[發(fā)明專利]一種多功能啞鈴

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710500845.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107233696A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立峰;許李尚;張興成
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A63B21/072
• 分類號: A63B21/072;A63B71/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多功能啞鈴，其特征在啞鈴由啞鈴桿和連接在啞鈴桿兩端的啞鈴頭組成；所述啞鈴頭一側(cè)安裝有主控模塊、傳感器、電源模塊，另一側(cè)安裝有語音模塊；所述啞鈴頭上設(shè)有經(jīng)導(dǎo)線與電源模塊相連的開關(guān)；所述電源模塊的輸出端連接所述主控模塊、傳感器的輸入端；所述傳感器的輸出端連接主控模塊的輸入端，所述傳感器用于采集用戶的運動參數(shù)；所述啞鈴桿內(nèi)設(shè)有空腔；所述空腔內(nèi)有導(dǎo)線連接兩側(cè)啞鈴頭內(nèi)的主控模塊與語音模塊；所述電源模塊通過空腔內(nèi)的導(dǎo)線連接語音模塊的輸入端；所述傳感器包括三軸陀螺儀、MMA8451加速度傳感器；所述三軸陀螺儀用于測量X、Y、Z三個軸的角速度，所述MMA8451加速度傳感器用于測量X、Y、Z三軸上的加速度；所述主控模塊包括A/D采集模塊、微處理器、SCI模塊、模擬I²C總線、人機(jī)交互界面；所述主控模塊通過A/D采集模塊實時獲取所述三軸陀螺儀的角速度信息；通過模擬I²C總線實時獲取所述MMA8451加速度傳感器的加速度信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機(jī)界面用于輸入鍛煉者的手臂長度、啞鈴質(zhì)量等信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器模塊采集到的加速度和角速度數(shù)據(jù)基于三個軸向，當(dāng)人使用啞鈴進(jìn)行不同方向鍛煉時，均可計算出作功和運動次數(shù)情況。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啞鈴運動的角速度變化有一定規(guī)律，通過統(tǒng)計角速度的變化，便可得到鍛煉者使用啞鈴健身的次數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主控模塊對傳感器采集到的各個坐標(biāo)軸的角速度數(shù)值信息以及加速度的信息進(jìn)行各坐標(biāo)軸與重力加速度方向之間標(biāo)定，對各軸上的動能進(jìn)行分析、計算，并對計算出來的瞬態(tài)動能進(jìn)行累加，得到運動消耗的總功。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制模塊對運動消耗的能量值的具體步驟為：

步驟1：根據(jù)(v_i＝ω_ir，r是人的小臂長，ω是角速度)由瞬時角速度計算此刻啞鈴的瞬時動能。

步驟2：根據(jù)E＝∫E_idt對瞬時動能進(jìn)行時間積分便可得到總動能，但由于計算機(jī)系統(tǒng)中傳遞的是離散的數(shù)字量，可經(jīng)過數(shù)學(xué)變換把積分轉(zhuǎn)變成累加求和，由

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語音模塊包括語音識別終端、語音處理器、語音輸出終端、SCI模塊、SD卡，具有語音識別和播放運動信息功能。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語音模塊具有語音識別和播放語音文件功能，可實時采集、識別鍛煉者的語音信息，反饋給單片機(jī)進(jìn)行分析，通過設(shè)置不同的關(guān)鍵字，進(jìn)行各種控制；在鍛煉者訓(xùn)練結(jié)束時，微處理器將運動信息通過SCI模塊發(fā)送給語音模塊，語音模塊對運動所消耗熱能的總和及運動次數(shù)進(jìn)行播報，使鍛煉者實時了解運動情況。并可以用語音選擇播放不同的音樂，實現(xiàn)人機(jī)互動的功能。