CN110812819A - 运动器材、运动状态检测装置及运动状态的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运动状态的检测方法，用于检测人员的运动状态，包括：由人员施加外力以带动传动元件；透过磁场变化感应传动元件的作动而产生第一讯号；以及根据第一讯号与讯号处理器的时脉计算出人员的运动状态。本发明还提供一种运动器材以及运动状态检测装置。

Description

运动器材、运动状态检测装置及运动状态的检测方法

技术领域

本发明是有关于一种运动器材、运动状态检测装置及运动状态的检测方法。

背景技术

目前市面上有许多运动器材具备检测人体之运动状态的功能。举例来说，跑步机或划船机等运动器材可根据其传动元件(例如：皮带)的作动推算出使用者所移动的距离或所消耗的卡路里等运动状态。为了检测传动元件的作动以产生可用于计算运动状态的讯号，可配置机械式或光学式的旋转编码器于运动器材上，并藉由旋转编码器来检测传动元件而计算出人体的运动状态。然而，使用旋转编码器会带来许多问题。例如，旋转编码器需要额外供电，且其生产成本较高。因此，需要提出一种解决方案来取代使用旋转编码器的技术，从而改善上述的问题。

发明内容

本发明提供一种运动状态检测装置，用于检测人员的运动状态，包括传动元件、机电感应元件以及讯号处理器。传动元件用于受人员带动。机电感应元件感应传动元件的作动以经由磁场变化而产生第一讯号。讯号处理器耦接机电感应元件并且具有时脉。讯号处理器根据第一讯号与时脉计算出人员的运动状态。

本发明提供一种运动器材，用于检测人员的运动状态，其包括物体以及运动状态检测装置。物体用于受人员所施加的外力带动。运动状态检测装置包括传动元件、机电感应元件以及讯号处理器。传动元件耦接物体并且用于受人员带动。机电感应元件感应传动元件的作动以经由磁场变化而产生第一讯号。讯号处理器耦接机电感应元件并且具有时脉。讯号处理器根据第一讯号与时脉计算出人员的运动状态。

本发明提供一种运动状态的检测方法，用于检测人员的运动状态，包括：由人员施加外力以带动传动元件；透过磁场变化感应传动元件的作动而产生第一讯号；以及根据第一讯号与讯号处理器的时脉计算出人员的运动状态。

基于上述，本发明的运动状态检测装置使用不需耗电且成本较为低廉的机电感应元件来取代旋转编码器以产生可用于计算运动状态的讯号。本发明的运动状态检测装置并可计算出使用者的施力曲线，提供真实数据&图像给使用者或是教练作为参考用资讯，用以帮助使用者调整其运动的行程以增加运动的效率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A根据本发明的实施例绘示运动状态检测装置的示意图。

图1B根据本发明的实施例绘示运动状态检测装置的另一种态样的示意图。

图2根据本发明的实施例绘示利用由磁场变化产生的讯号计算人员的运动状态的示意图。

图3根据本发明的实施例绘示运动器材的示意图。

图4A、4B根据本发明的实施例绘示根据讯号及杠片的厚度计算人员的运动状态的示意图。

图5根据本发明的实施例绘示配置多个感测器的运动器材的示意图。

图6A、6B、6C及6D根据本发明的实施例绘示藉由感测器检测杠片的位置的示意图。

图7根据本发明的实施例绘示运动状态的检测方法的流程图。

具体实施方式

图1A根据本发明的实施例绘示运动状态检测装置10的示意图。运动状态检测装置10用于检测人员(例如：运动中的人员，以下简称为「人员」)的运动状态。运动状态检测装置10可包括传动元件110、机电感应元件130以及讯号处理器150。

传动元件110用于受人员带动。传动元件110可例如是齿轮、皮带、皮带轮、轴承、链条或绳索等，本发明不限于此。在本实施例中，传动元件110为一轴承，并且受一人员施加的外力F带动而沿着方向A旋转。

机电感应元件130可感应传动元件110的作动以经由磁场变化来产生第一讯号i1。在本实施例中，机电感应元件130可包括永磁部件131以及感应线圈133。永磁部件131具有磁性并且耦接于传动元件110。当传动元件110作动时，永磁部件131伴随着传动元件110作动。感应线圈133可感应永磁部件131的作动而产生第一讯号i1。以图1A为例，当传动元件110受力于一人员而沿着方向A旋转时，永磁部件131可伴随着传动元件110而沿着方向A旋转。当永磁部件131作动时，永磁部件131周围的磁场将产生变化。感应线圈133可藉由磁场的变化而感应出传动元件110的作动，并且产生对应的感应电动势与感应电流，该感应电动势与感应电流即可作为第一讯号i1。

传动元件110以及机电感应元件130两者可由一步进马达或一交流电马达实现，但本发明不限于此。

讯号处理器150可例如是中央处理单元(central processing unit，CPU)，或是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合，本发明不限于此。

在本实施例中，讯号处理器150耦接机电感应元件130并且具有一时脉。讯号处理器150可自机电感应元件130接收第一讯号i1，并且根据第一讯号i1及/或讯号处理器150的时脉计算出带动传动元件110之人员的运动状态SS，其中运动状态SS可包括运动方向、运动距离及/或运动时间。

运动状态检测装置10是藉由一人员于运动时所施加的外力F来带动传动元件110的方式使机电感应元件130产生第一讯号i1。产生用以计算运动状态SS之第一讯号i1的过程中并不需使用到需供电的装置(例如：旋转编码器)。如此，除了可减少用电成本以及使用旋转编码器的成本外，不需供电的特性也可使运动状态检测装置10更易于安装。

以图2为例，图2根据本发明的实施例绘示利用由磁场变化产生的第一讯号i1计算人员的运动状态SS的示意图。机电感应元件130所产生的第一讯号i1可包括不同相位的至少两个讯号。假设该至少两个讯号为类比讯号x1及类比讯号x2。讯号处理器150可分别将类比讯号x1及类比讯号x2转换为数字讯号y1及数字讯号y2，其中，数字讯号y1与数字讯号y2之间的相位差为θ。相位差θ可用以判断人员的运动方向。

讯号处理器150可根据数字讯号y1与数字讯号y2产生一组编码。举例来说，假设人员的运动方向为方向A(带动传动元件110的人员例如是朝方向A施加外力或是朝向方向A运动)。在本实施例中的时间点t0与时间点t1期间，相位差θ的存在造成数字讯号y1与数字讯号y2在时间点t0与时间点t1期间的逻辑准位并不相同，亦即，数字讯号y1的逻辑准位为「1」，且数字讯号y2的逻辑准位为「0」。讯号处理器150可根据时间点t0与时间点t1期间的数字讯号y1及数字讯号y2产生一对应于时间点t0与时间点t1期间的二进位编码「10」，其中「1」的部分代表数字讯号y1在时间点t0与时间点t1期间处于高逻辑准位，「0」的部分代表数字讯号y2在时间点t0与时间点t1期间处于低逻辑准位。若将二进位编码转换为十进位，则二进位编码「10」可表示为十进位编码「2」，如图2所示。

同样地，讯号处理器150可根据在时间点t1与时间点t2期间的数字讯号y1及数字讯号y2产生对应于时间点t1与时间点t2期间的十进位编码「3」，以此类推。据此，讯号处理器150可产生多个十进位编码，依序分别为「2」、「3」、「1」、「0」、「2」、「3」、「1」，如图2所示。换句话说，若十进位编码是依照「2」、「3」、「1」、「0」、…的顺序产生时，则讯号处理器150可根据编码是依照「2」、「3」、「1」、「0」、…的顺序产生而判断人员的运动方向为方向A。相反地，若十进位编码是依照「0」、「1」、「3」、「2」、…的顺序产生时，则讯号处理器150可根据编码是依照「0」、「1」、「3」、「2」、…的顺序产生而判断人员的运动方向为与方向A相反的方向B(带动传动元件110的人员例如是朝方向B施加外力或是朝向方向B运动)。换言之，讯号处理器150可根据至少两个讯号(例如：数字讯号y1及数字讯号y2)之间的相位差(例如：相位差θ)计算出人员的运动方向是朝向第一方向(例如：方向A)或与第一方向相反的第二方向(例如：方向B)。

讯号处理器150还可以根据讯号处理器150本身的时脉计算出人员的运动时间。举例来说，假设讯号处理器150的时脉为1/tt(每秒时钟周期)，亦即，讯号处理器150每一时脉的周期为tt(秒)。讯号处理器150可根据数字讯号y1(或数字讯号y2)存在的总时间(即：图2所示的时间点t0至时间点t6)共经过n个时脉周期tt而计算出共产生了n*tt秒的数字讯号y1(或数字讯号y2)，从而推算出传动元件110(或带动传动元件110的人员)的运动时间为n*tt秒，其中n为任意的自然数。

另一方面，讯号处理器150还可以根据数字讯号y1(或数字讯号y2)的波形计算出人员的运动距离。举例来说，假设传动元件110以及机电感应元件130两者是由一步进马达实现。若一个完整的方波代表该步进马达前进四步的距离，则讯号处理器150可根据在时间点t0与时间点t4期间的数字讯号y1为一完整的方波而计算出在时间点t0与时间点t4期间的运动距离对应于为步进马达前进四步的距离(带动步进马达的人员的运动距离使步进马达前进了四步)。

图1B根据本发明的实施例绘示运动状态检测装置10的另一种态样的示意图。相较于图1A的实施例，差别在于本实施例中，传动元件110为一皮带轮，皮带轮耦接于一皮带111且用于受皮带111所带动，图1B中是以人员施加一外力F而带动皮带111，使传动元件(即：皮带轮)110受皮带111所带动而沿着方向A旋转。

在本实施例中，机电感应元件130可包括永磁部件131以及磁性开关135。磁性开关135透过磁场变化可感测永磁部件131的作动而产生第一讯号i1。具体来说，永磁部件131可安装于传动元件(即：皮带轮)110的一平面113并且伴随着传动元件110转动，如图1B所示。磁性开关135可安装于接近但不接触平面113的位置。伴随着传动元件110的转动，永磁部件131将周期性地接近及远离磁性开关135。磁性开关135可响应于感测永磁部件131的接近而产生脉冲讯号，并且响应于感测永磁部件131的远离而停止产生该脉冲讯号。如此，磁性开关135可根据永磁部件131的作动而产生周期性的脉冲讯号，该周期性的脉冲讯号即可作为第一讯号i1。

需注意的是，传动元件110以及机电感应元件130可具有其他种类型的态样，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故图1A、图1B及其相关叙述仅用以说明本发明，并非用以限制本发明。

图3根据本发明的实施例绘示运动器材20的示意图。运动器材20可包括物体300及运动状态检测装置10。

物体300用于受一人员(例如：运动中的人员，以下简称为「人员」)所施加的外力F带动。在本实施例中，其中物体300可包括具有相同厚度H的多个杠片(即：杠片301、302、303、304、305及306)。但本发明不限于此。根据运动器材20种类的不同，物体300可具备不同的实施态样。举例来说，若运动器材20为用以进行重量训练的运动器材(例如：卧举机等)，则物体300可例如是杠片等物品。另一方面，若运动器材20为用以进行有氧训练的运动器材(例如：跑步机、划船机或飞轮健身车等)，则物体300可例如是皮带、绳索或飞轮等物品。

除了可计算人员的运动方向、运动距离及运动时间之外，本发明还可以藉由添加感测器而达到可计算人员(例如：运动中的人员，以下简称为「人员」)之施力曲线的功能。在本实施例中，运动状态检测装置10可包括传动元件110、机电感应元件130及讯号处理器150。此外，运动状态检测装置10更可包括第一感测器170。

传动元件110耦接于物体300，并且用于受人员施加的外力F或物体300的重力所带动。机电感应元件130可感应传动元件110的作动以经由磁场变化产生第一讯号i1。讯号处理器150耦接机电感应元件130并且具有一时脉。讯号处理器150可自机电感应元件130接收第一讯号i1，并且基于第一讯号i1及/或讯号处理器150的时脉计算出带动传动元件110之人员的运动状态，其中该运动状态可包括运动方向、运动距离及/或运动时间。

讯号处理器150可进一步根据所计算出的运动方向、运动距离及/或运动时间计算出人员进行中的运动行程(例如：拉动物体300向上的距离或拉动物体300向下的距离)、每一运动行程消耗的时间(例如：拉动物体300向上的时间、拉动物体300向下的时间或支撑住物体300使其维持不动的时间)、运动加速度(例如：拉动物体300向上的加速度、拉动物体300向下的加速度)或运动组数等数值。

第一感测器170耦接讯号处理器150并且具有第一输出端out1。第一感测器170可例如是近接感测器(proximity sensor)，其能够在不进行任何实体接触的情况下检测附近实体的存在。近接感测器可发出例如电磁场、超声波(机械波)或电磁波波束(光波)，且探查场或返回讯号的改变，从而判断实体的存在状态。在本实施例中，第一感测器170可藉由第一波束S1检测物体300的多个杠片的存在状态以产生第二讯号i2至讯号处理器150。接着，讯号处理器150可根据第二讯号i2以及杠片的厚度H计算出物体300的运动状态SS。

具体来说，参照图4A及图4B。图4A、4B根据本发明的实施例绘示根据第二讯号i2及杠片的厚度H计算人员(例如：运动中的人员，以下简称为「人员」)的运动状态的示意图。在本实施例中，假设运动中的人员欲使用包括了具有相同厚度H的杠片301、杠片302及杠片303的杠片组310进行训练。该人员可施加外力于传动元件110，藉以透过传动元件110带动杠片组310朝方向A作动，如图4A所示。在杠片组310作动的过程中，第一感测器170可藉由第一波束S1检测杠片组310的存在状态，并且讯号处理器150(如图3所示)可持续地藉由机电感应元件130所产生的第一讯号i计算出人员的该运动状态(例如：人员施加外力F以带动杠片组310的运动距离)。

在杠片组310沿着方向A移动了距离3H(即：三个杠片的厚度总和)而离开了第一感测器170的检测范围之后(即：在第一波束S1未能检测到杠片组310中的任意一个杠片之后)，第一感测器170可响应于杠片组310不存在而产生第二讯号i2，并将第二讯号i2发送至讯号处理器150。讯号处理器150可以根据在接收到第二讯号i2时传动元件110的运动距离为3H以及杠片组310中的每个杠片厚度为H而判断出杠片组310共包括三个杠片，从而由杠片的数量计算出杠片组310的重量。

在获得了杠片组310的重量后，讯号处理器150可根据杠片组310的重量以及人员的运动加速度(例如：拉动杠片组310向上的加速度或拉动杠片组310向下的加速度)计算出人员的施力曲线，施力曲线的计算方式如下列的公式(1)所示：

施力曲线＝F(t)＝M*(g+a(t))…公式(1)

其中F为施力曲线、t为时间、M为杠片组310的质量、g为重力加速度并且a(t)为随时间变化的运动加速度。

在本实施例中，当人员所使用的杠片为一个杠片(即：杠片301)时，第一感测器170可在其第一波束S1未能检测到杠片301之后，发送第二讯号i2至讯号处理器150。讯号处理器150可讯号处理器150可根据在接收到第二讯号i2时传动元件110的运动距离(即：杠片301的厚度H)而判断出人员所使用的杠片数量为一个。同样地，当人员所使用的杠片为两个杠片(即：杠片301及杠片302)时，第一感测器170可在其第一波束S1未能检测到杠片301及杠片302之后，发送第二讯号i2至讯号处理器150。讯号处理器150可根据在接收到第二讯号i2时传动元件110的运动距离(即：杠片301与杠片302的厚度和2H)而判断出人员所使用的杠片数量为两个。

在运动器材20仅安装了单一个感测器(即：第一感测器170)的情况下，人员(或人员带动的传动元件110)的运动距离不足可能会造成第一感测器170未能产生第二讯号i2，从而致使讯号处理器150无法根据第二讯号i2计算出使用中的杠片重量。举例来说，假设一人员使用杠片组310(即：杠片301、302及303)进行训练。当该名人员拉动杠片组310向上的距离不足时(即：杠片组310仍存在于第一波束S1的检测范围内时)，第一感测器170将无法检测到杠片组310不存在。因此，第一感测器170将无法产生讯号i2。因应于此，且由于不同人员所使用杠片数量可能不同，运动器材20可配置与第一感测器170相似的多个感测器。运动器材20可额外配置第二感测器180及/或第三感测器190。

图5根据本发明的实施例绘示配置多个感测器(即：第一感测器170、第二感测器180及第三感测器190)的运动器材20的示意图，其中，第二感测器180及第三感测器190的功能与第一感测器170相同，在此不再赘述。第二感测器180耦接讯号处理器150且与第一感测器170沿着包括多个杠片的人员300的移动路径PA设置。如图5所示，当一人员施加外力F于传动元件110以带动杠片组310沿着方向A向上移动时，第二感测器180可以在杠片组310向上的距离较短而不足以使第一感测器170产生第二讯号i2的情况下，使用第二波束S2检测到杠片组310的不存在而产生第二讯号i2。同样地，当一人员使用的杠片为杠片组320(即：杠片301、302、303、304及305)时，第三感测器190可以在杠片组320向上的距离较短而不足以使第一感测器170及第二感测器180产生第二讯号i2的情况下，使用第三波束S3检测到杠片组320的不存在而产生第二讯号i2。

在一些实施例中，第一感测器170可用以检测杠片的位置，藉以确保人员在使用后有将杠片正确地归零(归回原位)，原因在于归零检测是为了消除累积误差，因为在动与不动之间会造成些许的累积误差，因此需透过归零检测消除。图6A、6B、6C及6D根据本发明的实施例绘示藉由第一感测器170检测杠片301的位置的示意图。在本实施例中，第一感测器170可包括第一子感测器171以及第二子感测器173。第一子感测器171以及第二子感测器173可例如是近接感测器，其能够在不进行任何实体接触的情况下检测附近实体的存在。

第一子感测器171耦接讯号处理器150并且具有第一输出端out1。第一子感测器171可藉由第一波束S1检测物体300的多个杠片(即：杠片301、302、303、304、305及306)的存在状态以产生第二讯号i2至讯号处理器150。在本实施例中，产生第二讯号i2时的第一输出端out1为逻辑「1」，未产生第二讯号i2时的第一输出端out1为逻辑「0」，但本发明不限于此。第二子感测器173耦接讯号处理器150并且具有第二输出端out2。第二子感测器173与第一子感测器171沿物体300的移动路径PA设置。第二子感测器173可藉由第四波束S4检测物体300中的多个杠片(即：杠片301、302、303、304、305及306)的存在状态以产生第三讯号i3至讯号处理器150。在本实施例中，产生第三讯号i3时的第二输出端out2为逻辑「1」，未产生第三讯号i3时的第二输出端out2为逻辑「0」，但本发明不限于此。

讯号处理器150(如图3所绘示)耦接第一输出端out1及第二输出端out2，其可根据第二讯号i2与第三讯号i3(或第一输出端out1与第二输出端out2的逻辑状态)判断出物体300的位置或物体300中多个杠片(即：杠片301、302、303、304、305及306)中的至少其中之一杠片的位置。

具体来说，参照图6A。为了检测杠片301(及物体300)是否有被正确地归零，可在杠片301未移动的情况下设置第一子感测器171以使第一波束S1的检测路径垂直于方向A而与杠片301的上缘相距一间距，且使第一波束S1未能检测到物体300中的任意一个杠片。响应于第一波束S1未能检测到物体300中的任意一个杠片，第一子感测器171不产生第二讯号i2，因此，第一输出端out1的输出为「0」。另一方面，可在杠片301未移动的情况下设置第二子感测器173以使第四波束S4的检测路径垂直方向A而与杠片301的上缘相距一间距，且使第四波束S4可检测到物体300中的任意一个杠片。响应于第四波束S4能检测到物体300中的任意一个杠片，第二子感测器173产生第三讯号i3，因此，第二输出端out2的输出为「1」。换言之，讯号处理器150可根据第一输出端out1的逻辑为「0」且第二输出端out2的逻辑为「1」而判断杠片301(及物体300)未移动，亦即，杠片301(及物体300)处于归零状态。

相较于图6A绘示了杠片301(及物体300)处于归零状态的情形，图6B、6C及6D则绘示了杠片301(及物体300)未处于归零状态的情形。

在图6B中，传动元件110受外力而带动杠片301(及物体300)往方向A移动，使得第一波束S1及第四波束S4均能检测到物体300中的任意一个杠片。响应于第一波束S1能检测到物体300中的任意一个杠片，第一子感测器171产生第二讯号i2，因此，第一输出端out1的输出为「1」。响应于第四波束S4能检测到物体300中的任意一个杠片，第二子感测器173产生第三讯号i3，因此，第二输出端out2的输出为「1」。换言之，讯号处理器150可根据第一输出端out1的逻辑为「1」且第二输出端out2的逻辑为「1」而判断杠片301(即：物体300)已移动，亦即，杠片301(即：物体300)未处于归零状态。

在图6C中，传动元件110受外力而带动杠片301(即：物体300)往方向A移动，使得第一波束S1能检测到物体300中的任意一个杠片，但第四波束S4未能检测到物体300中的任意一个杠片。响应于第一波束S1能检测到物体300中的任意一个杠片，第一子感测器171产生第二讯号i2，因此，第一输出端out1的输出为「1」。响应于第四波束S4未能检测到物体300中的任意一个杠片，第二子感测器173不产生第三讯号i3，因此，第二输出端out2的输出为「0」。换言之，讯号处理器150可根据第一输出端out1的逻辑为「1」且第二输出端out2的逻辑为「0」而判断杠片301(即：物体300)已移动，亦即，杠片301(即：物体300)未处于归零状态。

在图6D中，传动元件110受外力而带动杠片301(即：物体300)往方向A移动，使得第一波束S1与第四波束S4均未能检测到物体300中的任意一个杠片。响应于第一波束S1未能检测到物体300中的任意一个杠片，第一子感测器171不产生第二讯号i2，因此，第一输出端out1的输出为「0」。响应于第四波束S4未能检测到物体300中的任意一个杠片，第二感测器173不产生第三讯号i3，因此，第二输出端out2的输出为「0」。换言之，讯号处理器150可根据第一输出端out1的逻辑为「0」且第二输出端out2的逻辑为「0」而判断杠片301(即：物体300)已移动，亦即，杠片301(即：物体300)未处于归零状态。

图7根据本发明的实施例绘示运动状态的检测方法70的流程图，检测方法70适用于检测人员的运动状态，并且可由运动状态检测装置10或运动器材20实现。在步骤S701，由人员施加外力以带动传动元件。在步骤S702，透过磁场变化感应传动元件的作动而产生第一讯号。在步骤S703，根据第一讯号与一讯号处理器的时脉计算出人员的运动状态。

综上所述，本发明的运动状态检测装置使用不需供电的机电感应元件来产生可用于计算运动状态的讯号。相较于使用旋转编码器，使用机电感应元件除了可节省用电，其生产成本也较为低廉。此外，由于不需配置太多的电线，安装本发明的运动状态检测装置十分简易。当应用于可进行重量训练的运动器材时，本发明可透过检测杠片而计算出使用者的施力曲线，提供真实数据&图像给使用者或是教练作为参考用资讯，用以帮助使用者调整其运动的行程以增加运动的效率。另一方面，本发明还可以藉由多个感测器检测出运动器材的杠片位置，藉以判断使用者在使用后有记得将运动器材归零，从而降低运动器材的耗损以及提高运动器材的安全性，并且可以消除累积误差。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

附图标记说明：

10：运动状态检测装置

20：运动器材

110：传动元件

111：皮带

113：传动元件的平面

130：机电感应元件

131：永磁部件

133：感应线圈

135：磁性开关

150：讯号处理器

170：第一感测器

171：第一子感测器

173：第二子感测器

180：第二感测器

190：第三感测器

300：物体

301、302、303、304、305、306：杠片

310、320：杠片组

70：检测方法

A、B：方向

F：外力

H：杠片的厚度

i1：第一讯号

i2：第二讯号

i3：第三讯号

out1：第一输出端

out2：第二输出端

PA：移动路径

S1：第一波束

S2：第二波束

S3：第三波束

S4：第四波束

S701、S703、S705：步骤

SS：运动状态

t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6：时间点

T：数字讯号的周期

x1、x2：类比讯号

y1、y2：数字讯号

θ：相位差。

Claims (17)

1.一种运动状态检测装置，其特征在于，用于检测人员的运动状态，包括传动元件、机电感应元件以及讯号处理器，其中，

所述传动元件用于受所述人员带动；

所述机电感应元件感应所述传动元件的作动以经由磁场变化来产生第一讯号；

所述讯号处理器耦接所述机电感应元件并且具有时脉，所述讯号处理器根据所述第一讯号与所述时脉计算出所述人员的所述运动状态。

2.如权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述机电感应元件包括永磁部件，所述永磁部件耦接于所述传动元件，当所述传动元件受所述人员带动时，所述永磁部件随着所述传动元件作动。

3.如权利要求2所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述机电感应元件还包括感应线圈，所述感应线圈感应所述永磁部件的作动而产生所述第一讯号。

4.如权利要求2所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述机电感应元件还包括磁性开关，所述磁性开关感测所述永磁部件的作动而产生所述第一讯号。

5.如权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述第一讯号包括不同相位的至少两个讯号，并且所述讯号处理器根据所述至少两个讯号的波形、相位差和所述时脉来计算所述人员的运动方向、运动距离及运动时间中的至少其中之一。

6.如权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述人员透过所述传动元件带动具有相同厚度的多个杠片，且所述运动状态检测装置还包括：

第一感测器，耦接该讯号处理器，所述第一感测器检测所述多个杠片的存在状态以产生第二讯号至所述讯号处理器，其中

所述讯号处理器还根据所述第二讯号以及所述厚度来计算出所述人员的所述运动状态。

7.如权利要求6所述的运动状态检测装置，其特征在于，还包括：

第二感测器，耦接所述讯号处理器且与所述第一感测器沿所述多个杠片的移动路径设置，所述第二感测器检测所述多个杠片的所述存在状态以发送第三讯号至所述讯号处理器，其中

所述讯号处理器根据所述第二讯号与所述第三讯号判断出所述多个杠片的位置。

8.如权利要求6所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述运动状态包括施力曲线、运动行程、运动行程消耗的时间、运动加速度或运动组数。

9.一种运动器材，其特征在于，用于检测人员的运动状态，包括物体以及运动状态检测装置，其中，

所述物体用于受所述人员所施加的外力带动；

所述运动状态检测装置包括传动元件、机电感应元件以及讯号处理器，其中，

所述传动元件耦接于所述物体，用于受所述人员带动；

所述机电感应元件感应所述传动元件的作动以经由磁性变化来产生第一讯号；

所述讯号处理器耦接所述机电感应元件并且具有时脉，所述讯号处理器根据所述第一讯号与所述时脉计算出所述人员的所述运动状态。

10.一种运动状态的检测方法，其特征在于，用于检测人员的运动状态，包括：

由所述人员施加外力以带动传动元件；

透过磁场变化感应所述传动元件的作动而产生第一讯号；以及

根据所述第一讯号与讯号处理器的时脉计算出所述人员的所述运动状态。

11.如权利要求10所述的运动状态的检测方法，其特征在于，还包括：

当所述传动元件受所述人员带动时，耦接于所述传动元件的永磁部件随着所述传动元件作动。

12.如权利要求11所述的运动状态的检测方法，其特征在于，所述透过磁场变化感应所述传动元件的作动而产生所述第一讯号的步骤包括：

透过感应线圈感应所述永磁部件的作动而产生所述第一讯号。

13.如权利要求11所述的运动状态的检测方法，其特征在于，所述透过磁场变化感应所述传动元件的作动而产生所述第一讯号的步骤包括：

透过磁性开关感应所述永磁部件的作动而产生所述第一讯号。

14.如权利要求10所述的运动状态的检测方法，其特征在于，所述第一讯号包括不同相位的至少两个讯号，且所述根据所述第一讯号与所述讯号处理器的所述时脉计算出所述人员的所述运动状态的步骤包括：

根据所述至少两个讯号的波形、相位差和所述时脉来计算所述人员的运动方向、运动距离及运动时间中的至少其中之一。

15.如权利要求10所述的运动状态的检测方法，其特征在于，人员施加所述外力以带动所述传动元件的步骤包括所述人员透过所述传动元件带动具有相同厚度的多个杠片，且所述运动状态的检测方法还包括：

由第一感测器检测所述多个杠片的存在状态以产生第二讯号；以及

根据所述第二讯号以及所述厚度来计算出所述人员的所述运动状态。

16.如权利要求15所述的运动状态的检测方法，其特征在于，还包括：

由第二感测器检测所述多个杠片的所述存在状态以产生第三讯号，其中所述第二感测器与所述第一感测器沿所述多个杠片的移动路径设置；以及

根据所述第二讯号与所述第三讯号判断出所述多个杠片的位置。

17.如权利要求15所述的运动状态的检测方法，其特征在于，所述运动状态包括施力曲线、运动行程、运动行程消耗的时间、运动加速度或运动组数。

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