CN113680002B - 一种应用于检力器的训练管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能训练技术领域，具体为一种应用于检力器的训练管理系统，包括计数模块、体征检测模块、训练规划模块和训练绩效模块，所述计数模块设置于检力器内部，计数模块包括高度测量模块和计数器本方案通过检测检力器内部重锤的上升高度来记录用户训练量，实现了检力器训练的智能计数，所述体征检测模块检测的体征数据能够反映出用户的身体状态，本方案中训练规划模块根据用户历史体征数据以及训练记录生成对应的训练计划和训练指标，从而使得用户的体能训练与用户的实际身体健康状态之间的联系更加紧密，在减轻教练人员负担的同时还实现了检力器训练的智能规划。

Description

一种应用于检力器的训练管理系统
技术领域
本发明涉及智能训练技术领域，具体为一种应用于检力器的训练管理系统。
背景技术
矿山生产过程中存在着许多可能导致矿山伤亡事故的潜在的不安全因素，这些不安全因素导致矿山开采存在着一定的危险性，而在矿山发生伤亡事故时，通常会有矿山救护队参与到矿山救援中。但矿山救护队员须在高温、湿热、毒害气体和爆炸性气体构成的复杂、狭小及封闭性的环境中工作，对体能的要求极为严苛，所以矿山救护队员需在日常生活中进行大量的体能训练。
在现有的体能训练中，矿山救护队员通常会通过检力器来训练自身力量，检力器的内部设置有一重锤，重锤上端连接有牵引重锤的拉力绳，用户训练时通过拉动拉力绳使得重锤上下移动来锻炼自身，但现有的检力器通常没有自动计数功能，用户使用检力器训练时也是以固定式的训练计划来进行锻炼，这种训练方式一般需要匹配教练进行指导，当训练人数过多时会对教练造成极大的工作负担，甚至影响到训练计划的规划，所以现在亟需一种能够智能规划检力器训练的训练管理系统。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于现有的检力器难以对用户的训练计划进行智能规划。
本发明提供的基础方案：一种应用于检力器的训练管理系统，包括计数模块、体征检测模块、训练规划模块和训练绩效模块，所述计数模块设置于检力器内部，计数模块包括高度测量模块和计数器；
所述高度测量模块用于检测检力器内部重锤的上升高度，所述计数器设有高度阈值，计数器用于根据重锤上升高度是否达到高度阈值记录用户训练量；
所述体征检测模块用于采集用户体征数据；所述训练规划模块用于根据用户历史体征数据和历史训练记录生成训练计划和训练指标；所述训练绩效模块用于根据训练指标对用户每次训练的训练量进行评分。
本发明的原理及优点在于：本方案通过检测检力器内部重锤的上升高度来记录用户训练量，实现了检力器训练的智能计数，所述体征检测模块检测的体征数据能够反映出用户的身体状态，本方案中训练规划模块根据用户历史体征数据以及训练记录生成对应的训练计划和训练指标，从而使得用户的训练与用户的实际身体健康状态之间的联系更加紧密，在减轻教练人员负担的同时还实现了检力器训练的智能规划。
进一步，还包括重量控制模块和电磁模块，所述电磁模块包括电流控制模块、若干电磁线圈和感应器组，所述电磁线圈与感应器组均设置于检力器内部，每个电磁线圈都与一个感应器相匹配；
所述重锤设置于电磁线圈内部，所述感应器检测到重锤时，与感应器对应的电磁线圈会通电并对重锤施加磁场力；
所述重量控制模块用于向电流控制模块发送重量信号，所述电流控制模块用于根据重量信号控制通过电磁线圈的电流大小。
有益效果：通过控制磁场对重锤施加力的作用，从而使得检力器能够根据用户需求控制重锤的重量，现有检力器的重锤重量大都固定，相较而言本方案明显更能够符合更多用户的需求。
进一步，还包括减速模块，所述减速模块用于计算出重锤的下落时的速度并生成减速信号，所述电流控制模块还用于根据减速信号控制通过电磁线圈的电流大小。
有益效果：通过控制磁场来减缓重锤下落的速度，使得重锤下坠撞击产生的声音变小，减小了噪声污染。
进一步，所述体征数据包括心率、体温、血氧和血压。
有益效果：多角度地采集数据可以使得对用户训练时的健康状态分析的更为准确。
进一步，还包括频率控制模块，所述频率控制模块用于控制用户体征检测模块的数据检测频率。
有益效果：通过控制体征检测模块的数据检测频率减少无效数据的采集，起到了节能的作用。
进一步，还包括健康管理模块，所述健康管理模块用于根据人工智能算法建立用户健康模型，通过用户健康模块判定用户身体健康状态。
有益效果：通过人工智能算法判定用户的身体健康状态能够使得对用户健康状态的判定更为准确。
进一步，还包括健康预警模块，所述健康预警模块用于在用户体征数据异常时发出预警提示。
有益效果：监测用户体征数据异常情况并发出预警能够在用户训练时及时发现用户身体是否有出现不适，从而对用户的生命健康安全提供保障。
附图说明
图1为本发明一种应用于检力器的训练管理系统的逻辑框图。
图2为本发明一种应用于检力器的训练管理系统的电磁模块逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
具体实施过程如下：
实施例一
实施例一基本如附图1所示，一种应用于检力器的训练管理系统，包括电磁模块、重量控制模块、减速模块、计数模块、频率控制模块、健康管理模块、健康预警模块、体征检测模块、训练规划模块和训练绩效模块。
如图2所示，所述电磁模块包括电流控制模块、若干电磁线圈和感应器组，所述电磁线圈与感应器组均设置于检力器内部，每个电磁线圈都和一个感应器相匹配。本实施例中，所述重锤成圆柱状，采用金属制成，重锤设置于电磁线圈内部，重锤顶端连接有牵引重锤的拉力绳，用户训练时通过拉动拉力绳来带动重锤上下移动，从而对身体力量起到锻炼作用。
本实施例中还包括语音控制模块，所述语音控制模块根据用户语音信息生成重量信息，所述重量控制模块根据重量信息想电流控制模块发送重量信号，所述电流控制模块用于根据重量信号控制通过电磁线圈的电流大小。
具体的，所述感应器检测到重锤后，感应器发送感应信号到电流控制模块，电流控制模块再根据重量信号控制与感应器对应的电磁线圈通电，电磁线圈通电后产生的磁场强弱根据电流大小变化，在磁场作用下的重锤所受的重力与磁场力相叠加，重锤的重量也随之改变，由此实现对重锤重量的控制。
此外，在重锤下落时，所述减速模块用于计算出重锤的下落速度，并根据下落速度生成减速信号发送给电流控制模块，电流控制模块根据减速信号控制通过电磁线圈的电流大小和电流方向，使得重锤受到垂直向上的磁场力，磁场力与重力方向相反，起到抵消作用，由此改变重锤向下的加速度，使得重锤下落时的速度变小，落地时产生的噪声也减小，从而起到减少噪音污染的有益效果。
本实施例中的体征检测模块采用包括数据采集模块和阅读器，所述阅读器设置于检力器内部，所述数据采集模块采用运动手环。所述运动手环设置有存储模块、计时器、频率控制模块、心率传感器、温度传感器、血氧传感器和血压传感器，所述存储模块用于存储用户信息，当用户佩戴运动手环使用检力器进行运动时，所述阅读器识别并记录用户的训练情况，训练情况包括训练次数和每次的训练量，所述训练量由计数模块进行数据采集，具体的，所述计数模块包括高度测量模块和计数器，本实施例中的高度测量模块采用光电传感器，通过光电传感器检测重锤的位移数据，计时器中设有高度阈值，所述计时器在重锤上升高度达到高度阈值时记录用户的训练量。
所述频率控制模块用于根据计时器信号控制心率传感器、温度传感器、血氧传感器和血压传感器的数据检测频率，本实施例中的数据采集频率为一秒一次，通过控制数据采集频率减少短时间内采集过多的重复数据，在减少了无效数据采集量的同时起到了节能的作用。
所述心率传感器、温度传感器、血氧传感器和血压传感器用于检测用户包括心率、体温、血氧和血压在内的体征数据；所述训练规划模块用于根据用户的实时体征数据、历史体征数据和训练记录生成训练计划和训练指标。具体的，所述训练记录包括训练次数以及每次训练的训练量，所述训练规划模块用于根据过往一个月的训练记录生成对应的训练计划，所述训练规划模块还用于根据用户实时体征数据查询最为接近的一条历史体征数据，再根据该历史体征数据对应的训练记录的训练量生成训练指标；由此生成的训练计划和训练指标都更为符合用户的实际身体情况，避免了计划运动量过多或过少的情况。
所述健康管理模块采用基于人工智能的方式进行用户的身体健康状态评估，具体的，包括BP神经网络模块，用于根据体征数据，判断用户身体健康状态。BP神经网络模块包括BP神经网络模型，BP神经网络模块使用BP神经网络技术来对用户身体健康状态进行判定，具体的首先构建一个三层的BP神经网络模型，包括输入层、隐层和输出层，本实施例中，以用户性别、年龄、心率、体温、血氧和血压作为输入层的输入，因此输入层有6个节点，而输出是对用户身体健康状态的判断，因此共有1个节点；针对于隐层，本实施例使用了以下公式来确定隐层节点的数量：
Figure BDA0003239653770000051
其中l为隐层的节点数，n为输入层的节点数，m为输出层的节点数，a为1至10之间的一个数，本实施例中取为6，因此隐层共有9个节点。BP神经网络通常采用Sigmoid可微函数和线性函数作为网络的激励函数。本文选择S型正切函数tansig作为隐层神经元的激励函数。预测模型选取S型对数函数tansig作为输出层神经元的激励函数。在BP网络模型构建完毕后，利用历史数据库中的历史体征数据和训练记录作为样本对模型进行训练，通过历史体征数据和训练记录训练完成后得到的模型可以取得较为准确的判定结果。本实施例的用户身体健康状态共包括三种状态，分别为健康、不适和危险。
当用户的身体健康状态处于不适状态时，所述健康预警模块将会发出预警提示，提醒用户调整身体状态；当用户的身体健康状态处于危险状态时，所述健康预警模块将会发出危险警报，提醒管理人员对用户发起救助，为用户的生命健康安全提供保障。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种应用于检力器的训练管理系统，其特征在于：包括计数模块、体征检测模块、训练规划模块和训练绩效模块，所述计数模块设置于检力器内部，计数模块包括高度测量模块和计数器；
所述高度测量模块用于检测检力器内部重锤的上升高度，所述计数器设有高度阈值，计数器用于根据重锤上升高度是否达到高度阈值记录用户训练量；
所述体征检测模块用于采集用户体征数据；所述训练规划模块用于根据过往一个月的训练记录生成对应的训练计划，所述训练规划模块还用于根据用户实时体征数据查询最为接近的一条历史体征数据，再根据该历史体征数据对应的训练记录的训练量生成训练指标；所述训练绩效模块用于根据训练指标对用户每次训练的训练量进行评分；
还包括重量控制模块和电磁模块，所述电磁模块包括电流控制模块、若干电磁线圈和感应器组，所述电磁线圈与感应器组均设置于检力器内部，每个电磁线圈都与一个感应器相匹配；
所述重锤设置于电磁线圈内部，所述感应器检测到重锤时，与感应器对应的电磁线圈会通电并对重锤施加磁场力；
所述重量控制模块用于向电流控制模块发送重量信号，所述电流控制模块用于根据重量信号控制通过电磁线圈的电流大小；
还包括减速模块，所述减速模块用于计算出重锤的下落时的速度并生成减速信号，所述电流控制模块还用于根据减速信号控制通过电磁线圈的电流大小。
2.根据权利要求1所述的一种应用于检力器的训练管理系统，其特征在于：所述体征数据包括心率、体温、血氧和血压。
3.根据权利要求2所述的一种应用于检力器的训练管理系统，其特征在于：还包括频率控制模块，所述频率控制模块用于控制用户体征检测模块的数据检测频率。
4.根据权利要求3所述的一种应用于检力器的训练管理系统，其特征在于：还包括健康管理模块，所述健康管理模块用于根据人工智能算法建立用户健康模型，通过用户健康模块判定用户身体健康状态。
5.根据权利要求4所述的一种应用于检力器的训练管理系统，其特征在于：还包括健康预警模块，所述健康预警模块用于在用户体征数据异常时发出预警提示。
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