简化控制算法，保证响应效率。

所述练习器械300包括握持部310以及配重部320，所述配重部320通过铁磁材料制成；首先练习器械300是在磁场中，但是其具有自身的重量，而这个重量无需设置太大，所以优选如图所示选择较为扁平的形状，而这样设置的优势在于可以增加有效接收面积，单位功率下产生的磁吸力更大，参照公式：

其中F为磁吸力，S为有效的面积，BG为磁场强度，为预设的磁导率常量。

以下参照图4所示，对练习器械300的内部电路进行说明，为了提高练习数据的获取效果，在练习器械300设置对应的传感器模块330，而具体练习器械300还包括传感器模块330、感生电路340以及蓄电池350，当所述练习器械300在第一磁场内运动时，所述感生电路340产生电能至所述蓄电池350，所述蓄电池350连接所述传感器模块330并为所述传感器模块330提供电能。感生电路340通过电磁感应在第一磁场中产生电能，然后这个电能被蓄电池350接收，蓄电池350输出电能提供给传感器模块330，这样一来，练习器械300就可以自行发电提供给传感器模块330，较为简单便利。

所述传感器模块330包括计次检测部331，所述计次检测部331根据所述练习器械300在所述第一磁场内的位移情况输出计次信息，所述计次信息反映所述练习器械300被举升的次数。首先计次检测部331目的是为了计算举升的次数，可以是通过位移传感器进行检测，在此不做赘述。而训练的指令和检测次数可以相关，例如设置5公斤举30个完成后，然后将重量变为6公斤，而仅仅只用将计次信息输出到对应的控制器210中就可以实现。

所述传感器模块330还包括高度监测部，所述高度监测部根据所述练习器械300的位置输出高度值信息，所述高度值信息反映所述练习器械300被举升的高度。高度

检测部设置为红外传感器。通过这样设置，可以计算用户做工量，统计用于锻炼耗能，更加直观精确，也可以将这个数据配合设置，例如可以在耗能达到预设的耗能阈值时，停止施加第一磁场，也可以在用于达到举升高度时，停止施加第一磁场，方便用户休息。

所述传感器模块330还包括偏心检测部333，所述偏心检测部333包括偏心检测单元以及告警触发单元，所述偏心检测单元用于检测所述练习器械300相对于地面的角度值，当检测到的角度值超过预设的角度范围时，所述告警触发单元输出一对应的偏心异常信息。所述告警触发单元设置为蜂鸣器。所述控制端100设置有响应模块以及显示模块，当所述响应模块接收到偏心异常信息时，所述显示模块显示所述偏心异常信息。偏心检测部333可以设置为陀螺仪，在举升练习器械300时，需要保证水平，所以当出现因为动作不规范偏心时，可以及时提醒用户。

所述训练数据包括对应的练习器械300的参数信息，所述参数信息包括练习器械300的类型信息以及重量信息。由于练习器械300可以是哑铃结构也可以是杠铃结构等其他结构，所以可以获取练习器械300的参数信息，方便生成训练数据。

所述控制端100配置有交互界面，用户通过所述交互界面输入训练数据，控制端100根据所述训练数据执行训练策略，所述训练策略包括训练指令，所述训练指令包括调节时刻以及该调节时刻对应的调节参数，当实际时间达到对应的调节时刻时，所述控制器210根据训练指令中对应的所述调节参数调节所述第一磁场的磁场强度。

最后作为优选的，由于磁场具有穿透性，所以可以在上磁极板220和下磁极板230以及练习器械300的表面分别设置柔性包覆层，例如海绵材料、橡胶材料或者硅胶材料。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，包括一练习室，所述练习室内设置有控制端、磁场生成设备以及练习器械；

所述磁场生成设备包括控制器、上磁极板以及下磁极板，所述上磁极板设置在所述练习室顶部，所述下磁极板设置于所述练习室底部，所述上磁极板和下磁极板之间，所述上磁极板内设置有上磁线圈，所述下磁极板内设置有下磁线圈，所述上磁线圈和所述下磁线圈受控于所述控制器，所述上磁线圈和所述下磁线圈工作时于一预设的练习空间内产生第一磁场；所述控制器配置有控制策略以调节所述第一磁场的磁场强度；

所述练习器械包括握持部以及配重部，所述配重部通过铁磁材料制成；

所述控制端配置有交互界面，用户通过所述交互界面输入训练数据，控制端根据所述训练数据执行训练策略，所述训练策略包括训练指令，所述训练指令包括调节时刻以及该调节时刻对应的调节参数，当实际时间达到对应的调节时刻时，所述控制器根据训练指令中对应的所述调节参数调节所述第一磁场的磁场强度。

2.如权利要求1所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述练习器械还包括传感器模块、感生电路以及蓄电池，当所述练习器械在第一磁场内运动时，所述感生电路产生电能至所述蓄电池，所述蓄电池连接所述传感器模块并为所述传感器模块提供电能。

3.如权利要求2所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述传感器模块包括计次检测部，所述计次检测部根据所述练习器械在所述第一磁场内的位移情况输出计次信息，所述计次信息反映所述练习器械被举升的次数。

4.如权利要求2所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述传感器模块还包括高度监测部，所述高度监测部根据所述练习器械的位置输出高度值信息，所述高度值信息反映所述练习器械被举升的高度。

5.如权利要求4所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述高度检测部设置为红外传感器。

6.如权利要求2所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述传感器模块还包括偏心检测部，所述偏心检测部包括偏心检测单元以及告警触发单元，所述偏心检测单元用于检测所述练习器械相对于地面的角度值，当检测到的角度值超过预设的角度范围时，所述告警触发单元输出一对应的偏心异常信息。

7.如权利要求6所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述告警触发单元设置为蜂鸣器。

8.如权利要求6所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述控制端设置有响应模块以及显示模块，当所述响应模块接收到偏心异常信息时，所述显示模块显示所述偏心异常信息。

9.如权利要求1所述的一种负重机械练习动态调节系统，其特征在于，所述训练数据包括对应的练习器械的参数信息，所述参数信息包括练习器械的类型信息以及重量信息。