CN109675266A - 光电灵敏训练球、yo-yo间歇性测试和人体下肢训练 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光电灵敏训练球、YO‑YO间歇性测试和人体下肢训练方法，所述光电灵敏训练球包括球体以及内置的光源和电路板，其特征在于：所述球体的上部为与所述光源相对的透光部，于透光部的内侧空间内设置有传感器以用于感知对透光部的触碰动作，所述电路板上设置有微处理器和网络模块，所述微处理器通过所述网络模块与上位系统连接通讯以获取操作指令或上传数据，所述光源受控于微处理器实现亮/灭控制，其被点亮以提示用户执行触碰动作，且于透光部被有效触碰后熄灭以指示动作完成，所述有效触碰是指对透光部的触碰致使传感器产生相应的传感数据。所述YO‑YO间歇性测试和人体下肢训练方法分别通过上述光电灵敏训练球采集受训者的动作数据。

Description

光电灵敏训练球、YO-YO间歇性测试和人体下肢训练

技术领域

本发明属于健身器械领域，具体涉及一种光电灵敏训练球，以及基于该光电灵敏训练球的YO-YO间歇性测试和训练、人体下肢测试和训练。

背景技术

现代社会生活节奏快，人们身体因缺少锻炼而多导致肥胖、体能下降或亚健康等状态，是故对健身的需求日益强烈。然而，在没有专业教练指导下进行跑步、负重等项目较难起到预期的锻炼效果，而且往往也较难长久坚持，所以越来越多人倾向于在健身会所中进行锻炼或聘请专业的健身教练进行指导。

由专业健身教练设计的动作能够让身体指定部分的肌群运动起来，从而达到充分锻炼的目的，而健身动作的要领在于姿势是否到位，现有很多受训者也是由于动作未到位而导致锻炼效果欠佳。例如，人体下肢训练的下蹲动作中要求腰部要挺直、双手向前平伸，但受训者往往为保持平衡而不自觉地使身体前倾，难以起到锻炼效果。

为提升人体的反应力，健身教练也会设计一些反应力训练或游戏，通过测定受训者完成指定动作的时间、准确度等来反映其反应能力。以往这些训练或游戏局限于人工测定，作出大概的分析，未能更为客观地反映受训者的反应力程度，也未能将反应力训练发展成反应力竞技，趣味性和竞技性不足。

随着电子技术的发展与普及，健身领域也可以根据各类训练的需求来定制合适的智能辅助器械，为提升健身趣味性、竞技性给出了较佳的技术基础，也方便辅助受训者标准地完成训练动作。

发明内容

为满足健身训练的需求，本发明提出一种光电灵敏训练球，实现能够联网控制、运行模式可设定、满足多类健身项目应用需求的智能辅助器械，其具体是通过以下技术手段实现的：

一种光电灵敏训练球，其包括球体以及内置的光源和电路板，其特征在于：所述球体的上部为与所述光源相对的透光部，于透光部的内侧空间内设置有传感器以用于感知对透光部的触碰动作，所述电路板上设置有微处理器和网络模块，所述微处理器通过所述网络模块与上位系统连接通讯以获取操作指令或上传数据，所述微处理器分别连接所述光源和传感器，所述光源受控于微处理器实现亮/灭控制，其被点亮以提示用户执行触碰动作，且于透光部被有效触碰后熄灭以指示动作完成，所述有效触碰是指对透光部的触碰致使传感器产生相应的传感数据。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述传感器为震动传感器。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述球体包括内置有光源和电路板的基座，所述光源位于电路板上方并朝上发光，所述基座上套有软胶外壳，所述软胶外壳与基座顶侧相对的部分形成透光部，所述透光部与软胶外壳边缘之间具有一环槽，在被触碰后透光部发生形变以令内部气压变化，从而促使传感器产生相应的传感数据。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述网络模块为无线通讯模块，通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球直接与上位系统通讯以获取操作指令或上传数据，或者是通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球与数据中转设备连接以实现多个光电灵敏训练球的联网控制，所述中转设备与上位系统通讯连接。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述光源为多彩光源，其由微处理器控制以单色、双色交替或多色变换提示用户执行触碰动作。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述电路板上设置有电源模块，所述电源模块具有电池、充电接口以及控制供电通断的开关，所述充电接口与开关通过于球体表面开设的窗口外露。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述球体的底面设置有让其紧固于附着面之上的固定机构，所述固定机构包括吸盘、3M胶贴或粘连软垫。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述透光部上可以贴上贴纸，贴纸印有图案、符号、数字、字母或文字，所述上位机设置有扬声喇叭，所述扬声喇叭根据对透光部的触碰动作或上位系统的控制反馈进行发声。

在相同构思下，本发明还提出一种YO-YO间歇性测试方法，其包含如下步骤：

将多个上述的光电灵敏训练球于一个平面上相隔若干距离进行布局，或者是于立体空间内相隔若干距离进行布局；

受训者用其身体或器械触碰被点亮的光电灵敏训练球以产生传感数据，根据各光电灵敏训练球被点亮的时刻与实际的触碰时刻计算受训者反应力及反应时间的量化数值；

上位系统按预设规则对受训者的反应力的量化数值进行评级、播报或生成排行榜。

在相同构思下，本发明还提出一种人体下肢训练方法，其包含如下步骤：

受训者根据提示进行下蹲动作和起立动作，其中，通过上述的光电灵敏训练球对人体的下蹲动作进行检测，所述光电灵敏训练球包括用作人体腰部接触点的第一光电灵敏训练球、用作人体臀部接触点的第二光电灵敏训练球；

提供一个座位，所述座位具有一个水平坐位面和一个竖直腰靠面，所述第一光电灵敏训练球设置于竖直腰靠面上，所述第二光电灵敏训练球设置于水平坐位面上；

当人体进行下蹲动作至与水平坐位面的第一光电灵敏训练球接触、且其腰部与竖直腰靠面的第二光电灵敏训练球接触，视为下蹲动作完成，上位系统提示受训者执行起立动作。

本发明的有益效果是：实现了能够联网控制、运行模式可设定、满足多类健身项目应用需求的智能辅助器械，通过简单可控的灯光指示与触碰传感，可用于指引受训者完成指定位置的触碰、辅助完成训练动作、反应力水平测试等，很好地提升健身趣味性与竞技性，并且使用方式灵活多变，可作为传感节点很好地融入健身项目当中，并能多组联网，具有较佳的技术性和实用性，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明的光电灵敏训练球的外部结构示意图。

图2为本发明的光电灵敏训练球的内部结构示意图。

图3为本发明的光电灵敏训练球的内部装配结构示意图。

图4为本发明的光电灵敏训练球的电气部分组成框图。

图5为本发明的人体反应力训练方法的光电灵敏训练球布局结构示意图。

图6为本发明的YO-YO间歇性测试方法的光电灵敏训练球布局结构示意图。

图7为本发明的人体下肢训练方法的光电灵敏训练球布局结构示意图。

具体实施方式

如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：

参见附图1至4，一种光电灵敏训练球，包括球体1以及内置的光源2和电路板3，所述球体1的上部为与所述光源2相对的透光部11，于透光部11的内侧空间内设置有传感器4以用于感知对透光部的触碰动作，所述电路板3上设置有微处理器31和网络模块32，所述微处理器31通过所述网络模块32与上位系统连接通讯以获取操作指令或上传数据，所述微处理器31分别连接所述光源2和传感器4，所述光源2受控于微处理器31实现亮/灭控制，其被点亮以提示用户执行触碰动作，且于球体1(透光部11区域)被有效触碰后熄灭以指示动作完成，所述有效触碰是指对球体1透光部11的触碰致使传感器4产生相应的传感数据。

具体的，所述网络模块32为无线通讯模块，包括WIFI、2.4G、Zigbee等，免除布线造成的布局限制；通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球直接与上位系统通讯以获取操作指令或上传数据，或者是通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球与数据中转设备连接以实现多个光电灵敏训练球的联网控制，所述中转设备与上位系统通讯连接。所述传感器4为震动传感器，其相比之传统的机械式传器(如压力传感器、触碰开关等)响应速度更快，避免了下压行程以保证对触碰动作的敏感度。所述球体1包括内置有光源2和电路板3的基座12，所述光源2位于电路板3上方并朝上发光，所述基座12上套有软胶外壳，所述软胶外壳与基座12顶侧相对的部分形成透光部11，所述透光部11与软胶外壳边缘之间具有一环槽13，在被触碰后透光部11发生形变以令内部气压变化，从而促使传感器4产生相应的传感数据。所述电路板3设置有电源模块33，所述电源模块33具有电池331、充电接口332以及控制供电通断的开关333，所述充电接口332与开关由球体1表面开设的窗口中露出。所述光源2为多彩LED光源，可根据上位系统的指令进行颜色设定，实现灯光色彩切换或与其它光电灵敏训练球配合进行构图显示等。所述球体1的底面设置有让其紧固于附着面之上的固定机构5，所述固定机构5包括吸盘、3M胶贴或粘连软垫。

所述透光部11上印设有图案、符号、数字、字母或文字，所述电路板3设置有扬声喇叭，所述扬声喇叭根据对透光部11的触碰动作或上位系统的控制反馈进行发声，例如：当受训者根据灯光指示按压到透光部11后，所述扬声喇叭发出“叮咚”的提示声以表示按压有效；又或者是，在多个光电灵敏训练球的透光部11可以贴上贴纸，贴纸上印有水果图案，包括苹果、雪梨、草莓、香蕉等，上位系统提示需要选择“草莓”，当受训者按到“草莓”所在多个光电灵敏训练球时扬声喇叭发出“太棒了”的声音，相反，则发出“真遗憾”、“没选对”等声音。

参见附图5-6，一种YO-YO间歇性测试方法，其包含如下步骤：

将多个上述的光电灵敏训练球于一个平面上相隔若干距离进行布局，或者是于立体空间内相隔若干距离进行布局；

受训者用其身体或器械触碰被点亮的光电灵敏训练球以产生传感数据，根据各光电灵敏训练球被点亮的时刻与实际的触碰时刻计算受训者反应力及反应时间的量化数值；

上位系统按预设规则对受训者的反应力的量化数值进行评级、播报或生成排行榜。

YOYO训练时间

级别	8	10	12	13	13.5	14	14.5	15	15.5	16	16.5	17
													时间/s	18	14.4	12	11.08	10.66	10.28	9.94	9.6	9.3	9	8.72	8.48

形式：2*20M折返跑，组间间歇5秒，总共完成时长14分56秒58

级别/组次

级别	组次
		8/10/12	2
13/13.5/14	8
		14.5/15	3
15.5/16/16.5/17	6

达标标准：平原---第17级别第3组(57组，共2280米)

高原---第17级别第1组(55组，共2200米)

具体做法是，以10球为例：

摆放：x1分别列序从1-10号球。两个顺序号球为一组别，即1号球与2号球为一组别，3号球4号球为二组别等等，组别之间横向摆放，共摆放五个组别。每一组别球相距20米，如1号球相距2号球20米。组别之间相距1米，如1号球与3号球相距1米。

做法规则：一个队员用一个x1组别，一次测试可测5个队员。以第一组别为例，队员做好准备后，前脚放在1号球上不踩到球，当教练说开始，则1号球亮起，踩下1号球开始计时，踩灭1号球后2号球亮起，队员开始第8级的速度跑向2号球，把2号球踩灭后从2号球折返跑向1号球，跑到一号球的时候踩灭一号球。若该速度级别的时间过完仍未到达1号球，则测试不及格，不及格下一组次x1将不再亮起。完成第一组折返跑后到第二组折返跑的时间间隔为5秒钟，此时x1闪烁5次，一次一秒，这时队员则需要重新在1号球上做好下一组的准备。

参见附图7，一种人体下肢训练方法，其包含如下步骤：

受训者根据提示进行下蹲动作和起立动作，其中，通过上述的光电灵敏训练球对人体的下蹲动作进行检测，所述光电灵敏训练球包括用作人体腰部接触点的第一光电灵敏训练球101、用作人体臀部接触点的第二光电灵敏训练球102；

提供一个座位，所述座位具有一个水平坐位面61和一个竖直腰靠面62，所述第一光电灵敏训练球101设置于竖直腰靠面62上，所述第二光电灵敏训练球102设置于水平坐位面61上；

当人体进行下蹲动作至与水平坐位面61的第二光电灵敏训练球102接触、且其腰部与竖直腰靠面62的第一光电灵敏训练球101接触，视为下蹲动作完成，上位系统提示受训者执行起立动作。

如此重复提示完成多组下蹲和起立动作，完成训练。

评价参考值：

22次以上	18～22次	15～18次	12～15次	12次以下
					优	良好	中等	较差	差

具体做法：测试人背对椅子站立，双手交叉放于胸前。用秒表开始倒计时30秒，开始时x1会响起提示音，测试人从站立开始坐下，其背部挺直，不能贴于椅背。起立时要求膝完全伸直。记录30s内完成的次数。不正确的站立姿势将不被计数。过程中可给予适当的鼓励。所得数据按照百分位数法建立5等分评价等级。

此外，使用本发明的光电灵敏训练球还可以应用于多种训练活动当中，例如：

1)趣味英语学习

摆放：在一面墙上放置10个x1，分为两行，一行5个，最高高度小朋友能跳起摸到(如果小朋友太小则伸手摸到就行)。在每个x1上都贴有英文字母(或者图片)，在离墙面2米处画一条横线，作为起点。在墙一侧放置一个显示屏或一名老师站于此。

做法规则：小朋友一横排队坐在小矮凳上或站着在横线外。在显示屏上显示英文字母(或者图片)同时会发出英文的读音，显示10秒钟，10秒后消失，让小朋友举手上去找刚才显示的英文字母(或者图片)在x1上相对应的英文字母(或者图片)。按对了会发出英文的读音并说“答对啦，真棒！”如果按错了，就会发出该x1上对应英文的的读音并说“再找找看，加油”按错后的小朋友回到位置上，让下一个小朋友上来找。

2)障碍敏捷反应

摆放：在门框(或者类似门框的支撑物)上放置8块x1，两边门框竖着各放置3块x1最低不等低于30厘米，门檐放置2块。8块x1均平均放置。

做法规则：队员与妨碍员在门内门外相对站立做好准备。门内的队员寻找亮起的x1，找到并迅速将其按灭，门外的妨碍员用推队员的手的方式妨碍队员延长按到x1的时间。当想亮起时开始计时，x1被按灭计时一次。X1亮起的顺序是前一个x1被按灭后，后一个随即亮起。

3)羽毛球训练

摆放：在羽毛球场的后边线上放置一根立柱支撑杆，在支撑杆上放置一个x1。10球可设10组。

做法规则：队员手持球拍面对x1相距2米远，当x1亮起时，快速向前将x1按灭，同时队友在另一边随机发球(高球、平球、杀球)给队员，队员立刻转身至合适位置进行接球，出界不接。

除上述所列举的应用方式外，本发明基于其触碰传感、灯光指示、联网等特性，还可以被应用于各类需要定点、定时、姿势检测、趣味教学等活动场景中，在此不一一细述，上述列举方案中的x是指本发明的光电灵敏训练球。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电灵敏训练球，包括球体以及内置的光源和电路板，其特征在于：所述球体的上部为与所述光源相对的透光部，于透光部的内侧空间内设置有传感器以用于感知对透光部的触碰动作，所述电路板上设置有微处理器和网络模块，所述微处理器通过所述网络模块与上位系统连接通讯以获取操作指令或上传数据，所述微处理器分别连接所述光源和传感器，所述光源受控于微处理器实现亮/灭控制，其被点亮以提示用户执行触碰动作，且于透光部被有效触碰后熄灭以指示动作完成，所述有效触碰是指对透光部的触碰致使传感器产生相应的传感数据。

2.根据权利要求1所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述传感器为震动传感器。

3.根据权利要求2所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述球体包括内置有光源和电路板的基座，所述光源位于电路板上方并朝上发光，所述基座上套有软胶外壳，所述软胶外壳与基座顶侧相对的部分形成透光部，所述透光部与软胶外壳边缘之间具有一环槽，在被触碰后透光部发生形变以令内部气压变化，从而促使传感器产生相应的传感数据。

4.根据权利要求1或2或3所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述网络模块为无线通讯模块，通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球直接与上位系统通讯以获取操作指令或上传数据，或者是通过所述无线通讯模块使光电灵敏训练球与数据中转设备连接以实现多个光电灵敏训练球的联网控制，所述中转设备与上位系统通讯连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述光源为多彩光源，其由微处理器控制以单色、双色交替或多色变换提示用户执行触碰动作。

6.根据权利要求1或2或3所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述电路板上设置有电源模块，所述电源模块具有电池、充电接口以及控制供电通断的开关，所述充电接口与开关通过于球体表面开设的窗口外露。

7.根据权利要求1或2或3所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述球体的底面设置有让其紧固于附着面之上的固定机构，所述固定机构包括吸盘、3M胶贴或粘连软垫。

8.根据权利要求1或2或3所述的光电灵敏训练球，其特征在于：所述透光部上可以贴上贴纸，贴纸印设有图案、符号、数字、字母或文字，所述上位机设置有扬声喇叭，所述扬声喇叭根据对透光部的触碰动作或上位系统的控制反馈进行发声。

9.一种YO-YO间歇性测试方法，其特征在于，包含如下步骤：

将多个如权利要求1至8任一项所述的光电灵敏训练球于一个平面上相隔若干距离进行布局，或者是于立体空间内相隔若干距离进行布局；

受训者用其身体或器械触碰被点亮的光电灵敏训练球以产生传感数据，根据各光电灵敏训练球被点亮的时刻与实际的触碰时刻计算受训者反应力及反应时间的量化数值；

上位系统按预设规则对受训者的反应时间的量化数值进行评级、播报或生成排行榜。

10.一种人体下肢训练方法，其特征在于，包含如下步骤：

受训者根据提示进行下蹲动作和起立动作，其中，通过如权利要求1至8任一项所述的光电灵敏训练球对人体的下蹲动作进行检测，所述光电灵敏训练球包括用作人体腰部接触点的第一光电灵敏训练球、用作人体臀部接触点的第二光电灵敏训练球；

提供一个座位，所述座位具有一个水平坐位面和一个竖直腰靠面，所述第一光电灵敏训练球设置于竖直腰靠面上，所述第二光电灵敏训练球设置于水平坐位面上；

当人体进行下蹲动作至与水平坐位面的第一光电灵敏训练球接触、且其腰部与竖直腰靠面的第二光电灵敏训练球接触，视为下蹲动作完成，上位系统提示受训者执行起立动作。