CN211912680U - 一种挂片式力量训练器运行参数采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于，包括：无线模块、存储单元、陀螺仪、加速度计、外围电路、摄像头模块、PCB板、电池和壳体；所述的无线模块、存储单元、陀螺仪、加速度计、外围电路焊接在所述的PCB板上，所述的电池与所述的PCB板通过导线连接，所述的摄像头模块与所述的无线模块通过导线连接；所述的PCB板和所述的电池固定在所述的壳体内；所述的参数采集装置安装在挂片式力量训练器杠铃片上方，与杠铃片的轴向平行。

Description

一种挂片式力量训练器运行参数采集装置

技术领域

本实用新型涉及健身器材领域，具体为一种挂片式力量训练器运行参数采集装置。

背景技术

力量训练器是健身房、健身中心的常见设备，是进行力量训练和健身塑型的有效工具。随着物联网和大数据的应用，健身数据的采集成为健身器械智能化的一个重要方向。对于插销配重块式力量训练器而言，数据的采集已有成熟方案，不管是霍尔开关采集方式还是光电开关采集方式，都能够有效采集力量训练中的重量、次数、速度等数据；但是对于挂片式力量训练器数据采集，一直还没有经济可靠的采集方式。按照国际标准，不同重量的杠铃片用红、蓝、黄、绿、白颜色进行区别，这样为图像识别提供了便利，降低了识别难度。因此，设计一种利用摄像头图像识别的、低成本的挂片式力量训练器运行参数采集装置是迫切和有价值的。

实用新型内容

本实用新型提供一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，该装置包括：摄像头模块、存储单元、无线模块、陀螺仪、加速度计、外围电路、PCB板、电池和壳体；所述的存储单元、无线模块、陀螺仪、加速度计、外围电路焊接在所述的PCB板上，所述的电池与所述的PCB板通过导线连接，所述的摄像头模块与所述的无线模块通过导线连接；所述的PCB板和所述的电池固定在所述的壳体内。

优选地，所述的挂片式力量训练器运行参数采集装置安装在挂片式力量训练器杠铃片上方，与杠铃片的轴向平行，距离杠铃片轴心的距离在25至100厘米之间。

优选地，所述的无线模块选用蓝牙模块。

优选地，所述的电池选用可充电电池，通过USB接口进行充电。

一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于功能实现包含如下步骤：

挂片式力量训练器运行参数采集装置固定在支架上，支架固定在杠铃杆靠近力量训练器活动支臂一侧，保持与活动支臂平行，挂片式力量训练器运行参数采集装置与杠铃片轴心平行，在杠铃片上方，与杠铃片保持适当的距离，使摄像头完整获取所有悬挂在力量训练器一侧的杠铃片的图像；

开始锻炼时，摄像头模块拍摄杠铃片的照片，把照片以JPEG或BMP的格式发送给无线模块，保存在存储单元中，无线模块读取存储单元的图片信息，识别不同的颜色和各种颜色对应的数量，根据配重块重量和颜色的对应关系，计算出一侧杠铃片的总重量，乘以二即为两侧所有杠铃片的总重量；陀螺仪检测并记录初始位置的空间角度；

运动时，陀螺仪实时检测记录空间角度变化，通过活动支臂把手到旋转轴的距离和支臂旋转的角度可以实时计算把手的位移，即：

,其中s是位移，L为活动支臂把手到旋转轴的距离，

为支臂旋转的角度；通过实时采集位移和时间，可以计算实时运动速度，即

，其中

为约定的时间内把手的位移，

为约定的时间；

参数采集装置预设活动支臂把手上、下运动的阈值为H1和H2，当活动支臂把手上升时的位移s﹥H1且下降时的位移s﹤H2时，完成一次训练动作，训练次数加一；

力量训练器杠铃片的重量、活动支臂把手的位移和速度、训练次数通过无线芯片传送给手机或者显示屏幕，在手机或者显示屏幕上显示这些训练数据；

变换杠铃片的数量或种类，重复步骤

至步骤

，完成训练数据采集。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.方案简单。摄像头已经广泛应用在物联网领域，技术可靠；蓝牙芯片和陀螺仪广泛应用在手机等电子设备上，是最常用的短距离通讯芯片和传感器；本实用新型利用最常用的芯片和技术，实现挂片式力量训练器运行参数采集功能。

2.成本低。本方案采用的电子元器件成本低廉，没有大量的计算，不需要高性能MCU和存储单元的支持，降低了成本。

3、采集数据准确。通过陀螺仪采集角度，通过算法求解出力量训练器运行的位移、速度和次数数据，与其他方案对比，数据采集精度较高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的安装示意图。

图1和图2中：

挂片式力量训练器1，杠铃片2，支臂转轴3，支架4，参数采集装置5，活动支臂6，活动支臂把手7，无线模块51，存储单元52，PCB板53，电池54，陀螺仪55，外围电路56，加速度计57，摄像头模块58，壳体59。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例1：

如附图1和图2所示，一种挂片式力量训练器参数采集装置，参数采集装置5固定在支架4上，支架4固定在力量训练器活动支臂6上，靠近力量训练器活动支臂6一侧，参数采集装置5与杠铃片2轴心平行，在杠铃片2上方，与杠铃片2保持适当的距离，使摄像头完整获取所有悬挂在力量训练器单侧的杠铃片2的图像；参数采集装置5与力量训练器活动支臂6一起运动； 参数采集装置5包括无线模块51、存储单元52、陀螺仪55、加速度计57、外围电路56、摄像头模块58、PCB板53、电池54和壳体59； 无线模块51、存储单元52、陀螺仪55、加速度计57、外围电路56焊接在PCB板53上，电池54与PCB板53通过导线连接，摄像头模块58与无线模块51通过导线连接； PCB板53和电池54固定在壳体59内。

无线模块51选用蓝牙模块；电池54选用锂聚合物电池，通过USB接口进行充电。

开始锻炼，摄像头模块58拍摄杠铃片2的照片，把照片以JPEG或BMP的格式发送给无线模块51，保存在存储单元52中，无线模块51读取存储单元52的图片信息，识别不同的颜色和各种颜色对应的数量，根据配重块重量和颜色的对应关系，计算出一侧杠铃片2的总重量，乘以二即为两侧所有杠铃片的总重量；陀螺仪55检测并记录初始位置的空间角度；并实时检测记录空间角度变化，通过活动支臂把手7到旋转轴3的距离和支臂旋转的角度可以实时计算活动支臂把手7的位移，即：

,其中s是位移，L为活动支臂7把手到旋转轴3的距离，

为支臂旋转的角度；通过实时采集位移和时间，可以计算实时运动速度，即

，其中

为约定的时间内把手的位移，

为约定的时间；参数识别装置5预设活动支臂把手上、下运动的阈值为H1和H2，当活动支臂把手上升时的位移s﹥H1且下降时的位移s﹤H2时，完成一次训练动作，训练次数加一。

力量训练器杠铃片2的重量、活动支臂把手7的位移和速度、训练次数通过无线芯片51传送给手机或者显示屏幕，在手机或者显示屏幕上显示这些训练数据。这样就可以采集力量训练器的工作时的重量、速度、幅度、功率、次数等运行参数。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于该参数采集装置包括：摄像头模块、存储单元、无线模块、陀螺仪、加速度计、外围电路、PCB板、电池和壳体；所述的存储单元、无线模块、陀螺仪、加速度计、外围电路焊接在所述的PCB板上；所述的电池与所述的PCB板通过导线连接；所述的摄像头模块与所述的无线模块通过导线连接；所述的PCB板和所述的电池固定在所述的壳体内。

2.根据权利要求1所述的一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于：所述的参数采集装置安装在挂片式力量训练器杠铃片上方，与杠铃片的轴向平行，距离杠铃片轴心的距离在25至100厘米之间。

3.根据权利要求1所述的一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于：所述的无线模块选用蓝牙模块。

4.根据权利要求1所述的一种挂片式力量训练器运行参数采集装置，其特征在于：所述的电池选用可充电电池。

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