[發明專利]一種基于壓感臺階的群組心肺耐力測試和個性化訓練裝置及方法

在審

• 申請號: 201711385622.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107887030A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 曹慶慶;陳焱焱;徐玉兵;周旭;何子軍;丁增輝;王遠;祝勇;張文杰;楊先軍;馬祖長;王輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G16H20/30;G16H40/63
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及群組心肺耐力測試和個性化訓練裝置和方法，尤其涉及基于一種簡易的壓感臺階的群組化心肺耐力測試和個性化訓練裝置及方法。

背景技術

當前，我國國民的體質健康狀況總體呈下降趨勢，代謝性疾病、心腦血管疾病、腫瘤等慢病的發病率持續增加，而一些特殊群體，如戒毒、勞教、監獄人員等因為先前不健康的生活方式和之后單一的管理環境，也存在很多亟待解決的健康問題，如何實現科學化的管理和人性化的關懷，是國家實現長久穩定發展的重要問題。

目前的心肺耐力測試國內外常用的主要包括：(1)場地測試：庫博12min跑測試和20m往返跑測試；(2)基于功率車或跑步機的Astrand測試法等；(3)基于臺階的二步臺階測試、一步臺階測試等。場地測試對于一些單一封閉的環境不適宜，如勞教所、戒毒所、監獄；功率車或跑步機又過于昂貴，不適合批量化測試。

關于臺階測試，目前國內應用的主要是基于普通臺階的一步臺階測試法，固定時間(3分鐘)、固定節拍頻率(上下臺階30次/分鐘，一次指從預備姿勢開始，聽到第一響聲時，一只腳踏在臺階上；第二響聲時，踏臺腿伸直，另一腳跟上臺并立；第三響聲時，先踏臺的腳下地；第四聲時，另一只腳也下地還原成預備姿勢。)來測試，僅通過運動后心率來判斷運動的強度、評估心肺耐力水平，并在《中國成年人體質測定標準手冊》中屬于慣用手法。此種方法優點是可以在室內進行，不需要昂貴的設施，并可以在很短的時間內完成。然而當前方法中沒有考慮到用戶對于固定時間和固定節拍頻率時的運動耐受程度，大多用戶無法堅持完成或跟不上上下臺階的頻率，并且運動過程中缺乏心率監測和疲勞程度的評估，所以運動風險較高，且也有文獻證明測試結果的精確度也不高。

當前測試過程中，還需要人為對用戶上下臺階的頻率進行監督，因為一旦測試中跟不上上下臺階頻率達到3次就需要立即停止運動，否則會影響測試結果的評估，然而監督過程中人為主觀因素較多，誤差較大，群組測試或訓練時監管的人力成本較高。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于壓感臺階的群組心肺耐力測試和個性化訓練裝置及方法，通過監測運動過程中的壓力分布和心率變化數據，對人群同時進行群組化的心肺耐力測試，測試后生成個性化的指導方案，通過無線音頻傳輸裝置，從而實現個性化的訓練。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

一種基于壓感臺階的群組心肺耐力測試和個性化訓練裝置，包括：壓感臺階裝置、無線心率監測裝置、服務平臺和無線音頻傳輸裝置；

所述壓感臺階裝置包括臺階裝置和壓力傳感器，所述臺階裝置表面分布有壓力傳感器，所述壓力傳感器采集用戶測試或訓練時上下臺階的壓力分布數據信號，經過統計處理后，獲得壓力分布統計數據，并將所述壓力分布統計數據無線上傳至服務平臺；

所述無線心率監測裝置采集和上傳用戶測試或訓練時的實時心率數據至服務平臺；所述服務平臺收集、存儲用戶的基本信息；接收無線心率監測裝置和壓感臺階裝置上傳的所述數據，服務平臺根據上傳的數據進行心肺耐力評估，給出訓練指導方案，所述訓練指導方案包括節拍頻率和訓練時間，所述節拍頻率再轉化成節拍音頻；

所述無線音頻傳輸裝置接收所述節拍音頻，所述節拍音頻輸出給用戶，指導用戶訓練。

所述壓力分布統計數據包括用戶上下臺階的頻率數據和用戶壓力分布變化的比例數據，所述用戶上下臺階的頻率數據指用戶固定時間間隔上下臺階的次數，用于判斷用戶測試或訓練時能否跟上節拍頻率，所述用戶壓力分布變化的比例數據指用戶運動中的壓力分布點移動變化的比例，當達到設定的所述比例時，即可判斷用戶接近疲勞，通知用戶休息。

所述壓感臺階裝置能夠對群組用戶同時進行心肺耐力測試和個性化的臺階訓練；所述個性化的臺階訓練指每個用戶接收所述訓練指導方案不同，群組用戶通過佩戴所述無線音頻傳輸裝置進行個性化的訓練。

所述臺階裝置由多節段的臺階組成，每節段臺階的高度均能夠調節；所述壓力傳感器采集用戶測試或訓練時上下臺階的壓力分布數據信號，經過統計處理后，獲得壓力分布統計數據，所述壓力分布統計數據包括用戶上下臺階的頻率數據和用戶壓力分布變化的比例數據，通過所述的用戶上下臺階的頻率數據判斷用戶測試或運動時是否能跟上節拍頻率，便于及時指導，實現群組用戶同時進行心肺耐力測試，所述用戶壓力分布變化的比例數據指用戶運動中的壓力分布點移動變化的比例，每個用戶的訓練指導方案不同，臺階訓練時達到設定的所述比例的時間不同，實現群組用戶同時進行個性化的臺階訓練。