CN109260694A - 一种具有跳绳监测功能的智能运动手环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运动手环设备领域，为了解决现有的智能运动手环在用户进行跳绳运动的时候，由于手环内圈与皮肤贴合不紧密从而降低传感器采集到的数据的准确性的问题，提供了一种具有跳绳监测功能的智能运动手环，包括表带和安装在表带上的表身，表身设置有采集运动数据的数据采集模块；表带设置有可伸缩的折叠部；表身还设置有存储模块、识别模块、计时模块、判断模块、控制模块和报警模块，存储模块存储有运动模型和时间阈值，识别模块对运动模型进行识别，当识别出用户进行跳绳运动时开始计时，折叠部的折叠触发计时模块停止计时，判断模块判断记录的时间是否超过时间阈值。

Description

一种具有跳绳监测功能的智能运动手环

技术领域

本发明涉及运动手环领域，具体为一种具有跳绳监测功能的智能运动手环。

背景技术

智能运动手环是一种穿戴式智能设备，通常包括表带和表身，在表身里设置有检测身体的体能数据的传感器以外，还搭载有能够感知人体在各个方向的振动的传感器，用户穿戴上智能运动手环后，可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

为了使得智能运动手环能够适应不同大小的手围的用户穿戴，智能运动手环的表带上通常都设置有扣环和多个扣眼，用户可以根据自己的手围选择不同的扣眼跟扣环配合完成智能运动手环的穿戴，然而，由于相邻的扣眼之间是具有一定的间距，而且用户在穿戴的时候，为了自己穿戴舒适，通常会选择大一尺寸的扣眼进行穿戴，当用户在进行跳绳运动的时候，由于手臂始终处于摆动状态，手环就会在手臂上上下跳动，而在这个跳动的过程中，表身不再与用户的皮肤相贴，从而影响表身的传感器对数据的采集，就会降低数据的准确性。

发明内容

本发明意在提供一种具有跳绳监测功能的智能运动手环，以解决由于现有的智能运动手环在用户进行跳绳运动的时候，由于手环内圈与皮肤贴合不紧密而降低了传感器采集到的数据的准确性的问题。

本发明提供基础方案是：一种具有跳绳监测功能的智能运动手环，包括表带和安装在表带上的表身，表带的一端设置有多个扣眼，另一端设置有扣环，表身设置有采集运动数据的数据采集模块；

其中：表带还设置有可伸缩的折叠部，表身还设置有存储模块、识别模块、计时模块、判断模块、控制模块和报警模块，存储模块存储有运动模型和时间阈值，识别模块对运动模型进行识别，当识别出用户进行跳绳运动时，控制模块控制计时模块开始计时，折叠部的折叠触发计时模块停止计时，判断模块判断记录的时间是否超过时间阈值，当时间超过时间阈值或小于时间阈值时，控制模块控制报警模块发出警报信号。

说明：本发明中时间阈值为一个范围值。

基础方案的工作原理及有益效果是：与现有的数据采集方案相比较，1.本方案中，折叠部折叠后，表带的长度就会缩短从而使得手环始终能够与皮肤相贴，从而保证采集到的数据的准确性；

2.考虑到手环在跳绳运动的过程中时是会滑动的，因此，本方案中，还对手环从展开状态到折叠状态，即手环处于手臂上最高处到最低处之间的时间进行记录，若用户跳绳速度过慢，即手环整个滑动过程的时间过长，表明用户的跳绳运动动作不规范，或用户跳绳速度过快，即手环整个滑动过程的时间过短，可能会导致用户出现身体不适，如心率过快等，，需要及时改正以达到锻炼的目的，即此时发出警报，提示用户改正动作；

3.在手环滑动的过程中，在手环滑动到最低处时利用折叠部折叠触发计时停止，并不需要设置额外的触发机构。

优选方案一：作为基础方案的优选，报警模块包括第一报警单元和第二报警单元，当时间超过时间阈值时，控制模块控制第一报警单元发出第一警报信号，当时间小于时间阈值时，控制模块控制第二报警单元发出第二警报信号。有益效果：由于时间过长或过短属于不同的不规范的跳绳行为，因此本方案中通过第一警报信号和第二警报信号的设置实现对不同的行为进行提示，以便用户进行正确的修改。

优选方案二：作为优选方案一的优选，当时间超过时间阈值中的最大时间值时，第一报警单元发出第一警报信号，当时间小于时间阈值中的最小时间值时，第二报警单元发出第二警报信号。有益效果：当时间超过最大时间值时，即手环滑动的速度过慢，也就表示用户的跳绳速度缓慢，而当时间超过最小时间值时，即手环滑动的速度过快，表示用户的跳绳速度过快，通过发送不同的警报信号对上述的两种错误行为分别进行警示，便于用户分辨。

优选方案三：作为优选方案二的优选，第一报警单元为蜂鸣器，第二报警单元为微型振动马达。有益效果：考虑到在用户跳绳速度过快时，说明用户此时的运动比较激烈，可能听不到周围的声响，因此将选择微型振动马达作为第二警报单元，利用微型振动马达的振动来提醒用户，保证用户能够接收到第二警报信号，而当用户跳绳速度过慢时，运动并不激烈，此时能够接收到周围的声音信号，因此选择了蜂鸣器作为第一报警单元，利用蜂鸣器发送的声音信号作为第一警报信号，从而将第一警报信号与第二警报信号区别开，便于用户区别出两种错误的运动行为。

优选方案四：作为基础方案的优选，折叠部的内表面设置有按摩机构，按摩机构包括按摩头和在折叠部折叠时按摩头可压迫其闭合的开关，开关用于控制按摩头启闭。有益效果：设置按摩头与开关，利用折叠部的折叠或展开实现按摩头的自动控制，按摩头的启动可对手臂的肌肉进行按摩，让手臂的肌肉处于良好的状态，有利于更好的运动，无需手动操作，操作方便。

优选方案五：作为优选方案四的优选，开关为常闭开关。有益效果：选择常用的常闭开关作为开关使用，在按摩头与常闭开关分离的时候，此时常闭开关由于不受到按摩头的压迫，处于闭合状态，按摩头启动，在按摩头压迫常闭开关时，常闭开关就会变为开路状态，此时按摩头关闭，操作简单。

附图说明

图1为本发明一种具有跳绳监测功能的智能运动手环实施例的轴测图；

图2为图1中折叠部的部分结构示意图；

图3为本发明一种具有跳绳监测功能的智能运动手环实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：表身1、扣眼11、表带2、扣环21、折叠部23、折叠面231、按摩头233、开关235。

实施例中使用的运动手环基本如附图1所示：

包括表身1和表带2，表带2的中心设置有安装表身1的安装孔，表带2的一端均匀间隔设置有多个扣眼11，本实施例中优选为10个扣眼11，在表带2的另一端设置有与扣眼11相匹配的扣环21，表带2上还设置有折叠部23，折叠部23设置在表带2的左端，如图2所示，折叠部23包括多个折叠段，每个折叠段包括两个相对的折叠面231，各个折叠面231通过扭簧连接，折叠面231的内表面设置有按摩机构，按摩机构包括按摩头233和控制按摩头233启闭的开关235，其中，按摩头233设置在一个折叠面231内表面上，开关235则设在另一个折叠面231内表面与按摩头233相对处，保证在折叠段折叠时按摩头233会挤压开关235，本实施例中的开关235为常闭开关，当开关235闭合时，按摩头233关闭，当开关235断开时，按摩头233启动；本实施例中的按摩头233选用LX0820扁平马达，其电路设置在表带2上，而为了将按摩头233的电路与外界隔离开，因此表带2设置有供电路通过的通道，电路通过该通道后与表身1连接；

表身1设置有对用户运动数据进行采集的数据采集模块，采集的运动数据包括运动步数、心跳频率等；还设置有存储模块、识别模块、计时模块、判断模块、控制模块、报警模块以及电源模块，电源模块为上述功能模块以及按摩头233进行供电；

报警模块又包括蜂鸣器和微型振动马达，存储模块存储有最小时间值和最大时间值以及运动模型，运动模型包括有跳绳的运动模型、跑步的运动模型等，当识别模块识别到用户在进行跳绳运动时，控制模块控制计时模块启动，计时模块开始计时；

其中，数据采集模块包括三轴加速度传感器；由于人体的跳绳运动主要包括三个分量，分别是前向、竖向和侧向，而三轴加速度传感器能够测量空间中X轴、Y轴和Z轴的加速度，所以是能够感应人体在各个方向上的振动，跳绳时，人体的手臂需要不停的摇绳，因此手臂的摆动可以近似看作圆周运动，而又由于在跳绳的过程中人体是在原地不停的上下跳动的，因此，手臂的运动轨迹也就近似于椭圆形，而每跳一次，人的腿就会出现蹬地、离地、触地的运动过程，在这个变化的过程中，人体的速度和加速度等运动数据都将会随时间变化，因此利用数据采集模块采集到的上述的运动变量构建出跳绳运动模型后，在识别模块识别到的运动模型与存储模块中预存的跳绳运动的运动模型相匹配时，即识别模块识别到该运动模型的运动轨迹和加速度与跳绳运动的运动模型的运动轨迹和加速度相匹配，即表示此时用户在进行跳绳运动；

数据采集模块还可以检测用户的健康数据，包括心率、睡眠等，如数据采集模块通常采用反射式光电法检测心率，即通过光线反射感应血液时血管体积的变化从而测出心率，因此数据采集模块又包括光线发射端和接收端，发射端发出绿光，接收端接受身体组织反射的光，由于智能运动手环已经属于比较成熟的产品，其运动检测、健康数据检测技术属于现有技术，故而本实施例中不再进行详述。

上述过程中的时间阈值为在跳绳运动中，用户的速度为正常速度、动作为标准动作的情况下，手环从手臂的最高处滑动到最低处的时间值，考虑到不同的用户手臂粗细是不同的，因此，对于同一长度的表带2来说，不同用户穿戴好以后，手环从手臂的最高处到手臂的最低处的距离也就是不同的，如假定用户A和用户B的手腕周长相同，但是由于用户A的手臂较用户B的手臂粗，因此用户A和用户B在穿戴好手环后，沿着手臂向上推动手环，直到手环的折叠部23全部展开，此时用户A手臂上的手环到手腕的距离是会小于用户B手臂上手环到手腕的距离的，因此存储模块中预存的时间阈值设置有多组，在进行运动前，用户可以根据自己的实际情况先选择相应的时间阈值进行判断，因此，本实施例中的表身1还设置有触摸屏，触摸屏用来显示时间阈值，用户通过操控触摸屏选择时间阈值，上述利用触摸屏进行选择的操作采用的技术为现有技术，本实施例中不再进行赘述；而在选择时间阈值时，用户可以根据自己手环在手臂上的最高位置与到手腕的距离进行选择；又由于在一秒钟以内跳绳的个数是一个区间值，即正常跳绳运动的跳绳速度也是一个区间值，这样一来，就使得手环在手臂上的滑动速度也是一个区间值，当跳绳速度快的时候，手环在手臂上的滑动速度也快，在跳绳速度慢的时候，手环在手臂上的滑动速度也慢，因此，在手环的滑动距离一定时，相应的时间阈值也会是一个区间值，即时间阈值也就包括了最大时间值和最小时间值，为了便于实施例的说明，本实施例中设置手环的滑动距离为Xcm，时间阈值中，最大时间值为Y1s，最小时间值为Y2s。

如图3所示，用户在使用本发明的运动手环时，需要先将运动手环穿戴好，而在穿戴表带2时，用户根据自己的手腕选择表带2上的合适的扣眼11进行穿戴，使得扣眼11与扣环21扣合后，手环的周长与手腕相适应；穿戴好以后，由于折叠部23是可伸缩的，因此当用户在运动的时候，当手环在手臂上跳动的时候，折叠部23会出现伸展或折叠，使得手环始终保持与皮肤相贴，这样的话，表身1也就始终与皮肤相贴，从而保证了采集到的数据的准确性，如心率、运动数据等；

在用户的运动过程中，数据采集模块对人体的速度和加速度等运动数据进行采集，并根据采集到的上述运动数据的运动变量构成出运动模型，识别模块则对该运动模型进行识别，当识别到出的运动模型与存储模块中预存的跳绳运动的运动模型相匹配时，即表明此时用户在进行跳绳运动，控制模块控制计时模块启动；

由于在用户的跳绳运动中，由于手臂是在摆动的，因此手臂上的手环会因为这个摆动运动从手臂高处逐渐滑动到手臂低处，即手腕处，在这个过程中，由于手臂高处的尺寸是大于手臂低处的尺寸的，因此表带2在折叠部23的折叠作用下就会逐渐缩短，相邻两个折叠面231也就开始折叠，而当手环滑动到手腕处时，由于手掌的尺寸是大于手腕的尺寸的，因此，手环此时不再滑动，折叠部23此时也处于完全折叠状态，按摩头233此时压迫开关235，开关235控制按摩头233停止，同时控制模块控制计时模块停止计时，由存储模块存储此时计时模块记录的时间，如在本次跳绳运动中，手环从手臂高处滑动到手臂低处的时间为Ys，此时的时间则为Ys；

判断模块对记录的时间进行判断，当时间超过最大时间值时，即Ys大于Y1s，即用户在跳绳过程中，用户由于手臂的摆动速度过慢，使得手环此时在手臂上的滑动速度慢，从而导致手环滑动到手臂下部的时间过长导致时间超过了最大时间值，也就是说此时用户的跳绳速度过慢，控制器控制蜂鸣器发出第一警报信号，提醒用户提高跳绳速度；

相反，当时间小于最大时间值时，即Ys小于Y1s，也就是说用户在跳绳过程中，由于手臂的摆动速度过快，使得手环此时在手臂上的滑动速度快，从而导致手环滑动到手臂下部的时间短导致时间比最小时间值还小时，即时间小于最小时间值时，说明此时用户的跳绳速度过快，控制器控制微型振动马达发出第二警报信号，以提醒用户降低跳绳运动，同时，考虑到用户跳绳速度过快时，可能导致心率过快，从而引发不适症状，如出现头晕症状，因此本实施例中的存储模块中还预存有心率阈值，在运动的过程中，数据采集模块采集用户的心率，在控制器控制微型振动马达发出第二警报信号时，控制器还控制判断模块将采集到的心率值跟预存的心率阈值进行比较，在比较结果为心率值大于心率阈值的时候，控制模块控制微型振动马达发出第二警报信号时同时还控制蜂鸣器发出第一警报信号，通过两个警报信号提示用户需要量力而行，不宜运动过快，防止身体出现不适症状；

同时，考虑到用户跳绳速度慢还可能是因为用户是一个初学者，还不熟练跳绳这项运动，而用户跳绳速度快则还可能是因为用户动作不规范，这时候还可以向用户推送标准的跳绳运动视频供用户学习，因此，本实施例中的表身1还设置有可从第三方获取到标准的跳绳运动视频的推送模块，在判断模块判断时间超过时间阈值的情况下，控制器还控制推送模块从第三方(如互联网平台)获取跳绳运动视频，触摸屏则还可以显示推送模块获取到的跳绳运动视频。

上述过程中，为了实现表带2的折叠，本实施例中采用的折叠部23与常用的橡皮筋相比较，折叠部23的设置不仅实现了表带1长度的可伸缩，同时，折叠部23上设置的按摩头233在折叠面231展开时对手臂进行按摩，放松手臂肌肉，能够有效防止手臂在运动过程中可能会出现的抽筋现象，再有，由于常用的橡皮筋在拉伸一定次数后会失去弹性，而本实施中采用的折叠部23由于采用了多个折叠面231组成，相比之下，折叠部23的可伸缩性保持更为持久。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种具有跳绳监测功能的智能运动手环，包括表带和安装在所述表带上的表身，所述表带的一端设置有多个扣眼，另一端设置有扣环，所述表身设置有采集运动数据的数据采集模块；

其特征在于：所述表带还设置有可伸缩的折叠部，所述表身还设置有存储模块、识别模块、计时模块、判断模块、控制模块和报警模块，所述存储模块存储有运动模型和时间阈值，识别模块对运动模型进行识别，当识别出用户进行跳绳运动时，控制模块控制计时模块开始计时，折叠部的折叠触发计时模块停止计时，判断模块判断记录的时间是否超过时间阈值，当时间超过时间阈值或小于时间阈值时，控制模块控制报警模块发出警报信号。

2.根据权利要求1所述的具有跳绳监测功能的智能运动手环，其特征在于：所述报警模块包括第一报警单元和第二报警单元，当时间超过时间阈值时，所述控制模块控制所述第一报警单元发出第一警报信号，当时间小于时间阈值时，所述控制模块控制所述第二报警单元发出第二警报信号。

3.根据权利要求2所述的具有跳绳监测功能的智能运动手环，其特征在于：当时间超过时间阈值中的最大时间值时，所述第一报警单元发出第一警报信号，当时间小于时间阈值中的最小时间值时，所述第二报警单元发出第二警报信号。

4.根据权利要求3所述的具有跳绳监测功能的智能运动手环，其特征在于：所述第一报警单元为蜂鸣器，所述第二报警单元为微型振动马达。

5.根据权利要求1所述的具有跳绳监测功能的智能运动手环，其特征在于：所述折叠部的内表面设置有按摩机构，所述按摩机构包括按摩头和在所述折叠部折叠时所述按摩头可压迫其闭合的开关，所述开关用于控制所述按摩头启闭。

6.根据权利要求5所述的具有跳绳监测功能的智能运动手环，其特征在于：所述开关为常闭开关。