ES2831164T3

ES2831164T3 - Sistema de entrenamiento en ejercicios

Info

Publication number: ES2831164T3
Application number: ES12849537T
Authority: ES
Inventors: Derek D'andrade; Dennis Pedersen; Erik Veje Rasmussen
Original assignee: FITLIGHT SPORTS CORP
Current assignee: FITLIGHT SPORTS CORP
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2021-06-07
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: US9808671B2; US10279216B2; US20180214744A1; EP2780091B1; US20140369695A1; EP2780091A1; CA2854655C; CA2854655A1; US20190366158A1; CA3052522A1; WO2013071408A1; EP2780091A4

Abstract

Una unidad objetivo estimulante (10; 400), que comprende: una carcasa (12, 14, 16; 402, 404, 406); una fuente de estimulación montada en la carcasa,proporcionando la fuente de estimulación un estímulo para estimular al usuario; un sensor de proximidad (164; 166; 168) montado en la carcasa, proporcionando el sensor de proximidad una salida de distancia entre la unidad objetivo estimulante (10; 400) y un objeto externo; un sensor de impacto (171; 170) montado en la carcasa; medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad objetivo estimulante (10; 400) ha sido activada en respuesta al estímulo; y un controlador (152) conectado a la fuente de estimulación, el sensor de proximidad (164; 166; 168), el sensor de impacto (171; 170) y los medios de retroalimentación, en el que el controlador (152) (i) instruye a la fuente de estimulación para generar el estímulo, (ii) registra, en un primer modo de operación, la reacción del usuario a la estimulación al llevar una parte del cuerpo u otro objeto a una distancia seleccionada del sensor de proximidad (164; 166; 168), (iii) registrar, en un segundo modo de funcionamiento, la reacción del usuario a la estimulación al impactar la carcasa (12, 14, 16; 402, 404, 406), y (iv) activar los medios de retroalimentación para alertar al usuario de que la unidad estimulante objetivo (10 ; 400) se ha accionado; caracterizado porque la distancia de proximidad seleccionada requerida para accionar la unidad objetivo estimulante (10; 400) es programable por el usuario.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de entrenamiento en ejercicios

Campo

La invención se refiere, en general, a sistemas para ejercitar la reacción humana a estímulos y más particularmente a aparatos para ejercicios deportivos y de rehabilitación.

Antecedentes

Se conocen en la técnica una variedad de aparatos de ejercicio físico que producen alguna forma de estímulo al que un ser humano debe responder. El estímulo en tal aparato es típicamente una fuente de luz, y la persona que se entrena debe reaccionar a la fuente de luz, por ejemplo, tocándola o moviéndose dentro o fuera del camino de un haz de luz. Algunos sistemas tienen varias fuentes de luz de este tipo que se encienden y apagan en una secuencia predeterminada que requiere que la persona que se entrena o ejercitando reaccione en consecuencia o se mueva físicamente a diferentes ubicaciones. El tiempo de reacción entre el inicio de la luz y el tiempo que tarda la persona en reaccionar también puede medirse como una métrica de rendimiento.

Un ejemplo de tal sistema se divulga en EP 0 403 130 de Noble y otros titulado "Physical Exercise Apparatus" y publicado el 19 de diciembre de 1990. Este sistema tiene un bastidor montado en una pared en el que se montan varios objetivos en matrices verticales. Los objetivos tienen luces que están bajo el control de un ordenador que se programa para hacer parpadear las luces en un patrón predeterminado. El sistema se diseña para practicar deportes de raqueta como tenis o squash y, por lo tanto, la persona que se ejercita sostiene una varilla o un palo que se utiliza para impactar un interruptor de contacto incrustado en el objetivo.

El documento GB 2270004 a Nelson titulado "Physical Exercise Apparatus" y publicado el 2 de marzo de 1994 divulga un sistema similar. Este sistema se diseña para entrenar o ejercitar a un boxeador y también cuenta con un bastidor montado en la pared en el que se montan varios objetivos en una matriz ordenada. Los objetivos tienen luces que están programadas para encenderse y apagarse en un patrón predeterminado. Los miembros objetivo en este caso tienen un sensor de fuerza en ellos (como un elemento piezoeléctrico) para medir la fuerza con que la persona impacta el objetivo. El sistema también cuenta con una alfombra de presión o, como alternativa, un haz de luz para determinar si el boxeador sale de un área designada.

El documento US 2005/0167907 de Curkendall y otros titulado "Method and Apparatus for Portable Exercise System with Electronic Targets", publicado el 4 de agosto de 2005, divulga un sistema de ejercicio portátil basado en raquetas con objetivos activados electrónicamente y una raqueta sin contacto. Cada objetivo contiene un receptor de radio que permite que un transmisor controlador lo active. Un objetivo activo alerta al jugador con una señal visual y/o auditiva, dirigiendo al jugador a diferentes áreas de la cancha virtual. Cuando la raqueta de un jugador se coloca cerca del objetivo activo dentro de un tiempo asignado, el objetivo designa un impacto. El controlador se integra en la raqueta o varilla móvil y utiliza señales de radiofrecuencia para comunicarse con los objetivos, indicando qué objetivo se iluminará. Los objetivos tienen emisores de infrarrojos (IR) y la varilla tiene un receptor de infrarrojos, de modo que cuando la varilla se acerca a las proximidades de un objetivo y detecta la señal de infrarrojos, el controlador registra un impacto.

El documentoWO 2007/142588 de Rasmussen titulado "System for Exercising Human Reaction to Stimuli. Method and Computer Program Therefor and Use of the System", publicado el 13 de diciembre de 2007, divulga un sistema controlado por ordenador para generar estímulos tal como una luz y un medio para medir las reacciones de una persona a tales estímulos.

Sumario

En muchos de los sistemas de la técnica anterior, existe la necesidad de hacer contacto físico con un dispositivo objetivo o de mover un dispositivo, como una varilla, dentro de un rango predeterminado del dispositivo objetivo. Si bien esto puede ser aceptable para algunas formas de entrenamiento deportivo, como el boxeo o los deportes de raqueta, hay muchos casos en los que tales límites estrictos no son propicios para entrenar a un individuo. Por ejemplo, en el campo de la rehabilitación, el rango o alcance del movimiento de una persona puede ser un criterio o métrica importante para evaluar el desempeño del individuo. Por lo tanto, la invención busca proporcionar un sistema de ejercicio más robusto donde el alcance o alcance para registrar sucesivamente un acierto en un objetivo sea un parámetro programable.

Por consiguiente, un aspecto de la invención proporciona una unidad objetivo estimulante de acuerdo con la reivindicación 1.

En otro aspecto, la invención proporciona un sistema de entrenamiento físico de acuerdo con la reivindicación 10.

La invención también busca proporcionar un sistema de entrenamiento en el que el usuario pueda programar fácilmente la secuencia de unidades objetivo estimulantes. De acuerdo con este aspecto de la invención, el controlador del sistema es programare a través de un modo de aprendizaje en el que el usuario activa varias unidades objetivo estimulantes en una secuencia que es registrada por el controlador del sistema para su reproducción posterior. Además, el usuario puede seleccionar la distancia de proximidad requerida para activar la unidad objetivo estimulante dada llevando una parte del cuerpo u otro objeto cerca de la unidad objetivo estimulante dada, donde la distancia más cercana se registra como la distancia de activación seleccionada.

En la realización preferente, el número de unidades objetivo estimulantes que constituyen el sistema se puede configurar dinámicamente y se puede descubrir al encender el controlador del sistema. Para proporcionar esta funcionalidad, la red inalámbrica opera preferentemente de acuerdo con el protocolo de comunicación ZigBee.

Los medios de retroalimentación pueden proporcionarse mediante una o más técnicas o dispositivos. Esto incluye apagar la fuente de luz; hacer que la fuente de luz muestre un color diferente; hacer que la fuente de luz muestre una secuencia predeterminada de destellos; iluminar una segunda fuente de luz; y generar una señal de audio.

El sensor de proximidad puede proporcionarse por un sensor de distancia por infrarrojos. Alternativamente, el sensor de proximidad puede proporcionarse por un sensor de distancia por infrarrojos en combinación con al menos uno de un tipo adicional de sensor de distancia. El sensor adicional puede incluir un sensor de proximidad capacitivo o un sensor de proximidad ultrasónico. La distancia proporcionada por el sensor de proximidad puede ser una combinación de lecturas de distancia proporcionadas por el sensor de distancia por infrarrojos y el al menos un tipo adicional de sensor de distancia.

Si se desea, cada unidad estimulante objetivo también puede incluir un acelerómetro para medir la fuerza de contacto físico con la unidad, por lo que la activación de la unidad estimulante objetivo se registra en respuesta a una salida del acelerómetro.

En la realización preferente, el miembro objetivo estimulante incluye un miembro de bloqueo para sujetar la unidad a un accesorio de montaje de soporte, tal como una hebilla que puede unirse a un miembro de soporte mediante una correa. Alternativamente, el miembro de bloqueo puede ser una parte de un cierre de gancho y bucle de sujeción donde el accesorio de montaje de soporte proporciona la otra parte del cierre de gancho y bucle de sujeción. En este caso, el accesorio de montaje de soporte puede ser una bandera que tiene la otra parte del cierre de gancho y bucle de sujeción, en el que se montan múltiples unidades de objetivo estimulante en la bandera.

De manera más general, y como se describe con mayor detalle a continuación, la invención proporciona un sistema de entrenamiento o ejercicio inalámbrico que comprende múltiples unidades objetivo estimulantes de luz y un controlador de sistema central. El controlador del sistema ejecuta una rutina de entrenamiento que activa las luces de las unidades estimulantes objetivo de acuerdo con una secuencia programada. El atleta o la persona que se entrena o rehabilitada (el usuario) reacciona accionando las unidades objetivo estimulantes iluminadas. Se pueden capturar varias medidas para obtener información inmediata en relación con el rendimiento del usuario o se pueden descargar posteriormente a un ordenador personal para análisis futuros. Las unidades de objetivo estimulantes se pueden activar mediante el uso de las manos, pies, cabeza del usuario o mediante raquetas o por cualquier otro medio deportivo específico. Las unidades de estimulantes objetivo pueden programarse para ser accionadas por contacto total o detección de proximidad por lo que el sistema puede registrar el tiempo para cualquier función de entrenamiento atlético. El sistema es extremadamente fácil de configurar y usar, y las rutinas de capacitación se pueden preprogramar en el controlador o desarrollar fácilmente in situ en una instalación de capacitación.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de estimulación montada en la carcasa para estimular a un usuario a accionar la unidad; un sensor de infrarrojos para detectar cuando un usuario ha activado la unidad; y medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad se ha activado con éxito. La carcasa tiene una porción translúcida a través de la cual se transmite la luz infrarroja mientras funciona el sensor de infrarrojos. La porción translúcida a través de la cual se transmite la luz infrarroja se coloca en una elevación más alta de la carcasa y se configura para permitir que el agua fluya lejos del sensor de infrarrojos.

La porción translúcida tiene preferentemente forma abovedada.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de estimulación montada en la carcasa para estimular a un usuario a accionar la unidad; un sensor de activación montado en la carcasa para detectar cuando un usuario ha accionado la unidad; y medios de retroalimentación montados en la carcasa para informar al usuario de que la unidad se ha activado con éxito. La carcasa se caracteriza por tener un primer armazón conectada a un segundo armazón a través de un borde elastomérico.

Más particularmente, la llanta puede tener una primera y una segunda ranuras opuestas. El primer armazón puede tener una primera brida que se extiende axialmente a lo largo de una periferia de la misma. El segundo armazón puede tener una segunda brida que se extiende axialmente a lo largo de su periferia. La primera brida puede estar dispuesta en la primera ranura y la segunda brida puede estar dispuesta en la segunda ranura. La primera brida normalmente no toca fondo en la primera ranura y la segunda brida normalmente no toca fondo en la segunda ranura, lo que permite que el primer armazón se mueva axialmente con respecto a la segunda carcasa tras el impacto.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de estimulación montada en la carcasa para estimular a un usuario a accionar la unidad; un sensor de infrarrojos para detectar cuando un usuario ha accionado la unidad, el sensor de infrarrojos que incluye al menos un receptor de infrarrojos y al menos un emisor de infrarrojos; y medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad se ha activado con éxito. La carcasa tiene una porción translúcida a través de la cual se transmite la luz infrarroja cuando funciona el sensor de infrarrojos. La carcasa incluye una cubierta dentro de la porción translúcida. La cubierta se configura para incluir un primer tubo que tiene una abertura que apunta en la dirección de la porción translúcida y un segundo tubo que abarca el primer tubo, estando dispuesto el al menos un receptor de IR dentro del primer tubo y el al menos un transmisor de IR dentro del segundo tubo.

La porción translúcida es preferentemente una cúpula. El primer tubo se ubica preferentemente en el centro dentro de la carcasa para coincidir con la elevación más alta proporcionada por la cúpula, y el segundo tubo está preferentemente dispuesto concéntricamente alrededor del primer tubo.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de estimulación montada en la carcasa para estimular a un usuario a accionar la unidad; un sensor de infrarrojos para detectar cuando un usuario ha accionado la unidad, el sensor de infrarrojos que incluye al menos un receptor de infrarrojos y al menos un emisor de infrarrojos; y medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad se ha activado con éxito. El sensor de infrarrojos se opera para (i) detectar una primera condición en la que el al menos un receptor de infrarrojos realiza una primera lectura del nivel de luz de infrarrojos por encima de un primer umbral, independientemente de si el al menos un emisor de infrarrojos se activa o desactiva, (ii) cuando la primera condición está presente, detectar una segunda condición en la que el al menos un receptor de infrarrojos realiza una segunda lectura del nivel de luz de infrarrojos que se reduce en comparación con la primera lectura cuando el al menos un emisor de infrarrojos está activo, y (iii) cuando la segunda condición está presente, luego de desactivar el al menos un emisor de infrarrojos y el al menos un receptor de TI lleva a cabo una tercera lectura de luz IR, después de lo cual, en el caso de que la tercera lectura esté por debajo de un segundo umbral, el sensor determina que un objeto está próximo a la unidad.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de estimulación montada en la carcasa para estimular a un usuario a accionar la unidad; un sensor de infrarrojos para detectar cuando un usuario ha accionado la unidad, incluyendo el sensor de infrarrojos al menos un receptor de infrarrojos y al menos un emisor de infrarrojos; y medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad se ha activado con éxito. El sensor de infrarrojos se opera para activar y desactivar repetidamente el al menos un emisor de infrarrojos y el sensor de infrarrojos determina que un objeto está próximo al detectar un nivel de luz de infrarrojos por encima de un umbral durante una pluralidad de ciclos consecutivos cuando el al menos un emisor de infrarrojos se enciende.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; una fuente de luz montada en la carcasa, la fuente de luz proporciona luz para estimular al usuario; un sensor de proximidad montado en la carcasa, proporcionando el sensor de proximidad una salida de distancia entre el sensor de proximidad y un objeto externo a la carcasa; y medios de retroalimentación para informar al usuario de que se ha activado la unidad. Un controlador se conecta a la fuente de luz, el sensor de proximidad y los medios de retroalimentación, en el que el controlador (i) envía una señal a la fuente de luz para que se ilumine, (ii) registra la reacción del usuario a la iluminación al traer una parte del cuerpo u otro objeto dentro una distancia seleccionada del sensor de proximidad, y (iii) después de eso activa los medios de retroalimentación para alertar al usuario de que la unidad ha sido accionada. En el caso de que el sensor de proximidad detecte que la parte del cuerpo u otro objeto se aleja de la unidad antes de la estimulación proporcionada por la fuente de luz, el controlador señala un evento de inicio falso.

En otro aspecto, se proporciona un sistema de entrenamiento físico que incluye: un controlador del sistema; una pluralidad de unidades estimulantes objetivo (STU) conectadas a través de una red inalámbrica al controlador del sistema, cada STU incluye una fuente de luz que proporciona luz para estimular a un usuario, al menos uno entre un sensor de proximidad y un sensor de contacto para registrar una activación de la STU por parte del usuario en respuesta a la estimulación de luz, y medios de retroalimentación para informar al usuario de que se ha activado la STU. El usuario puede programar el controlador del sistema para activar las STU en una secuencia especificada por el usuario. Las especificaciones del usuario incluyen: (i) una demora de tiempo, que es el tiempo entre la activación de una STU en la secuencia y la estimulación de una STU sucesivamente siguiente en la secuencia, y (ii) un período de tiempo de espera, que es un período máximo de tiempo que el controlador del sistema esperará para registrar una activación de una STU en la secuencia antes de estimular una STU siguiente sucesivamente en la secuencia.

En otro aspecto, se proporciona una unidad objetivo estimulante que incluye: una carcasa; fuentes de luz primera y segunda montadas en la carcasa; un sensor de proximidad, montado en la carcasa, para detectar la proximidad de un objeto externo; un sensor de contacto, montado en la carcasa, para detectar un contacto externo con la unidad; medios de retroalimentación para informar al usuario de que se ha activado la unidad; y un controlador para programar la unidad para estimular al usuario (i) activando la primera fuente de luz, (ii) activando la segunda fuente de luz, o (iii) activando la primera y la segunda fuentes de luz; y para programar la unidad para que registre una activación de la unidad (i) activando solo el sensor de proximidad, (ii) activando solo el sensor de contacto, y (ii) activando el sensor de proximidad y el sensor de contacto.

Breve descripción de los dibujos

Los aspectos anteriores y otros de la invención se apreciarán más fácilmente teniendo en cuenta los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista superior en perspectiva de una unidad objetivo estimulante de acuerdo con una primera realización preferente de la invención;

La Figura 2 es una vista despiezada de la unidad objetivo estimulante mostrada en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en perspectiva desde abajo de la unidad objetivo estimulante mostrada en la Figura 1; La Figura 4 es una vista en perspectiva de un conjunto de carga de batería para cargar múltiples unidades estimulantes objetivo del tipo mostrado en la Figura 1;

La Figura 5 es una vista en perspectiva de un accesorio de montaje para la unidad objetivo estimulante mostrada en la Figura 1;

La Figura 6 es una vista en perspectiva de un accesorio de montaje alternativo para la unidad objetivo estimulante mostrada en la Figura 1;

La Figura 7 es una vista en perspectiva de un soporte para montar unidades objetivo estimulantes;

Las Figuras 8A, 8B y 8C son vistas en perspectiva de un pedestal (o soportes) de banderas para montar una o más unidades de objetivo estimulantes;

La Figura 9 es una vista en perspectiva de un sistema de entrenamiento con pesas que emplea varias de las unidades estimulantes objetivo mostradas en la Figura 1, que rodean un banco;

La Figura 10 es un diagrama de bloques del sistema para la electrónica empleada en la unidad objetivo estimulante mostrada en la Figura 1;

La Figura 11 es un diagrama de bloques del sistema para la electrónica empleada en un controlador de sistema que gestiona múltiples unidades objetivo estimulantes como parte de una red cohesiva;

La Figura 12 es un diagrama de red esquemático de un sistema de ejercicio o entrenamiento que comprende el controlador del sistema que se muestra en la Figura 11 con múltiples unidades objetivo estimulantes mostradas en la Figura 10;

La Figura 13 es una serie de capturas de pantalla que muestran un panel de control gráfico proporcionado por el controlador del sistema de la Figura 12 que se puede utilizar para programar el ejercicio o el sistema de entrenamiento;

La Figura 14 es una vista despiezada de una unidad objetivo estimulante de acuerdo con una segunda realización preferente de la invención;

La Figura 15A es una vista en alzado de una cubierta interior utilizada en la unidad objetivo estimulante de la Figura 14;

La Figura 15B es una vista desde arriba de la cubierta interior mostrada en la Figura 15A;

La Figura 16 es una vista en planta de una placa de circuito impreso utilizada en la unidad objetivo estimulante de la Figura 14;

La Figura 17 es una vista en sección transversal detallada de una porción de una carcasa utilizada en la unidad objetivo estimulante de la Figura 14;

La Figura 18 es una vista en perspectiva desde abajo de un armazón utilizado en la carcasa de la unidad objetivo estimulante de la Figura 14;

Las Figuras 19, 20 y 21 son gráficos que representan tres algoritmos de detección de objetos diferentes, respectivamente, empleados por un sensor de infrarrojos utilizado por la unidad objetivo estimulante de la Figura 14;

Las Figuras 22 a 40 muestran pantallas de visualización para una interfaz gráfica de usuario empleada por la unidad objetivo estimulante de la Figura 14; y

La Figura 41 es un diagrama esquemático que ilustra el orden de visualización de las pantallas de visualización mostradas en las figuras 22-40.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una unidad objetivo estimulante 10. Como se describe con mayor detalle a continuación, un sistema de entrenamiento con ejercicios de acuerdo con una realización preferente de la invención utiliza una red de unidades objetivo estimulantes 10. La unidad objetivo estimulante 10 proporciona preferentemente estimulación a la persona que hace ejercicio (es decir, el usuario) en forma de luz y proporciona retroalimentación al usuario que preferentemente también está en forma de luz.

La Figura 2 muestra una vista en despiece de la unidad objetivo estimulante 10. La unidad 10 incluye un armazón superior translúcido 12 y un armazón inferior opaco 14 que juntos forman la mayor parte de una carcasa. Un reborde 16 rodea los armazones superior e inferior 12, 14 para unir las dos partes a lo largo de sus periferias o, donde los armazones se pueden conectar directamente entre sí, para ocultar la costura entre ellas.

Una placa de circuito impreso (PCB) 18 está montada en el armazón inferior 14. La parte inferior de la PCB 18 tiene preferentemente un compartimento 19 de batería montado en el mismo con baterías recargables. La PCB 18 lleva componentes de circuito esenciales para generar el estímulo de origen, medir la reacción o el tiempo de respuesta del individuo que se ejercita o entrenar y generar un estímulo de retroalimentación para que el practicario confirme que ha respondido adecuadamente al estímulo.

Más particularmente, como se ve mejor en la Figura 1, la placa de circuito impreso 18 tiene una disposición anular de diodos emisores de luz (LED) 20. Una cubierta interior 22 se asienta sobre la PCB 18. La cubierta interior 22 tiene una gran abertura central 24 y una serie de pequeños orificios 26 dispuestos anularmente para coincidir con la posición de los LED 20 de modo que la luz de estos dispositivos brille a través de la cubierta interior 22. Si se desea, se puede montar una guía de luz anular, un difusor o un tubo de luz 28 sobre la cubierta interior 22 para difundir la luz generada por los LED 20 y proporcionar una luz más uniforme en forma de anillo en oposición a una serie de fuentes puntuales.

La abertura central 26 proporciona una ventana a los sensores de medición de respuesta tales como sensores infrarrojos, ultrasónicos o capacitivos montados en la PCB 18. El sensor o sensores de medición de respuesta registran una activación o "impacto" exitoso de la unidad 10 objetivo estimulante como se describe con mayor detalle a continuación.

La matriz anular de LEDS 20 proporciona preferentemente un estímulo de origen al encenderse, y preferentemente también proporciona un estímulo de retroalimentación al apagarla. Si se desea, los LED 20 pueden ser diodos emisores de luz rojo-verde-azul, en cuyo caso los LED 20 pueden proporcionar un estímulo de retroalimentación que hace parpadear un color de luz diferente o que hace parpadear una secuencia diferente, como dos ráfagas rápidas de encendido y apagado. Además, o como alternativa, la PCB también puede transportar estímulos de retroalimentación como LED que parpadean (ya sea del mismo color o de un color diferente) a través de la abertura central 26. Adicional o alternativamente, se puede proporcionar un estímulo de retroalimentación a través de un altavoz (no mostrado) conectado a la PCB 18.

Haciendo referencia adicionalmente a la vista inferior de la unidad objetivo estimulante 10 en la Figura 3, una base se une preferentemente al armazón inferior 14. En la realización ilustrada, la base se proporciona preferentemente por un miembro de bloqueo 30 que se sujeta al armazón inferior 14 mediante un borde de bloqueo 32 que se asegura preferentemente de manera desmontable al armazón inferior 14, por ejemplo, utilizando nervaduras 34 que se acoplan características o rebajas correspondientes en la parte inferior de el armazón inferior 14. El borde de bloqueo extraíble 32 permite que el miembro de bloqueo 30, que se usa para asegurar la unidad objetivo estimulante 10 a una estructura de soporte, se intercambie con un miembro de bloqueo diferente en función de los requisitos de sujeción. Además, un perfil de goma o espuma 36 (visto en la Figura 3) se puede unir al armazón inferior 14 para que funcione como un miembro de compresión si la unidad objetivo estimulante 10 se une a una estructura de soporte a través del miembro de bloqueo 30 o simplemente como un anillo antideslizante si la unidad objetivo estimulante 10 se coloca simplemente sobre una superficie.

Haciendo referencia en particular a la Figura 3, el compartimento 19 tiene preferentemente puertos de carga externos metalizados 39 accesibles a través del armazón inferior 14 (apertura no mostrada) que se puede usar para recargar las baterías en el compartimento 19 sin tener que quitarlas. Para ello, el anillo de bloqueo 32 es de forma semicircular, con un sector abierto 38. Preferentemente, como se ve en la Figura 4, múltiples unidades objetivo estimulantes 10 se pueden recargar de una vez en una unidad de recarga 40. La unidad de recarga 40 presenta una rejilla 42 con soportes 44 en forma de U para sostener múltiples unidades objetivo estimulantes 10. Cada pedestal en forma de U 44 tiene paredes semicirculares delanteras y traseras 44a, 44b para sostener la unidad objetivo estimulante 10, con la base o el brazo del pedestal en forma de U 44 que tiene clavijas de carga 46 que hacen contacto con los puertos de carga en el compartimiento de la batería 18 a través del sector abierto 38 del anillo de bloqueo 32. La rejilla 42 puede montarse en una carcasa cilíndrica (no mostrada) para asegurar todo el paquete.

La Figura 5 muestra un accesorio 50 de montaje de hebilla que puede usarse para sujetar la unidad 10 objetivo estimulante a un soporte. El accesorio 50 de montaje de la hebilla presenta una parte 52 hembra que se interconecta mediante un botón 54 con el miembro 30 de bloqueo de la armazón 14 inferior de la unidad objetivo estimulante. Una parte macho 56 del accesorio de montaje de hebilla 50 tiene púas flexibles 58 para insertar en la parte hembra 52 y un cinturón flexible (no mostrado) enrollado alrededor de un soporte une las partes macho y hembra 52, 56 juntas. El accesorio de montaje de hebilla 50 proporciona un medio de montaje casi universal.

La Figura 6 muestra otro accesorio de montaje 60 que tiene un cuerpo cilíndrico 62 en el que una cara extrema del mismo tiene un miembro de bloqueo 64 complementario al miembro de bloqueo 30 de el armazón inferior 14 de la unidad de estimulante objetivo. El cuerpo cilíndrico 62 tiene un orificio pasante 66 para un cinturón o correa 68 con hebilla que puede usarse para sujetar el accesorio de montaje 60 a un soporte. La cara extrema opuesta del cuerpo cilíndrico 62 tiene una superficie de goma antideslizante 70 para agarrar el soporte.

La Figura 7 muestra un soporte 80 que se puede usar para montar y colocar la unidad objetivo estimulante 10 en una variedad de posiciones sobre el suelo. El soporte tiene una base pesada 82 con un vástago 84 capaz de girar 360 grados. Un poste 86 se monta de forma pivotante en el vástago y se fuerza para permanecer en posición vertical mediante un resorte tensor 88. El soporte de pivote tiene un botón 90 para mantener el ángulo del poste con respecto al suelo. El poste 86 tiene una porción telescópica 92 cuya longitud se controla por un segundo botón 94. La porción telescópica 92 tiene en su otro extremo un cuello de ganso 96 en el que la unidad de objetivo estimulante 10 se puede sujetar con el accesorio de montaje 50 o 60. El soporte 80 es particularmente útil cuando las unidades objetivo estimulantes se utilizan como parte de un sistema para realizar maniobras de carrera, por ejemplo, para entrenar a jugadores de fútbol.

La Figura 8A muestra un pedestal de banderas 100 que se puede usar para montar y colocar múltiples unidades objetivo estimulantes 10 en una variedad de posiciones. El pedestal de banderas 100 tiene una base pesada 102 en la que se monta un poste flexible ligero 104 y se tensa para permanecer en posición vertical mediante un resorte 106. El poste 104 está algo curvado y funciona como un lomo para un sustrato de tela 108. El sustrato de tela 108 presenta preferentemente una superficie de gancho 110 para un cierre de gancho y bucle. Las unidades objetivo estimulantes 10 tienen preferentemente un miembro de bloqueo complementario con un respaldo 112 de superficie de bucle que se puede pegar en cualquier lugar del sustrato 108 de tela. El pedestal 100 puede usarse individualmente para montar una o más unidades objetivo estimulantes 10 para una variedad de propósitos, o en parejas. Por ejemplo, la Figura 8B muestra dos soportes de banderas 100 dispuestos en configuración de espejo. Esta configuración es particularmente útil para el entrenamiento de balonmano o voleibol. Asimismo, la Figura 8C muestra dos soportes de banderas 100 dispuestos en una configuración paralela con un voladizo 112 de gancho y bucle que conecta los dos soportes 100 para proporcionar una disposición tridimensional que también sería útil para el entrenamiento en deportes como balonmano o voleibol. Como se describe a continuación, las unidades objetivo estimulantes 10 se pueden configurar de modo que no sea necesario tocar realmente la unidad para accionarla o registrar un "impacto".

La Figura 9 muestra un sistema 120 de entrenamiento con pesas en el que las unidades objetivo estimulantes 10 rodean un banco 122. Las unidades de objetivo estimulante 10 se montan en un marco 124 que tiene estantes 126, 128 y 130 ubicados en la parte delantera, izquierda y derecha del banco, respectivamente. El ángulo de cada estante 126, 128 y 130 se puede ajustar. Esta configuración es particularmente útil para ejercicios de abdominales en los que el torso se dirige hacia las unidades objetivo estimulantes 10 en diferentes ubicaciones. Las unidades objetivo estimulantes 10 son capaces de medir la posición del torso ya que no es necesario tocar las unidades para accionarlas o registrar un "impacto". Más bien, como se describe con mayor detalle a continuación, la distancia de la persona a las unidades objetivo estimulantes puede ser un parámetro programable que funciona preferentemente como parte del programa de entrenamiento o ejercicio. Esta característica es útil porque se puede utilizar en particular para la rehabilitación de lesiones en las que se requiere una rutina progresiva de varios ejercicios de estiramiento a diferentes distancias a medida que el usuario se recupera y los resultados se miden para medir el estado de recuperación del paciente.

Habiendo discutido las características físicas de las unidades 10 objetivo de estimulantes preferidas y la manera en la que pueden desplegarse en un sistema de entrenamiento con ejercicios, la discusión ahora se ampliará sobre la electrónica utilizada en las unidades 10 objetivo de estimulantes preferidas.

La Figura 10 muestra un diagrama de bloques del sistema de los principales componentes electrónicos utilizados en la unidad 10 objetivo estimulante. La unidad 10 incluye un microcontrolador central 152, tal como un Microchip (R) PIC18F, que es alimentado por baterías recargables a través de una fuente de alimentación 154 que se supervisa por un circuito 156 de gestión de baterías. Un puerto 158 de bus serie universal (USB) se conecta al microcontrolador 152 y al circuito 156 de gestión de la batería. Además, el microcontrolador se conecta a la memoria 178 y un conector JTAG 178.

El microcontrolador central 152 controla los LED de estímulo 26 a través de controladores LED 160 y un sensor de luz ambiental 172, que se utiliza para controlar la energía suministrada por los controladores LED 160. Más particularmente, la unidad objetivo estimulante 10 tiene la capacidad de generar diferentes colores cuando se emplean diodos 26 emisores de luz rojo, verde y azul (RGB). Esto permite que el software ejecutado por el microcontrolador genere diferentes colores de luz estimulante. Esta capacidad permite al usuario programar rutinas de ejercicio o rehabilitación donde, por ejemplo, solo las luces rojas se desactivan y las verdes no. Esto permite que el sistema pruebe la reacción del usuario y la velocidad de reconocimiento, o le permite al usuario ejercitar sus habilidades cognitivas y de memoria activando solo ciertas luces de color que pueden encenderse momentáneamente con varios otros colores.

La intensidad de la luz generada por los LED 26 es automáticamente ajustable por el microcontrolador para adaptarse a diversas condiciones de luz ambiental. En particular, es deseable tener luz muy visible a la luz solar directa. Por tanto, el sensor de luz ambiental proporciona información para adaptar la intensidad de los LED 26.

Un altavoz con circuito de amplificación 162 también se conecta al microcontrolador 152 para proporcionar retroalimentación de audio a los usuarios.

El microcontrolador 152 también se conecta a al menos uno de un sensor de proximidad de infrarrojos 164, un sensor de proximidad ultrasónico 166 y un sensor de proximidad capacitivo 168. Además, se proporciona un acelerómetro 170 o un interruptor de contacto opcional 171 para detectar el contacto físico con el usuario.

En la realización preferente, el sensor o sensores de proximidad detectan la distancia entre la parte del cuerpo de un usuario, como una mano, y la unidad 10 objetivo estimulante. Una variedad de componentes disponibles comercialmente es capaz de proporcionar tal función. Por ejemplo, Sharp fabrica una serie de detectores de proximidad por infrarrojos GP2XX ™, uno de los cuales (por ejemplo, el GP2D120) puede ser adecuado para esta aplicación. De manera similar, Honeywell fabrica una línea de sensores de proximidad ultrasónicos de la serie UHZ ™ y Quantum Research Group fabrica una línea de sensores de proximidad capacitivos Qprox ™, uno de los cuales se puede utilizar en esta aplicación. Para obtener la mejor estimación de la distancia, la realización preferente emplea diferentes tipos de sensores de proximidad y utiliza los resultados de estos dispositivos para determinar la veracidad de un dispositivo de lectura principal (por ejemplo, el sensor de infrarrojos) o para promediar las lecturas de los diferentes sensores para llegar a una conclusión. Si se desea, el microcontrolador 152 puede ejecutar un filtro de Kalman para proporcionar una mayor confianza en las lecturas estimadas de distancia obtenidas de los diferentes tipos de sensores de proximidad.

El acelerómetro 170 también se puede usar para registrar una activación de la unidad estimulante objetivo. La activación puede ser tan simple como detectar un cambio en el acelerómetro para indicar la presencia de un contacto físico. Alternativamente, la activación puede requerir la detección de una señal más compleja correspondiente a una fuerza dada en una determinada dirección, como puede ser proporcionada por un acelerómetro de tres ejes y algoritmos de procesamiento de señales adecuados como se conoce en la técnica per se. Esta característica sería útil si la unidad objetivo estimulante se incorpora en un programa de entrenamiento de boxeo o kárate en el que la medición de la fuerza así como el ángulo de ataque es una métrica de rendimiento deseada.

El microcontrolador 152 también se conecta preferentemente a un controlador de comunicación de red de área personal inalámbrica (PAN) (con antena) 174, y un lector de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) 176, que puede proporcionarse por un Zigbee comercial o circuito integrado de red de área personal (IC) IEEE 802.15.4. El propósito de estos componentes se aclarará junto con una apreciación del controlador del sistema.

La Figura 11 muestra un diagrama de bloques del sistema de un controlador del sistema 200. El controlador del sistema 200 tiene un microprocesador 202 central, tal como Microchip (R) PIC32MX460L512, que se conecta a una pantalla de visualización de cristal líquido (LCD) sensible al tacto 204 a través de un controlador LCD 206. El controlador del sistema 200 también es alimentado por baterías recargables 208 a través de los circuitos de gestión y carga de la batería 210 y 212. Un lector/grabador de etiquetas RFID 212 y un controlador de red de área personal 214, tal como un transceptor Microchip® MRF24J40MA Zigbee, también están conectados al microprocesador 202. Asimismo, el microprocesador 202 se conecta a un puerto de bus serie universal 216; un circuito 218 de Bluetooth; un circuito de LAN inalámbrica 220 ; memoria 222; un controlador de audio 224; y uno o más pulsadores iluminados 226.

Haciendo referencia adicionalmente al diagrama de red de la Figura 12, el controlador del sistema 200 funciona preferentemente como el coordinador de una red inalámbrica ZigBee (o similar) donde las unidades objetivo estimulantes 10 funcionan como dispositivos finales ZigBee. El controlador del sistema 200 inicia una red inalámbrica y descubre el número de unidades objetivo estimulantes 10 dentro del rango de recepción. El controlador del sistema 200 también recibe solicitudes de unidades objetivo estimulantes 10 activadas recientemente para unirse al sistema gestionado por el controlador del sistema 200. Esto permite a un usuario configurar rápida y dinámicamente el número de unidades objetivo estimulantes 10 que componen el sistema de ejercicio o entrenamiento.

Una vez que se establece la red inalámbrica, la comunicación se produce de forma inalámbrica a través de los canales de RF. El controlador del sistema 200 mantiene un conjunto de instrucciones, que el usuario puede ingresar o programar de otra manera como se describe con mayor detalle a continuación, que preferentemente secuencia: (i) qué unidades objetivo estimulantes 10 deben iluminarse (y si corresponde o se desea, el color de la luz); (ii) la distancia de proximidad para registrar un "impacto" para la unidad objetivo estimulante en cuestión; y (iii) el retraso de tiempo hasta la activación de la siguiente unidad objetivo estimulante 10 en la secuencia. La distancia de proximidad puede ser cero para obligar al usuario a tocar físicamente la unidad objetivo estimulante en cuestión para activar el sensor de medición de impacto, es decir, el acelerómetro y/o el interruptor de contacto. El retraso de tiempo también puede ser cero, en cuyo caso dos unidades objetivo estimulantes 10 se encenderán juntas. Por tanto, comunicándose a través de los canales de RF inalámbricos, el controlador del sistema 200 envía una señal a una unidad 10 objetivo de estimulante específico para que se encienda. A su vez, cuando se activa una unidad objetivo de estimulante específico, envía una señal inalámbrica al controlador del sistema en consecuencia. El controlador del sistema 200 puede medir el tiempo de retraso entre el estímulo y la respuesta o, para mayor precisión, cada unidad objetivo estimulante 10 puede medir el tiempo de respuesta del usuario y transmitirlo al controlador del sistema 200 para su registro.

El controlador del sistema 200 puede programarse mediante una entrada de teclado convencional mediante una pantalla táctil o una entrada de teclado. O, como se indica en la Figura 12, el controlador del sistema 200 puede interactuar con un ordenador personal o portátil 230 a través de la LAN inalámbrica 220 o el bus serie universal 216. El portátil 230 puede ejecutar un programa de interfaz de usuario más elaborado.

La Figura 13 muestra una interfaz gráfica de usuario 300 implementada en el controlador del sistema 200 y destinada a mostrarse en su pantalla LCD 204. Como se ejemplifica en la captura de pantalla 300A, las rutinas de entrenamiento se dividen en diferentes tipos de actividades o grupos para una fácil selección. Como se ejemplifica en la captura de pantalla 300B, cada grupo contiene una serie de rutinas o secuencias de entrenamiento. La rutina o secuencia de entrenamiento se puede activar presionando un botón 302 de inicio/parada virtual. El nombre del usuario que realiza la rutina se conoce preferentemente de forma automática a partir de una etiqueta 232 RFID preasignada que lleva el usuario. Las métricas de rendimiento del usuario se muestran en la captura de pantalla 300C.

La captura de pantalla 300D muestra cómo se puede programar la rutina o secuencia de entrenamiento a través de un panel de control gráfico que utiliza el paradigma de una línea de tiempo. Cada botón numérico 304 representa una unidad 10 objetivo de estimulante particular. (Al presionar el botón numérico 304, se iluminará la unidad objetivo del estimulante correspondiente para que el usuario sepa desde una perspectiva física a qué unidad se dirige.) Al manipular los botones numéricos, se añaden 304 unidades objetivo estimulantes a una línea de tiempo 306. Se pueden abordar múltiples unidades 10 objetivo de estimulantes a la vez, como se verá en la línea de tiempo 306. El botón de flecha 308 inicia el siguiente paso en la secuencia. Alternativamente, se puede insertar una pausa en la línea de tiempo 306 presionando el botón P 310. Si lo desea, el panel de control puede solicitar un valor de tiempo numérico para el tiempo de retraso entre pasos sucesivos y/o el retraso. El lado derecho de la pantalla del panel de control también establece varias opciones para la secuencia de entrenamiento, como si se usa o no una señal de retroalimentación audible y la distancia de proximidad requerida para que el usuario accione con éxito la unidad objetivo estimulante. Estas distancias se pueden establecer como valores numéricos o con mayor preferencia a través de etiquetas más intuitivas como "corto", "medio" y "largo" que serán traducidos por el software de control en valores numéricos adecuados.

Además, el sistema proporciona otra forma particularmente deseable de establecer una rutina o secuencia de entrenamiento colocando el controlador del sistema 200 en un modo de aprendizaje. En este modo, el usuario designa una secuencia de unidades objetivo estimulantes activando una unidad o unidades específicas, ya sea acercando su mano a la unidad o tocando la unidad por impacto. El controlador del sistema 200 mostrará entonces un nombre, imagen y/o ubicación geográfica de la unidad y permitirá al usuario ingresar los otros datos. Por ejemplo, el controlador del sistema puede colocar el número de designación de la unidad objetivo de estimulante seleccionada en la línea de tiempo 306. Adicional o alternativamente, el controlador del sistema 200 puede colocarse en un modo de programa o entrenamiento completo en el que los usuarios pasan por una rutina completa activando las unidades objetivo estimulantes en una secuencia específica y generando la línea de tiempo 306 en base a dichos datos. En este caso, el controlador del sistema 200 recibe retroalimentación de las unidades objetivo estimulantes 10 en cuanto a la secuencia de unidades objetivo estimulantes activadas, las distancias de proximidad más cercanas (incluyendo cero) registradas por una unidad objetivo estimulante activada y el tiempo de retraso entre la activación sucesiva las unidades objetivo estimulantes. Una vez programado, el controlador de sistemas 200 puede acelerar iterativamente la secuencia para hacer que el ejercicio o la rutina de entrenamiento sea cada vez más difícil para el usuario en cada pasada.

Además, el controlador del sistema 200 también puede aceptar una variedad de parámetros operativos globales que se aplican a una secuencia completa de ejercicio o entrenamiento. Esto puede incluir: un tiempo de secuencia siguiente establecido, programable de 0 a 10 segundos en incrementos de 1/10 de segundo; y/o un tiempo de encendido predeterminado, que es la cantidad de tiempo que se permite que la luz de la unidad objetivo estimulante permanezca encendida antes de que se registre un 'fallo', siendo el tiempo de encendido programable de 0 a 10 segundos en 1/10 de segundo incrementos.

Además de los modos de funcionamiento programados descritos anteriormente, el controlador del sistema 200 también puede funcionar en otros modos. Estos incluyen:

Modo aleatorio. El controlador del sistema envía una señal aleatoria a las unidades objetivo estimulantes 10 para que se enciendan.

Modo cognitivo. Las unidades objetivo 10 se encienden durante "X" segundos (programables) y luego se apagan y el usuario debe identificar las unidades objetivo 10 que se activaron en el patrón. Por ejemplo, 8 unidades de objetivo 10 se encienden desde una configuración de 10 luces y el usuario debe impactar las que no estaban encendidas o viceversa. Esto también se puede hacer con una mezcla de luces rojas y verdes o cualquier combinación de colores.

Modo de seguimiento lineal. Las unidades objetivo estimulantes 10 se suceden linealmente y la última (u otra seleccionada por el usuario) es activada por el usuario en un simulacro de anticipación. La velocidad del movimiento entre las unidades objetivo estimulantes 10 es programable.

Modo de luz total. Todas las unidades objetivo estimulantes 10 están encendidas y el usuario debe activarlas todas en un tiempo establecido o no establecido. Ambas funciones serían programables.

Modo de luz múltiple: Se enciende más de una unidad objetivo estimulante 10 al mismo tiempo.

Modo de velocidad aleatoria: El sistema cambia de forma continua la tasa de velocidad a la que se iluminan sucesivas unidades de estimulantes 10 objetivo, mezclando así el ritmo del usuario.

Modo de proximidad lineal. El sistema disminuye la distancia de desactivación para las unidades objetivo estimulantes 10 sucesivamente, o por ejercicio o rutina de entrenamiento sucesivos.

Modo de proximidad aleatorio. El sistema cambia la distancia de desactivación para las unidades objetivo estimulantes 10 en patrones aleatorios, creando un grado de dificultad para el usuario que requiere concentración aguda y conciencia de reacción.

Por lo anterior, debe apreciarse que la invención proporciona un sistema de entrenamiento físico universal que se puede aplicar a muchas áreas de la aptitud física, el deporte y las actividades de alto rendimiento. Las unidades objetivo estimulantes se pueden montar en paredes, suelos o cualquier aparato que se utilice durante las sesiones de entrenamiento para mejorar el entrenamiento y acondicionamiento del usuario. Además, las unidades de objetivo estimulantes se pueden montar para simular situaciones deportivas reales específicas, como redes de tenis, canchas de squash, redes para voleibol o redes de portería, hockey, fútbol, etc. El sistema se puede utilizar para entrenamiento de una sola persona, entrenamiento de equipo, entrenamiento de ruta de pase, entrenamiento de juego fijo, uno a uno o equipo contra equipo. Se pueden desarrollar un sinfín de rutinas y aplicaciones utilizando el sistema, que se diseña para ser portátil para todos los deportes y actividades de acondicionamiento.

La Figura 14 muestra una vista en despiece de una unidad objetivo estimulante 400 actualmente preferida que es particularmente robusta en su construcción. La unidad 400 de objetivo estimulante incluye un armazón superior translúcido 402 y un armazón inferior opaco 404 que juntos forman la mayor parte de una carcasa. Un borde 406 rodea los armazones superior e inferior 402, 404 para unir las dos partes a lo largo de sus periferias, como se describe con mayor detalle a continuación.

Una placa de circuito impreso (PCB) 410 está dispuesta en la carcasa entre los armazones superior e inferior 402, 404. La PCB 410 lleva componentes de circuito para generar el estímulo de origen, medir la reacción o el tiempo de respuesta del individuo que se ejercita o entrena y generar un estímulo de retroalimentación para que el practicario confirme que ha respondido adecuadamente al estímulo. En la realización ilustrada, la PCB 410 lleva un receptor de infrarrojos 412 situado en el centro, un anillo interior 414 circundante de emisores de infrarrojos 416 y LED 418 montados en superficie, y un anillo exterior 420 de LED 422 montados en superficie. El anillo interior 414 puede comprender, por ejemplo, dos emisores de infrarrojos 416 situados a 180 grados de distancia y cuatro LED 418 situados a lo largo del anillo interior 414 en una disposición en "X". El anillo exterior 420 puede incluir, por ejemplo, diez LED 422 espaciados equidistantemente. Los LED 418, 422 son preferentemente fuentes de luz de varios colores porque su color de salida puede controlarse, como se conoce en la técnica.

Un altavoz 424 también puede conectarse a la PCB 410.

Una cubierta interior opaca 430 se coloca sobre la PCB 410. Haciendo referencia adicionalmente a las vistas en alzado y superior aisladas de la cubierta interior 430 mostrada en las Figuras 15A y 15B, la cubierta interior 430 tiene un tubo central 432 que tiene una abertura central 434 que se registra con el receptor de infrarrojos 412. El tubo central 432 está rodeado por una protección troncocónica 436 que tiene una pared anular axial interior 438 con una elevación que es casi o sustancialmente igual a la del tubo de túnel central 432. Colectivamente, el tubo central 432 y la pared anular axial interior 438 forman un tubo toroidal o túnel 440 coaxial con el tubo central 432. El túnel coaxial 440 tiene un suelo radial 442 con una serie de agujeros 444 en el mismo que se registran con los componentes (emisores de infrarrojos 416 y LED 418) del anillo interior 414. Fuera de la protección troncocónica 436, la cubierta 430 interior presenta una serie anular de orificios 446 dispuestos para coincidir con las posiciones de los LED 422 del anillo exterior de modo que la luz de estos LED brille a través de la cubierta 430 interior.

Un tubo de luz anular o guía 450 se monta encima de la cubierta interior 422. La guía de luz 450 tiene un anillo 452 formado integralmente con dígitos 454 de guía de luz que se proyectan hacia abajo y que pasan a través de los orificios de la cubierta interior 446 para hacer contacto con los LED 422 de montaje en superficie. Los dígitos 454 guían la luz desde los LED 422 al anillo 452, que a su vez distribuye la luz generada por los l Ed 422 alrededor del anillo 452 para proporcionar así un patrón de luz en forma de anillo más uniforme en oposición a una serie de fuentes puntuales. Esto puede hacer que la unidad objetivo estimulante 400 sea más visible en condiciones soleadas o brillantes.

El túnel coaxial 440, que preferentemente tiene paredes que absorben la luz (y puede, por ejemplo, tener una textura de superficie rugosa) ayuda a reducir la propagación de la luz IR que emana de los emisores IR 416 y dirige la luz IR a lo largo de un haz más enfocado. El tubo central 432, que preferentemente también tiene paredes que absorben la luz y puede incluir un ahusamiento hacia adentro o un movimiento hacia adentro, ayuda a aislar el receptor de IR 416, que se ubica en la parte inferior del tubo central 432, de la luz parásita. Además, una junta tórica 460 está montada entre el tubo central 432 y el armazón superior 402 con el fin de reducir o eliminar cualquier luz IR que emana del túnel coaxial 440 de fugas hacia el tubo central 432. De manera individual y colectiva, estas características ayudan a crear una ruta de emisión más precisa y a reducir el campo de desactivación, lo que requiere que el usuario sea más preciso al accionar la unidad objetivo estimulante 400.

La unidad 400 de objetivo estimulante está construida para resistir fuerzas y tensiones considerables. Los componentes se interconectan de la siguiente manera:

La guía de luz 450 se conecta a la cubierta interior 430 mediante una serie de clips elásticamente deformables 456 formados integralmente en la parte inferior de la guía de luz 450 que encajan a presión en los orificios de montaje 458 formados en la cubierta interior 430.

La PCB 410 se conecta a la cubierta interior 430 a través de una serie de clips elásticamente deformables 462 formados integralmente en la parte inferior de la cubierta interior 430 que encajan en los rebajes 464 formados a lo largo de la periferia exterior de la PCB 410.

La cubierta interior 430, que tiene la guía de vuelo 450 y la PCB 410 unidas a la misma, también se conecta al armazón superior 402 mediante un ajuste a presión. Haciendo referencia adicionalmente a la vista en sección transversal del conjunto de detalle de la Figura 17, la cubierta interior 430 tiene una brida de refuerzo periférica exterior 470 que se estrecha hacia abajo en su superficie superior. La brida exterior 470 une una pared lateral exterior recta 472 con un anillo de resorte saliente 474 formado integralmente. El armazón superior 402 tiene una brida circunferencial 480 que se extiende axialmente con una forma complementaria a lo largo de su diámetro interior. La forma complementaria incluye un rebaje anular 482 de tamaño ligeramente más pequeño que el anillo de resorte 474 de modo que el anillo de resorte 474 se bloquee (de forma liberable) en el rebaje anular 482 de la brida circunferencial 480 que se extiende axialmente deformable elásticamente.

Con referencia a la Figura 14, el armazón superior 402, que tiene la cubierta interior 430, la guía de luz 450 y la PCB 410 unidas a la misma como se ha descrito hasta ahora, se conecta de forma suspendida al armazón inferior 404 a través del borde 406, que se forma de un material elastomérico tal como caucho. La llanta 406 presenta una ranura anular superior 476 y una ranura anular inferior 478. La brida circunferencial que se extiende axialmente del armazón superior 480 se asienta en y a lo largo de la ranura 476 anular superior de la llanta. El armazón inferior 404 tiene una brida circunferencial 490 que se extiende axialmente y que se asienta dentro y a lo largo de la ranura anular inferior 478 del borde. La cubierta interior 430 tiene una serie de cavidades de montaje 490 formadas integralmente en su lado inferior. Los insertos de enchufe roscados 492 se fijan (por ejemplo, mediante unión térmica) en las cavidades de montaje 490. (Las cavidades de montaje 490 podrían construirse alternativamente con casquillos roscados formados integralmente.) Los pernos de carro 494, cada uno con una cabeza 494a, un eje liso 494b cerca de la cabeza y un eje roscado 494c distal de la cabeza, se pasan a través de los orificios de montaje 496 formados en el armazón inferior para sujetar juntos el armazón inferior 402, el borde 406 y el conjunto de cubierta interior 130/armazón superior 402. (Las juntas tóricas 498 pueden estar dispuestas entre los orificios de montaje 496 y la PCB 410.) Esta forma de conexión permite que el armazón superior 402 y el armazón inferior 404 se muevan axialmente entre sí cuando, por ejemplo, el armazón superior 402 se impacta y deforma el borde elastomérico 406.

La vista detallada de la Figura 17 proporciona más detalles sobre cómo las fuerzas de impacto son manejadas por la unidad objetivo estimulante 400.

El armazón superior translúcido 402 se forma preferentemente a partir de un polímero resistente al impacto tal como policarbonato. El armazón superior 402 tiene forma de cúpula que tiene una superficie superior semiesférica 500 (que tiene una sección transversal semicircular). La brida circunferencial que se extiende axialmente del armazón superior 480 tiene una cara 484 exterior que se empareja con una pared exterior 486 de la ranura superior 476 de la llanta y una cara interior 488 que se encuentra parcialmente con una pared 489 interior de la ranura superior 476 de la llanta. La brida circunferencial que se extiende axialmente del armazón superior 480 también tiene una porción inferior 502 con una pared inclinada 504 que une una cara extrema plana 506; sin embargo, la porción inferior 502 no se asienta completamente en las paredes inclinadas 508 e inferior 510 de forma complementaria de la ranura superior de la llanta 476, es decir, normalmente hay un espacio entre las paredes 504, 508 y 506, 510. La forma abovedada del armazón superior 402 ayuda a transferir las fuerzas de impacto a su periferia exterior. La fuerza tendrá una componente axial y una componente transversal. La componente transversal de la fuerza será resistida por la pared exterior 486 de la llanta 406. La componente axial de la fuerza empujará la brida circunferencial 480 que se extiende axialmente hacia abajo para resistir las paredes inclinadas e inferiores 508, 510 de la ranura superior de la llanta 476. En el procedimiento, la porción inferior 502 de la brida circunferencial 480 que se extiende axialmente podría desviar o deformar una porción de unión interna 512 de la llanta 406.

La brida circunferencial que se extiende axialmente 490 del armazón inferior 404 tiene una forma similar y se instala en la ranura inferior 478 de la llanta de forma similar, lo que proporciona al armazón inferior 404 espacio para moverse con respecto a la llanta 406.

Como se ve mejor en la Figura 17, la construcción anterior proporciona un sello de tres puntos en 514a, 514b y 514c entre el armazón superior (o inferior) 402 y el borde 406, que es eficaz para permitir que la unidad objetivo estimulante 400 sea resistente al agua y utilizado en condiciones húmedas como bajo la lluvia o en piscinas. La forma abovedada del armazón superior 402, que tiene su región más elevada sobre los emisores y receptores de infrarrojos 412, 416, también ayuda a dirigir el agua que, de otro modo, interferiría con los sensores lejos de los sensores, de modo que la unidad objetivo estimulante 400 se pueda utilizar en condiciones húmedas. Las realizaciones alternativas pueden usar otras formas en lugar de una cúpula para permitir que el agua fluya lejos del sensor de infrarrojos, como piramidal o cónica.

Con referencia adicional a la vista en perspectiva desde abajo del armazón inferior en la Figura 18, el armazón inferior 404 tiene una ranura semicircular 516 que tiene orificios 518 a lo largo de la misma a través de los cuales se pasan los pernos de carro 494. Las cabezas de los pernos 494a se asientan dentro de la ranura 516 para no quedar expuestas. Se proporciona un sello elastomérico 518 (Figura 14) para tapar esta ranura 516.

El armazón inferior incluye una cavidad 520 en una parte inferior de la misma en la que se monta un miembro de bloqueo 530. El miembro de bloqueo 530 incluye una pluralidad de nervaduras 532 orientadas radialmente y rebajes intermedios 534 que se destinan colectivamente a acoplarse con características correspondientes de un miembro de bloqueo de acoplamiento en un accesorio de montaje tal como 50 o 60.

La parte inferior de la PCB 410 tiene un compartimento de batería 536 montado en el mismo para contener preferentemente baterías recargables reemplazables 537. El armazón inferior 404 tiene dos resortes de ballesta 538 montadas sobre ella que están dispuestas para hacer contacto con almohadillas conductoras de electricidad relativamente grandes (no mostradas) en la parte inferior de la PCB 410 que se conectan eléctricamente a las baterías. Los resortes de ballesta 538 están remachados al armazón inferior 404 mediante remaches 540 que tienen cabezas 542 conductoras de electricidad que proporcionan puertos de carga externos que se pueden usar para recargar las baterías en el compartimento 536 sin tener que quitar las baterías.

La unidad 400 de objetivo estimulante utiliza un circuito electrónico similar al descrito con referencia a la Figura 10. El sensor de proximidad es un sensor de infrarrojos proporcionado por los emisores y receptores de infrarrojos 416, 412, como se describió anteriormente, y el microprocesador 202. (La unidad 400 de objetivo estimulante también emplea un acelerómetro para registrar el contacto físico y/o la fuerza como se discutió anteriormente.) El sensor de proximidad IR se configura preferentemente para operar en uno de dos modos: un modo "normal" y un modo "raqueta".

En el modo normal, el sensor de infrarrojos funciona en uno de los dos submodos seleccionados en función del nivel de infrarrojos ambiental, un submodo de luz solar no directa y un submodo de luz solar directa. Como se ve en la Figura 19, cuando la unidad objetivo estimulante 400 está en el interior, el nivel de IR ambiental estará por debajo de un umbral. Cuando la mano del usuario u otro objeto pasa frente al haz de infrarrojos, la luz de infrarrojos se reflejará en la mano o el objeto y será captada por el receptor de infrarrojos 412, lo que provocará que el nivel de infrarrojos detectado aumente como se ve en la porción 552 del nivel de infrarrojos vs. registro de tiempo 552. Para verificar la detección de objetos, el microprocesador 202 apaga los emisores de infrarrojos 416 después de que se cruza un nivel 554 de umbral de detección de infrarrojos. Si el nivel de IR detectado vuelve a estar por debajo del umbral 554, entonces el sensor de proximidad de IR registra una detección de objeto. Nótese que el microprocesador 202 puede activar y desactivar rápidamente los emisores de infrarrojos 416 en este submodo, en cuyo caso el gráfico 550 representa el nivel de infrarrojos detectado cuando los emisores de infrarrojos 416 se activan.

La Figura 20 muestra un gráfico 560 del nivel de IR detectado frente al tiempo en condiciones soleadas. En este caso, como se indica en la parte 562 del gráfico 560, el nivel de IR ambiental es relativamente alto independientemente de si los emisores de IR 516 están encendidos o apagados. Sin embargo, como se ve por parte de 564 del gráfico 560, cuando se coloca una mano u otro objeto frente al receptor de infrarrojos 412, la luz infrarroja detectada debido al sol se bloquea, lo que da como resultado una lectura de infrarrojos más baja, pero que todavía está por encima un nivel de umbral 566. Para verificar la detección de objetos, el microprocesador 202 apaga los emisores de infrarrojos 416 y mira para ver que el nivel de infrarrojos ha disminuido, como en la parte de trazado 568, por debajo del umbral 566. La verificación se esfuerza por asegurar que la razón por la que el nivel de IR disminuyó en la parte 564 se debe a una reflexión de los emisores de IR 416 y no a una reducción temporal en los niveles de luz de IR ambiental. El microprocesador 202 también puede activar y desactivar rápidamente los emisores IR 416 en este submodo para llevar a cabo este algoritmo de detección.

En el modo "normal", el sensor de proximidad IR discierne la proximidad de la mano u otro objeto en base a los niveles máximos de luz IR detectada en las porciones 552 o 564.

La Figura 21 muestra un gráfico 580 del nivel de IR detectado frente al tiempo en el modo "raqueta". En este modo, el sensor de proximidad de infrarrojos funciona con una sensibilidad relativamente alta, como se ve por la ondulación relativamente alta en el gráfico 580. Una raqueta tiene típicamente cuerdas muy delgadas que son difíciles de detectar pero se apreciará que el marco de la raqueta es comparativamente más grueso e interrumpirá el haz de infrarrojos cuando una persona mueva la raqueta para accionar la unidad objetivo estimulante 400. Para detectar el marco de la raqueta, el microprocesador 202 busca una lectura de IR, como en la parte 584, que sea mayor que un nivel de umbral 582 (que es comparativamente más bajo que los niveles de umbral 554 o 566 y más cercano a los niveles ambientales) para un período mínimo de tiempo. El microprocesador 202 puede activar y desactivar rápidamente los emisores de infrarrojos 416 en este modo, por ejemplo, a unos pocos cientos de ciclos por segundo, y el período mínimo de tiempo puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 6 a 10 ciclos consecutivos. Se ignoran los picos aislados, tales como en la parte de gráfico 586 por encima del umbral 582.

Si lo desea, el usuario puede seleccionar específicamente los diferentes modos de funcionamiento (soleado, sin sol y con raqueta).

La unidad 400 de objetivo estimulante puede controlarse junto con unidades similares mediante un sistema 600 de control electrónico similar al mostrado en las Figuras 11-12, que incluye un controlador 602 del sistema. Las Figuras 22-40 muestran pantallas de entrada generadas por una interfaz gráfica de usuario (GUI) actualmente preferida proporcionada por el controlador 602 del sistema. La Figura 41 proporciona una clave que ilustra cómo se ordenan las pantallas de entrada entre sí.

La Figura 22 muestra una pantalla de entrada principal 610 con cuatro iconos que representan cuatro elementos de menú en base a la función: Entrenamiento 612, Juegos 614, Inalámbrico 616 y Configuración 618. La función de entrenamiento 612 utiliza las unidades de objetivo estimulante 400 en varios configuraciones de entrenamiento que se describen a continuación. La función Juegos 614 permite que uno o más usuarios utilicen las unidades estimulantes objetivo 400 en uno o más tipos diferentes de juegos. La función inalámbrica 616 configura las unidades objetivo estimulantes 400 en una o más agrupaciones. La función Configuracións 618 controla varios configuraciones ajustables por el usuario.

La Figura 23 muestra una pantalla 620 de entrada principal secundaria con cinco iconos que representan cinco tipos diferentes de funciones de entrenamiento: Entrenamiento aleatorio 622; Ejecución de una secuencia programada 624; Secuencias de Programa(ción) 626; Prueba de tiempo fraccionado 628; y coordinación mano/ojo 630.

Las Figuras 24 a 26 muestran las pantallas de entrada asociadas con la función de entrenamiento aleatorio 622. En la función de entrenamiento aleatorio, el controlador del sistema estimula aleatoriamente las unidades objetivo estimulantes 400 del sistema, y la persona que se entrena tiene que activar las unidades específicas que han sido estimuladas aleatoriamente.

La Figura 24 muestra una pantalla de entrada 632 que tiene varios campos que el usuario puede ajustar (y que serán implementados por el sistema). Los campos incluyen una distancia de proximidad, aciertos, tiempo de espera, retraso, color y penalización. El campo Distancia especifica la distancia por la cual la mano del practicario u otro objeto debe acercarse a la unidad 400 para registrar una activación exitosa de la misma. Una distancia cero indica que el practicario debe tocar físicamente la unidad 400 (que está equipada con un acelerómetro para este propósito como se describió anteriormente) para registrar una activación. El campo Impactos especifica la longitud de la secuencia, por ejemplo, 50 Impactos hará que el controlador del sistema ilumine aleatoriamente las unidades 50 veces. El campo Tiempo de espera especifica el período máximo de tiempo que el sistema esperará a que el practicario active una unidad actualmente estimulada 400 hasta que se estimule la siguiente unidad 400. El campo Retraso especifica el tiempo entre la activación de una unidad 400 y el inicio de la estimulación de la siguiente unidad 400 en la secuencia. Por ejemplo, con un retraso de 0,5 segundos, la siguiente unidad se iluminaría A segundo después de que el practicario accione una unidad actualmente iluminada. El campo Color permite al usuario especificar el color de la luz generada por los LED 416 y/o 422. La característica de penalización se puede desactivar o desactivar (como se ilustra). Cuando se activa, la Penalización agrega un tiempo de penalización indicado a las estadísticas del temporizador del usuario, como se describe con mayor detalle a continuación.

Los iconos '+' y '-'junto a cada campo permiten al usuario cambiar el valor del campo en pasos discretos o seleccionar un elemento siguiente en una lista enumerada, por ejemplo, para cambiar la Distancia en un incremento de 5 cm o cambie el retraso en un incremento de 0,1 segundos. La activación de un icono 634 de "retroceso" hace que el controlador del sistema muestre la pantalla de entrada anterior y la activación de un icono 636 de "inicio" provoca que el controlador del sistema muestre la pantalla 610 de entrada principal.

La Figura 25 muestra configuraciones o campos adicionales que el usuario puede ajustar (y que serán implementados por el sistema) a través de varias casillas de verificación. Estos campos incluyen: un campo de Pitido, que especifica si las unidades 400 generan o no un sonido cuando se estimulan; un campo Iniciar por luz, que especifica si la secuencia aleatoria comienza o no solo cuando el practicario activa una primera unidad 400 iluminada; un campo Estadísticas de registro, que especifica si se registran o no varias estadísticas de rendimiento en la memoria integrada; una serie de casillas de verificación 644 mutuamente excluyentes que especifican cómo se iluminarán los LED de la unidad 400, ya sea con un parpadeo rápido, permanente (iluminación continua), un parpadeo lento continuo o un parpadeo rápido continuo; una serie mutuamente excluyente de casillas de verificación 642 que especifican los anillos de luz que están iluminados, en la que Centro solamente especifica la iluminación del anillo interior 414, Anillo solamente especifica la iluminación del anillo exterior 420 y Luz total especifica la iluminación de los anillos interior y exterior 414 y 420; y una serie de casillas de verificación 646 mutuamente excluyentes que especifican si la activación de la unidad 400 se registra o no a través de detección de proximidad (Distancia), por Impacto físico o mediante detección de proximidad e impacto.

La Figura 26 es una pantalla de rendimiento 648 para la función de secuencia aleatoria, en la que se muestran una variedad de contadores o temporizadores que miden varios criterios de rendimiento una vez que el procedimiento comienza tras la activación de un icono 650 de "inicio". El icono 652 indica los grupos activos de la unidad 400, como se describe con mayor detalle a continuación. (En la pantalla ilustrada de la Figura 26, solo hay un grupo etiquetado como 'A' y un conjunto de contadores y temporizadores por grupo). El contador 652 muestra el número de secuencia. El temporizador 654 muestra el tiempo total que ha tomado la secuencia. El contador 656 muestra el número de unidades 400 que han expirado el tiempo, es decir, unidades que el practicario no ha accionado con éxito dentro del período de tiempo especificado por el campo Tiempo de espera. El temporizador 658 especifica el tiempo de reacción del practicario (desde el instante en que la unidad 400 informa al controlador del sistema que la unidad 400 ha sido estimulada hasta el instante en que el practicario ha activado la unidad estimulada 400 o hasta que ha transcurrido el período de tiempo de espera, lo que ocurra primero). Este temporizador 658 elimina el tiempo de retraso del recuento (mientras que el temporizador 654 incluye el tiempo de retraso), pero si se especifica una penalización, el período de penalización se agrega al recuento en caso de que el practicario no accione la unidad estimulada dentro del período de tiempo de espera. El temporizador 660 muestra el tiempo medio de reacción del practicario al activar las unidades 400.

Las Figuras 27 a 29 muestran las pantallas de entrada asociadas con la función 624 de entrenamiento de secuencia programada. En la función de entrenamiento secuenciado programado, el controlador del sistema estimula las unidades de objetivo estimulante 400 del sistema en una secuencia predeterminada, y el practicario tiene que activar las unidades en el orden de la secuencia seleccionada. La Figura 27 muestra una pantalla de entrada 652 que permite al usuario seleccionar una secuencia predeterminada (Núm. Sec) y especificar cuántas veces debe repetirse la secuencia seleccionada. Las Figuras 28 y 29 muestran pantallas de entrada y rendimiento similares a las de las Figuras 25 y 26 y se entenderán con referencia a la discusión anterior.

Las Figuras 30 a 33 muestran pantallas de entrada para la función de secuencias de programación. Estas son las secuencias utilizadas en la referencia de entrenamiento de secuencias de las Figuras 27 a 29. La Figura 30 muestra una pantalla de entrada 658 que permite al usuario seleccionar un número de secuencia que se definirá más en las pantallas de entrada de las Figuras 31 a 33. La Figura 31 muestra una pantalla de entrada 660 que permite al usuario especificar dos configuraciones diferentes, Configuración 1 y Configuración 2. Cada configuración está asociada con los valores de Distancia, Tiempo de espera, Retraso y Color, como se explicó anteriormente. La Figura 32 muestra una pantalla de entrada 662 que permite al usuario asociar cada unidad individual 400 con una de las dos configuraciones. La Figura 33 muestra una pantalla de entrada 664 que permite al usuario especificar la secuencia de unidades 400. La pantalla utiliza una tabla 666 con columnas 668. Cada columna 668 especifica las unidades 400 específicas que se van a estimular simultáneamente, y las columnas consecutivas especifican la secuencia. Por lo tanto, usando los datos ilustrados en la Figura 33 como ejemplo, la secuencia comienza estimulando las unidades nos. 6, 7 y 5, luego el núm. de la unidad 3, luego los números de unidad. 3 y 6, luego los números de unidad. 2 y 7. La pantalla de entrada 664 también permite al usuario especificar retrasos adicionales entre iteraciones de secuencia. Por ejemplo, utilizando los datos ilustrados en la Figura 33, se ha interpuesto un retraso de 0,1 segundos después de la cuarta iteración donde los números de unidad. 2 y 7 deben ser estimulados. El icono de 'guardar' 670 guarda lo anterior en la memoria.

Las Figuras 34 a 35 muestran las pantallas de entrada y rendimiento asociadas con la función de tiempo fraccionado. La Figura 34 muestra una pantalla de entrada 672 que permite al usuario especificar valores de Distancia y Color, como se discutió anteriormente. No hay retraso ni tiempo de espera en este ejercicio. La Figura 35 muestra una pantalla de rendimiento 674 para la función de tiempo fraccionado. Aquí, el controlador del sistema ilumina cada unidad 400 en secuencia de su número de unidad. Esto permite al usuario configurar las unidades 400 linealmente (o en algún otro orden según se desee). Una vez que se inicia el procedimiento mediante el icono de inicio 675, el sistema mide y muestra los períodos de tiempo 676 entre activaciones sucesivas de las unidades estimuladas 400.

Las Figuras 36 y 37 muestran pantallas de entrada y rendimiento asociadas con la función de coordinación ojo/mano. La Figura 36 muestra una pantalla de entrada 678 que permite al usuario especificar un tiempo de ejecución total (Tiempo de ejecución), así como los valores de Tiempo de espera, Retraso y Color como se discutió anteriormente. La pantalla de entrada 678 también permite al usuario especificar el tipo de iluminación y el tipo de acción necesaria para registrar una activación de las unidades, como se discutió anteriormente. Además, la pantalla de entrada 678 permite al usuario marcar una casilla de Retraso dinámico, en cuyo caso el sistema retrasará aleatoriamente el tiempo entre la estimulación sucesiva de las unidades 400. La Figura 37 muestra una pantalla de rendimiento 680 similar a las discutidas anteriormente.

La función Juegos 614 mostrada en la Figura 22 proporciona al usuario acceso a varios juegos. Por ejemplo, en un juego, el controlador del sistema divide las unidades 400 en dos grupos. Los grupos se identifican con luces de diferentes colores. El juego requiere que dos o más personas compitan entre sí para ver quién puede activar más rápidamente las unidades asociadas con su grupo. En otro juego, las unidades también se dividen en dos grupos. La activación de una unidad en un grupo provoca la estimulación de una unidad en el otro grupo. Se puede jugar una variedad de otros juegos.

La función inalámbrica 616 que se muestra en la Figura 22 permite al usuario bifurcar las unidades 400 en uno o más grupos. La Figura 38 muestra una pantalla de entrada 682 para la función inalámbrica, que muestra casillas 684 de verificación mutuamente excluyentes que permite al usuario: en una primera casilla de verificación, dividir automáticamente las unidades 400 en grupos; en una segunda casilla de verificación, defina manualmente grupos de unidades 400; y en una tercera casilla de verificación, asocie las unidades 400 con más de un controlador del sistema si está presente. La pantalla de entrada 682 también incluye un campo 686 que permite al usuario especificar cuántos grupos desea. La Figura 39 muestra una pantalla de rendimiento 688 cuando se selecciona la primera casilla de verificación. Aquí, el sistema divide automáticamente la unidad 400 en uno o más grupos etiquetados como A, B, C ... En el ejemplo ilustrado, las ocho unidades 400 se asignan a un grupo etiquetado como 'A'. Una vez que las unidades se asignan a un grupo en particular, el controlador del sistema asocia cada grupo con un color diferente como el bloque 690 bicolor mostrado e ilumina las unidades 400 de acuerdo con el color del grupo asociado para que el usuario pueda identificar qué unidad 400 pertenece a qué grupo. La Figura 40 muestra una pantalla de entrada 692 que se muestra cuando se selecciona la segunda casilla de verificación. En este caso, el controlador del sistema ilumina todas las unidades 400 con un color y solicita al usuario que seleccione/active aquellas unidades que serán asignadas a la etiqueta de grupo resaltada. Cuando el usuario hace su selección, las unidades accionadas cambiarán de color para que el usuario las unidades que pertenecen al grupo. Para asignar unidades al siguiente grupo, el usuario selecciona un icono 694 representativo del siguiente grupo y repite el procedimiento. Las unidades seleccionadas asociadas con el segundo grupo cambiarán posteriormente a un color que es diferente del color inicial y del color del primer grupo. El procedimiento puede repetirse para asignar varias unidades a varios grupos.

La función de configuración 618 que se muestra en la Figura 22 permite al usuario ajustar varios configuraciones ajustables por el usuario, como el brillo de la pantalla del controlador del sistema, borrar la memoria y restablecer el sistema a los estados predeterminados iniciales. Además, la función Configuración puede incluir opcionalmente un indicador de inicio falso. El sensor de proximidad empleado por cada unidad 400 puede detectar el cambio en la distancia a la mano del practicario u otro objeto. Cuando la distancia se reduce, la unidad 400 determina que la mano u otro objeto se está acercando a la unidad. A la inversa, cuando la distancia aumenta, la unidad 400 determina que la mano u otro objeto se está alejando de la unidad. En el caso de que se estimule una unidad 400 y el sensor de proximidad detecta inmediatamente un objeto que se aleja, o detecta un objeto que se aleja pero no ha detectado un objeto que se acerca, se puede determinar que ha habido un arranque en falso y el controlador del sistema puede mostrar un indicación de tal en cualquiera de las pantallas de rendimiento anteriores.

Los expertos en la técnica apreciarán que se puede realizar una variedad de modificaciones a las realizaciones discutidas en la presente memoria sin apartarse del ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una unidad objetivo estimulante (10; 400), que comprende:

una carcasa (12, 14, 16; 402, 404, 406);

una fuente de estimulación montada en la carcasa,proporcionando la fuente de estimulación un estímulo para estimular al usuario;

un sensor de proximidad (164; 166; 168) montado en la carcasa, proporcionando el sensor de proximidad una salida de distancia entre la unidad objetivo estimulante (10; 400) y un objeto externo;

un sensor de impacto (171; 170) montado en la carcasa;

medios de retroalimentación para informar al usuario de que la unidad objetivo estimulante (10; 400) ha sido activada en respuesta al estímulo; y

un controlador (152) conectado a la fuente de estimulación, el sensor de proximidad (164; 166; 168), el sensor de impacto (171; 170) y los medios de retroalimentación, en el que el controlador (152) (i) instruye a la fuente de estimulación para generar el estímulo, (ii) registra, en un primer modo de operación, la reacción del usuario a la estimulación al llevar una parte del cuerpo u otro objeto a una distancia seleccionada del sensor de proximidad (164; 166; 168), (iii) registrar, en un segundo modo de funcionamiento, la reacción del usuario a la estimulación al impactar la carcasa (12, 14, 16; 402, 404, 406), y (iv) activar los medios de retroalimentación para alertar al usuario de que la unidad estimulante objetivo (10 ; 400) se ha accionado;

caracterizado porque la distancia de proximidad seleccionada requerida para accionar la unidad objetivo estimulante (10; 400) es programable por el usuario.

2. Una unidad objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la fuente de estimulación es una fuente de luz y el medio de retroalimentación comprende al menos uno de:

apagar la fuente de luz;

la fuente de luz muestra un color diferente;

la fuente de luz muestra un patrón de iluminación predeterminado;

iluminar una segunda fuente de luz; y

generar una señal de audio.

3. Una unidad de objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el sensor de proximidad (164) se proporciona por un sensor de distancia por infrarrojos.

4. Una unidad objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el sensor de proximidad se proporciona por un sensor de distancia infrarrojo (164) en combinación con al menos uno de un tipo adicional de sensor de distancia, incluyendo dicho tipo adicional de sensor sensores de proximidad capacitivos (168) y sensores de proximidad ultrasónicos (166), en la que la distancia proporcionada por el sensor de proximidad es una amalgama de las lecturas de distancias proporcionadas por el sensor de distancia por infrarrojos (164) y el al menos un tipo de sensor de distancia adicional.

5. Una unidad objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye un sensor de luz ambiental (172) conectado al controlador (152), en el que el controlador (152) establece el nivel de iluminación de la fuente de luz en respuesta a las condiciones de luz ambiental.

6. Una unidad objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la fuente de estimulación incluye una matriz anular de diodos emisores de luz (20; 422) que incluye un tubo de luz (28; 450) que guía la luz producida por la matriz anular de diodos emisores luz (20; 422).

7. Unidad objetivo estimulante de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la carcasa incluye un miembro de bloqueo (30) para unir la unidad objetivo estimulante (10) a un accesorio de montaje de soporte (50; 60).

8. Una unidad objetivo estimulante (10; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye uno de un interruptor de contacto (171) y un acelerómetro (170) para detectar el contacto físico con la unidad objetivo estimulante (10; 400), en el que la activación de la unidad objetivo estimulante se registra en respuesta a una salida del interruptor de contacto (171) o acelerómetro (170).

9. Una unidad objetivo estimulante de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho sensor de proximidad es un sensor de infrarrojos que incluye al menos un receptor de infrarrojos (412) y al menos un emisor de infrarrojos en el que dicho sensor de infrarrojos se opera para (i) detectar una primera condición en la que dicho al menos un receptor de infrarrojos (412) realiza una primera lectura del nivel de luz de infrarrojos por encima de un primer umbral independientemente de si dicho al menos un emisor de infrarrojos ( 416) si el emisor se activa o desactiva, (ii) cuando la primera condición está presente, detectar una segunda condición en la que dicho al menos un receptor de IR (412) realiza una segunda lectura del nivel de luz IR que se reduce en comparación con dicho primera lectura cuando dicho al menos un emisor de IR (416) está activo, y (iii) cuando dicha segunda condición está presente, después de eso, desactivar dicho al menos un emisor de IR (416) y dicho al menos un receptor de IR (412) conduce una tercera lectura de luz IR, después de lo cual, en el caso de que dicha tercera lectura esté por debajo de un segundo umbral, dicho sensor de infrarrojos determina que un objeto está próximo a dicha unidad objetivo estimulante (10; 400).

10. Un sistema de entrenamiento físico, que comprende:

un controlador de sistema (200; 602);

una pluralidad de unidades objetivo estimulantes (10; 400) conectadas a través de una red inalámbrica al controlador del sistema, cada unidad objetivo estimulante (10; 400) que incluye una carcasa (12, 14, 16), una fuente de luz que proporciona luz para estimular a un usuario, un sensor de proximidad (164; 166; 168) que proporciona una salida de una distancia entre el sensor de proximidad y un objeto externo a la unidad objetivo estimulante (10; 400), un sensor de impacto (170; 171) montado en la carcasa, y medios de retroalimentación para informar al usuario de que se ha activado la unidad;

en el que cada unidad objetivo estimulante (10; 400) incluye además un compartimento de batería (19) para contener baterías recargables y un controlador de unidad objetivo estimulante (152), en el que el controlador de unidad objetivo estimulante (152) para cada una de la pluralidad de las unidades objetivo estimulante se conecta inalámbricamente al controlador del sistema (200; 602) y se programa para recibir instrucciones de dicho controlador del sistema, en donde la distancia de proximidad seleccionada requerida para accionar cada unidad objetivo estimulante (10; 400) es programable por el usuario;

en el que el controlador del sistema (200; 602) incluye un programa para activar las unidades objetivo estimulante (10; 400) en una secuencia, y en el que en la ejecución de dicho programa, el controlador del sistema envía una señal a una determinada unidad objetivo estimulante (10; 400) para iluminar la fuente de luz correspondiente para estimular al usuario de acuerdo con la secuencia del programa, la unidad objetivo estimulante dada (10; 400), registrar en un primer modo de funcionamiento, la activación de la misma por parte del usuario en reacción a la iluminación cuando el usuario trae un parte del cuerpo u otro objeto dentro de una distancia seleccionada del sensor de proximidad correspondiente (164; 166; 168) sin entrar en contacto con la unidad objetivo estimulante dada (10; 400), la unidad objetivo estimulante dada a partir de entonces activa los medios de retroalimentación correspondientes para alertar al usuario que la unidad objetivo estimulante (10; 400) ha sido accionada, la unidad objetivo estimulante dada (10; 400), registrar en un segundo modo de funcionamiento, la activación de la misma por parte del usuario en reacción a la iluminación cuando el usuario impacta en la carcasa, el objetivo estimulante dado activa posteriormente los medios de retroalimentación correspondientes para alertar al usuario de que se ha activado la unidad objetivo estimulante dado;

y en el que la unidad objetivo estimulante dada (10; 400) comunica dicha activación de registro de la misma al controlador del sistema (200; 602).

11. Un sistema de entrenamiento físico de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el controlador del sistema (200; 602) es programable a través de un modo de aprendizaje en el que el usuario activa varias unidades objetivo estimulantes (10; 400) en una secuencia que es registrada por el controlador del sistema para su posterior reproducción.

12. Un sistema de entrenamiento físico de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el usuario selecciona la distancia de proximidad requerida para activar la unidad objetivo estimulante dada (10; 400) llevando una parte del cuerpo u otro objeto a las proximidades de las unidades objetivo estimulante dadas, la distancia más cercana se registra como la distancia de activación.

13. Un sistema de entrenamiento físico de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el número de unidades objetivo estimulantes (10; 400) que constituyen el sistema se puede configurar dinámicamente y se puede descubrir al encender el controlador del sistema (200; 602).

14. Un sistema de entrenamiento físico de acuerdo con la reivindicación 10, en el que en la ejecución de dicho programa el controlador del sistema (200; 602) activa las unidades objetivo estimulantes (10; 400) de acuerdo con (i) un retraso de tiempo, que es el tiempo entre la activación de una unidad objetivo estimulante en la secuencia y la estimulación de una unidad objetivo estimulante sucesivamente siguiente en la secuencia, y (ii) un período de tiempo de espera, que es un período máximo de tiempo que el controlador del sistema esperará para registrar una activación de una unidad objetivo estimulante en la secuencia antes de estimular una unidad objetivo estimulante sucesivamente siguiente en la secuencia, en la que la duración del retraso de tiempo y la duración del período de espera son programables por el usuario.

15. Una unidad objetivo estimulante de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada fuente de estimulación incluye al menos un primer LED y al menos un segundo LED, y en el que, en el primer modo de funcionamiento, el controlador (152) instruye a la fuente de estimulación para generar el estímulo al iluminar el al menos un primer LED y, en el segundo modo de funcionamiento, el controlador (152) instruye a la fuente de estimulación para generar el estímulo al iluminar el segundo LED.