CN113209583A - 一种基于体能训练的智能化低氧保健系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于体能训练的智能化低氧保健系统。本发明包括智能化低氧发生装置、多媒体互动控制装置、云端分析平台、开式面罩和生理指标检测装置；智能低氧发生装置包括通过管路依次连接的空气过滤器、空气压缩机、压缩空气储气罐、精滤设备、电控阀、加热器、膜分离单元、稳压气储气罐、控制阀和流量计；生理指标检测装置用于检测被训练人员在低氧情况下的身体各项生理指标；云端分析平台用于采集智能化低氧发生装置的工作数据和生理指标，生成训练方案。本发明通过智能化低氧发生装置产生低氧产品并由开式面罩提供给用户呼吸使用，云端分析平台采集用户生理指标数据生成训练方案，提高人体心肺功能以及低氧环境下的适应能力和耐受能力。

Description

一种基于体能训练的智能化低氧保健系统
技术领域
本发明属于运动保健技术领域，特别是涉及一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，除了用于日常低氧保健和体能健身，还可用于竞技体育专业的低氧训练、相关实验室做低氧实验等之用。
背景技术
智能化低氧气发生器是一种能够有效实现低氧制取、调节等自动化控制功能的设备，具有模拟不同高原低氧环境，综合集成呼吸频率、心率、血氧饱和度等智能化检测功能，能够实现对人体训练过程的实时监控。
在实际生活中，运动员为适应高原环境竞技，多数长期在高原地域设置训练基地，对运动员进行高原体能训练，以使运动员能够在高原环境中适应高强度的竞技比赛的体能需求。然而，受条件限制，不可能所有的运动员都能够在高原训练基地得到有效的体能训练，现在的问题是：能否在平原环境下模拟高原环境，使运动员能够得到效果相当的训练模式。可能的实施方式有将运动员封闭在低压舱中进行训练，此种方式投资较大，受场地的制约性较强。
现有的智能化低氧气发生器产品整机系统体积庞大、安装复杂，不便于个人使用，且没有针对低氧保健的个人产品，没有形成不同人群的定制化的个性训练方案反馈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，通过智能化低氧发生装置产生低氧产品并由开式面罩提供给用户呼吸使用，云端分析平台采集用户生理指标数据生成训练方案，解决了现有的高原训练成本高、训练效果不佳的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，包括智能化低氧发生装置、多媒体互动控制装置、云端分析平台、开式面罩和生理指标检测装置；
所述智能低氧发生装置包括通过管路依次连接的空气过滤器、空气压缩机、压缩空气储气罐、精滤设备、电控阀、加热器、膜分离单元、稳压气储气罐、控制阀和流量计；所述流量计的输出端连接有开式面罩；所述空气压缩机和压缩空气储气罐之间管路上安装有一散热装置；所述散热装置用于散去空气压缩机在压缩空气的过程中产生的热量；所述稳压气储气罐上安装有低氧气浓度检测装置；所述电控阀上安装有压力表；
所述生理指标检测装置固定安装在被训练人员身上，用于检测被训练人员在低氧情况下的身体各项生理指标；
所述多媒体互动控制装置的输出端分别与电控阀、加热器、膜分离单元和控制阀电性连接；
所述云端分析平台用于采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，并进行统计分析。
优选地，所述开式面罩设置有可存储产品气的补偿囊；所述补偿囊能够在人体呼气时，呼出的气体进入补偿囊并储存，并在人体吸气时，补偿囊内的产品气能能够及时补给人体吸入。
优选地，所述稳压气储气罐还连接有制氮机；所述低氧气浓度检测装置用于检测稳压气储气罐内的氧气浓度，当氧气浓度大于预设值时，启动制氮机向稳压气储气罐内注入氮气来降低稳压气储气罐内的氧气浓度。
优选地，所述云端分析平台采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，通过人工智能算法库，筛选和分析汇总数据，并得出体能训练指导方案，具体步骤如下：
步骤S1：云端分析平台采集用户基本数据、生理数据和低氧发生装置运行数据；
步骤S2：判断获取的数据是否为有用数据；
步骤S3：对数据进行清洗剔除，获取有用数据并储存；
步骤S4：调用专家库系统进行训练大数据分析，生成训练方案；
步骤S5：将训练方案推送至多媒体互动控制装置进行展示。
优选地，所述膜分离单元为中空纤维膜；所述中空纤维膜用于控制产品气经过中空纤维膜时的氧分压。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过智能化低氧发生装置产生低氧产品并由开式面罩提供给用户呼吸使用，智能化低氧发生装置将空气进行深度过滤后，由膜分离单元控制出口产品气的氧分压加热后供人体使用，提高人体心肺功能以及低氧环境下的适应能力和耐受能力。
(2)本发明通过云端分析平台采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，通过人工智能算法库，筛选和分析汇总数据，并得出体能训练指导方案，提高运动训练的质量和效果，缩短了常氧训练强度要求下的训练时长，一定程度的提高运动员竞技水平；同时，低氧训练平原化的推广，能够极大的节省运动员赴高原训练成本费用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于体能训练的智能化低氧保健系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，包括智能化低氧发生装置、多媒体互动控制装置、云端分析平台、开式面罩和生理指标检测装置；
智能低氧发生装置包括通过管路依次连接的空气过滤器、空气压缩机、压缩空气储气罐、精滤设备、电控阀、加热器、膜分离单元、稳压气储气罐、控制阀和流量计；流量计的输出端连接有开式面罩；空气压缩机和压缩空气储气罐之间管路上安装有一散热装置；散热装置用于散去空气压缩机在压缩空气的过程中产生的热量；稳压气储气罐上安装有低氧气浓度检测装置；电控阀上安装有压力表；
智能低氧发生装置的工作原理如下：开启智能低氧发生装置的电源开关，空气压缩机开始工作，外部空气经过空气过滤器初步过滤后，被空气压缩机压缩形成高压空气被储存至压缩空气储气罐内，精滤设备进一步将高压空气中所含的水份和杂质进行进一步的过滤除杂；管道上连接压力表用于时刻监测管道内的气体压力，高压空气经过加热器输入到膜分离单元进行气体分离，并将产品气体收集到稳压气储气罐中储存待用；同时，低氧气体浓度检测装置检测稳压气储气罐的氧气浓度，当稳压气储气罐内的氧气浓度大于预设值时，启动制氮机向稳压气储气罐内注入氮气，直至稳压气储气罐内的氧气浓度达到预设值。
智能低氧发生装置在使用时：用户面部带上开式面罩，并将管道对着用户的口鼻处，管道上的控制阀控制稳压气储气罐内低氧的流速，并将管道上的流量计时刻监控低氧的流速来不断将低氧输入到面罩内供人体吸用，同时在开式面罩上附带补偿囊，补偿囊能够在人体呼气时，呼出的气体进入补偿囊并储存，并在人体吸气时，补偿囊内的产品气能能够及时补给人体吸入；避免了产品气的浪费，降低训练成本。
生理指标检测装置固定安装在被训练人员身上，用于检测被训练人员在低氧情况下的身体各项生理指标；
多媒体互动控制装置的输出端分别与电控阀、加热器、膜分离单元和控制阀电性连接；
云端分析平台用于采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，并进行统计分析。
云端分析平台的工作原理如下：云端分析平台接收智能化低氧发生装置上传工作数据、生理指标检测装置上传被训练人员的各项生理指标数据，云端分析平台对上传的数据进行清洗处理，去除多余、异常的数据，用专家库系统进行训练大数据分析，生成训练方案；当下次用户接收训练时，云端分析平台调用该用户的训练方法，控制智能低氧发生装置穿出氮气氧气的比例来供用户训练使用，或者制成罐状供用户户外使用。本发明采用个人面罩式供气方式，可以准确控制输出产品气的氧氮气成分比例，便于携带，避免了在固定式低氧室内训练气体混合不均匀、低氧指标控制精度差，重复吸入人体呼出二氧化碳、不利于人体生理卫生健康，以及耗能大等问题。
其中，开式面罩设置有可存储产品气的补偿囊；补偿囊能够在人体呼气时，呼出的气体进入补偿囊并储存，并在人体吸气时，补偿囊内的产品气能能够及时补给人体吸入。
其中，稳压气储气罐还连接有制氮机；低氧气浓度检测装置用于检测稳压气储气罐内的氧气浓度，当氧气浓度大于预设值时，启动制氮机向稳压气储气罐内注入氮气来降低稳压气储气罐内的氧气浓度。
其中，云端分析平台采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，通过人工智能算法库，筛选和分析汇总数据，并得出体能训练指导方案，具体步骤如下：
步骤S1：云端分析平台采集用户基本数据、生理数据和低氧发生装置运行数据；
步骤S2：判断获取的数据是否为有用数据；
步骤S3：对数据进行清洗剔除，获取有用数据并储存；
步骤S4：调用专家库系统进行训练大数据分析，生成训练方案；
步骤S5：将训练方案推送至多媒体互动控制装置进行展示。
其中，膜分离单元为中空纤维膜；中空纤维膜用于控制产品气经过中空纤维膜时的氧分压。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，其特征在于，包括智能化低氧发生装置、多媒体互动控制装置、云端分析平台、开式面罩和生理指标检测装置；
所述智能低氧发生装置包括通过管路依次连接的空气过滤器、空气压缩机、压缩空气储气罐、精滤设备、电控阀、加热器、膜分离单元、稳压气储气罐、控制阀和流量计；所述流量计的输出端连接有开式面罩；所述空气压缩机和压缩空气储气罐之间管路上安装有一散热装置；所述散热装置用于散去空气压缩机在压缩空气的过程中产生的热量；所述稳压气储气罐上安装有低氧气浓度检测装置；所述电控阀上安装有压力表；
所述生理指标检测装置固定安装在被训练人员身上，用于检测被训练人员在低氧情况下的身体各项生理指标；
所述多媒体互动控制装置的输出端分别与电控阀、加热器、膜分离单元和控制阀电性连接；
所述云端分析平台用于采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，并进行统计分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，其特征在于，所述开式面罩设置有可存储产品气的补偿囊；所述补偿囊能够在人体呼气时，呼出的气体进入补偿囊并储存，并在人体吸气时，补偿囊内的产品气能能够及时补给人体吸入。
3.根据权利要求1所述的一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，其特征在于，所述稳压气储气罐还连接有制氮机；所述低氧气浓度检测装置用于检测稳压气储气罐内的氧气浓度，当氧气浓度大于预设值时，启动制氮机向稳压气储气罐内注入氮气来降低稳压气储气罐内的氧气浓度。
4.根据权利要求1所述的一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，其特征在于，所述云端分析平台采集智能化低氧发生装置的工作数据以及被训练人员的各项生理指标数据，通过人工智能算法库，筛选和分析汇总数据，并得出体能训练指导方案，具体步骤如下：
步骤S1：云端分析平台采集用户基本数据、生理数据和低氧发生装置运行数据；
步骤S2：判断获取的数据是否为有用数据；
步骤S3：对数据进行清洗剔除，获取有用数据并储存；
步骤S4：调用专家库系统进行训练大数据分析，生成训练方案；
步骤S5：将训练方案推送至多媒体互动控制装置进行展示。
5.根据权利要求1所述的一种基于体能训练的智能化低氧保健系统，其特征在于，所述膜分离单元为中空纤维膜；所述中空纤维膜用于控制产品气经过中空纤维膜时的氧分压。
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