CN114470679A - 运动检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种运动检测装置及系统，运动检测装置包括：壳体、连接部、通信单元、传感器单元、处理器单元，其中，所述处理器单元接收所述移动终端发送的所述待测运动器械的类型，根据所述待测运动器械的类型，所述处理器单元选择对应的数据处理方式对所述数据值进行数据处理，将所述数据值转换为所述待测运动器械对应的运动信息。本发明具有的有益效果是：发明的运动检测装置及系统，可以适配与多种运动器械，在装置中预设不同运动器械的数据处理方式，根据传感器获得的运动数据，通过运动之前在移动终端的专用软件上选择待测运动器械，用于完成多种运动模式下的运动状况检测功能的一种装置和系统。

Description

运动检测装置及系统

技术领域

本发明涉及一种运动状态检测装置及系统。

背景技术

现阶段运动检测装置一般是对于单个运动器材上的运动检测以及状态监控。例如具有计数功能的跳绳，通过在跳绳的一端手柄上安装简易的计数器，跳绳上的计数器分为机械和电子两种，原理分别如下：

一、以机械形式计数的机器，采用齿轮转动机械计数的原理。

二、基于单片机控制的跳绳计数器。数字计数式频率计能直接计数单位时间内被测信号的脉冲数，然后以数字形式显示频率值。

现有技术中虽然对于不同的运动器械附带有用于运动量检测的装置，但是往往只能简单的在器械上显示，无法连接到终端设备上进行运动量统计。

即使有些设备能够与终端设备进行连接，但是存在问题如下：

1.对于不同的运动器械，如果都要购买带有运动量统计功能的设备，则成本较高。

2.对于不同的带有运动统计功能的运动器械，往往需要分别在终端设备上安装软件，在使用时需要进行软件切换，操作较为繁琐。

因此，有必要提出一种技术方案，解决针对带有检测不同运动器械需要不同的运动量统计功能的同一设备，同时在同一个终端的专用软件上的功能实现的问题。

发明内容

为解决现有技术种存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种带有运动统计功能的可以适配多种运动器械的检测装置。

基于上述发明目的，本发明提供了一种运动检测装置，所述运动检测装置包括：

壳体；

连接部，设置于所述壳体外侧，用于与待测运动器械连接；

通信单元，设置于所述壳体内，与移动终端通信连接，所述运动检测装置通过所述通信单元与所述移动终端进行信息交互；

传感器单元，设置于所述壳体内，包括用于检测角速度的角速度传感器以及用于检测加速度的加速度传感器；

处理器单元，设置于所述壳体内，接收所述传感器单元检测到的数据值，并对所述数据值进行数据处理来获取运动信息；

其中，所述处理器单元接收所述移动终端发送的所述待测运动器械的类型，根据所述待测运动器械的类型，所述处理器单元选择对应的数据处理方式对所述数据值进行数据处理，将所述数据值转换为所述待测运动器械对应的运动信息。

进一步的，所述运动检测装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储至少两种类型的待测运动器械的数据处理方式。

进一步的，所述存储单元还用于存储通过移动终端设置的关于待测运动器械的基本参数，所述基本参数包括以下类型数据中的一种或多种：待测运动器械的重量、待测运动器械的直径、待测运动器械的弹性系数。

进一步的，所述处理器单元根据所述待测运动器械的类型选择对应的数据处理方式，并根据所述待测运动器械的基本参数，对所述数据处理方式进行参数设置；

所述处理器单元根据完成参数设置的所述数据处理方式对所述传感器单元检测到的数据值进行数据处理来获取运动信息。

进一步的，所述运动信息包括以下类型的数据中的一种或多种：运动时长、运动次数、运动热量消耗。

进一步的，所述处理器单元包括：

数据接收模块，用于接收传感器单元的检测数据；

运动轨迹生成模块，基于所述传感器单元的检测数据生成所述运动器械的运动轨迹；

基准运动轨迹预设模块，包括若干预设子模块，各所述预设子模块用于设置对应运动器械的基准运动轨迹；

运动状态判断模块，将所述运动器械的运动轨迹与所述基准运动轨迹比对，判断使用运动器械的运动姿态是否达标。

进一步的，所述处理器单元根据所述传感器单元检测到的数据值的周期性变化，分析出待测运动器械所完成的周期次数、使用速率。

进一步的，所述处理器单元根据所述待测运动器械的类型、基本参数以及所述传感器单元检测到的数据值，计算出所述待测运动器械完成一次周期运动所需做功，并通过统计获得用户本次使用该运动器械的热量消耗。

进一步的，所述待测运动器械的类型包括以下类型运动器械中的一种或多种：哑铃、杠铃、弹力棒、拉力器、呼啦圈。

基于上述发明目的，本发明还提供了一种运动检测系统，包括如上所述的任一种运动检测装置，以及，与所述运动检测装置通信连接的移动终端，所述移动终端设置有用于设置所述运动检测装置的专用软件。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：发明的运动检测装置及系统，可以适配与多种运动器械，在装置中预设不同运动器械的数据处理方式，根据传感器获得的运动数据，通过运动之前在移动终端的专用软件上选择待测运动器械，用于完成多种运动模式下的运动状况检测功能的一种装置和系统。

附图说明

图1为本发明的运动检测系统的结构示意图。

图2为本发明的运动检测装置组成框图。

图3为本发明的处理器单元内部组成框图。

图4为本发明实施例运动检测装置的工作流程图。

图5是本发明实施例的一种传感器单元的检测曲线图。

其中，附图标记为：11、连接部；12、壳体；13、通信单元13；14、传感器单元15、处理器单元；16、存储单元16。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明的运动检测系统包括运动检测装置10和移动终端，运动检测装置10和移动终端通信连接，移动终端设置有用于设置运动检测装置10的专用软件。专用软件包含待测运动器材参数录入，用户健康信息管理等与运动检测装置10配合的子程序。

如图2所示，本发明的运动检测装置10包括：

壳体12；

连接部11，设置于壳体12外侧，用于与待测运动器械连接；

通信单元13，设置于壳体12内，与移动终端通信连接，运动检测装置10通过通信单元13与移动终端进行信息交互；

传感器单元14，设置于壳体12内，包括用于检测角速度、加速度的六轴陀螺仪传感器，拉力传感器以及机械式计数传感器；

处理器单元15，设置于壳体12内，接收传感器单元14检测到的数据值，并对数据值进行数据处理来获取运动信息；

其中，处理器单元15接收移动终端发送的待测运动器械的类型，根据待测运动器械的类型，处理器单元15选择对应的数据处理方式对数据值进行数据处理，将数据值转换为待测运动器械相应的运动信息。

本发明的运动检测装置10通过移动终端的专用软件选择相应待测运动器械使运动检测装置10与相应待测运动器械匹配，并在使用相应待测运动器件进行运动时通过移动终端显示运动信息。待测运动器械的类型包括以下类型运动器械中的一种或多种：哑铃、杠铃、弹力棒、拉力器、呼啦圈。

作为一种实现方式，连接部11用于运动检测装置10与待测运动器械之间的连接，包括以下类型中的一种：卡扣、链束或者磁吸的连接方式，连接部11一侧与壳体12形成固定连接，另一侧与待测运动器械形成可拆卸连接确保运动状况检测管理装置10在使用人员进行活动时牢固连接在运动器械上，不影响使用者运动体验。

作为一种实现方式，通信单元13与移动终端之间的通信连接方式设为：蓝牙连接、WiFi连接、ZigBee连接等短距离无线通信连接方式中的一种。运动检测装置10通过通信单元13与移动终端进行信息交互，用户进行运动之前通过装载在移动终端上的专用软件选择不同运动器械模式，移动终端通过通信单元13将控制信号发送至处理器单元15，处理器单元15在完成运动检测后再经过通信单元13将运动信息数据反馈并呈现在移动终端的专用软件界面上。

作为一种实现方式传感器单元14设置于壳体12内，包括用于检测角速度以及检测加速度的六轴陀螺仪传感器用于感应XYZ(立体空间三个方向，前后左右上下)轴向上的加速以及检测角度旋转和平衡。当用户将运动检测装置10固定在运动器械上之后，开启运动检测装置10，六轴陀螺仪传感器开始工作。如图5所示，把哑铃运动近似地看成一个上下运动的过程，Gz为向地心方向上的加速度，当传感器14在上下运动时，可以测定Z轴方向上的加速度，适用于检测哑铃运动的运动信息。通过Gz先增加到一定值，然后归零，至此哑铃运动到最高点，而后哑铃向下做加速度运动直至最低点加速度归0，即自哑铃运动至最高点后产生反方向的加速度值再归0的变化，为一次循环，即可通过软件判断出用户在进行哑铃运动，传感器单元14将循环过程内的数据记录并传输至处理器单元15。

传感器单元14中包含拉力传感器，用于检测使用拉力器时的运动状态，拉力传感器基于这样一个原理：弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

同时包含一种机械式计数传感器,它包括支架,齿合齿轮,拨动轮,传动轴,弹簧,计数器组件，用于记录运动次数。

作为一种实现方式，处理器单元15包含数据接收模块17以及用于信息处理的预设模块，数据接收模块17用于接收传感器单元14的检测数据，传感器单元14将运动过程中获得的信息传输至处理器单元15中的数据接收模块17，并通过预设模块对数据值进行数据处理来获取运动信息。处理器单元15的数据处理过程包括：处理器单元15接收到移动终端发送到通信单元13的运动器械类型的信号以后，调用如图3所示在处理器单元15中设置的第一预设模块18或第二预设19模块，第一预设模块18和第二预设模块19中存储有不同运动器械运动时的运动数据计算程序，本实施例以第一预设模块18中预设有哑铃运动数据计算方式，第二预设模块19中预设有拉力器运动数据计算方式为例进行说明，第一预设模块18通过该数据计算方式计算用户使用运动器械完成运动时的运动次数、运动频率、热量消耗等运动信息，并将运动次数、运动频率、热量消耗数值通过通信单元13反馈到移动终端上的专用软件中。

运动检测装置10还包括存储单元16，存储单元16用于存储至少两种类型的待测运动器械的数据处理方式。在存储单元16中包含关于计算不同运动器械的运动轨迹，不同运动器械基本参数，基本参数包括以下类型数据中的一种或多种：待测运动器械的重量、待测运动器械的直径、待测运动器械的弹性系数。用户首次使用运动器械时，在移动终端的专用软件中选择需要使用的运动器械，取得运动器械的基本参数，例如呼啦圈的直径，哑铃的重量，以及拉力器弹簧的弹性系数，将上述运动器械的基本参数输入移动终端的专用软件，移动终端会将上述基本参数以蓝牙连接、WiFi连接、ZigBee连接等其中一种方式发送至运动检测装置10，通信单元13将信号接收并将运动器械的基本参数信息传输至存储单元16，下次使用运动器械时，只需在移动终端的专用软件上选择运动器械类别，即可调用出存储在存储单元16中的运动器械的基本参数。

处理器单15元根据待测运动器械的类型选择对应预设模块中的数据处理方式。基于事先存储在处理器单元15中的不同运动器械的数据处理方式以及不同运动器械的基本参数，用户在移动终端的专用软件上选择待测运动器械的类型以后，处理器单元15将会调用上述待测运动器械的预设数据处理方式，以及待测运动器械的基本参数，至此处理器单元完成调用参数设置的数据处理方式。处理器单元根据完成参数设置的数据处理方式对传感器单元14检测到的数据值进行数据处理来计算运动信息。例如进行哑铃运动时，传感器单元14中的六轴陀螺仪传感器开始工作，将运动时间内的哑铃运动数据进行记录并将数据传输至数据处理方式的处理器单元15，处理器单元15以此数据信息，进行分析计算。

处理器单元15中记录的运动信息包括以下类型的数据中的一种或多种：运动时长、运动次数、运动热量消耗。处理器单元15根据传感器单元14开始工作时进行计时，直至待测运动器械停止运动，传感器单元14停止工作，并将停止指令传输至处理器单元15中的数据接收模块17，处理器单元15记录下此次运动的时长。

要计算不同运动器械运行消耗热量的计算方式，在预设模块中将不同的运动器械的计算方式以及基准运动轨迹存储到不同的预设子模块中，各预设子模块用于设置对应运动器械的基准运动轨迹。当用户在移动终端的专用软件上选择了一项运动器械，运动检测装置10会调用该运动器械的预设子模块。例如用户在移动终端的专用软件选择哑铃以后，运动检测装置10将收集通过六轴陀螺仪传感器记录的运动信息，将信息数据传输至用于计算哑铃运动的第一预设模块18。做拉力器运动时，根据拉力传感器记录下的拉力器受到的拉力大小，处理器单元15通过预设的待测拉力器基本参数如弹簧弹性系数，材质，调用第二预设模块19中用于计算拉力器运动的数据处理方式，计算出拉力器运动的运动次数与拉力大小。

作为一种实现方式处理器单元15中包含运动轨迹生成模块，基于传感器单元14的检测数据，将数据信号发送至数据接收模块17，处理器单元15接收到数据信息以后，生成运动器械的运动轨迹。例如以此方式通过呼啦圈直径以及收集的运动轨迹数据，计算出呼啦圈运动轨迹周长。处理器单元15根据传感器单元14检测到的数据值的周期性变化，分析出待测运动器械所完成的周期次数、使用速率。通过运动轨迹计算出运动时间内的运动做功，推算出此次运动热量消耗。

作为一种实现方式，预设模块中包含基准运动轨迹判断功能，各所述预设模块用于设置对应运动器械的基准运动轨迹，接收到由传感器单元14发送的运动信息，预设模块对信息进行计算，分析出实际运动过程中形成的运动轨迹，并与基准运动轨迹进行比对，将轨迹信息通过通信单元13传输至移动终端的专用软件，通过专用软件呈现出最优运动轨迹，以及运动轨迹修改方式，判断使用运动器械的运动姿态是否达标。

例如进行哑铃平板卧推时，六轴陀螺仪传感器开始工作初始速度为0，时间记为t0，哑铃第一次向上先做加速运动，然后做减速运动直至举至最高点速度为0，时间记为t1，随后哑铃向下做加速运动后做减速运动直至收于胸前，时间记为t3。此为一个循环处理器单元15记为进行哑铃运动一次，并且根据预先设定的待测运动器械(哑铃)的实际参数，处理器单元15调用第一预设模块18中根据哑铃参数设置的数据处理方式计算出在哑铃运动中完成一次周期运动所需做功，并以此计算出消耗热量数值通过处理器单元15中第一预设模块18的运动状态判断模块，将进行哑铃的运动轨迹与基准运动轨迹比对，并判断使用运动器械的运动姿态是否达标。

如用户预进行哑铃卧推运动之前，将检测装置10安装于哑铃的适当位置，打开移动终端上的专用软件，输入哑铃的基本重量参数信息。检测装置10内部通信单元13接收哑铃基本参数信息，检测装置10中的传感器单元14将运动过程中的速度信息，轨迹信息传输至处理器单元15，处理器单元15中包含数据接收模块17以及存储有各类不同运动器械的数据处理方式的预设模块，处理器中数据接收模块17将运动信息接收并传输至用于计算哑铃运动的第一预设模块18中，第一预设模块18通过上述运动信息计算出运动次数、运动频率以及运动消耗热量等，将结果传送至通信单元13，通信单元13将信息发送至移动终端的专用软件。若更换运动器械只需在移动终端的专用软件中选择相关运动器械，检测装置10如上述流程继续工作。

有益效果，综上该检测装置10弥补了以往运动检测装置10只能适配单一的运动器材的不足，能够实现同一检测装置10配合多种运动器材使用。同时通过移动终端的专用软件控制检测装置10进行工作，解决了以往不同检测装置10需要安装不同的专用软件进行控制的问题，减少了操作难度以及使用成本。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，然其并非用以限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，仍属于发明所涵盖。

Claims (10)

1.一种运动检测装置，其特征在于，所述运动检测装置包括：

壳体；

连接部，设置于所述壳体外侧，用于与待测运动器械连接；

通信单元，设置于所述壳体内，与移动终端通信连接，所述运动检测装置通过所述通信单元与所述移动终端进行信息交互；

传感器单元，设置于所述壳体内，包括用于检测角速度的角速度传感器以及用于检测加速度的加速度传感器；

处理器单元，设置于所述壳体内，接收所述传感器单元检测到的数据值，并对所述数据值进行数据处理来获取运动信息；

其中，所述处理器单元接收所述移动终端发送的所述待测运动器械的类型，根据所述待测运动器械的类型，所述处理器单元选择对应的数据处理方式对所述数据值进行数据处理，将所述数据值转换为所述待测运动器械对应的运动信息。

2.根据权利要求1所述的运动检测装置，其特征在于：所述运动检测装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储至少两种类型的待测运动器械的数据处理方式。

3.根据权利要求2所述的运动检测装置，其特征在于：所述存储单元还用于存储通过移动终端设置的关于待测运动器械的基本参数，所述基本参数包括以下类型数据中的一种或多种：待测运动器械的重量、待测运动器械的直径、待测运动器械的弹性系数。

4.根据权利要求3所述的运动检测装置，其特征在于：所述处理器单元根据所述待测运动器械的类型选择对应的数据处理方式，并根据所述待测运动器械的基本参数，对所述数据处理方式进行参数设置；

所述处理器单元根据完成参数设置的所述数据处理方式对所述传感器单元检测到的数据值进行数据处理来获取运动信息。

5.根据权利要求4所述的运动检测装置，其特征在于，所述运动信息包括以下类型的数据中的一种或多种：运动时长、运动次数、运动热量消耗。

6.根据权利要求4所述的运动检测装置，其特征在于：所述处理器单元包括：

数据接收模块，用于接收传感器单元的检测数据；

运动轨迹生成模块，基于所述传感器单元的检测数据生成所述运动器械的运动轨迹；

基准运动轨迹预设模块，包括若干预设子模块，各所述预设子模块用于设置对应运动器械的基准运动轨迹；

运动状态判断模块，将所述运动器械的运动轨迹与所述基准运动轨迹比对，判断使用运动器械的运动姿态是否达标。

7.根据权利要求4所述的运动检测装置，其特征在于：所述处理器单元根据所述传感器单元检测到的数据值的周期性变化，分析出待测运动器械所完成的周期次数、使用速率。

8.根据权利要求7所述的运动检测装置，其特征在于：所述处理器单元根据所述待测运动器械的类型、基本参数以及所述传感器单元检测到的数据值，计算出所述待测运动器械完成一次周期运动所需做功，并通过统计获得用户本次使用该运动器械的热量消耗。

9.根据权利要求1所述的运动检测装置，其特征在于：所述待测运动器械的类型包括以下类型运动器械中的一种或多种：哑铃、杠铃、弹力棒、拉力器、呼啦圈。

10.一种运动检测系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的运动检测装置，以及，与所述运动检测装置通信连接的移动终端，所述移动终端设置有用于设置所述运动检测装置的专用软件。

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