CN109157743A - 一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣及其训练方法 - Google Patents

Abstract

一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣及其训练方法，包括训练内衬衣和训练功能衣，所述训练内衬衣设有若干个复数组的电压传导载体，所述电压传导载体在训练内衬衣的外侧设有导电母纽扣；所述训练功能衣为马甲形态的功能衣，所述训练功能衣内设有加热装置、直流脉冲生物电发生装置和电源模块，所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电子纽扣，与导电母纽扣配合连接。本发明采用生物电流刺激人体肌肉，使人体全身肌肉同频收缩，达到类似全身负重肌肉紧缩的效果，在此状态下，进行武术、体操、拉伸、对抗等运动，仅需训练10‑30分钟，即可满足5小时以上全身肌肉高强训练效果。

Description

一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣及其训练方法

技术领域

本发明涉及利用生物电流训练的服装领域，特别是一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣及其训练方法。

背景技术

生物电流模拟人体负重是采用低频电流刺激肌肉，运动时必需消耗脂肪的原理。利用电流的周期性变化,反复多次的通电治疗，消耗脂肪、紧致肌肤，以达到减肥纤体的目的。

生物电流健身辅助器(或称按摩器、治疗器等)，大致是包括：控制器、硅胶电极片或硅胶软膏(俗称导电凝胶)等构件所组成，传统技术中将生物电流应用到健身衣服上，通过控制器控制生物电流的输出，以硅胶电极片或硅胶软膏作为传导，作用于人体的身上，起到健身的目的，但该种方式导电效果不佳，特别是身体使用部位必须涂布硅胶软膏，不仅会浓稠流窜使人感到极度不舒适，亦不易清洗。

现有技术中的健身衣整合身体需要生物电流做功的部位，形成一件覆盖身体多部位的健身衣，解决上述多个部位进行健身的电线缠绕问题，多数应用于健身房、训练场所等地方，该种类型健身衣需要通过专业的教练调节，调整相应部位的频率进行模拟负重训练或健身，但是由于造价昂贵，通常情况下由多个人共同使用一套该健身衣，训练过程中人体汗水、分泌物等会使健身衣出现不卫生情况，长期使用出现细菌交叉感染情况，因为健身衣整套整合成型，内置各种线路布置等原因，在拆卸方面也提供了较大的难度，所以对健身衣清洗十分复杂和繁琐。

为了解决上述问题，人们通过给训练者或健身者提供贴身训练内衣，因为内衣造价远低于健身衣，可以单独提供给每个人，但由于使用贴身内衣需要考虑到其传导性能，通常在使用过程中需要将贴身内衣浸湿后穿着，该种方式解决了健身衣能够卫生地重复使用的问题，但使用者体验不佳。

同时由于健身衣在进行模拟负重训练缺乏预热阶段，模拟负重训练的效果大打折扣，肌肤在开始接受低周波做功时，肌肉还处于收缩或没放松的最佳训练状态、皮肤还没出汗、干燥、电阻低，脉冲电流模拟负重启动使皮肤刺痛感明显，除了影响其训练效果外，体验感也低。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是具有加热功能和良好导电性能的一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣及其训练方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，包括训练内衬衣和训练功能衣，其中：

所述训练内衬衣包括贴身衣、贴身裤、贴身护肘、贴身护腿，所述训练内衬衣设有若干个复数组的电压传导载体，所述电压传导载体在训练内衬衣的外侧设有导电母纽扣；

所述训练功能衣为马甲形态的功能衣，所述训练功能衣内设有加热装置、直流脉冲生物电发生装置和电源模块，所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电子纽扣，与导电母纽扣配合连接；

还包括移动控制终端，所述移动控制终端通过无线网络与直流脉冲电流生物电发生装置和加热装置连接。

作为本发明的进一步改进：所述电压传导载体至少包括以下之一：导电传导金属片、导电传导布料、导电传导乳胶。

作为本发明的进一步改进：所述电压传导载体至少覆盖以下部位之一：肩部、胸部、背部、腹部、臀部、小臂部、胳膊、大腿、小腿，其中包括在肩部左右布置的两个第一电压传导载体、在胸部左右布置的两个第二电压传导载体、在背部左右布置的两个第三电压传导载体、在腹部左右布置的两个第四电压传导载体、在臀部左右布置的两个第五电压传导载体、在左小臂部前后布置的两个第六电压传导载体、在左胳膊前后布置的两个第七电压传导载体、在右小臂部前后布置的两个第八电压传导载体、在右胳膊前后布置的两个第九电压传导载体、在左大腿前后布置的两个第十电压传导载体、在左小腿前后布置的两个第十一电压传导载体、在右大腿前后布置的两个第十二电压传导载体、在左小腿前后布置的两个第十三电压传导载体。

作为本发明的进一步改进：所述训练功能衣由训练功能腰带代替。所述训练功能腰带包括弹力伸缩布，所述弹力伸缩布包括有直流脉冲生物电发生装置，所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电金属纽扣，所述训练内衬衣上电压传导载体引出有传导线体，所述传导线体内藏于所述训练内衬衣内，不裸露，在所述训练内衬衣的腰部位置设有相应的导电金属纽扣，通过训练功能腰带穿戴在腰部，配合导电金属钮扣进行传导生物电流。

一种通过生物电流模拟人体负重的训练方法，包括以下步骤：

1)预热：通过训练功能衣上的加热装置进行加热，人体进入预热阶段，肌肉处于放松状态，略微出汗提高人体肌肉的电阻，使生物电流能更深入肌肉深层组织；

2)模拟重力输出：由电源模块供电，输出微弱电流值的生物电流，由主控电路控制高速扫频电路，依次循环间断性输出直流电压，经过直流升压脉冲电流输出模块，升压至30V-150V的人体可感应电压，通过电压传导载体输出模拟负重的生物电流，其中输出模拟负重包括以设定力量持续输出、以设定脉冲频率输出、以设定电压大小输出的其中之一或其任意组合；

输出模拟负重的生物电流依次经过传导线、导电母子纽扣和电压传导载体作用于肌肉上，刺激肌肉做功，其中：

设定力量持续输出，用于控制生物电流持续输出的单位时间，具体地，设定训练时长，如设定10分钟或20分钟等；

设定脉冲频率输出，用于控制生物电流在单位时间内生物电流的脉冲输出频率，具体地，脉冲输出频率为恒定频率输出，即单位时间1s内进行直流升压的次数，优选为18～26帧/秒，所述恒定频率为18～26帧/秒输出直流电压作用在人体肌肉上是具有相当强的连贯性，更具体地，在人体的肌肉上，在1秒时间内进行有间隔的生物电输出18～26次，人体感官是感受不到其中相邻两次之间的间隔，相邻两次的升压输出的间隔时间为毫秒级的38.5ms-55.5ms，此时人体肌肉上感受到的脉冲电流是负重的感觉；

设定电压大小输出，用于控制在单位时间内，单次脉冲生物电流的电压大小，具体地，电压大小直接影响负重的重量值，更具体地，对应的模拟负重重量为1Kg-40Kg，其中直流电压为30V对应作用在人体肌肉上的模拟重量为1Kg，直流电压以每升高3V提升1Kg的模拟负重设定，详情参考下表：

直流电压Vn

30V

33V

36V

39V

……

150V

模拟负重重量

1Kg

2Kg

3Kg

4Kg

……

40Kg

3)按摩放松：通过肌肉对抗生物电流时，肌肉处于运动或绷紧状态，通过启动预设定按摩放松指令，相应力量持续输出、脉冲频率输出、电压大小输出调节为预设定值，输出模拟按摩的生物电流，作用于肌肉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用训练内衬衣的电压传导载体作为载体传导生物电流，由于其造价远低于训练功能衣，可以给训练者独立配置，解决传统健身衣多人穿戴带来的卫生问题，同时训练功能衣具有发热功能，对训练者进行预热，使其肌肉处于放松状态，略微出汗，提高肌肉的电阻，减少在低周波做功时的刺痛感。

本发明采用的生物电流根据设定力量持续输出、设定脉冲频率输出、设定电压大小输出，刺激人体肌肉，使人体全身肌肉同频收缩，达到类似全身负重肌肉紧缩的效果，在人体肌肉进行对抗过程中，消耗能量和脂肪，在此状态下，进行武术、体操、拉伸、对抗等运动，仅需训练10-30分钟，即可满足5小时以上全身肌肉高强训练效果。

附图说明

图1为训练内衬衣的背面结构示意图。

图2为训练内衬衣的正面结构示意图。

图3为训练功能衣的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为实施案例二的训练内衬衣结构示意图。

图6为实施案例二的训练内衬衣结构示意图。

图7为实施案例三的功能腰带结构示意图。

图8为实施案例三的训练内衬衣的线体布局结构示意图。

图9为实施案例四的功能腰带结构示意图。

图10为实施案例四的传导线体的结构示意图。

图11为训练内衬衣和功能腰带结合的线路布局示意图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

实施案例一：

参考图1至图4，一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，包括训练内衬衣和训练功能衣，其中：

所述训练内衬衣包括贴身衣11、贴身裤12、贴身护肘13、贴身护腿14，至少覆盖人体的上半身部位、手臂部位、腰臀部位和大腿小腿部位。

所述训练内衬衣设有十三个双数组的电压传导载体，至少覆盖以下部位：肩部、胸部、背部、腹部、臀部、小臂部、胳膊、大腿、小腿；所述电压传导载体采用适用电学传导的导电传导布料制作。

具体地，所述电压传导载体包括包括在肩部左右布置的两个第一电压传导载体A、在胸部左右布置的两个第二电压传导载体B、在背部左右布置的两个第三电压传导载体C、在腹部左右布置的两个第四电压传导载体D、在臀部左右布置的两个第五电压传导载体E、在左小臂部前后布置的两个第六电压传导载体F、在左胳膊前后布置的两个第七电压传导载体G、在右小臂部前后布置的两个第八电压传导载体H、在右胳膊前后布置的两个第九电压传导载体I、在左大腿前后布置的两个第十电压传导载体J、在左小腿前后布置的两个第十一电压传导载体K、在右大腿前后布置的两个第十二电压传导载体L、在左小腿前后布置的两个第十三电压传导载体M。

所述训练功能衣2为马甲形态的功能衣，所述训练功能衣内设有加热装置、直流脉冲生物电发生装置和电源模块。

所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电子纽扣21，所述电压传导载体在训练内衬衣的外侧设有导电母纽扣，所述导电子纽扣与导电母纽扣通过纽扣进行导电连接。

所述电源模块采用3.7V、10000mAh的锂电池，所述加热装置采用采用碳纤维发热管进行发热，与加热电源模块连接，所述碳纤维管具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点，所述碳纤维发热管的能量发射方式是以红外辐射为主，它所发射的远红外波长在1.4μm-3.5μm之间，这段波长的红外线谱被称为“生命之光”，占整体波长的80％以上，同时能够被空气中的水分子吸收产生共振摩擦热效应。所述加热装置在训练前进行发热，使训练者在负重训练之前处于预热阶段，人体受热略微出汗，增加人体肌肤的电阻，同时使人体肌肤处于放松状态，减少皮肤的刺痛感。

还包括移动控制终端和开关控制面板，所述移动控制终端通过无线网络与直流脉冲生物电发生装置的主控电路连接，所述开关控制面板与直流脉冲生物电发生装置连接，所述直流脉冲生物电发生装置和加热装置连接。

所述主控电路用于调节或控制直流脉冲生物电发生装置和加热装置的输出功率，其中包括控制加热装置的功率输出、直流脉冲生物电流的力量持续输出、脉冲频率输出和电压大小输出。

进一步地，所述主控电路还可以独立对单组的电压传导载体进行开或关的控制以及电压的调节，即在某部位不采用生物电流刺激肌肉，可以关闭该部位的低压传导载体的输出，其余正常工作。

进一步地，所述移动控制终端设有与开关控制面板相同的控制按钮，包括电源开关、时间调节、力量持续输出调节、正反循环选择部位、选择全部、预加热模式、按摩放松、控制电压的力度加减键。

一种通过生物电流模拟人体负重的训练方法，包括以下步骤：

1)预热：通过训练功能衣上的加热装置进行加热，人体进入预热阶段，肌肉处于放松状态，略微出汗提高人体肌肉的电阻，使生物电流能更深入肌肉深层组织；

2)模拟重力输出：由电源模块供电，输出微弱电流值的生物电流，由主控电路控制高速扫频电路，依次循环间断性输出直流电压，经过直流升压脉冲电流输出模块，升压至30V-150V的人体可感应电压，通过电压传导载体输出模拟负重的生物电流，其中输出模拟负重包括以设定力量持续输出、以设定脉冲频率输出、以设定电压大小输出的其中之一或其任意组合；

输出模拟负重的生物电流依次经过传导线、导电母子纽扣和电压传导载体作用于肌肉上，刺激肌肉做功，其中：

设定力量持续输出，用于控制生物电流持续输出的单位时间，具体地，设定训练时长，如设定10分钟或20分钟等；

设定脉冲频率输出，用于控制生物电流在单位时间内生物电流的脉冲输出频率，具体地，脉冲输出频率为恒定频率输出，即单位时间1s内进行直流升压的次数，优选为18～26帧/秒，所述恒定频率为18～26帧/秒输出直流电压作用在人体肌肉上是具有相当强的连贯性，更具体地，在人体的肌肉上，在1秒时间内进行有间隔的生物电输出18～26次，人体感官是感受不到其中相邻两次之间的间隔，相邻两次的升压输出的间隔时间为毫秒级的38.5ms-55.5ms，此时人体肌肉上感受到的脉冲电流是负重的感觉；

设定电压大小输出，用于控制在单位时间内，单次脉冲生物电流的电压大小，具体地，电压大小直接影响负重的重量值，更具体地，对应的模拟负重重量为1Kg-40Kg，其中直流电压为30V对应作用在人体肌肉上的模拟重量为1Kg，直流电压以每升高3V提升1Kg的模拟负重设定，详情参考下表：

3)按摩放松：通过肌肉对抗生物电流时，肌肉处于运动或绷紧状态，通过启动预设定按摩放松指令，相应力量持续输出、脉冲频率输出、电压大小输出调节为预设定值，输出模拟按摩的生物电流，作用于肌肉。

具体地，设定力量持续输出为10min、设定脉冲频率输出为18帧/秒、设定电压大小输出为36V，设定全身十三组部位都启动。

此时通过控制器启动电源开关，选择预加热模式，训练功能衣内的加热装置启动发热，使人体进入预热阶段，肌肉处于放松状态，人体受热略微出汗可以提高人体肌肉的电阻，生物电流输出时能进入人体更深层组织，同时可以减少肌肉的刺痛感。

启动直流脉冲生物电发生装置，人体感受到电压传导载体所在部位的生物电流，生物电流进行对人体肌肉刺激做功，人体在该过程中可以进行武术训练、体操训练、对抗训练等，人体在此过程中进行对抗、训练等，相当于普通对抗、训练的5个小时的效果。同时通过控制器可以单独对某部位的电压传导载体进行开或关，还可以在对抗训练中，通过力度加减按钮调节相应力量持续输出、电压大小输出和脉冲频率输出，根据需求选择最合适和有效的参数进行负重训练。

模拟重力训练完成后通过低频按摩放松设定相应的参数进行对人体肌肉进行低频的刺激，接触肌肉疲劳。

本实施案例中，在训练过程中大量出汗，由于训练内衬衣是根据个人需求进行独立配置，避免了多人使用出现的卫生问题。

在本实施案例中，所述高速扫频电路对13组直流升压脉冲电流输出模块进行输出电压，直流升压脉冲电流输出模块对传导传导载体输出电压，具体地，高速扫频电路先向第一直流升压脉冲电流输出模块进行输出直流电压V₁，再向第二直流升压脉冲电流输出模块进行输出直流电压V₂，依次类推，向第十三直流升压脉冲电流输出模块进行输出直流电压V₁₃后，继续循环向第一直流升压脉冲电流输出模块进行输出直流电压V₁，在此过程中，高速扫频电路同时只向单个直流脉冲电流输出模块输出直流电压，形成间断性的直流输出电压，即进行脉冲输出。

所述直流升压脉冲电流输出模块以恒定频率为18～26帧/秒输出直流电压，所述脉冲电输出片输出脉冲生物电流模拟人体负重；

具体地，所述恒定频率为18～26帧/秒输出直流电压作用在人体肌肉上是具有相当强的连贯性，更具体地，在人体的肌肉上，在1秒时间内进行有间隔的生物电输出18～26次，人体感官是感受不到其中相邻两次之间的间隔，相邻两次的升压输出的间隔时间为毫秒级的38.5ms-55.5ms，此时人体肌肉上感受到的脉冲电流是负重的感觉。

本实施案例中采用十三组电压传导载体，为了保证电压传导载体的输出稳定性和同步性，采用高速扫频电路进行依次循环的间断性升压输出，即脉冲形式升压输出，在此过程中，因为电容升压需要时间过程，需要保持直流升压脉冲电流输出模块启动的同步性和稳定性，如不同步，在工作几分钟过后由脉冲直流电模拟的人体负重感不平衡，所以采用高速扫频电路逐个扫描升压输出方法，在间隔的时间内，直流升压脉冲电流输出模块中的电容电压的还没放完，就循环到继续升压输出，让直流升压脉冲电流输出模块始终保持在一个能快速升压的蓄电过程，使升压电路的启动能保持一致性和同步启动。

本实施案例中为了保持负重训练中的输出稳定性，采用所述高速扫频电路相邻两次输出电压的时间间隔为1/18n秒，即4.2ms，在保证负重输出训练组是恒定频率输出的情况下，高速扫频电路需要进行4.2ms/次的升压输出，保证升压电路能同步启动，使脉冲电输出片输出频率为18帧/秒的脉冲生物电，就行模拟人体负重训练。

实施案例二：

参考图5-6，在实施案例一的基础上，所述训练内衬衣结合衣、裤、护肘和护腿形式形成覆盖全身十三个部位的训练内衬衣101，所述训练内衬衣的电压传导载体102与实施案例一类同，所述训练功能衣103对应实施案例一的导电子纽扣设有导电传导片或导电传导元件104，通过导电传导元件104与电压传导载体102进行贴合实现传导。

实施案例三：

参考图7-8，在实施案例二的基础上，采用训练功能腰带代替训练功能衣，所述功能腰带包括弹力收缩布201及设于弹力收缩布上的直流脉冲生物电发生装置202和至少一组的第一导电金属纽扣203，所述直流脉冲生物电发生装置202通过传导线体204与第一导电金属纽扣203连接，所述导电线体不裸露，内藏于弹力收缩布201内，所述直流脉冲生物电发生装置202设于弹力收缩布201的一侧，所述第一导电金属纽扣203设于弹力收缩布201的另一侧，两侧均还设有外表层205，用于遮挡内部传导线体204、直流脉冲生物电发生装置202，所述第一导电金属纽扣在对应的外表层设有相应的导电连接孔位。所述训练内衬衣206中各部位的电压传导载体207引出有传导线体208，该传导线体同样隐藏于训练内衬衣中，所述训练内衬衣在腰部位置设有与第一导电金属纽扣相配合的第二导电金属纽扣209，使用者通过在外侧穿戴训练功能腰带，使第一导电金属纽扣和第二导电金属纽扣配合连接进行生物电流传导，即刻进行负重训练。

实施案例四：

在实施案例三的基础上，所述训练功能腰带采用接线形式的连接。

更具体地，参考图9，所述训练功能腰带包括有弹力收缩布301，所述弹力收缩布上设有顶针连接盘302，所述顶针连接盘302挂载有直流脉冲生物电发生装置303所述弹力收缩布内部布置有相应的传导线体304，该传导线体的一端与顶针连接盘连接，另一端由弹力收缩布边缘的设定的出线口伸出，末端采用导电母纽扣设计。

更具体地，参考图10，所述顶针连接盘302在弹力收缩布内的一侧设有一排插口305，所述传导线体包括前端连接线体306和后端输出线体307，所述前端连接线体306通过对应端口插入顶针连接盘的插口305，后端输出线体307的一端接上连接线体，另一端设有导电母纽308扣或发热片309。

参考图11，所述训练内衬衣310在每个电压传导载体311上设有导电子纽扣，在使用过程中，穿上训练内衬衣，在腰间位置系上功能腰带，通过功能腰带301导电母纽扣与训练内衬衣的导电子纽扣连接导通，传导脉冲生物电流。由直流脉冲生物电发生装置输出脉冲生物电流，依次经过顶针连接盘302、传导线体304、导电子母纽扣、电压传导载体，然后作用在人体肌肉上。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (6)

1.一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，包括训练内衬衣和训练功能衣，其特征是：

所述训练内衬衣包括贴身衣、贴身裤、贴身护肘、贴身护腿，所述训练内衬衣设有若干个复数组的电压传导载体，所述电压传导载体在训练内衬衣的外侧设有导电母纽扣；

所述训练功能衣为马甲形态的功能衣，所述训练功能衣内设有加热装置、直流脉冲生物电发生装置和电源模块，所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电子纽扣，与导电母纽扣配合连接；

还包括移动控制终端，所述移动控制终端通过无线网络与直流脉冲电流生物电发生装置和加热装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，其特征是：所述电压传导载体至少包括以下之一：导电传导金属片、导电传导布料、导电传导乳胶。

3.根据权利要求1所述的一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，其特征是：所述电压传导载体至少覆盖以下部位之一：肩部、胸部、背部、腹部、臀部、小臂部、胳膊、大腿、小腿。

4.根据权利要求1所述的一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，其特征是：所述训练功能衣由训练功能腰带代替。

5.根据权利要求4所述的一种通过生物电流模拟人体负重的训练衣，其特征是：所述训练功能腰带包括弹力伸缩布，所述弹力伸缩布包括有直流脉冲生物电发生装置，所述直流脉冲生物电发生装置设有若干用于输出脉冲生物电的导电金属纽扣。

6.一种通过生物电流模拟人体负重的训练方法，其特征是包括以下步骤：

1)预热：通过训练功能衣上的加热装置进行加热，人体进入预热阶段，肌肉处于放松状态，略微出汗提高人体肌肉的电阻，使生物电流能更深入肌肉深层组织；

2)模拟重力输出：由电源模块供电，输出微弱电流值的生物电流，由主控电路控制高速扫频电路，依次循环间断性输出直流电压，经过直流升压脉冲电流输出模块，升压至30V-150V的人体可感应电压，通过电压传导载体输出模拟负重的生物电流，其中输出模拟负重包括以设定力量持续输出、以设定脉冲频率输出、以设定电压大小输出的其中之一或其任意组合；

输出模拟负重的生物电流依次经过传导线、导电母子纽扣和电压传导载体作用于肌肉上，刺激肌肉做功，其中：

设定力量持续输出，用于控制生物电流持续输出的单位时间；

设定脉冲频率输出，用于控制生物电流在单位时间内生物电流的脉冲输出频率；

设定电压大小输出，用于控制在单位时间内，单次脉冲生物电流的电压大小；

3)按摩放松：通过肌肉对抗生物电流时，肌肉处于运动或绷紧状态，通过启动预设定按摩放松指令，相应力量持续输出、脉冲频率输出、电压大小输出调节为预设定值，输出模拟按摩的生物电流，作用于肌肉。