本發(fā)明涉及一種俯仰運動系統(tǒng)，尤其涉及一種智能化的俯仰運動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

俯仰運動中的仰臥起坐是一種常見且有效的健身方式，主要鍛煉腹部和腰部的肌肉。平躺，彎曲膝蓋，放松背肌和脊柱，兩腿并攏并伸直，身體抬起，腳部保持不動，直到身體與地面成90°為止，視為完成一個仰臥起坐。

通常，人們都是通過人工計數(shù)的方式來統(tǒng)計仰臥起坐的個數(shù)，易計數(shù)不準。市場也出現(xiàn)了一些基于紅外線的仰臥起坐裝置，但此類仰臥起坐裝置功能簡單，使用不便，同時傳統(tǒng)的仰臥起坐裝置還未有系統(tǒng)的評估與監(jiān)測。

因此本發(fā)明提出一種智能化的俯仰運動系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)仰臥起坐裝置出現(xiàn)的問題。

發(fā)明專利

本發(fā)明的目的在于提供一種智能化的俯仰運動系統(tǒng)，提供使用者的完成個數(shù)、脈搏、體溫、消耗的卡路里數(shù)據(jù)，并且通過這些數(shù)據(jù)來評估人的健身效果。

本發(fā)明所述的一種智能化的俯仰運動系統(tǒng)，其特征在于：包括仰臥起坐板、支撐座、勾腳架、前后支撐座、顯示器、陀螺儀、加速度計、腕部脈搏傳感器、溫度計、分析模塊、計時模塊、無線模塊、聲音模塊、電源模塊；仰臥起坐板、支撐座、勾腳架以及前后支撐座是完成仰臥起坐的設(shè)備；顯示器用于顯示個數(shù)、脈搏、體溫、消耗的卡路里數(shù)以及評估；陀螺儀和加速度計的輸出數(shù)據(jù)用于計算使用者運動過程中的角度；腕部脈搏傳感器用于監(jiān)測使用者運動過程中的脈搏變化；溫度計用于檢測使用者運動過程中的體溫；分析模塊用于判斷使用者的運動角度是否符合標準仰臥起坐的角度；計時模塊用于實時測量運動時間；無線模塊用于傳輸數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所述的智能化的俯仰運動系統(tǒng)，計數(shù)功能步驟如下所示：

步驟1)使用者平躺在仰臥起坐板上，雙腳放入勾腳架，屈膝成90度，陀螺儀與加速度分別計算出此刻使用者腹部的角度(俯仰角)，即為初始角度；使用者坐起，直至雙肘觸膝，陀螺儀與加速度計再次計算出使用者腹部的角度(俯仰角)，即為終止角度；

步驟2)將上述初始角度和終止角度作為判斷基準儲存起來；

步驟3)使用開始鍛煉，再次平躺在仰臥起坐板上，獲得相應(yīng)的角度；

步驟4)將上述角度與初始角度進行對比判斷，若上述角度等于初始角度，則表示使用者平躺到位，若上述角度不等于初始角度，則表示使用者未平躺到位，并進行語音播報，提示使用者平躺到位；

步驟5)使用者坐起，直至雙肘觸膝，再次獲得使用者腹部相應(yīng)的角度；

步驟6)將上述角度與終止角度進行對比判斷，若上述角度大于或者等于終止角度，則表示使用者動作到位，并計數(shù)增加一次，若上述角度小于終止角度，則重復(fù)步驟5；

步驟7)重復(fù)步驟3到6，直至鍛煉結(jié)束，需要注意的是，平躺與坐起的角度都符合判斷，才計數(shù)增加一次。

本發(fā)明所述的一種智能化的俯仰運動系統(tǒng)具有評估系統(tǒng)，其評估標準包括：完成的個數(shù)、消耗的卡路里數(shù)以及運動有無規(guī)律性。消耗的卡路里數(shù)可以根據(jù)使用者的體重以及運動完成的個數(shù)來計算得到，運動規(guī)律性可有單個仰臥起坐的時間t_m(m＝1,2,3，…I,i表示運動個數(shù))來表示，如果在時間t_m均在一定的范文內(nèi)，則表示運動有規(guī)律；如果時間t_m差異較大，則表明運動無規(guī)律。同時根據(jù)使用者運動中體溫與脈搏的變化來監(jiān)測使用者的狀態(tài)，避免意外的發(fā)生。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適合男女老少使用，并且能精確穩(wěn)定的實時計數(shù)，并且有評估系統(tǒng)對使用者的運動進行合理的評估，同時也實時監(jiān)測使用者的運動狀況，避免意外發(fā)生。

2.本發(fā)明通過檢測使用者的起始時腹部角度和終止時腹部的角度，可以達到規(guī)范使用者運動姿勢的效果；

3.本發(fā)明所提出的算法可以獲得精確并穩(wěn)定的角度，上位機系統(tǒng)判斷的準確性得到提高，并且誤判率得到降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的仰臥起坐標準計數(shù)與監(jiān)測評估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的仰臥起坐標準計數(shù)與監(jiān)測評估系統(tǒng)的原理圖。

圖3為本發(fā)明的智能化的俯仰運動系統(tǒng)使用流程圖。

圖4為本發(fā)明的仰臥起坐裝置的評估系統(tǒng)的評價標準。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明的仰臥起坐標準計數(shù)與監(jiān)測評估系統(tǒng)包括陀螺儀、加速度計、腕部脈搏傳感器、溫度計、分析模塊、計時模塊、無線模塊、聲音模塊、電源模塊；陀螺儀和加速度計的輸出數(shù)據(jù)用于計算使用者運動過程中的角度；腕部脈搏傳感器用于監(jiān)測使用者運動過程中的脈搏變化；溫度計用于檢測使用者運動過程中的體溫；分析模塊用于判斷使用者的運動角度是否符合標準仰臥起坐的角度；計時模塊用于實時測量運動時間；無線模塊用于傳輸數(shù)據(jù)。

參閱圖2，使用者躺在仰臥起坐板上，雙腳放入勾腳架上，將陀螺儀與加速度計以及溫度計集成的慣性傳感器佩戴在使用者的腹部，將腕部脈搏傳感器佩戴在使用者的腕部，在使用者運動的過程中，通過加速度計與陀螺儀得到角度并經(jīng)過組合濾波，得到更精確的角度來進行計數(shù)，同時計時模塊對使用者的運動時間進行計數(shù)，并且通過計算出的相關(guān)數(shù)據(jù)對使用者的運動進行評估；溫度計和腕部脈搏傳感器通過監(jiān)測使用者的運動狀態(tài)，防止意外發(fā)生。

如圖3，為本發(fā)明的具體使用流程，步驟如下：

步驟S1，打開電源開關(guān)，完成使用裝置的初始化，輸入使用者的相關(guān)信息，比如姓名、年齡等，以便儲存使用者的相關(guān)數(shù)據(jù)。

步驟S2，在使用者的腹部安裝上相關(guān)傳感器，以及在腕部安裝上腕部脈搏傳感器。

步驟S3，使用者平躺在仰臥起坐板上，雙腳放入勾腳架，屈膝成90度，陀螺儀與加速度分別計算出此刻使用者腹部的角度(俯仰角)，即為初始角度；使用者坐起，直至雙肘觸膝，陀螺儀與加速度計再次計算出使用者腹部的角度(俯仰角)，即為終止角度；存入使用者相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫里。

步驟S4，按下計數(shù)按鈕與計時按鈕，使用者開始鍛煉，做仰臥起坐。

步驟S5，使用者躺在仰臥起坐板上，計算出此刻腹部與仰臥起坐板之間的角度。

步驟S6，在使用者一開始運動的時候，腕部脈搏傳感器與溫度計實時計算使用者的脈搏與體溫，監(jiān)測使用者的體溫與脈搏的變化。

步驟S7，若使用者的脈搏與體溫超出正常范圍，則跳轉(zhuǎn)步驟S13，拖脈搏與體溫的變化始終在正常的范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟S8。

步驟S8，判斷上述測量的角度是否等于初始角度，若測量角度不等于初始角度，則返回步驟S5，若測量角度等于初始角度，則執(zhí)行步驟S9。

步驟S9，使用者坐起，直至雙肘觸膝，實時獲得使用者腹部與仰臥起坐板的角度。

步驟S10，判斷上述測量角度是否大于或等于終止角度，若測量角度小于終止角度，則跳轉(zhuǎn)步驟S9，若測量角度大于或等于終止角度，則執(zhí)行步驟S11。

步驟S11，計數(shù)器自動加1。

步驟S12，計數(shù)器是否被認為按下，若計數(shù)器沒被按下，則跳轉(zhuǎn)步驟S5，若計數(shù)器被按下，則執(zhí)行步驟S13。

步驟S13，使用者鍛煉結(jié)束，使用者在仰臥起坐板上可短暫休息，同時等待系統(tǒng)的評估結(jié)果。

步驟S14，保存好相關(guān)數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源。

如圖4，本發(fā)明的智能化的俯仰運動系統(tǒng)的評估系統(tǒng)標準包括：運動個數(shù)的多少，消耗卡路里的多少以及運動是否有規(guī)律。其中，運動個數(shù)的多少通過計數(shù)器得到；消耗的卡路里數(shù)通過使用者的體重、運動個數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到；運動的規(guī)律性可由單個仰臥起坐的時間來表示。如果運動個數(shù)多、消耗的卡路里多、運動有規(guī)律，表明使用者的體能很好，十分厲害；若運動個數(shù)多、消耗的卡路里多、運動沒有規(guī)律，則表明使用者體能較好，繼續(xù)保持；若運動個數(shù)多、消耗的卡路里少、運動有規(guī)律，則表明使用者體能較好，繼續(xù)保持；若運動個數(shù)多、消耗的卡路里少、運動無規(guī)律，則表明使用者體力一般，需加強鍛煉；若運動個數(shù)少、消耗的卡路里多、運動有規(guī)律，則表明使用者體力一般，需加強鍛煉；若運動個數(shù)少、消耗的卡路里多、運動無規(guī)律，則表明使用者體能較差，需改進方案；若運動個數(shù)少、消耗的卡路里少、運動有規(guī)律，則表明使用者體能較差，需改進方案；若運動個數(shù)少、消耗的卡路里少、運動無規(guī)律，則表明使用者體能很差，需要咨詢教練。