CN113577638B

CN113577638B - 一种智能跳绳

Info

Publication number: CN113577638B
Application number: CN202110897105.1A
Authority: CN
Inventors: 桑成程
Original assignee: Shanghai Re Sr Information Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Re Sr Information Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2041-08-05
Also published as: CN113577638A

Abstract

本发明涉及智能运动设备技术领域。本发明公开了一种智能跳绳，包括两个手柄，还包括计数传感装置、心率检测装置、实时播报装置、警告装置、反作弊装置和人机交互装置。其中警告装置包括预警信息存储模块、心率比较模块和告警模块，反作弊装置包括静止心率获取模块、运动心率获取模块、跳绳频次获取模块、第一参考值获取模块、比较模块、和非正常信息输出模块。本发明提供了一种具有实时监测使用者心率功能的智能跳绳，其还能够实时播报使用者的运动数据。本发明基于心率检测装置、计数传感装置和反作弊装置构建了一个运动数据真实性判断系统，能够过滤使用者产生的不真实运动数据，能够保证线上比赛的公正性。

Description

一种智能跳绳

技术领域

本发明涉及智能运动设备技术领域，尤其是涉及一种智能跳绳。

背景技术

跳绳运动是一项极佳的健身运动，其入门比较简单，并且其能有效地训练个人的反应能力和耐力，有助于保持个人体态的健美和协调性，达到强生健体的目的。

目前市面上有很多款跳绳，其中包括普通跳绳和智能跳绳，其中智能跳绳具有记录跳绳时相关运动数据并通过手机等终端的app进行分享的功能，同时也兴起了一些建立于app社群的线上跳绳比赛，但是在这些线上比赛中也出现了一些出于虚荣心理而提交的不真实运动数据；同时现有的智能跳绳仅仅只能进行运动数据记录，在运动后进行运动数据的展示，使用者无法实时获取自己的运动数据，难以根据实时运动状况调整自己的运动节奏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能跳绳，以解决现有智能跳绳无法验证使用者运动数据真实性造成线上跳绳比赛出现不公平现象的问题，同时还能解决现有智能跳绳无法实时向使用者反馈运动数据造成使用者无法实时跳绳运动节奏的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种智能跳绳，包括两个手柄，还包括：

计数传感装置，设于手柄的端部，用于实时获取跳绳频次信息；

心率检测装置，设于手柄表面，用于与使用者手掌接触并实时获取使用者心率信息；

实时播报装置，设于手柄中，用于获取计数传感装置的跳绳频次信息和心率检测装置的使用者心率信息并播报跳绳频次信息和使用者心率信息；

警告装置，设于手柄中，用于根据心率检测模块获取的使用者心率信息发出警告信息，包括，预警信息存储模块，用于存储预警心率信息；心率比较模块，用于比较使用者心率信息与预警心率信息，当使用者心率信息大于预警心率信息时并输出心率预警信号；告警模块，用于接收心率比较模块输出的心率预警信号并根据心率预警信号进行告警处理；

反作弊装置，用于判断使用者的跳绳成绩是否为正常获得，包括：静止心率获取模块，用于通过心率检测装置获取使用者静止时的静止心率；运动心率获取模块，用于通过心率检测装置获取使用者跳绳时的运动心率；跳绳频次获取模块，用于通过计数传感装置获取使用者的跳绳频次信息；第一参考值获取模块，用于根据静止心率和运动心率计算得到第一参考值；比较模块，用于比较跳绳频次信息与第一参考值，当跳绳频次信息大于第一参考值时判定为使用者处于非正常跳绳频次状态；非正常信息输出模块，当比较模块判定使用者的该次跳绳记录处于非正常跳绳频次状态时对该次跳绳记录进行标记并进行提示；

人机交互装置，设于手柄表面，用于启动、关闭智能跳绳、向智能跳绳输入信息和向使用者显示信息。

进一步地，智能跳绳还包括：数据存储装置，用于存储由智能跳绳获取的跳绳频次信息、使用者心率信息和非正常跳绳频次信息及由使用者输入的信息；数据传输装置，用于与外部智能终端进行数据交互；供电接口，用于与电源连接为智能跳绳供电。

进一步地，数据传输装置包括，

有线数据传输装置，通过线缆与外部智能终端连接并进行数据交互；和/或无线数据传输装置，通过无线连接方式与外部智能终端连接并进行数据交互。

进一步地，智能跳绳还包括：

转动装置，分别设于两个手柄的端部并可沿端部的轴向进行转动；转动装置每转动一周，计数传感装置获取的跳绳次数增加一次。

进一步地，智能跳绳为有线跳绳，其还包括，绳体，其两端分别连接在两个手柄的转动装置上。

进一步地，智能跳绳为无线跳绳，其还包括，两个辅助转动部件，分别连接在两个手柄的转动装置上，在使用者跳绳时辅助转动装置进行转动。

进一步地，告警模块包括，

声音告警器，用于通过声音播报告警信息；和/或振动告警器，用于通过振动播报告警信息。

进一步地，预警心率信息为使用者的有氧运动有效心率最高值或使用者通过人机交互装置输入的预警心率值。

进一步地，预警心率信息为一系列心率预警值，进一步地，可以为不少于两个的不同的心率预警值。

进一步地，计数传感装置为设置在两个手柄的端部的霍尔传感器。

进一步地，第一参考值满足以下公式，

f₁＝(R_h-R_h0)×(k₀+0.2-0.1a)，k₀＝2.23，

其中f₁为第一参考值，R_h为运动心率，R_h0为静止心率，k₀为基准系数，a为使用者年龄，a≤60。

因此，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一种具有实时监测使用者心率功能的智能跳绳，其还能够实时播报使用者的运动数据。

(2)本发明基于心率检测装置、计数传感装置和反作弊装置构建了一个运动数据真实性判断系统，能够过滤使用者产生的不真实运动数据，能够保证线上比赛的公正性，也能够更好的监督和督促使用者进行运动。

附图说明

图1为本发明中一种实现方式中智能跳绳的一种示意图；

图2为本发明中另一种实现方式中智能跳绳的警告装置的一种结构示意图；

图3为本发明中另一种实现方式中智能跳绳的反作弊装置的一种结构示意图；

图4为本发明中另一种实现方式中智能跳绳(只展示其中一个手柄)的一种示意图；

图5为本发明中另一种实现方式中智能跳绳的一种示意图；

图中：智能跳绳100，手柄11，计数传感装置111，心率检测装置112，实时播报装置113，警告装置114，预警信息存储模块114a，心率比较模块114b，告警模块114c，反作弊装置115，静止心率获取模块115a，运动心率获取模块115b，跳绳频次获取模块115c，第一参考值获取模块115d，比较模块115e，非正常信息输出模块115f，人机交互装置116，数据存储装置117，数据传输装置118，供电接口119，转动装置120，辅助转动部件121，绳体21。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。

在本发明中，若非特指，所有的设备和原料均可从市场上购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的跳绳存在无法实时向使用者反馈运动数据造成使用者无法实时掌握跳绳运动节奏的问题，同时也存在无法验证使用者运动数据真实性，进而造成线上跳绳比赛出现不公平现象的问题。

本发明的申请人为了解决上述问题，在本发明的一种实现方式中提供了一种智能跳绳。

在如图1所示的一种实现方式中，智能跳绳100包括手柄11，手柄11上设有计数传感装置111、心率检测装置112、实时播报装置113、警告装置114、反作弊装置115和人机交互装置116。计数传感装置111设于手柄11的端部，用于实时获取跳绳频次信息。心率检测装置112设于手柄11表面，用于与使用者手掌接触并实时获取使用者心率信息。实时播报装置113设于手柄11中，用于获取计数传感装置111的跳绳频次信息和心率检测装置112的使用者心率信息并播报跳绳频次信息和使用者心率信息。警告装置114设于手柄11中，用于根据心率检测模块获取的使用者心率信息发出警告信息。反作弊装置115设于手柄11中，用于判断使用者的跳绳成绩是否为正常获得。人机交互装置116设于手柄11表面，用于启动、关闭智能跳绳100、向智能跳绳100输入信息和向使用者显示信息。如图2所示，警告装置114包括预警信息存储模块114a、心率比较模块114b和告警模块114c。预警信息存储模块114a用于存储预警心率信息。心率比较模块114b用于比较使用者心率信息与预警心率信息，当使用者心率信息大于预警心率信息时并输出心率预警信号。告警模块114c用于接收心率比较模块114b输出的心率预警信号，并根据心率预警信号进行告警处理。

作为一种实现方式，如图3所示，反作弊装置115包括静止心率获取模块115a、运动心率获取模块115b、跳绳频次获取模块115c、第一参考值获取模块115d、比较模块115e和非正常信息输出模块115f。静止心率获取模块115a，用于通过心率检测装置112获取使用者静止时的静止心率；运动心率获取模块115b用于通过心率检测装置112获取使用者跳绳时的运动心率。跳绳频次获取模块115c用于通过计数传感装置111获取使用者的跳绳频次信息。第一参考值获取模块115d用于根据静止心率和运动心率计算得到第一参考值，第一参考值为一跳绳频次参考值。比较模块115e用于比较跳绳频次信息与第一参考值，当跳绳频次信息大于第一参考值时判定为使用者处于非正常跳绳频次状态。非正常信息输出模块115f用于当比较模块115e判定使用者的该次跳绳记录处于非正常跳绳频次状态时对该次跳绳记录进行标记并进行提示。本发明在跳绳中设置了运动信息实时播报装置113和运动信息反作弊装置115。运动信息实时播报装置113实时获取使用者的运动信息，包括跳绳频次信息和心率信息，并进行实时播报。反作弊系统，能够通过综合使用者的跳绳频次和心率信息判断所获得的跳绳成绩是否为正常信息。其具体过程就是通过一个较为准确的公式根据使用者的年龄及某一时刻的心率数据计算一第一参考值，若该时刻实际跳绳频次超过该第一参考值则可认定为非正常运动记录。同时也可以根据某次运动过程中的心率平均值判断该次运动过程中的跳绳频次是否为正常运动记录。该第一参考值，可以通过收集众多使用者的跳绳信息经过一系列数据分析和拟合并结合使用者心率及年龄计算获得。本申请解决跳绳时使用者无法实时获取其运动信息，并且存在运动信息不正常信息的问题。

作为一种实现方式，如图4所示，智能跳绳100的手柄11中还包括数据存储装置117、数据传输装置118及供电接口119。其中，数据存储装置117用于存储由智能跳绳100获取的跳绳频次信息、使用者心率信息和非正常跳绳频次信息及由使用者输入的信息。数据传输装置118用于与外部智能终端进行数据交互。供电接口119用于与电源连接为智能跳绳100供电。为了存储在运动过程中产生的运动信息及存储使用者输入的一些设定信息，在智能跳绳100中设置数据存储装置117用于存储这些数据。为了便于运动数据的存储和分享，智能跳绳100上设有数据传输装置118，能够将运动信息传输至手机等终端中，供使用者进行分享和数据后处理。作为一款需要用电的智能跳绳100，其还设有供电接口119，供电接口119与电源相连为智能跳绳100中的各用电部件进行供电。

作为一种实现方式，与供电接口119相连的电源为电池，该电池设于智能跳绳100的一空腔中。采用电池作为智能跳绳100的电源，具有便于携带，并且方便进行跳绳运动的优点。

作为一种实现方式，与该供电接口119相连的电源为经过整流后的市电，即市电经过整流处理后通过导线与供电接口119相连为智能跳绳100供电。

作为一种实现方式，与该供电接口119相连的电源为能够维持智能跳绳100运作一段时间的一电容器或一超级电容器。智能跳绳100在使用过程中耗电量不大，因此采用电容器也可以为智能跳绳100的功能进行供电。

作为一种实现方式，数据传输装置118包括有线数据传输装置和/或无线数据传输装置。有线数据传输装置通过线缆与外部智能终端连接并进行数据交互，无线数据传输装置通过无线连接方式与外部智能终端连接并进行数据交互。数据传输装置118可以为有线传输装置，如设有USB接口的传输装置，可以通过相应设有的USB接口的线缆与电脑、手机等智能终端连接进行数据传输；数据传输装置118也可以为无线传输装置，通过蓝牙、WiFi、ANT+等传输协议或工具进行数据传输。智能跳绳100中会对跳绳的过程进行记录，所记录的数据包括跳绳运动的频次等信息，也包括跳绳过程中使用者的身体状况信息。现在社交网络发达，使用者也倾向于将自己的运动信息在社交网络中进行发布。同时部分使用者也会收集运动信息并对其进行分析，已掌握自己当下的身体信息。因此，智能跳绳100具有数据传输分享功能是必不可少的。当下最常见的数据分享方式即是通过蓝牙等无线信息传输方式传输和分享信息，同时如ANT+这种专门用于运动设备中的数据传输协议也能更好的在智能运动手表等智能运动设备之间进行传输，满足及时参看、分析及分享的功能。此外，虽然有线传输方式在当下存在操作步骤繁琐、无法随时分享等问题，但是由于有线传输成本低廉，并且跳绳运动通常在家中进行，即使采用有线方式传输数据，其对于使用者造成的不便也是在可接收范围内。

作为一种实现方式，如图4所示，智能跳绳100还包括转动装置120。转动装置120分别设于两个手柄11的端部并可沿端部的轴向进行转动。转动装置120每转动一周，计数传感装置111获取的跳绳次数增加一次。转动装置120与手柄11同轴设计，其可以围绕轴线进行转动，其与计数传感装置111共同作用，实现跳绳的计数功能。本申请中智能跳绳100的计数功能可以通过霍尔传感器实现，需要具有相对运动过程才能通过霍尔传感器获取跳绳频次，而在智能跳绳100中该涌动过程为旋转运动，因此需要在跳绳手柄11端部设置可沿手柄11轴向进行转动的转动装置120。每跳绳一次，转动装置120旋转一周，霍尔传感器获取一次信号，记录一次跳绳运动。

作为一种实现方式，如图1所示，智能跳绳100为有线跳绳，其还包括绳体21。绳体21的两端分别连接在两个手柄11的转动装置120上。在本实现方式中智能跳绳100为如常规跳绳一样的有线跳绳，两个手柄11之间连接设有绳体21，绳体21的两端分别连接在两个手柄11的转动装置120上，这样在跳绳过程中，随着一个跳绳周期的完成，绳体21能带动转动装置120旋转一圈。对于常见的有线跳绳，每进行一次跳绳运动，绳体21围绕人体转动一圈，在转动过程中转动装置120自然转动一圈，获取传感器获取一次信息，记录一次跳绳运动。

作为一种实现方式，如图5所示，智能跳绳100为无线跳绳，其还包括两个辅助转动部件121。两个辅助转动部件121分别连接在两个手柄11的转动装置120上，在使用者跳绳时两个辅助转动部件121带动辅助转动装置120进行转动。智能跳绳100为近来新兴的无线跳绳，两个手柄11之间没有一绳体21相互连接。由于缺少绳体21连接，在跳绳运动中仅靠手部甩动，存在转动装置120较难完成转动一圈的可能，会降低运动记录的准确性。因此为了使得在无线跳绳情况下，转动装置120还能够随着跳绳运动的进行而转动，因此在每个手柄11的转动装置120上分别设置一个辅助转动部件121，使得智能跳绳100在每进行一次跳绳运动后都能将准确地将该次跳绳运动进行记录。

作为一种实现方式，辅助转动部件121为设置在转动装置120侧面使转动装置120变成偏心结构的具有一定重量的块状物。辅助转动部件121可以通过对转动装置120改造成偏心结构后获得。

作为一种实现方式，辅助转动部件121为一端设有一具有一定重量小球另一端连接在转动装置120上的短绳体。辅助转动部件121也可以通过在两个手柄11上的转动部件上分别增加相应的重物实现。

作为一种实现方式，告警模块114c包括声音告警器和/或振动告警器。声音告警器用于通过声音播报告警信息。振动告警器用于通过振动播报告警信息。警告功能通过声音警告方式或振动警告方式实现，声音和振动形式都能够在运动过程中起到很好的警告效果，相比于视觉上的警告方式，声音和振动形式的警告方式也更易被感知和察觉。

作为一种实现方式，预警心率信息为使用者的有氧运动有效心率最高值或使用者通过人机交互装置116输入的预警心率值。对于普通使用者或初用者可以通过通用公式设置有氧运动有效心率最高值作为预警心率，而对于熟练者或具有更高目标的使用者，可以根据其身体状况或训练计划自行通过人机交互装置116自行设置合适的预警心率值。

作为一种实现方式，第一参考值满足以下公式，f₁＝(R_h-R_h0)×(k₀+0.2-0.1a)，其中k₀＝2.23，其中f₁为第一参考值，R_h为运动心率，R_h0为静止心率，k₀为基准系数，a为使用者年龄，a≤60。众所周知，跳绳的频率越快，即一定时间内跳绳次数更多，代表运动更加激烈，而心率值随着运动激烈程度加大而变大；常规通过手甩智能跳绳100获得较高跳绳频率的方法，由于仅仅手部进行运动，相较于类似这种不正常运动获得的跳绳频次，真正通过跳绳获得较高跳绳频次的心率值高出很多；在以20岁左右大学生为主要采集对象的基础上，经过结合采集其他年龄群的使用者的大量数据后，进行严密的数据统计分析，发现使用者的跳绳频次与静止时的心率和运动时的心率具有重要的相关性，特别是与运动时的心率和静止时的心率的差值具有较大的相关性；简单而言就是，使用者跳绳频次越高，则该差值越大；同时这样也能够排除由于使用者体质不同而静止心率不同带来的误差。将运动与静止时心率的差值作为主要判断依据，结合使用者年龄这一参数，在分析众多跳绳运动数据后，得到上述可以在通常情况下获取第一参考值的公式。经过验证后，采用由上述第一参考值判断是否为非正常成绩，具有96％以上的准确率，相对来说具有较高的准确性，对于跳绳运动的反作弊判断具有很好的参考性，使得本发明的非正常跳绳数据判断也具有很高的准确性，能够实现反作弊的目的。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种智能跳绳，包括两个手柄，其特征在于，所述智能跳绳还包括：

计数传感装置，设于所述手柄的端部，用于实时获取跳绳频次信息；

心率检测装置，设于所述手柄的表面，用于与使用者手掌接触并实时获取使用者心率信息；

实时播报装置，设于所述手柄中，用于获取所述计数传感装置的所述跳绳频次信息和所述心率检测装置的所述使用者心率信息并播报所述跳绳频次信息和所述使用者心率信息；

警告装置，设于所述手柄中，用于根据所述心率检测装置获取的所述使用者心率信息发出警告信息，所述警告装置包括：

预警信息存储模块，用于存储预警心率信息；

心率比较模块，用于比较所述使用者心率信息与所述预警心率信息，当所述使用者心率信息大于所述预警心率信息时并输出心率预警信号；

告警模块，用于接收所述心率比较模块输出的所述心率预警信号并根据所述心率预警信号进行告警处理；

反作弊装置，用于判断使用者的跳绳成绩是否为正常获得，所述反作弊装置包括：

静止心率获取模块，用于通过所述心率检测装置获取所述使用者静止时的静止心率；

运动心率获取模块，用于通过所述心率检测装置获取所述使用者跳绳时的运动心率；

跳绳频次获取模块，用于通过所述计数传感装置获取所述使用者的所述跳绳频次信息；

第一参考值获取模块，用于根据所述静止心率和所述运动心率计算得到第一参考值；

比较模块，用于比较所述跳绳频次信息与第一参考值，当所述跳绳频次信息大于所述第一参考值时判定为所述使用者处于非正常跳绳频次状态；

非正常信息输出模块，当所述比较模块判定所述使用者的该次跳绳记录处于所述非正常跳绳频次状态时对该次跳绳记录进行标记并进行提示；

人机交互装置，设于所述手柄表面，用于启动、关闭所述智能跳绳、向所述智能跳绳输入信息和向所述使用者显示信息；

所述第一参考值满足以下公式，

f ₁ =(R _h -R _h0 )×(k ₀ +0.2-0.1a)， k ₀ =2.23，

其中f ₁为第一参考值，R _h为运动心率，R _h0为静止心率，k ₀为基准系数，a为使用者年龄，a≤60。

2.根据权利要求1所述的一种智能跳绳，其特征至于，还包括：

数据存储装置，用于存储由所述智能跳绳获取的所述跳绳频次信息、所述使用者心率信息和所述非正常跳绳频次信息及由所述使用者输入的信息；

数据传输装置，用于与外部智能终端进行数据交互；

供电接口，用于与电源连接为所述智能跳绳供电。

3.根据权利要求2所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述数据传输装置包括，

有线数据传输装置，通过线缆与所述外部智能终端连接并进行数据交互；和/或

无线数据传输装置，通过无线连接方式与所述外部智能终端连接并进行数据交互。

4.根据权利要求1所述的一种智能跳绳，其特征在于，还包括：

转动装置，分别设于两个所述手柄的端部并可沿所述端部的轴向进行转动；所述转动装置每转动一周，所述计数传感装置获取的跳绳次数增加一次。

5.根据权利要求4所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述智能跳绳为有线跳绳，其还包括，

绳体，其两端分别连接在两个所述手柄的所述转动装置上。

6.根据权利要求4所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述智能跳绳为无线跳绳，其还包括，

两个辅助转动部件，分别连接在两个所述手柄的所述转动装置上，在所述使用者跳绳时辅助所述转动装置进行转动。

7.根据权利要求1所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述告警模块包括，

声音告警器，用于通过声音播报告警信息；和/或

振动告警器，用于通过振动播报告警信息。

8.根据权利要求1所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述预警心率信息为所述使用者的有氧运动有效心率最高值或所述使用者通过所述人机交互装置输入的预警心率值。

9.根据权利要求1所述的一种智能跳绳，其特征在于：

所述计数传感装置为设置在两个所述手柄的端部的霍尔传感器。