[實(shí)用新型]跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720032627.0
• 申請(qǐng)日: 2007-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN201070511Y
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙林秀;李琳;張奇志;史富斌;行江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): A63B24/00
• 分類號(hào): A63B24/00;A63B22/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種調(diào)速控制裝置，具體涉及一種在傳統(tǒng)跑步機(jī)速度閉環(huán)控制方式基礎(chǔ)上，增加了基于心電監(jiān)護(hù)的自適應(yīng)模糊速度控制模塊的跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的跑步機(jī)調(diào)速控制主要是通過(guò)對(duì)跑步機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，以保證跑步機(jī)在設(shè)定的速度下恒速運(yùn)行。這種控制方式存在以下缺點(diǎn)：

1、人在跑步機(jī)上跑步，整個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)主體：人和跑步機(jī)。傳統(tǒng)的調(diào)速控制只將跑步機(jī)的速度作為控制對(duì)象，并沒有考慮到人的因素。如運(yùn)動(dòng)者的健康狀況和運(yùn)動(dòng)時(shí)刻的身體狀況。

2、跑步者要想在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中調(diào)整速度，必須通過(guò)按鍵來(lái)改變速度，這會(huì)給運(yùn)動(dòng)者帶來(lái)不安全的因素。

3、不能記錄運(yùn)動(dòng)者的歷史信息，因而無(wú)法了解運(yùn)動(dòng)者某一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)狀況，從而無(wú)法更安全、更有效的實(shí)現(xiàn)健身的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根據(jù)健身者的身體狀況自動(dòng)調(diào)速，安全有效的跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制裝置，包括上位機(jī)1、速度閉環(huán)模塊5和跑步機(jī)6，其特征在于：所述上位機(jī)1通過(guò)聯(lián)網(wǎng)接口2-5與跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2連接，跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2輸入端連接有心電監(jiān)測(cè)模塊4、速度閉環(huán)模塊5和鍵盤/顯示模塊3，速度閉環(huán)模塊5輸入端連接有跑步機(jī)6。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型將人的因素加入到控制環(huán)節(jié)，使跑步機(jī)更好的為我們服務(wù)，從而真正體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計(jì)構(gòu)想；跑步機(jī)中的自適應(yīng)(智能)調(diào)速控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)健身者的心率狀況自動(dòng)調(diào)整跑步機(jī)的速度，以達(dá)到預(yù)期的健身目的，避免了由于運(yùn)動(dòng)量不足而達(dá)不到健身效果，或者由于運(yùn)動(dòng)量過(guò)大而危害身體健康，同時(shí)還能對(duì)健身者的一些突發(fā)情況進(jìn)行保護(hù)和處理。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制裝置的整體框圖。

圖2為本實(shí)用新型具有心電監(jiān)測(cè)功能的心電監(jiān)測(cè)模塊原理框圖。

圖3為本實(shí)用新型跑步機(jī)自適應(yīng)控制模塊原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型包括上位機(jī)1、速度閉環(huán)模塊5和跑步機(jī)6，所述上位機(jī)1通過(guò)聯(lián)網(wǎng)接口2-5與跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2連接，跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2輸入端連接有心電監(jiān)測(cè)模塊4、速度閉環(huán)模塊5和鍵盤/顯示模塊3，速度閉環(huán)模塊5輸入端連接有跑步機(jī)6。所述上位機(jī)1為PC機(jī)。

如圖2所示，所述心電監(jiān)測(cè)模塊4通過(guò)無(wú)線通訊接口7與跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2連接；所述心電監(jiān)測(cè)模塊4上設(shè)置有傳感器4-1，傳感器4-1的輸出端接放大、轉(zhuǎn)換電路4-2，放大、轉(zhuǎn)換電路4-2的輸出端接單片機(jī)4-3，單片機(jī)4-3的輸出端與無(wú)線通訊接口7連接。因?yàn)槊總€(gè)人在平時(shí)的心率都不盡相同，運(yùn)動(dòng)者首次使用跑步機(jī)時(shí)，先將具有心電感應(yīng)功能的護(hù)腕系好，通過(guò)心電感應(yīng)電極測(cè)得心率，心率信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理后，通過(guò)藍(lán)牙將處理后心率數(shù)據(jù)發(fā)送給跑步機(jī)速度控制核心，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)保存。當(dāng)健身者再次使用時(shí)，只需選定跑步機(jī)，則相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)從上位機(jī)下載到所選定的跑步機(jī)上，健身者可直接進(jìn)行健身。同時(shí)，上位機(jī)還可根據(jù)每個(gè)健身者的歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)為他們計(jì)算設(shè)定相關(guān)參數(shù)，如各個(gè)模式的心率范圍等。以此作為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率是否正常的一個(gè)判定標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)以自適應(yīng)模糊速度控制。

如圖3所示，所述跑步機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制模塊2上設(shè)置有跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路2-1、鍵盤顯示接口電路2-2、速度閉環(huán)控制單元2-3、心電監(jiān)護(hù)自適應(yīng)控制單元2-4和無(wú)線通訊接口7以及聯(lián)網(wǎng)接口2-5，無(wú)線通訊接口7和聯(lián)網(wǎng)接口2-5均與心電監(jiān)護(hù)自適應(yīng)控制單元2-4連接，心電監(jiān)護(hù)自適應(yīng)控制單元2-4輸出端接速度閉環(huán)控制單元2-3和鍵盤顯示接口電路2-2，速度閉環(huán)控制單元2-3輸出端接跑步機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路2-1和鍵盤顯示接口電路2-2，鍵盤顯示接口電路2-2輸出端接速度閉環(huán)控制單元2-3和心電監(jiān)護(hù)自適應(yīng)控制單元2-4。

本實(shí)用新型在使用時(shí)，運(yùn)動(dòng)者首先通過(guò)按鍵設(shè)定跑步機(jī)的控制模式(既有/無(wú)心電監(jiān)測(cè)控制模式)。當(dāng)選擇心電監(jiān)測(cè)控制方式，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶選擇的心電監(jiān)護(hù)控制模式確定該速度下心率波動(dòng)范圍，若超出允許范圍，跑步機(jī)會(huì)自動(dòng)減速(加速)，直到監(jiān)測(cè)到的運(yùn)動(dòng)者的心率在所允許的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)心電監(jiān)測(cè)和調(diào)速雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊控制。這種控制方式不是將跑步機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與健身者選定的健身模式相聯(lián)系，而是將健身者的心率與健身者選定的健身模式相聯(lián)系，這樣就充分考慮到了不同健身者的個(gè)體差別。例如：5km/h對(duì)于健身者A來(lái)說(shuō)可能是強(qiáng)化模式，但對(duì)于健身者B來(lái)說(shuō)可能只是舒適模式。健身者只需在健身前選定健身模式既可開始健身，在健身過(guò)程中無(wú)需再向跑步機(jī)發(fā)出指令。