CN113491860A - 一种基于鸿蒙系统的智能跑步机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：主控制板内置鸿蒙系统；包括智能手表、步态传感器的智能穿戴佩戴在用户身上，并且与主控制板以蓝牙连接；主控制板连接并控制智能音箱；主控制板与云服务器以互联网连接；手机和管理前端电脑分布云服务器以互联网连接；主控制板包括AI算法软件模块、跑步状态监控软件模块、跑步结果分析软件模块；AI算法软件模块：包括接收存储模块、运算模块、输出模块；运算模块内置智能跑步程式计算公式。本发明在跑步前、跑步中、跑步后进行科学指导，实现智能私教科学化运动指导的目的，解决科学跑步的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于健身器材与运动干预领域，具体涉及一种基于鸿蒙系统的智能跑步机。
背景技术
近几年随着全民健身运动的推广，跑步机进入了越来越多的家庭，但是如何指导用户在跑步机上进行科学跑步、避免运动伤害、提高运动效果，一直是行业追求的目标，目前解决这个问题的方法就是通过私教进行现场指导。但是私教的成本和私教的水平，无法保证大部分的用户得到科学指导，这成为健身行业发展的难题。
发明内容
本发明提供一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其目的是解决现有技术的缺点，在跑步前、跑步中、跑步后进行科学指导，实现智能私教科学化运动指导的目的，解决科学跑步的技术难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，包括跑台，跑台包括跑步板、跑步板上套设的跑步带、连接并驱动跑步带的跑步带驱动机电组合、连接并驱动跑步板的跑台倾角驱动机电组合，控制台包括主控制板、主控制板连接显示器、数据通讯板、按键板；主控制板连接控制上述跑步板、跑步带、跑步带驱动机电组合、跑台倾角驱动机电组合；其特征在于：
主控制板内置鸿蒙系统；
包括智能手表、步态传感器的智能穿戴佩戴在用户身上，并且与主控制板以蓝牙连接；
主控制板连接并控制智能音箱；
主控制板与云服务器以互联网连接；
手机和管理前端电脑分布云服务器以互联网连接；
主控制板包括AI算法软件模块、跑步状态监控软件模块、跑步结果分析软件模块；
AI算法软件模块：包括接收存储模块、运算模块、输出模块；运算模块内置智能跑步程式计算公式；
跑步前：
用户登录智能跑步机，智能跑步机与智能手机在鸿蒙系统的分布式、软总线技术支持下进行数据无缝流转，智能手机将用户年龄、性别、身高、体重、体成分数据、静息心率数据、历史运动数据运动健康数据流转至AI算法软件模块的接收存储模块；
AI算法软件模块的运算模块分析用户运动健康基础数据，通过运算模块计算跑步时长、各阶段跑步速度、各阶段跑步坡度，形成推荐的智能跑步程式；AI算法软件模块的输出模块输出推荐的智能跑步程式，显示在显示器上；
跑步中：
智能穿戴将实时用户身体内部和外部状态数据通过鸿蒙系统的软总线技流转至主控制板，跑步状态监控软件模块分析时用户身体内部和外部状态数据，实时语音指导音频数据流转至智能音箱，并通过图像、声音、文字一种或多种方式实时指导用户正确跑步；
跑步后：
跑步结果分析软件模块分析整个跑步过程的数据，通过图像、声音、文字一种或多种方式在显示器展示跑步结果、跑步效果，及心肺能力、跑步姿态分析评测报告和改进建议；
智能跑步机和智能手机在鸿蒙系统软总线技术环境下，与云服务器及管理前端电脑进行数据流转，对数据进行分析、智能跑步程式修正值运算、存储、管理。
跑步状态监控软件模块分析的用户身体内部状态数据包括心率、体温、血氧饱和度、动态血压、心电图；用户身体外部状态数据包括着地时间、着地脚部位置、着地冲击力、脚部外翻幅度、小腿摆动角度跑步姿势参数，还包括步频、步幅、身体前后倾角、身体左右倾角、上肢摆动角度参数。
跑步结果分析软件模块分析后展示：
跑步结果，包括跑步时长、距离、消耗热量、步数、平均步频、平均速度、平均坡度、步频分析参数；
跑步效果，包括训练效果、疲劳程度参数；
心肺能力，包括心率分析、最大摄氧量；
跑步姿态，包括着地时间分析、脚部外翻幅度分析、着地脚部位置分析、触地时间分析、着地冲击力分析、小腿摆动角度分析。
主控制板包括跑步过程训练强度随心率区间修正软件模块：
该模块通过调整跑步机的跑步速度、坡度数值，以保证用户心率在选择的目标训练强度心率区间；
当实时心率小于心率区间下限，按一定比例增加坡度或速度；当实时心率大于心率区间上限，按一定比例减少坡度或速度。
主控制板包括跑步数据加密和传输软件模块：
在用户在跑步机退出登录的账号后，所有数据自动流转至个人手机，并完全删除在跑步机内存中的个人数据，以达到用户数据的安全性。
智能跑步机的数据通讯板与云服务器通讯，云服务器包括数据库、运算软件模块、接口软件模块、管理软件模块，其与智能跑步机、智能手机进行数据流转、存储、运算、管理用户运动健康数据，在接收每次跑步结果和效果数据后，与历史数据比较分析，作为智能跑步程式的修正参数之一。
本发明的有益之处在于：
本发明智能跑步机与智能手机、智能手表、步态传感器、音响等设备组成智能运动超级终端；
跑步前，智能手机将年龄、性别、身高、体重、体成分数据、静息心率数据、历史运动数据等运动健康数据流转至智能跑步机，智能跑步机内置的AI算法软件模块根据运动健康基础计算输出推荐的智能跑步程式；智能跑步程式包括速度、坡度、时长、心率区间值，用户只需一键启动，开始跑步；
跑步中，智能手表、步态传感器等智能穿戴将心率数据、步态数据等实时用户身体内部和外部状态数据流转至智能跑步机，智能跑步机内置的跑步状态监控软件模块分析时用户身体内部和外部状态数据，并通过图像、声音、文字等方式实时指导用户正确跑步；
跑步后，智能跑步机内置的跑步结果分析软件模块分析整个跑步过程的数据，通过图像、声音、文字等方式展示跑步结果、跑步效果，及心肺能力、跑姿等分析评测报告和改进建议。
本发明智能跑步机帮助用户实现安全和科学运动目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中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实施例。为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。
需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示：
本发明的智能跑步机1的主控制板内置鸿蒙系统，智能手表3、步态传感器4佩戴在用户身上，并且与智能跑步机1的主控制板以蓝牙连接。
智能跑步机1的主控制板连接并控制智能音箱5。
智能跑步机1的主控制板与云服务器6以互联网连接。
手机2和管理前端电脑分布云服务器6以互联网连接。
从而智能跑步机1与智能手机2、智能手表3、步态传感器4、智能音响5、云服务器6、管理前端电脑7等设备组成智能运动超级终端。
智能跑步机1包括：1个跑台，跑台包括跑步板、跑步板上套设的跑步带、连接并驱动跑步带的跑步带驱动机电组合、连接并驱动跑步板的跑台倾角驱动机电组合，控制台内的主控制板连接控制上述跑步板、跑步带、跑步带驱动机电组合、跑台倾角驱动机电组合，以上为常规设置。
控制台包括主控制板、主控制板连接显示器、数据通讯板、按键板。
主控制板内置鸿蒙系统，具备分布式、软总线、数据安全等能力。
主控制板包括AI算法软件模块、跑步状态监控软件模块、跑步结果分析软件模块。
AI算法软件模块：包括接收存储模块、运算模块、输出模块。
跑步前，智能手机2将年龄、性别、身高、体重、体成分数据、静息心率数据、历史运动数据等运动健康基础数据流转至接收存储模块，运算模块分析用户运动健康基础数据，通过运算模块计算跑步时长、各阶段跑步速度、各阶段跑步坡度，形成完整的推荐的智能跑步程式；输出模块输出推荐的智能跑步程式，显示在显示器上，用户只需一键启动，开始科学跑步。
运算模块，其特征在于，它包括：如下算法规则：
智能跑步程式计算公式：
①、与年龄、性别因素关联的最高速度和坡度
②、BMI计算方法
体质指数BMI＝体重(公斤)÷身高(米)的平方kg/m^2
③、程式列表：
男性BMI数值对应的跑步程式(跑步速度V，跑步坡度S)
注意：当跑步机没有坡度控制功能，则可忽略以上表格的坡度参数。
女性BMI数值对应的跑步程式(跑步速度V，跑步坡度S)
注意：当跑步机没有坡度控制功能，则可忽略以上表格的坡度参数。
④、整个自动跑步程式时长为：
当10＝<年龄＝<18：时间T2＝T1*年龄/18
当19＝<年龄＝<80：时间T2＝10+T1*(1-年龄/80)*1.5
当年龄>80：时间T2＝10
⑤、睡眠时长关联的跑步时长修正公式：
跑步时长T3＝T2*(1-(N-睡眠时间)/K1
即修正过的每个阶段的时间为：T3/15
注：N为对应年龄的合理睡眠时间，K1为修正系数。
⑥、训练状态关联的智能跑步程式各段跑步速度、坡度修正公式：
段1修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K21
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K21
段2修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K22
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K22
段3修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K23
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K23
段4修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K22
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K24
段5修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K25
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K25
段6修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K26
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K26
段7修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K27
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K27
段8修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K28
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K28
段9修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K29
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K29
段10修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2A
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2A
段11修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2B
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2B
段12修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2C
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2C
段13修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2D
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2D
段14修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2E
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2E
段15修正值，跑步速度：V*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2F
跑步坡度：S*(标准恢复时间-已恢复时间)/K2F
(注：标准恢复时间与年龄、上次运动量相关，K21——K2F与年龄相关的系数)
(注：对于没有坡度的跑步机，忽略坡度描述部分)
⑦、最终跑步程式为结合以上①、②、③、④、⑤、⑥算法软件运算获得。
跑步状态监控软件模块：
在跑步中，智能手表3、步态传感器4等智能穿戴将心率数据、步态数据等实时用户身体内部和外部状态数据流转至智能跑步机1的主控制板，跑步状态监控软件模块分析时用户身体内部和外部状态数据，并通过图像、声音、文字等一种或多种方式实时指导用户正确跑步。
用户身体内部状态数据，包括关联年龄和体能的训练强度运动心率区间，由最大心率的百分比表示，如热身区间(50％-60％)、燃脂区间(61％-70％)、有氧耐力区间(71％-80％)、无氧耐力区间(81％-90％)、极限区间(91％-100％)，及非运动区间(小于50％)
(注：最大心率为：220-年龄+体能相关修正值)
用户身体内部状态数据，可包括心率、体温、血氧饱和度、动态血压、心电图等。
用户身体外部状态数据，包括着地时间、着地脚部位置、着地冲击力、脚部外翻幅度、小腿摆动角度等跑步姿势参数，还可包括步频、步幅、身体前后倾角、身体左右倾角、上肢摆动角度等参数。
跑步结果分析软件模块：
在跑步后，跑步结果分析软件模块分析整个跑步过程的数据，通过图像、声音、文字等一种或多种方式在显示器展示跑步结果、跑步效果，及心肺能力、跑步姿态等分析评测报告和改进建议。
跑步结果，包括跑步时长、距离、消耗热量、步数、平均步频、平均速度、平均坡度、步频分析等参数。
跑步效果，包括训练效果、疲劳程度等参数。
心肺能力，包括心率分析、最大摄氧量等。
跑步姿态，包括着地时间分析、脚部外翻幅度分析、着地脚部位置分析、触地时间分析、着地冲击力分析、小腿摆动角度分析等。
主控制板包括跑步过程训练强度随心率区间修正软件模块：
该模块通过调整跑步机的跑步速度、坡度数值，以保证用户心率在选择的目标训练强度心率区间。
心率区间计算公式：
目标训练强度心率区间下限＝目标训练强度下限百分比*(最大心率—静息心率)+静息心率。
目标训练强度心率区间上限＝目标训练强度上限百分比*(最大心率—静息心率)+静息心率。
控制方式：
当实时心率小于心率区间下限，按一定比例增加坡度或速度；
当实时心率大于心率区间上限，按一定比例减少坡度或速度。
(注：对于没有坡度调节的跑步机，忽略坡度描述部分)
主控制板包括跑步数据加密和传输软件模块：
在用户在跑步机退出登录的账号后，所有数据自动流转至个人手机，并完全删除在跑步机内存中的个人数据，以达到用户数据的安全性。
智能跑步机1还包括数据通讯板，数据通讯板与云服务器通讯，云服务器包括数据库、运算软件模块、接口软件模块、管理软件模块，其与智能跑步机、智能手机进行数据流转、存储、运算、管理用户运动健康数据，在接收每次跑步结果和效果数据后，与历史数据比较分析，作为智能跑步程式的修正参数之一。
跑步前：
用户登录内置鸿蒙系统的智能跑步机1，智能跑步机1与用户智能手机2在鸿蒙系统的分布式、软总线技术支持下进行数据无缝流转，智能手机2将用户年龄、性别、身高、体重、体成分数据、静息心率数据、历史运动数据等运动健康数据流转至智能跑步机1；
智能跑步机1内置的AI算法软件模块计算输出推荐的智能跑步程式；智能跑步程式包括速度、坡度、时长、心率区间等，用户只需一键启动，开始跑步。
跑步中：智能跑步机1接收智能手表3、步态传感器4等智能穿戴通过软总线技术流转的心率数据、步态数据等实时用户身体内部和外部状态；
智能跑步机1内置的跑步状态监控软件模块分析用户身体内部和外部状态数据；实时语音指导音频数据流转至智能音箱5；并通过图像、声音、文字等方式实时指导用户正确跑步。
跑步后：
智能跑步机1内置的跑步结果分析软件模块分析整个跑步过程的数据，通过图像、声音、文字等方式展示跑步结果、跑步效果，及心肺能力、跑姿等分析评测报告和改进建议；
智能跑步机1和智能手机2在鸿蒙系统软总线技术环境下，与云服务器6及管理前端电脑7进行数据流转，对数据进行分析、智能跑步程式修正值运算、存储、管理。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，包括跑台，跑台包括跑步板、跑步板上套设的跑步带、连接并驱动跑步带的跑步带驱动机电组合、连接并驱动跑步板的跑台倾角驱动机电组合，控制台包括主控制板、主控制板连接显示器、数据通讯板、按键板；主控制板连接控制上述跑步板、跑步带、跑步带驱动机电组合、跑台倾角驱动机电组合；其特征在于：
主控制板内置鸿蒙系统；
包括智能手表、步态传感器的智能穿戴佩戴在用户身上，并且与主控制板以蓝牙连接；
主控制板连接并控制智能音箱；
主控制板与云服务器以互联网连接；
手机和管理前端电脑分布云服务器以互联网连接；
主控制板包括AI算法软件模块、跑步状态监控软件模块、跑步结果分析软件模块；
AI算法软件模块：包括接收存储模块、运算模块、输出模块；运算模块内置智能跑步程式计算公式；
跑步前：
用户登录智能跑步机，智能跑步机与智能手机在鸿蒙系统的分布式、软总线技术支持下进行数据无缝流转，智能手机将用户年龄、性别、身高、体重、体成分数据、静息心率数据、历史运动数据运动健康数据流转至AI算法软件模块的接收存储模块；
AI算法软件模块的运算模块分析用户运动健康基础数据，通过运算模块计算跑步时长、各阶段跑步速度、各阶段跑步坡度，形成推荐的智能跑步程式；AI算法软件模块的输出模块输出推荐的智能跑步程式，显示在显示器上；
跑步中：
智能穿戴将实时用户身体内部和外部状态数据通过鸿蒙系统的软总线技流转至主控制板，跑步状态监控软件模块分析时用户身体内部和外部状态数据，实时语音指导音频数据流转至智能音箱，并通过图像、声音、文字一种或多种方式实时指导用户正确跑步；
跑步后：
跑步结果分析软件模块分析整个跑步过程的数据，通过图像、声音、文字一种或多种方式在显示器展示跑步结果、跑步效果，及心肺能力、跑步姿态分析评测报告和改进建议；
智能跑步机和智能手机在鸿蒙系统软总线技术环境下，与云服务器及管理前端电脑进行数据流转，对数据进行分析、智能跑步程式修正值运算、存储、管理。
2.如权利要求1所述的一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：跑步状态监控软件模块分析的用户身体内部状态数据包括心率、体温、血氧饱和度、动态血压、心电图；用户身体外部状态数据包括着地时间、着地脚部位置、着地冲击力、脚部外翻幅度、小腿摆动角度跑步姿势参数，还包括步频、步幅、身体前后倾角、身体左右倾角、上肢摆动角度参数。
3.如权利要求1所述的一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：跑步结果分析软件模块分析后展示：
跑步结果，包括跑步时长、距离、消耗热量、步数、平均步频、平均速度、平均坡度、步频分析参数；
跑步效果，包括训练效果、疲劳程度参数；
心肺能力，包括心率分析、最大摄氧量；
跑步姿态，包括着地时间分析、脚部外翻幅度分析、着地脚部位置分析、触地时间分析、着地冲击力分析、小腿摆动角度分析。
4.如权利要求1所述的一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：主控制板包括跑步过程训练强度随心率区间修正软件模块：
该模块通过调整跑步机的跑步速度、坡度数值，以保证用户心率在选择的目标训练强度心率区间；
当实时心率小于心率区间下限，按一定比例增加坡度或速度；当实时心率大于心率区间上限，按一定比例减少坡度或速度。
5.如权利要求1所述的一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：主控制板包括跑步数据加密和传输软件模块：
在用户在跑步机退出登录的账号后，所有数据自动流转至个人手机，并完全删除在跑步机内存中的个人数据，以达到用户数据的安全性。
6.如权利要求1所述的一种基于鸿蒙系统的智能跑步机，其特征在于：智能跑步机的数据通讯板与云服务器通讯，云服务器包括数据库、运算软件模块、接口软件模块、管理软件模块，其与智能跑步机、智能手机进行数据流转、存储、运算、管理用户运动健康数据，在接收每次跑步结果和效果数据后，与历史数据比较分析，作为智能跑步程式的修正参数之一。
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| CN202110830148.8A CN113491860A (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种基于鸿蒙系统的智能跑步机 |
Publications (1)
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|---|---|
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