[發明專利]一種應用于高原訓練的安全運動系統

在審

• 申請號: 201611111697.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106725378A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陸一帆;宋小波;閆會萍;彭朋;武鐵男;李飛霏;袁帥;范越
• 申請（專利權）人: 北京體育大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/1455;A61B5/02
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明屬于體育訓練器械研究技術領域，具體來講是一種應用于高原訓練的安全運動系統。

背景技術

自1968年19屆奧運會賽址設在海拔高度2240米墨西哥城之后，高原訓練法引起世界體育界的重視。一些國家在高原地區建立高原訓練基地，應用于比賽項目訓練，并取得了顯著的效果。

高原空氣密度只有海拔平面的77％，含氧量只有平面區域的3/4，氧分壓大于平原地區的20-25％，高原訓練是指在一定的海拔高度上進行強度刺激的訓練，利用自然環境中空氣中氧含量較少的自然環境，旨在發展有氧耐力、無氧耐力、力量耐力所采集的方法。最初采用高原訓練法是為了適應高原比賽，然而近些年來，隨著許多運動項目的應用與拓展，人們發現高原訓練法還具有平原地帶常用基本訓練方法難以作為的其他主要功能。這些功能主要反應為：明顯刺激血液中紅細胞數目的增生，從而有利于提高運動員的有氧代謝能力或有氧耐力，能夠明顯的增強機體缺氧狀態下的工作能力，從而提高運動員的缺氧代謝能力或無氧耐力，能夠明顯改善骨骼肌紅蛋白的濃度和質量，從而有利于提高運動員的肌肉工作能力或力量耐力，能明顯的發展機體的抵御疲勞的工作能力，從而有利于運動員長時間運動或連續比賽的體能，促進運動員產生與高原比賽環境相適應的的生理反應，有利于提高比賽競爭力。

然而由于高原空氣密度、氧含量等與地面不同，導致運動員在這樣的環境中訓練時會出現呼吸頻率、心率加快、溶解在身體里的氧氣不易被吸收等現象，嚴重時還會心慌、多慮、甚至出現幻覺，因此解決運動員訓練過程中的安全問題是刻不容緩的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種應用于高原訓練的安全運動系統。能夠解決運動員在訓練過程中的安全問題，并且對訓練過程進行優化。

為解決上述問題，本發明提出的技術方案為：

一種應用于高原訓練的安全運動系統，所述的運動系統包括智能運動終端、便攜式應急救生設備，所述的智能運動終端包括運動狀態監測模塊、數據處理模塊、預警模塊、數據統計模塊、智能庫模塊、顯示模塊，所述的運動狀態監測模包括加速度傳感器、脈搏傳感器、血氧探頭，所述的數據處理模塊包括正常指標數據庫和比對單元，所述的預警模塊是指語音提示系統，根據運動員的實時身體狀況給出合理意見，所述的數據統計模塊是對運動員單次或一段時間內的運動情況進行的統計，所述的智能庫模塊包括蟻群算法模型，所述的顯示模塊是對智能庫模塊的優化結果進行顯示，所述的便攜式應急救生設備包括小型氧氣背囊，所述的智能運動終端是腕式穿戴設備，在訓練過程中，通過運動狀態檢測模塊對運動員的身體狀況進行監測，將檢測結果經數據處理模塊接收處理后，通過預警模塊給出運動調節指示，所述的數據統計模塊對全程運動數據進行統計，通過智能庫模塊的優化，給出合理意見。

進一步的，所述的運動狀態監測模塊是對運動員身體狀況實時監測，主要通過脈搏傳感器、血氧探頭對心率和血氧飽和度測量，所述的血氧探頭是智能光感設備，通過對動脈血液的光感滲透測出血液中含氧系數，所述的智能感光設備包括發光器件、放大電路、光敏原件、A/D轉換電路、DSP處理器，所述的發光器件有包括兩個波長的發光器件，所述的光敏原件是將接收到的光信號轉變為模擬電信號，所述的放大電路包括一級放大電路、光耦合器和二級放大電路，所述的一級放大電路通過光耦合器與二級放大電路耦合連接，所述的一級、二級放大電路均為比例差分放大電路，所述的放大電路對所述的模擬信號進行放大，可以減少其他信號的干擾，所述的A/D轉換電路是將光敏原件所得模擬電信號轉換為數字電信號，所述的DSP處理器對所述的數字電信號進行處理，得到標準格式的血氧飽和度數據。

進一步的，所述的數據處理模塊包括人體正常指標數據庫和比對單元，所述的人體正常指標數據庫是根據運動員訓練時的身體各項指標的數值設定，包括安全數值區，提示區和危險區，所述的對比單元用于將運動監測模塊監測到的心率和血氧與人體正常指標數據庫對比。

進一步的，所述的預警模塊包括語音提示系統和警報系統，當運動狀態監測模塊監測到的數值處于提示區時會啟動語音提示系統，對運動員的運動狀況做出一定的調整，可以適當放慢速度，調整呼吸，使運動員的身體處于安全狀態，當運動狀態監測模塊監測到的數值處于危險區時將會啟動警報系統，開啟便攜式應急救生設備。

進一步的，所述的數據統計模塊是對運動員的單次或者一段時間內的運動情況做出的統計。

進一步的，所述的智能庫模塊包括蟻群算法模型，根據總路程和運動員的身體各項指標，對全程速度變化做出一個優化方案。