CN110215646A - 多功能运动垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能运动垫，其由垫体、卷辊、收纳架、压力传感组件及电脑组件构成；卷辊供垫体卷绕在其外；收纳架与卷辊转动连接，其通过电机可驱动卷辊对垫体实施收卷与放卷；压力传感组件可输出能够反映垫体上侧实时压力分布状态的压力状态数据并进行无线传输；电脑组件集成在收纳架中，其具有数据上传/下载、影音录制/播放、第三方程序安装/运行等常规功能，可接收压力状态数据并经对应的运算方法获得运动数据，其内设跳舞游戏程序。其具有运动监测功能，可针对每个运动过程生成对应的运动数据，使运动更加科学；其具有多媒体功能，可满足运动过程中的多种所需；其具有电动收卷与放卷功能，操作方便快捷，省时省力。

Description

多功能运动垫

技术领域

本发明涉及一种体育运动用品，尤其涉及一种功能较多的运动垫装置。

背景技术

随着生活质量水平的提高，人们的业余生活日益丰富，加之健康意识的逐步提升，运动已逐步成为生活中不可或缺的一部分，更可谓一种工作之余的休闲方式。借助运动垫可进行一些较为简单的运动项目，尤其适用于具有养生、塑形、减肥、减压之功效的休闲式运动，同时因其兼具购置成本低，占用空间小，使用场地灵活等优点，进而备受现代人们所青睐。

在运动训练期间，制定并执行科学的运动计划是实现预期运动效果的前提，其也有利于运动时间的合理安排；在运动过程中，借助视频教程可学习新的动作，并有助于动作做的更加标准规范；伴随音乐进行运动可使使用者心情更加愉快舒畅，节奏感更加强烈，有助于缓解运动过程中的疲惫感；运动训练期间掌握准确的运动数据具有重要意义，如每次运动过程所达到的强度、所进行的时间，周期内运动行为的频率、轨迹等都应进行合理的量化，才更容易实现预期的运动效果；在自媒体发达的今天，人们比较乐于将运动过程进行录制，通过分享的方式获取自豪感，并且获得的运动视频可用于教学以及总结等用途。显然，目前的运动垫所具备的功能非常单一，其根本无法为使用者提供上述的有利条件，即使借助家庭中具备的其他有限设施，也难以同时满足前述的实现最佳运动环境和运动效果的种种所需。

另外，借助运动垫可进行的运动项目多是简易、重复的动作，运动过程较为枯燥，人们往往因为乏味而难以坚持，而现有的运动垫趣味性差，无法为使用者提供更具趣味的体验，无法调剂运动训练中的枯燥感；同时，借助运动垫进行的运动项目多为休闲式的有氧运动，讲究与大自然的契合，更推崇在环境相对清新的户外进行，而现有的运动垫虽然可以卷置来缩小占用空间，但手动的进行收卷与放卷操作较为麻烦，其不具有恰当的手持机构，需借助收纳袋或绑带等才可进行携带，操作起来较为麻烦，且容易松散，携带使用不够便捷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种携带方便，操作便捷，且具有多种功能，可满足运动过程中的多种需求，有利于提高运动效果，同时能够给使用者带来较具趣味的体验，以提高运动乐趣，缓解运动训练中枯燥感的多功能运动垫。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能运动垫，其包括：

垫体，其由上下层叠的面层、基层复合而成，整体呈矩形，具有弹性而可弯曲卷绕；面层上标注有运动区域，运动区域中设有舞步踩踏标识；基层后端下侧设有下凸的倒钩；

卷辊，其呈中空圆柱状，两端设有支撑轴，卷辊位于垫体的前端上侧且两者固定连接，垫体可卷绕在卷辊外；

收纳架，其包括两个支臂，两支臂的上端分别与一横梁的两端固定连接，整体呈弓形，两支臂的下端分别固定有轴座和电机，收纳架中安设有与电机配合工作的控制器A和蓄电池，横梁上安设有把手及背带；卷辊的一支撑轴与轴座转动配合，另一支撑轴与电机的输出轴固定连接；横梁与卷辊相对的端面光滑且与卷辊的中心轴平行，轴座和电机下侧分别设有一底座；两底座可将收纳架平稳的安置在地面上，并保证横梁位于卷辊的前上方、卷辊与地面平行；控制器A可根据人为选择来控制电机的输出轴进行相同预定角度的正转和反转，进而驱使卷辊对垫体分别实施收卷和放卷；收卷完成时垫体尾端的倒钩与横梁侧壁抵持，垫体收紧于横梁与卷辊之间；放卷完成时垫体不再卷绕于卷辊，两底座及垫体前端三者的下端面趋于平齐；

压力传感组件，其包括一设置在面层与基层之间而可随垫体弯曲的薄膜开关、一设置在卷辊内且与薄膜开关相连的控制器B；薄膜开关中设有若干呈矩形阵列均布于运动区域下方的开关触点，当任一开关触点受到面层所施加的压力大于其驱动压力时将切换通断状态，而使薄膜开关输出的压力信号发生相应变化；控制器B包括数据处理模块、无线传输模块A及为压力传感组件提供工作电流的电源模块，数据处理模块可采集和监测薄膜开关实时输出的压力信号，根据压力信号的阶段性变化而陆续的输出压力状态数据，压力状态数据可反映对应时段每个开关触点的通断状态；无线传输模块A用于将压力状态数据进行无线传输；

电脑组件，其集成在收纳架中，由蓄电池提供工作电流，其具有独立操作系统，输入/输出设备包括移动网络模块及嵌装在横梁后侧壁的触屏、扬声器、传声器、摄像头，进而具有数据上传/下载、影音录制/播放、第三方程序安装/运行等常规功能；电脑组件中集成有无线传输模块B，进而可接收压力传感组件陆续反馈的压力状态数据，并沿时间轴进行排列存储而生成压力状态序列数据；电脑组件中设有包含多种运动项目可供人为选择的运动模式选项，每种运动项目对应有一种运算方法，电脑组件可将实时生成的压力状态序列数据经对应的运算方法获得针对该运动项目的运动数据，运动数据包括有效运动时间和运动量；电脑组件内设跳舞游戏程序，与压力传感组件、舞步踩踏标识配合响应而可实现跳舞游戏功能。

本多功能运动垫的使用方法及工作原理为：

(1)多功能运动垫使用状态的调至

手持横梁，通过控制器A启动电机反转，卷辊对垫体实施放卷，垫体放卷完成后电机自动停止运行，此时多功能运动垫为使用状态；

(2)运动监测功能的使用

进行运动前，在电脑组件的运动模式选项中选取将要进行的运动项目，在运动过程中，电脑组件可计算出运动期间的运动数据，使用者通过该运动数据来掌握运动量、有效运动时间等运动信息；

(3)多媒体功能的使用

借助电脑组件，可制定并存储运动计划供使用者随时查阅，可播放视频、音乐，可将运动过程进行录制、存储，可进行数据上传与下载，可借助电脑组件进行上网、游戏等；

(4)跳舞游戏功能的使用

打开电脑组件中跳舞游戏程序，使用者即可通过踩踏垫体上侧的舞步踩踏标识来进行跳舞游戏；

(5)多功能运动垫收纳状态的调至

手持横梁，通过控制器启动电机正转，卷辊对垫体实施收卷，垫体收卷完成后电机自动停止运行，此时多功能运动垫为收纳状态。

进一步而言，所述的卷辊下侧设有一截面呈L形且沿轴向延伸的L型槽座，垫体前端安置在L型槽座内并经若干固定螺栓固定，垫体的下侧与这些螺栓的端帽之间设有一长条形的垫板；垫体前端的下侧面与卷辊趋于相切。

进一步而言，所述的卷辊内设有一卡置座，控制器B经卡置座固定于卷辊内，卷辊的侧壁上开有一用于对控制器B进行操作维护的操作口，操作口上设有可拆组卡扣的弧形盖。

进一步而言，所述的薄膜开关前端设有一端子线，该端子线的另一端由垫体与卷辊的连接处穿入卷辊内并与控制器B连接，接线端子用于薄膜开关与控制器B间的压力信号传输及电流输送。

进一步而言，所述的控制器A与电脑组件相连，电脑组件可由触屏、传声器获取信息并转换成对应的控制指令，传输至控制器A，控制器A根据控制指令而控制电机的工作状态。

进一步而言，所述的电脑组件中设有用于与第三方运动监测设备实现有线数据连接的USB接口，且电脑组件能够经无线传输模块B与无线传输功能的第三方运动监测设备进行无线数据传输，由此电脑组件能够获取第三方运动数据；电脑组件能够将每次运动过程所对应的运动数据及获取的第三方运动数据进行存储，根据存储的多次运动数据与第三方运动数据统计出一个时期内的运动统计信息；

所述的运动统计信息能够反映该时期内进行的所有运动项名称、每一运动项目所对应的运动数据与运动时期、运动平均频率。

进一步而言，所述控制器B中电源模块的工作回路上设有一按压式开关，所述的按压式开关为常闭开关，其安装在卷辊上，当垫体卷绕在卷辊上时，按压式开关受垫体压迫而处于断开状态，当垫体未卷绕在卷辊上时，按压式开关自动复位至闭合状态。

进一步而言，所述的运算方法包括以下步骤：

1)前置数据处理

将同时受到压力作用而工作状态发生变化的一个开关触点或多个依次相邻开关触点所在区域定义为一个受压区域，在训练期间所产生的压力状态序列数据中，依次计算出每组压力状态数据所对应的受压区域数量数据，沿用压力状态序列数据的时间坐标，由此获得一可反映训练期间受压区域数量随时间变化状态的受压区域数量序列数据；

2)有效运动时间的计算

运算方法中预设有一参照时段，参照时段的数值是根据对应运动项目的动作特点而设定；受压区域数量序列数据整体所对应的时段定义为训练时段，每个受压区域数量数据所对应的时段定义为单元时段；将单元时段依次与参照时段进行数值对比，将大于参照时段的单元时段定义为无效时段，在训练时段中减去所有无效时段所获得的时间值即为有效运动时间这一数据；

3)动作循环单位组数的计算

受压区域数量序列数据所对应的训练时段被无效时段隔断而形成若干沿时间间隔排布的时段区间，这些时段区间由除无效时段以外的其他单元时段构成，每个时段区间与一组动作循环单位的训练时段所对应，统计时段区间的数量，即获得动作循环单位组数这一数据；

4)每组动作循环单位次数的计算

运算方法中预设有一参照数列，参照数列是假设对应运动项目的一动作循环单位按标准动作在垫体上进行时，预期先后产生的每个受压区域数量数据按产生顺序依次排列而成的数列，将由N个参照数列依次先后排列而形成的数列定义为最大子数列；将一时段区间内所包括的受压区域数量数据按照时间顺序变换为一数列，将此数列定义为受压过程数列，设最大子数列为受压过程数列的子数列，自然数N的最大取值即为对应一组动作循环单位的次数，依次以此对每个时段区间所包括的受压区域数量数据进行运算，由此获得每组动作循环单位次数这一数据；

5)运动量的计算

根据获得的有效运动时间数据，利用对应运动项目所固有的热量消耗公式计算出相应的运动量这一数据。

本多功能运动垫与以往技术相比，其具有如下有益效果：

本多功能运动垫具有运动监测功能，在压力传感组件与电脑组件的配合下，可针对每个运动过程生成对应的运动数据，运动者根据运动数据能够掌握运动量、有效运动时间等关键运动参数，使运动更加科学，运动效果更加显著；本多功能运动垫具有丰富的多媒体功能，在运动过程中，可播放视频教程，来学习的新的动作，跟随运动教程进行运动也有助于使动作做的更加标准规范，来保证运动效果，在运动过程中可播放音乐，使运动者保持舒畅的心情，减缓运动过程中的疲乏感，提高运动的节奏感，可将运动过程进行录制、存储，并可借助网络进行分享；本多功能运动垫具有电动收卷与放卷功能，操作方便快捷，省时省力，且多功能运动垫在收纳状态下，垫体卷绕紧实，体积小巧，不易松散，闲置及携带均非常方便，给运动者的户外使用带来了极大的便捷；本多功能运动垫具备跳舞游戏功能，可在运动训练之余给使用者带来更具趣味的体验，来环节运动训练的枯燥感，同时跳舞游戏本身也是一种运动方式，娱乐之中也带来了一定的运动效果。

附图说明

图1为实施例1中多功能运动垫使用状态示意图之一。

图2为实施例1中多功能运动垫使用状态示意图之二。

图3为实施例1中多功能运动垫收纳状态示意图之一。

图4为实施例1中多功能运动垫收纳状态示意图之二。

图5为实施例1中压力传感组件、电脑组件、电机、控制器A、蓄电池的配合示意图。

图6为实施例1中多功能运动垫运动监测原理图。

图7为实施例2中卷辊、垫体、控制器B、薄膜开关的配合示意图。

图8为实施例3中控制器A与电脑组件配合示意图。

图9为实施例4中电脑组件与第三方运动监测设备可进行数据连接且能够输出运动统计信息的原理图。

图10为实施例5中电源模块工作回路由按压式开关控制通断状态的示意图。

图11为实施例6中压力状态序列数据经运算方法处理而获得运动数据的原理图。

图中，1、底座，2、电机，3、充电插孔，4、USB接口，5、传声器，6、触屏，7、摄像头，8、扬声器，9、卷辊，10、横梁，11、支臂，12、轴座，13、运动区域，14、舞步踩踏标识，15、面层，16、基层，17、倒钩，18、开关触点，19、薄膜开关，20、支撑轴，21、背带，22、把手，23、端子线，24、卡置座，25、操作口，26、弧形盖，27、控制器B，28、固定螺栓，29、垫板，30、L型槽座，31、按压式开关。

具体实施方式

实施例1

参看图1-5所示，本实施例所公开的多功能运动垫，其由垫体、卷辊9、收纳架、压力传感组件和电脑组件五大部分构成；

其中，参看图1、2、3、4所示，所述的垫体由上下层叠的面层15与基层16复合而成，整体呈矩形，垫体具有弹性而可弯曲卷绕；面层15上侧标注有运动区域13，运动区域13中设有舞步踩踏标识14，基层16后端下侧设有下凸的倒钩17；在材料选择上，面层15与基层16的材料性能具有不同的要求，一般而言，在运动过程中面层15直接与人体接触，故其应选择能为使用者提供良好触感且防滑效果好的柔软材料制作，而基层16主要承担缓冲运动者受力的任务及垫体整体的可变形能力，故其应选择弹性效果好，可往复变形寿命长的材料制作，基于垫体所采用多层复合结构而整体综合性能可得到显著提升；

其中，参看图1、2、3、4所示，所述的卷辊9呈中空圆柱状，两端各设有一支撑轴20，卷辊9位于垫体的前端上侧且两者固定连接，垫体可卷绕在卷辊9外；卷辊9采用中空结构，一方面为了节省材料而有利于降低成本，另一方面可降低卷辊9的重量而有利于提高便携性；

其中，参看图1-5所示，所述的收纳架包括两个支臂11，两支臂11的上端分别与一横梁10的两端固定连接，收纳架整体呈弓形，一支臂11的下端固定有轴座12，另一支臂11的下端固定有电机2，收纳架中安设有为电机2提供工作电流的蓄电池、控制电机工作状态的控制器A，横梁10上安设有把手22及背带21；卷辊9的一支撑轴20与轴座12转动配合，另一支撑轴20与电机2的输出轴同轴固定连接，由此卷辊9可由电机2驱动而旋转；横梁10与卷辊9相对的端面光滑且与卷辊9的中心轴平行，轴座12和电机2下侧分别设有一底座1；两底座1可将收纳架平稳的安置在地面上，并保证安置后，横梁10位于卷辊9的前上方、卷辊9与地面平行；控制器A可根据人为选择来控制电机2的输出轴进行相同预定角度的正转和反转，进而驱使卷辊9对垫体分别实施收卷和放卷；收卷完成时垫体尾端的倒钩17与横梁10侧壁抵持，垫体收紧于横梁10与卷辊9之间，此时多功能运动垫为收纳状态；放卷完成时垫体不再卷绕于卷辊9，两底座1及垫体前端三者的下端面趋于平齐，此时多功能运动垫为使用状态；另外，收纳架上应安设有与蓄电池配合的充电插孔3；

其中，参看图1、5所示，所述的压力传感组件包括一薄膜开关19和一控制器B；薄膜开关19设置在面层15与基层16之间而可随垫体弯曲，薄膜开关19中设有若干呈矩形阵列均布于运动区域13下方的开关触点18，当任一开关触点18受到面层15所施加的压力大于开关触点18驱动压力时将切换通断状态，而使薄膜开关19输出的压力信号发生相应变化；控制器B安置在卷辊9内且与薄膜开关19相连，其包括数据处理模块、无线传输模块A和电源模块；数据处理模块可采集和监测薄膜开关19输出的压力信号，根据压力信号的阶段性变化而陆续的输出压力状态数据，每组压力状态数据能够反映对应时段每个开关触点18的通断状态，通过开关触点18的通断状态可判断对应位置的垫体上侧是否受到基于运动所产生的压力作用；无线传输模块A用于将压力状态数据进行无线传输，电源模块用于为压力传感组件中的各元件提供工作电流；简而言之，当运动者在垫体上进行运动训练时，随着动作的进行，垫体上侧的压力状态发生阶段性的变化，压力状态数据可通过多个开关触点18的通断状态来呈现对应时段垫体上侧压力状态；在多功能运动垫的生产过程中，薄膜开关19可采用镂空设计，面层15与基层16在镂空处保持复合连接，进而保证垫体整体复合结构的稳定性；

其中，参看图1、3、5、6所示，所述的电脑组件集成在收纳架中，其由蓄电池提供工作电流，具有独立的操作系统，输入/输出设备包括移动网络模块及嵌装在横梁10后侧壁的触屏6、扬声器8、传声器5、摄像头7，进而使电脑组件具有数据上传/下载、影音录制/播放、第三方程序安装/运行等常规功能；电脑组件中集成有可与无线传输模块A进行数据传输的无线传输模块B，由此电脑组件可对压力传感组件陆续反馈的压力状态数据以时间轴进行排列存储，从而形成压力状态序列数据，基于压力状态序列数据的生成原理，通过其可反映出任意时刻垫体上侧压力状态；电脑组件中设有运动模式选项，运动模式选项中具有多种不同的运动项目可供人为选择，每种运动项目对应一种运算方法，电脑组件可将运动期间实时生成的压力状态序列数据经对应的运算方法运算获得该运动期间的运动数据，运动数据包括有效运动时间和运动量，电脑组件能将运动数据以图表形式进行输出；电脑组件内设跳舞游戏程序，与压力传感组件、舞步踩踏标识14配合响应而可实现跳舞游戏功能。

参看图1、2、4所示，在本多功能运动垫中，垫体的基层16后端下侧设有下凸的倒钩17，该倒钩17的设置具有双重用意；

一方面，当多功能运动垫在收纳状态时，垫体的倒钩17与横梁10侧壁抵持，可为垫体的自由端即尾端提供一个限位作用，防止垫体尾端从横梁10下侧滑脱，确保多功能运动垫在闲置及携带过程中，垫体能够稳定的维持卷置状态而不至自动松散；

另一方面，由于倒钩17由基层16后端向下延伸形成，当多功能运动垫在户外较为松软的地面或草坪中使用时，倒钩17对地面或草坪具有一定的抓持作用，由此多功能运动垫可借助两底座1及倒钩17共同作用而不至从地面上打滑。

参看图1、3、5所示，在本多功能运动垫中，控制器A可根据人为选择来控制电机2的输出轴进行相同预定角度的正转或反转；

预定角度，是指多功能运动垫在使用状态与收纳状态之间切换时，对垫体实施收卷与放卷所需电机2的输出轴旋转的角度，该预定角度的具体数值在多功能运动垫制作过程中经多次测试即可获得；

该预定角度还应兼顾多功能运动垫在收纳状态时，垫体卷绕的松紧度适宜，以保证卷辊转动时可顺利的对垫体实施收卷与放卷；

在机电控制领域的现有技术中，控制器A能够对电机2的输出轴的旋转方向、旋转角度进行控制的这一技术要求，是很容易实现且非常常见的；

同时，由于在本多功能运动垫中，对垫体每次实施收卷及放卷时，电机2输出轴每次需旋转的“预定角度”是恒定不变，且无需使用者调控的，故在制作多功能运动垫时，可将“预定角度”这一控制参数预设在控制器A中，将控制器A对电机2输出轴的旋转方向的控制权留由人为选择，即可满足多功能运动垫使用过程中的操作要求，且降低了操作难度。

参看图2、3、4所示，在本多功能运动垫中，横梁10与卷辊9相对的端面光滑且与卷辊9的中心轴平行；

基于这一结构特点，垫体侧面与横梁10的下端面接触较为均衡且两者摩擦系数较小；在收卷时，垫体在卷辊9与横梁10的双重作用下可顺利的发生弹性变形而卷绕在卷辊9上；在放卷时，垫体在卷辊9、横梁10及自身所具有的弹性势能的共同作用下，而可由后向前顺利的从卷辊9与横梁10之间滑脱而出。

参看图1、2所示，在本多功能运动垫中，放卷完成时，两底座1及垫体前端三者的下端面趋于平齐；

此技术特征旨在确保本多功能运动垫安置在地面使用时，垫体前端可尽量与地面接触，使垫体前后不存在易踩塌的悬空过渡区域。

在本多功能运动垫中，开关触点18受到面层15所施加的压力大于开关触点18驱动压力时将切换通断状态；

驱动压力，是指能够驱动开关触点18中的耦合件发生相对移动，而使开关触点18通断工作状态发生变化的临界压力值；

由于压力传感组件旨在拾取基于运动所造成的垫体上侧压力状态的变化，故驱动压力应该远远小于运动者运动过程中所施加给垫体的压力且越小越好，但驱动压力应大于多功能运动垫在使用状态下，垫体自身应力对开关触点18产生的压力，由此确保压力传感组件输出的压力状态数据是基于运动所产生的。

参看图6所示，在本多功能运动垫中，电脑组件中设有运动模式选项，运动模式中具有多种不同的运动项目可供人为选择；

该运动项目，可由单一动作往复进行而构成，比如原地跳跃、仰卧起坐、卷腹等，亦可由多个不同的动作经连贯性进行而构成，比如减肥操、健身操等，但运动模式中可供选择的运动项目都应以能够在垫体上进行为准则；

运动模式选项中出现的运动项目其实是对应运算方法的指代名称，在运动模式选项中选取一运动项目，实际上是选取了该运动项目所对应的运算方法，即选择了对压力状态序列数据的处理方式。

参看图6所示，在本多功能运动垫中，电脑组件可将压力状态序列数据经对应的运算方法运算获得运动期间的运动数据，运动数据包括有效运动时间和运动量；

在运动训练期间，运动者往往由于诸如接打电话等其他事宜，会暂停训练，在进行分组次训练时，组与组之间往往存在一个间歇时间；前述的暂停期间与间歇时间要远远大于运动训练中本身存在的正常停顿，虽然这个暂停期间与间歇时间位于整个运动训练期间之中，但由于未进行相应的运动训练，故不应计入有效运动时间；由于在暂停期间与间歇时间未进行运动训练，无论运动者是否处于垫体上方，在该期间垫体上侧的压力状态基本维持不变；

由压力状态序列数据的生成原理来看，其可反映运动训练过程中垫体上侧压力状态的变化情况，可明确期垫体上侧的每一种压力状态所持续的时间，通过时间数据的对比，可获得暂停期间与间歇时间在整个训练期间所占用的时长，因此可计算出有效运动时间；

一般而言，对于常规的运动项目，其热量消耗即运动量都存在一个已知的计算公式，在已明确运动项目与有效运动时间的情况下，能够计算出相应的运动量；

就现有技术而言，目前不乏有智能运动监测设备出现，如智能手环、智能运动鞋、部分智能手机等，其数据采集方式上可能与本多功能运动垫存在不同，但在数据处理、计算方式上具有异曲同工之处，这一点也印证了前述技术特征实施的可行性；

不可置否，受技术限制，现有的智能运动监测设备与本多功能运动垫，针对运动期间所获得的运动数据未必能十分准确，但具有重要参考意义是不可置否的。

参看图1所示，在本多功能运动垫中，垫体上设有舞步踩踏标识14，舞步踩踏标识14下侧设有开关触点18，压力传感组件可向电脑组件反馈舞步踩踏标识14的被踩踏情况，由此垫体与压力传感组件配合能够达到与以往跳舞毯相同的功能，而电脑组件内设跳舞游戏程序，基于此，本多功能运动垫能够实现跳舞游戏功能是显而易见的。

本多功能运动垫的使用方法及工作原理为：

(1)多功能运动垫使用状态的调至

参看图1、2所示，手持横梁10，通过控制器A启动电机2反转，卷辊9对垫体实施放卷，垫体放卷完成后电机2自动停止运行，此时多功能运动垫为使用状态，调整多功能运动垫的位置，使两底座1平稳的安置于地面上，并将垫体进行铺展，即可供运动使用；

(2)运动监测功能的使用

参看图1、6所示，进行运动前，在电脑组件的运动模式选项中选取将要进行的运动项目，在运动过程中尽量使动作标准，电脑组件可计算出该运动期间的运动数据，使用者通过该运动数据所披露的运动量、有效运动时间等量化信息，可直观的对本次运动过程进行了解与评价，同时也有利于运动计划的足额完成；

(3)多媒体功能的使用

参看图6所示，借助电脑组件，可制定并存储计划供使用者随时查阅，可播放视频、音乐，可将运动过程进行录制、存储，可进行数据上传与下载，由此可满足运动过程中的多种需求，运动训练之余还可借助电脑组件进行上网、游戏等来放松；由于电脑组件实质为一计算机装置，其能够同时执行多个任务，故在使用多媒体功能时并不会影响运动监测功能的进行；

(4)跳舞游戏功能的使用

参看图1所示，在电脑组件中打开内设的跳舞游戏程序，使用者即可通过踩踏垫体上侧的舞步踩踏标识14来进行跳舞游戏，以提高运动趣味；

(5)多功能运动垫收纳状态的调至

参看图4、5所示，手持横梁10，通过控制器启动电机2正转，卷辊9对垫体实施收卷，垫体收卷完成后电机2自动停止运行，此时多功能运动垫体积最为小巧，可很方便的放置及携带。

实施例2

进一步而言，参看1、3所示，在实施例1中公开的多功能运动垫中，卷辊9位于垫体的前端上侧且两者固定连接，控制器B安置在卷辊9内且与薄膜开关19相连，对于这些技术特征，采用现有技术来具体实施是并无难度的，但为了提高卷辊9、垫体、控制器B及薄膜开关19之间配合的合理性，本实施例在实施例1公开的多功能运动垫的结构基础之上，还具有如下改进：

如图7所示，卷辊9下侧设有一截面呈L形且轴向延伸的L型槽座30，垫体前端安置在L型槽座30内并经若干固定螺栓28固定，垫体的下侧与这些螺栓的端帽之间设有一长条形的垫板29，垫体前端的下侧面与卷辊9趋于相切；

卷辊9内设有一卡置座24，控制器B27经卡置座24固定于卷辊9内，卷辊9的侧壁上开有一用于对控制器B27进行操作维护的操作口25，操作口25上设有可拆组卡扣的弧形盖26；

薄膜开关19前端设有一端子线23，该端子线23的另一端由垫体与卷辊9的连接处穿入卷辊9内并与控制器B27连接，接线端子用于薄膜开关19与控制器B27间的压力信号传输及工作电流输送；

由此一来，卷辊9与垫体的连接更加牢固、稳定，在收卷与放卷过程中两者连接处受力更加稳定均衡，卷置状态下垫体的弯曲变形更加均匀；通过卷辊9上设置的操作口25可方便的对控制器B27进行检修、更换电池等操作；垫体内的薄膜开关19与卷辊9内的控制器B27经端子线23连接，工作寿命长久，且降低了加工及后期维修的难度。

实施例3

进一步而言，在前述实施例公开的多功能运动垫中,控制器A对电机2输出轴转向所实施的控制应该是基于人为选择的，故供操作者进行操作的输入装置是比不可少的，如图5所示，现有技术中的诸多控制器自带具有一控制面板，由此可实现人为操控的目的，为了操作便捷，还可将该控制面板嵌装在横梁10的后侧壁上；但前述的这种控制方式通常只能由使用者手动操作，模式较为单一，未有智能化的体现；

为此，本实施例在前述任一实施例公开的多功能运动垫的结构基础之上，还具有如下改进：

如图8所示，控制器A与电脑组件相连，所述的电脑组件可由触屏6、传声器5获取信息并转换成对应的控制指令，传输至控制器A，控制器A根据控制指令而控制电机2的工作状态。

由此一来，使用者可借助对触屏6的输入信息来控制电机2工作状态，同时还可经传声器5拾取使用者的语音来控制电机2的工作状态，方便快捷，自动化程度高，使用更加人性化。

实施例4

进一步而言，在前述实施例所公开的多功能运动垫中，电脑组件与压力传感组件配合可实现运动监测功能，但获取的运动数据仅是对单次运动过程的量化，通过该功能并无法了解一个时期内运动者的综合运动情况，其带来的运动监测效果并不完善；

与此同时，目前人们的运动方式是灵活多样的，而多功能运动垫所具有的运动监测功能只局限于借助其而进行的运动过程，数据获取方式单一，即使其具有运动数据统计分析功能，最终所获取的数据仍不够客观，未能真实反映运动者的一个时期的真实运动情况；

为此，本实施例在前述任一实施例所公开的多功能运动垫基础之上，还具有如下改进：

如图9所示，电脑组件中设有用于与第三方运动监测设备实现有线数据连接的USB接口4，且电脑组件能够经无线传输模块B与无线传输功能的第三方运动监测设备进行无线数据传输，由此电脑组件能够获取第三方运动数据；所述的电脑组件能够将每次运动所对应的运动数据及获取第三方运动数据进行存储，根据存储的多次运动数据与第三方运动数据统计出一个时期内的运动统计信息；

所述的运动统计信息能够反映该时期内进行的所有运动项名称、每一运动项目所对应的运动数据与运动时期、运动平均频率；

由此一来，电脑组件可与运动手环、智能手机等第三方运动监测设备进行数据传输，增加了第三方运动数据的获取渠道，获得的运动统计信息更为真实客观；由于运动本身是一个长期坚持，逐渐积累才能实现预期运动效果的历程，而运动统计信息可向运动者反映出一个时期内的综合运动情况，运动者能以此对该时期内的运动情况进行总结分析，对以后的运动进行进行合理的安排、调整，即在运动监测功能中增设运动统计信息对于运动者是具有重要意义的。

实施例5

进一步而言，在前述实施例公开的多功能运动垫中，压力传感组件由诸多耗电元件构成，如多功能运动垫处于闲置时压力传感组件仍处于工作状态，即使不存在数据输出，也会有一定的电量消耗而造成电能浪费；

为避免上述缺陷，可在压力传感组件中设置一电源开关，当多功能运动垫使用时，开启电源开关使压力传感组件进入工作状态，当多功能运动垫不使用时，关闭电源开关使压力传感组件进入断电状态，采用这一现有手段虽可解决前述问题，但操作较为麻烦，在多功能运动垫的使用过程中也往往容易遗忘对电源开关进行相应操作而无法达到预期效果；

为此，本实施例在前述任一实施例公开的多功能运动垫结构基础之上，还具有如下改进：

如图10所示，控制器B中的电源模块的工作回路上设有一按压式开关31，所述的按压式开关31为常闭开关，其安装在卷辊9上，当垫体卷绕在卷辊9上时，按压式开关31受垫体压迫而处于断开状态，当垫体未卷绕在卷辊9上时，按压式开关31自动复位至闭合状态；

由此一来，当使用多功能运动垫时，将垫体放卷完成后，按压式开关31自动切换至闭合状态，压力传感组件进入工作状态；当多功能运动垫使用完，对垫体进行收卷时，按压式开关31受垫体压迫切换至断开状态，压力传感组件处于断电状态；从而无需对压力传感组件的工作状态进行人为调控，方便快捷。

实施例6

进一步而言，每一运动项目都具有由一个动作或多个具有固定顺序的连续动作构成的动作循环单位，在进行该运动项目时，以动作循环单位为基础进行循环训练；如原地跳跃的动作循环单位为一个跳跃动作，再如健美操，其往往由多节构成，且每节由多个不同的动作构成，一套完整的健美操动作可视为一个动作循环单位；

在进行一运动项目训练时，为保证训练效果，往往对动作循环单位组数、每组动作循环单位次数具有明确要求；通常来讲，将连续进行的多次动作循环单位视为一组，组与组之间具有一个让运动者身体进行调整、体能进行恢复的间歇时间；

在前述实施例公开的多功能运动垫中，电脑组件可将压力状态序列数据经对应的现有运算方法可获得运动期间的运动数据，此运动数据是对运动过程的一个粗略量化，对于运动者具有一定的参考意义；但该运动数据并不包含动作循环单位组数、每组动作循环单位次数这两运动参数，需要运动者在运动过程中根据需要进行主动查数，影响运动者的全身心投入；

为此，本实施例在前述任一实施例公开的多功能运动垫基础之上，对电脑组件中的运算方法具有如下改进：

如图11所示，运算方法包括以下步骤：

1)前置数据处理

将同时受到压力作用而工作状态发生变化的一个开关触点18及多个依次相邻开关触点18所在区域定义为一个受压区域，在训练期间所产生的压力状态序列数据中，依次计算出每组压力状态数据所对应的受压区域数量数据，沿用压力状态序列数据的时间坐标，由此获得一可反映训练期间受压区域数量随时间变化状态的受压区域数量序列数据；

2)有效运动时间的计算

运算方法中预设有一参照时段，参照时段的数值是根据对应运动项目的动作特点而设定；受压区域数量序列数据整体所对应的时段定义为训练时段，每个受压区域数量数据所对应的时段定义为单元时段；将单元时段依次与参照时段进行数值对比，将大于参照时段的单元时段定义为无效时段，在训练时段中减去所有无效时段所获得的时间值即为有效运动时间这一数据；如图11中所示，以原地跳跃这一运动项目为例，该运动项目的参照时段为t0，在训练时段t中的单元时段t1、t2>t0而为无效时段，则有效运动时间＝t-t1-t2；

3)动作循环单位组数的计算

受压区域数量序列数据所对应的训练时段被无效时段隔断而形成若干沿时间间隔排布的时段区间，这些时段区间由除无效时段以外的其他单元时段构成，每个时段区间与一组动作循环单位的训练时段所对应，统计时段区间的数量，即获得动作循环单位组数这一数据；如图11所示，训练时段中存在A、B、C三个时段区间，则动作循环单位组数为3；

4)每组动作循环单位次数的计算

运算方法中预设有一参照数列，参照数列是假设对应运动项目的一动作循环单位按标准动作在垫体上进行时，预期先后产生的每个受压区域数量数据按产生顺序依次排列而成的数列，将由N个参照数列依次先后排列而形成的数列定义为最大子数列；将一时段区间内所包括的受压区域数量数据按照时间顺序变换为一数列，将此数列定义为受压过程数列，设最大子数列为受压过程数列的子数列，自然数N的最大取值即为对应一组动作循环单位的次数，依次以此对每个时段区间所包括的受压区域数量数据进行运算，由此获得每组动作循环单位次数这一数据；如图11所示，原地跳跃这一运动项目所对应的参照数列为“0,2”，其进行了三组动作循环单位的训练，每组动作循环单位所对应的受压过程数列序列分别“2，0，2，1，0，2，1，0，1，2”、“2，0，2，0，2”、“2，0，1，2，1，0，1，2”，三组受压过程数列序列分别对应的最大长度的最大子数列分别为“0，2，0，2，0，2”、“0，2，0，2”、“0，2，0，2”，此时自然数N的取值分别为3、2、2，即每组动作循环单位次数分别为3、2、2；

5)运动量的计算

根据获得的有效运动时间数据，利用对应运动项目所固有的热量消耗公式计算出相应的运动量这一数据。

下面对本运算方法对压力状态序列数据的处理机理作进一步的说明；

就步骤1而言；

通常来讲，每一运动项目的一动作循环单位在垫体上进行训练过程中，垫体与运动者身体接触而形成的受压区域数量随时间呈阶段性变化，且这一阶段性变化是具有明确的特定规则的，如在训练过程中运动者的动作标准，则每个动作循环单位所对应的受压区域数量的变化状态应该是一致的；以原地跳跃这一运动项目为例，一个跳跃动作为其动作循环单位，起始状态的受压区域数量为两个，跃起后的受压区域数量为零个，身体着地后受压区域数量又为两个，由此在原地跳跃训练过程中，受压区域数量的变化规律为“2-0-2-0-2-0-2-0-2……”；基于运动项目所存在的这一现象，在明确运动项目的前提下，由受压区域数量随时间的变化状态，可推断出训练过程中动作循环单位的进行情况，故在步骤1的前置数据处理中，将压力状态序列数据进行预算而获得一组可反映训练期间受压区域数量随时间变化状态的受压区域数量序列数据，以为后续的相关运算提供数据基础；

由压力状态序列数据的生成原理来看，其实为一个由多组压力状态数据沿时间分布而构成的数据库，每组压力状态数据为该数据库的一个截面数据，能够表达对应时段每个开关触点18的通断状态，加之每个开关触点18在垫体上所处的位置是固定且明确的，故从压力状态数据中提取出对应的受压区域数量数据是能够实现且较为容易的；

就步骤2、3而言；

通常来讲，一运动项目采用分组进行训练时，组与组之间有个间歇时间，该间歇时间会远远大于动作之间的衔接时间，在间歇时间中虽然运动者未进行相应的运动训练，但压力传感组件与电脑组件仍处理工作状态，而使得压力状态序列数据中存在对应的压力状态数据，即受压区域数量序列数据中存在与间歇时间所对应的单元时段，基于此现象，在步骤2的有效运动时间的计算中，将每个受压区域数量数据所对应的单元时段与一根据运动项目运动特点而设定的参照时段进行数值对比，参照时段是人为设定的一个参照标准，如一单元时段小于参照时段，则说明此期间运动者正常进行运动或仅是短暂的暂停，如一单元时段大于参照时段，则说明此期间运动者在较长的时间内未进行相应的运动训练，可推断为组与组之间的间歇时间，故将其划为无效时段，不计入有效运动时间中，最终可计算出有效运动时间；

值得注意的是，如运动者在训练期间因其他事宜暂时中断训练，这个暂停期间未进行运动训练，且使得训练过程被间断，故这个暂停期间与组与组之间的间歇时间并无存在不同之处，由此在步骤2与步骤3中并未将这种情况拿出单独处理，而是将其视为组与组之间的间歇时间，这种处理方式并无不妥之处；

经对比筛选出的一个无效时段或多个连续的无效时段即为前述的间歇时间，此为动作循环单位的划组提供了参照依据，在受压区域数量序列数据中被无效时段隔断而形成的时段区间与前述的每个被间歇时间所隔断的训练时期一一对应，每个训练时期对应一组动作循环单位的训练过程，因此在步骤3中统计时段区间的数量即可获得动作循环单位组数这一数据；

就步骤4而言；

在步骤3中，受压区域数量序列数据所对应的训练时段被划分成若干时段区间，每个时段区间中所包括的受压区域数量数据反映的是对应组的动作循环单位训练过程中受压区域数量随时间的变化情况；由参照数列的定义来看，其实际上是对应运动项目的一个动作循环单位训练过程中受压区域数量的变化规律，理论上如果运动者在进行运动训练过程中动作标准，将一时段区间所对应的受压过程数列与参照数列进行比对是很容易获得动作循环单位次数这一数据的；以原地跳跃运动为例，如一个时段区间所对应的受压过程数列“2-0-2-0-2-0-2-0-2-0-2”，而原地跳跃所对应的参照数列为“0-2”，由此可获得该时段区间所对应的动作循环单位次数为5；

但存在的问题是，运动者在训练过程中，难以把每个动作都做的十分标准，而受压区域数量序列数据所反映的受压区域数量的变化又较为细致全面，因此一组动作循环单位所对应的受压过程数列并不一定是以参照数列为周期而进行循环；以原地跳跃运动为例，如训练过程中动作足够标准，一组动作循环单位所对应的受压过程数列为“2-0-2-0-2-0-2-0-2-0-2”，但在起跳与下落时两脚难以掌握同时离地与着地，故实际训练中产生的受压过程数列可能为“2-1-0-2-0-1-2-0-2-1-0-2-0-1-2”或“2-0-1-2-1-0-1-2-0-2-0-2-0-1-2”或“2-0-2-0-2-1-0-1-2-1-0-2-1-0-1-2”等等，因此必须建立一个科学合理的对比机制才正确的推断出动作循环单位次数这一数据；

因此，在步骤4中，采用从受压过程数列中筛查出最大子数列，而后判断最大子数列与参照数列倍数关系的方式来避免前述的不足，以原地跳跃运动为例，运动者进行了3组动作循环单位的训练，每组动作循环单位的次数为5，三组动作循环单位所对应的受压过程数列分别为“2-1-0-2-0-1-2-0-2-1-0-2-0-1-2”、“2-0-1-2-1-0-1-2-0-2-0-2-0-1-2”、“2-0-2-0-2-1-0-1-2-1-0-2-1-0-1-2”，可发现三组受压过程数列的最大子数列均为“0-2-0-2-0-2-0-2-0-2”，该最大子数列是由5个参照数列排列构成，故可得出三组动作循环单位的次数均为5次；

由此可见，在步骤4中对每组动作循环单位次数的计算方式较为科学合理，能够克服诸多不稳定因素所造成的数据差异，所获得的每组动作循环单位次数的数据较为真实准确；

就本运算方法而言；

大部分的运动项目在训练过程中垫体与运动者身体接触而形成的受压区域数量具有阶段性变化的特点，故本运算方法可适用于大部分的运动项目；其可对运动期间持续获得的压力状态序列数据进行运算，实时更新有效运动时间、动作循环单位组数、每组动作循环单位次数、运动量这些运动数据，且所获得的数据较为客观准确，对于运动者而言具有重要参考意义，所实现的运动监测功能更为完善，尤其可对组次进行量化，使运动者可更加全身心的投入到运动之中。

Claims (8)

1.一种多功能运动垫，其包括：

垫体，其由上下层叠的面层、基层复合而成，整体呈矩形，具有弹性而可弯曲卷绕；面层上标注有运动区域，运动区域中设有舞步踩踏标识；基层后端下侧设有下凸的倒钩；

卷辊，其呈中空圆柱状，两端设有支撑轴，卷辊位于垫体的前端上侧且两者固定连接，垫体可卷绕在卷辊外；

收纳架，其包括两个支臂，两支臂的上端分别与一横梁的两端固定连接，整体呈弓形，两支臂的下端分别固定有轴座和电机，收纳架中安设有与电机配合工作的控制器A和蓄电池，横梁上安设有把手及背带；卷辊的一支撑轴与轴座转动配合，另一支撑轴与电机的输出轴固定连接；横梁与卷辊相对的端面光滑且与卷辊的中心轴平行，轴座和电机下侧分别设有一底座；两底座可将收纳架平稳的安置在地面上，并保证横梁位于卷辊的前上方、卷辊与地面平行；控制器A可根据人为选择来控制电机的输出轴进行相同预定角度的正转和反转，进而驱使卷辊对垫体分别实施收卷和放卷；收卷完成时垫体尾端的倒钩与横梁侧壁抵持，垫体收紧于横梁与卷辊之间；放卷完成时垫体不再卷绕于卷辊，两底座及垫体前端三者的下端面趋于平齐；

压力传感组件，其包括一设置在面层与基层之间而可随垫体弯曲的薄膜开关、一设置在卷辊内且与薄膜开关相连的控制器B；薄膜开关中设有若干呈矩形阵列均布于运动区域下方的开关触点，当任一开关触点受到面层所施加的压力大于其驱动压力时将切换通断状态，而使薄膜开关输出的压力信号发生相应变化；控制器B包括数据处理模块、无线传输模块A及为压力传感组件提供工作电流的电源模块，数据处理模块可采集和监测薄膜开关实时输出的压力信号，根据压力信号的阶段性变化而陆续的输出压力状态数据，压力状态数据可反映对应时段每个开关触点通断状态；无线传输模块A用于将压力状态数据进行无线传输；

电脑组件，其集成在收纳架中，由蓄电池提供工作电流，其具有独立操作系统，输入/输出设备包括移动网络模块及嵌装在横梁后侧壁的触屏、扬声器、传声器、摄像头，进而具有数据上传/下载、影音录制/播放、第三方程序安装/运行等常规功能；电脑组件中集成有无线传输模块B，进而可接收压力传感组件陆续反馈的压力状态数据，并沿时间轴进行排列存储而生成压力状态序列数据；电脑组件中设有包含多种运动项目可供人为选择的运动模式选项，每种运动项目对应有一种运算方法，电脑组件可将实时生成的压力状态序列数据经对应的运算方法获得针对该运动项目的运动数据，运动数据包括有效运动时间和运动量；电脑组件内设跳舞游戏程序，与压力传感组件、舞步踩踏标识配合响应而可实现跳舞游戏功能。

2.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的卷辊下侧设有一截面呈L形且沿轴向延伸的L型槽座，垫体前端安置在L型槽座内并经若干固定螺栓固定，垫体的下侧与这些螺栓的端帽之间设有一长条形的垫板；垫体前端的下侧面与卷辊趋于相切。

3.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的卷辊内设有一卡置座，控制器B经卡置座固定于卷辊内，卷辊的侧壁上开有一用于对控制器B进行操作维护的操作口，操作口上设有可拆组卡扣的弧形盖。

4.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的薄膜开关前端设有一端子线，该端子线的另一端由垫体与卷辊的连接处穿入卷辊内并与控制器B连接，接线端子用于薄膜开关与控制器B间的压力信号传输及电流输送。

5.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的控制器A与电脑组件相连，电脑组件可由触屏、传声器获取信息并转换成对应的控制指令，传输至控制器A，控制器A根据控制指令而控制电机的工作状态。

6.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的电脑组件中设有用于与第三方运动监测设备实现有线数据连接的USB接口，且电脑组件能够经无线传输模块B与无线传输功能的第三方运动监测设备进行无线数据传输，由此电脑组件能够获取第三方运动数据；电脑组件能够将每次运动过程所对应的运动数据及获取的第三方运动数据进行存储，根据存储的多次运动数据与第三方运动数据统计出一个时期内的运动统计信息；

所述的运动统计信息能够反映该时期内进行的所有运动项名称、每一运动项目所对应的运动数据与运动时期、运动平均频率。

7.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的控制器B中电源模块的工作回路上设有一按压式开关，所述的按压式开关为常闭开关，其安装在卷辊上，当垫体卷绕在卷辊上时，按压式开关受垫体压迫而处于断开状态，当垫体未卷绕在卷辊上时，按压式开关自动复位至闭合状态。

8.根据权利要求1所述的一种多功能运动垫，其特征在于：所述的运算方法包括以下步骤：

1)前置数据处理

将同时受到压力作用而工作状态发生变化的一个开关触点及多个依次相邻开关触点所在区域定义为一个受压区域，在训练期间所产生的压力状态序列数据中，依次计算出每组压力状态数据所对应的受压区域数量数据，沿用压力状态序列数据的时间坐标，由此获得一可反映训练期间受压区域数量随时间变化状态的受压区域数量序列数据；

2)有效运动时间的计算

运算方法中预设有一参照时段，参照时段的数值是根据对应运动项目的动作特点而设定；受压区域数量序列数据整体所对应的时段定义为训练时段，每个受压区域数量数据所对应的时段定义为单元时段；将单元时段依次与参照时段进行数值对比，将大于参照时段的单元时段定义为无效时段，在训练时段中减去所有无效时段所获得的时间值即为有效运动时间这一数据；

3)动作循环单位组数的计算

受压区域数量序列数据所对应的训练时段被无效时段隔断而形成若干沿时间间隔排布的时段区间，这些时段区间由除无效时段以外的其他单元时段构成，每个时段区间与一组动作循环单位的训练时段所对应，统计时段区间的数量，即获得动作循环单位组数这一数据；

4)每组动作循环单位次数的计算

运算方法中预设有一参照数列，参照数列是假设对应运动项目的一动作循环单位按标准动作在垫体上进行时，预期先后产生的每个受压区域数量数据按产生顺序依次排列而成的数列，将由N个参照数列依次先后排列而形成的数列定义为最大子数列；将一时段区间内所包括的受压区域数量数据按照时间顺序变换为一数列，将此数列定义为受压过程数列，设最大子数列为受压过程数列的子数列，自然数N的最大取值即为对应一组动作循环单位的次数，依次以此对每个时段区间所包括的受压区域数量数据进行运算，由此获得每组动作循环单位次数这一数据；

5)运动量的计算

根据获得的有效运动时间数据，利用对应运动项目所固有的热量消耗公式计算出相应的运动量这一数据。