專利名稱：一種智能健身系統及控制智能健身系統的方法
技術領域：
本發明涉及健身器材領域，具體是一種智能健身系統及控制智能健身系統的方法。
背景技術：
體育健身市場是體育市場的主要內容，是體育服務業的支柱之一，也是廣大人民群眾參與性的消費市場。隨著人民生活水平的不斷提高，生活節奏的加快給人們帶來了更大的壓力，因而人們對健康的追求越來越受到重視和關注。如今花錢買健康成為時尚，已經被越來越多的人們所重視。為適應這一要求，商業性健身房在各大、中、小城市中如雨后春筍般發展，體育的經濟和產業化逐漸被熟悉和開發。雖然健身產業經歷了近半個世紀的發展，發展比較成熟，但是健身器材智能化和人性化的發展卻大大落后，服務水平跟不上，主要存在以下幾個問題1、現在的健身器材基本上是獨立的，但是不具備檢測健身者運動時的各種生理指標并且自適應調節阻尼，以及接入網絡等功能，這就使得健身者在鍛煉的時候無法知道自己的狀態，無法合理安排鍛煉的強度和時間，因此造成肌肉拉傷、關節損傷等運動傷害，更危險的導致心臟病發作等意外事故的發生。2、目前健身場所的管理方式粗放原始，各種決策都出自個人經驗。健身館為會員建立的檔案僅限于消費的次數，不能真正的記錄消費者的鍛煉類型，鍛煉時間和鍛煉時的相關的生理指標，從而不能監督用戶的健身計劃以及對健身器材進行管理。3、健身時枯燥無味，損失了很多潛在客戶。
發明內容
本發明提供一種智能健身系統及控制智能健身系統的方法，在健身過程中可以自動調整健身器材強度；同時根據每個健身者的身體素質和用戶需求，安排合理的健身強度， 實現科學健身和虛擬教練的效果；另外健身車將游戲與健身結合，使用戶在得到良好的健身效果的同時擁有愉快的健身體驗。一種智能健身系統，包括智能娛樂健身車及互聯網，所述智能娛樂健身車包括車把手、支架、飛輪、主控制器板、RFID讀寫器和車載電腦，支架的前端與車把手連接，車把手上安裝有加速度計、按鍵及心率檢測器，飛輪上安裝有速度檢測器和阻尼系統，加速度計、 按鍵、速度檢測器、心率檢測器及RFID讀寫器分別與主控制器板的信號輸入接口連接，主控制器板與車載電腦和阻尼系統連接，車載電腦與互聯網連接。一種用于控制前述智能健身系統的方法，所述方法包括如下步驟將RFID卡插入健身車的RFID讀寫器，系統識別用戶為合法注冊用戶后啟動智能娛樂健身車；從互聯網上下載該用戶的健身信息，根據用戶的健身信息設定健身車的健身強度和健身時間；
主控制器板將加速度計、按鍵、速度檢測器及心率檢測器檢測的數據信號通過無線USB接口傳送給車載電腦；用戶在健身時，主控制器板根據心率信號自動調節阻尼系統的阻尼大小，使用戶處于有氧健身的狀態；健身完后，車載電腦將用戶健身時的心率信號和健身的時間地點類型等鍛煉信息上傳到互聯網。本發明智能健身系統可以通過心率檢測器實時檢測用戶的心率信號，并可以自適應調節阻尼系統的阻尼大小，防止因健身過當造成健身損傷；本發明智能健身系統還可通過車載電腦與互聯網連接，健身者鍛煉時的各種生理指標(例如心率信號)可以通過車載電腦反饋到互聯網，同時根據從互聯網上下載該用戶的健身信息可以設定健身車的健身強度和健身時間；加速度計、按鍵、速度檢測器檢測的數據信號傳送給車載電腦，可以使得用戶在使用健身車時，邊玩游戲邊健身，讓健身變得快樂，改變了傳統的健身方式，增加了對用戶的吸引力，使用戶得到良好的健身效果和愉快的健身體驗。
圖1是本發明智能健身系統的內部電路結構示意圖；圖2是本發明智能健身系統的健身車的結構示意圖；圖3控制本發明智能健身系統的方法的流程示意圖。圖中1-車把手，2-支架，3-飛輪，4-加速度計，5-按鍵，6-速度檢測器，7-心率檢測器，8-主控制器板，9-RFID讀寫器，10-車載電腦，11-互聯網，12-阻尼系統。
具體實施例方式下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。圖1所示是本發明智能健身系統的內部電路結構示意圖，所述智能健身系統包括智能娛樂健身車及互聯網11，請一并參考圖2，所述智能娛樂健身車包括車把手1、支架2及飛輪3，支架2的前端與車把手1連接，車把手1上安裝有加速度計4、按鍵5及心率檢測器 7，飛輪3上安裝有速度檢測器6和阻尼系統12。所述智能娛樂健身車還包括主控制器板8、RFID讀寫器9和車載電腦10，RFID讀寫器9用于讀取用戶RFID卡中的用戶數據。加速度計4、按鍵5、速度檢測器6、心率檢測器 7及RFID讀寫器9分別與主控制器板8的信號輸入接口連接，主控制器板8與車載電腦10 和阻尼系統12連接，車載電腦10與互聯網11連接。其中加速度計4用于采集車把手1的轉向信號；按鍵5對應為車載電腦10的游戲控制中的各種功能鍵，對游戲中的各種功能進行控制，本實施例中可以在每個車把手1的內側分別加裝兩個按鍵5，具體安裝的數目和位置可根據實際需要進行調節；心率檢測器7 用于檢測人體心率。加速度計4可以采用美新半導體公司的MMC6202微納米傳感器，其是一個雙軸的加速度傳感器，利用加速度計4檢測的是重力加速度在X軸和Y軸上的變化。車把手1上的錐齒輪將水平面內的轉動傳遞到豎直方向上，然后使用兩塊加速度傳感器的檢測板(即加速度計4)采集車把手1的轉向信號。
本實施例中心率檢測器7為兩塊金屬電極片，分別安裝在兩個車把手1上，具體形狀可以為半橢圓形，其中一塊金屬電極片用來檢測人體心率，另一塊金屬電極片用來檢測人手是否已經握上。心率檢測器7通過對兩手的金屬電極片上的微小電壓差進行放大濾波處理，得到人體的心率信號。阻尼系統12可以是固定在與飛輪3外形相同的支架上的永磁體和舵機，飛輪3 一般質量很大，多由鐵鑄造而成，在轉動的時候有很大的慣性，能使用戶有很流暢的騎車體驗。用戶運動時，主控制器板8通過信號輸入接口，例如12C接口，采集心率檢測器7檢測到的心率信號，然后根據心率信號調節阻尼系統12的阻尼大小，即控制阻尼系統12中的舵機，使舵機牽引支架靠近或遠離飛輪3，通過改變飛輪3與永磁體之間的磁力大小來改變運動阻尼的大小使得用戶保持在一個有氧運動的狀態，或者根據游戲中的游戲情節，智能增加或減少運動的阻尼，獲得更真實的游戲體驗。有氧運動的衡量的標準是心率，心率保持在150次/分鐘的運動量為有氧運動，因為此時血液可以供給心肌足夠的氧氣，它的特點是強度低，有節奏，持續時間較長。本發明的心率測量和阻尼控制正好可以構成一個閉環控制，保證人體的運動為有氧運動。智能阻尼調節在游戲過程中也會起到作用，例如賽車類游戲，可以根據賽道狀況變化系統阻尼，以獲得更真實的游戲體驗例。自適應的阻尼系統保證了用戶能夠科學健身，健康鍛煉，有效避免了因為健身方法不科學或健身器材使用不當造成的傷害。主控制器板8將加速度計4、按鍵5、速度檢測器6及心率檢測器7檢測的數據信號通過無線USB接口傳送給車載電腦10，在主控制器板8與車載電腦10之間使用了無線傳輸的方式，減少了導線的連接，使健身車的結構更加簡單。其中加速度計4檢測的車把手 1的轉向信號、按鍵5的動作信號、速度檢測器6檢測到飛輪3的速度信號傳送給車載電腦 10用以對車載電腦中的游戲進行控制，例如其中轉向信號和速度信號可以對應游戲中的前進、后退及轉向，按鍵5的動作信號對應游戲中的各種功能操作，例如射擊、擊打等。心率檢測器7檢測的心率信號一并傳送給車載電腦10，然后車載電腦10將用戶健身時的心率信號上傳到互聯網11以對用戶的健身數據進行存檔、分析。RFID讀寫器9用于識別用戶、管理用戶信息、開啟或關閉智能娛樂健身車，具體的，所述RFID讀寫器9通過讀取用戶RFID卡中的用戶數據，例如用戶ID號碼，主控制器板 8根據用戶ID號碼判斷其是否為用戶數據庫中已經注冊的合法ID，如果確認為是則開啟健身車，然后從互聯網11上下載該用戶的健身信息(包括資金、健身計劃、健身時的特殊要求、用戶的身體信息，例如身高、體重、有無病史等)，主控制器板8根據用戶的健身信息設定健身車的健身強度和健身時間；當用戶健身完后，主控制器板8將用戶的鍛煉結果(例如健身的類型、鍛煉時間等)傳送到互聯網11用以更新用戶的健身計劃、資金等健身信息；同時主控制器板8將智能娛樂健身車的使用狀況和使用時間、以及用戶使用時的狀態反饋至互聯網11，便于健身館管理人員可以更好的管理會員和健身器材。請參考圖3，圖3是控制本發明智能健身系統的方法的流程示意圖，具體包括如下步驟步驟21 用戶根據RFID卡號，在互聯網上注冊身高、年齡、病史、費用及對健身的特殊要求等健身信息。步驟22 將RFID卡插入智能娛樂健身車的RFID讀寫器9，系統識別用戶為合法注冊用戶后啟動智能娛樂健身車。步驟23 從互聯網11上下載該用戶的健身信息，根據用戶的健身信息設定智能娛樂健身車的健身強度和健身時間。步驟M 主控制器板8將加速度計4、按鍵5、速度檢測器6及心率檢測器7檢測的數據信號通過無線USB接口傳送給車載電腦10。步驟25 用戶在健身時，主控制器板8根據心率信號自動調節阻尼系統12的阻尼大小，使用戶處于有氧健身的狀態。步驟沈健身完后，車載電腦10將用戶健身時的心率信號和健身的時間、地點、類型等鍛煉信息上傳到互聯網11以對用戶的健身數據進行存檔、分析。還可進一步包括步驟27 車載電腦10將智能娛樂健身車的使用狀況和使用時間、 以及用戶使用時的狀態反饋至互聯網11，以便于健身館管理人員可以更好的管理會員和健身器材。本發明智能健身系統可以通過心率檢測器實時檢測用戶的心率信號，并可以自適應調節阻尼系統的阻尼大小，防止因健身過當造成健身損傷；本發明智能健身系統還可通過車載電腦與互聯網連接，健身者鍛煉時的各種生理指標(例如心率信號)可以通過車載電腦反饋到互聯網，同時根據從互聯網上下載該用戶的健身信息可以設定健身車的健身強度和健身時間；加速度計、按鍵、速度檢測器檢測的數據信號傳送給車載電腦，可以使得用戶在使用健身車時，邊玩游戲邊健身，讓健身變得快樂，改變了傳統的健身方式，增加了對用戶的吸引力，使用戶得到良好的健身效果和愉快的健身體驗。另一方面，健身場館還可通過互聯網對所有場館內的健身車進行監控和統計，以便更好的對健身車進行管理。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種智能健身系統，其特征在于包括智能娛樂健身車及互聯網11，所述智能娛樂健身車包括車把手(1)、支架O)、飛輪(3)、主控制器板(8)、RFID讀寫器(9)和車載電腦 (10)，支架⑵的前端與車把手⑴連接，車把手⑴上安裝有加速度計、按鍵(5)及心率檢測器(7)，飛輪(3)上安裝有速度檢測器(6)和阻尼系統(12)，加速度計、按鍵 (5)、速度檢測器(6)、心率檢測器(7)及RFID讀寫器(9)分別與主控制器板(8)的信號輸入接口連接，主控制器板(8)與車載電腦(10)和阻尼系統(12)連接，車載電腦(10)與互聯網(11)連接。
2.如權利要求1所述的智能健身系統，其特征在于加速度計(4)用于采集車把手(1) 的轉向信號，按鍵(5)對應為車載電腦(10)的游戲控制中的各種功能鍵。
3.如權利要求1所述的智能健身系統，其特征在于RFID讀寫器(9)用于識別用戶、管理用戶信息、開啟或關閉智能娛樂健身車。
4.如權利要求1所述的智能健身系統，其特征在于主控制器板(8)根據心率檢測器 (7)采集的心率信號自動調節阻尼系統(12)的阻尼大小，使用戶處于有氧健身狀態。
5.如權利要求1所述的智能健身系統，其特征在于每個車把手(1)的內側分別加裝兩個按鍵(5)。
6.如權利要求1所述的智能健身系統，其特征在于心率檢測器(7)為兩塊金屬電極片，分別安裝在兩個車把手(1)上。
7.一種用于控制權利要求1-6任一項所述智能健身系統的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟將RFID卡插入智能娛樂健身車的RFID讀寫器(9)，系統識別用戶為合法注冊用戶后啟動智能娛樂健身車；從互聯網(11)上下載該用戶的健身信息，根據用戶的健身信息設定智能娛樂健身車的健身強度和健身時間；主控制器板⑶將加速度計、按鍵(5)、速度檢測器(6)及心率檢測器(7)檢測的數據信號通過無線USB接口傳送給車載電腦(10)；用戶在健身時，主控制器板(8)根據心率信號自動調節阻尼系統(12)的阻尼大小，使用戶處于有氧健身的狀態；健身完后，車載電腦(10)將用戶健身時的心率信號和鍛煉信息上傳到互聯網(11)。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于還包括如下步驟車載電腦(10)將智能娛樂健身車的使用狀況和使用時間、以及用戶使用時的狀態反饋至互聯網。
全文摘要
一種智能健身系統，包括智能娛樂健身車及互聯網，智能娛樂健身車包括車把手、支架、飛輪、主控制器板、RFID讀寫器和車載電腦，支架的前端與車把手連接，車把手上安裝有加速度計、按鍵及心率檢測器，飛輪上安裝有速度檢測器和阻尼系統，加速度計、按鍵、速度檢測器、心率檢測器及RFID讀寫器分別與主控制器板的信號輸入接口連接，主控制器板與車載電腦和阻尼系統連接，車載電腦與互聯網連接。本發明在健身過程中可以自動調整健身器材強度；根據每個健身者的身體素質和用戶需求，安排合理的健身強度，實現科學健身和虛擬教練的效果；另外健身車將游戲與健身結合，使用戶在得到良好的健身效果的同時擁有愉快的健身體驗。
文檔編號A63B22/08GK102451544SQ201010514540
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優先權日2010年10月20日
發明者萬小康, 劉玉貴, 呂穩, 吳金祥, 郭騰 申請人:萬小康, 劉玉貴, 呂穩, 吳金祥, 郭騰