電子跳繩運動健身器和運動量檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子跳繩運動健身器和運動量檢測方法，健身器包括棒狀殼體，殼體的前端設有旋轉頭；殼體內設有電源模塊、與電源模塊連接的數據處理電路，及與數據處理電路連接的旋轉檢測電路和加速度傳感器；加速度傳感器檢測到的傳感信號轉換為脈沖信號，數據處理電路對加速度傳感器的脈沖信號進行計數和對旋轉檢測電路進行跳繩的旋轉計數。本發明在殼體內增設有與數據處理電路連接的加速度傳感器，使得作為跳繩手柄的殼體在使用者隨身攜帶時，可以同時檢測使用者的身體移動，比如走路和跑步，以此檢測使用者的運動量，進而對使用者的運動量進行統計和管理。特別適合于學生的體育鍛煉方面的個人信息的檢測和管理。
【專利說明】電子跳繩運動健身器和運動量檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種健身裝置，更具體地說是指一種電子跳繩運動健身器和運動量檢測方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中的電子跳繩僅具有跳繩的計數功能，僅當作跳繩手柄來使用，功能單
一。隨著人們的健身需求，也隨著學校對培養學生優秀體質的應用需求，急需一款便攜式的健身器，用來滿足健身的需要。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種電子跳繩運動健身器和運動量檢測方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]電子跳繩運動健身器，包括棒狀殼體，殼體的前端設有旋轉頭；所述的殼體內設有電源模塊、與電源模塊連接的數據處理電路，及與數據處理電路連接的旋轉檢測電路和加速度傳感器；所述加速度傳感器檢測到的傳感信號轉換為脈沖信號，數據處理電路對加速度傳感器的脈沖信號進行計數和對旋轉檢測電路進行跳繩的旋轉計數。
[0006]其進一步技術方案為:所述數據處理電路包括微控制器；所述的旋轉檢測電路包括旋轉計數傳感器，所述的旋轉計數傳感器位于旋轉頭內端，所述旋轉頭的內端至少設有一個與旋轉計數傳感器位置相對應的檢測點。
[0007]其進一步技術方案為:還包括與數據處理電路連接的無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與運動信息采集裝置；所述的無線通訊模塊包括2.4G無線模塊和/或RFID模塊。
[0008]其進一步技術方案為:所述殼體的后端設有LED燈和位于LED燈外側的聚光透鏡。
[0009]其進一步技術方案為:還包括與數據處理電路連接的移動通訊模塊、顯示屏、按鍵、拾音器，及揚聲器和/或聽筒；所述的移動通訊模塊為GSM通訊模塊、WCDMA模塊或CDMA模塊。
[0010]其進一步技術方案為:還包括與數據處理電路連接的衛星定位模塊，所述的衛星定位模塊為北斗星模塊和/或GPS模塊。
[0011]其進一步技術方案為:還包括與數據處理電路連接的脈搏傳感器；所述的脈搏傳感器設于殼體上人體可接觸的部位，或，所述的脈搏傳感器固定在設于手腕處的環狀體內側，所述的環狀體通過柔性導線與殼體的數據處理電路電性連接。
[0012]其進一步技術方案為:所述的數據處理電路包括二個加速度傳感信號的設定值，包括走路加速度傳感信號設定值和跑步加速度傳感器設定值；所述加速度傳感器檢測到的模擬信號大于走路加速度傳感信號設定值時，數據處理電路對大于走路加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行走路計數統計；所述加速度傳感器檢測到的模擬信號大于跑步傳感信號設定值時，數據處理電路對大于跑步加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行跑步計數統計。
[0013]本發明采用這樣的運動量檢測方法，使用者配戴有前述的電子跳繩運動健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一種或二種以上；
[0014]所述的A方法為移動式檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號進行運動計數統計，包括跑步式運動計數和走路式運動次數；
[0015]所述的B方法為有氧運動檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號在每分鐘120次以上的運動記錄為有氧運動，并記錄該有氧運動的時間和運動次數，當有氧運動未達到設定時間，發出報警信號；
[0016]所述的C方法為跳繩檢測方法，數據處理電路對旋轉計數電路的旋轉速度進行統計，當旋轉速度大于每分鐘10次以上時，且時間超過2分鐘以上，記錄為跳繩的運動計數。
[0017]其中，使用者將個人的身高和體重的參數輸入至電子跳繩運動健身器的數據處理電路中，數據處理電路對檢測到的運動次數與參數之間進行按常用公式進行運算，獲得每次運動的能量消耗數據。
[0018]本發明與現有技術相比的有益效果是:本發明在殼體內增設有與數據處理電路連接的加速度傳感器，使得作為跳繩手柄的殼體在使用者隨身攜帶時，可以同時檢測使用者的身體移動，比如走路和跑步，以此檢測使用者的運動量，進而對使用者的運動量進行統計和管理。特別適合于學生的體育鍛煉方面的個人信息的檢測和管理。還可以進一步采用脈搏傳感器，對使用者的心率進行檢測，檢測使用者運動時的心率變化，可以對使用者進行有氧運動檢測。還可以進一步增加衛星定位模塊，其他人員可以通過衛星定位模塊查找使用者所在的位置。
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明電子跳繩運動健身器具體實施例的立體圖；
[0021]圖2為與圖1所示實施例相匹配的另外一個跳繩手柄的外形結構圖；
[0022]圖3為圖1所示實施例的電路方框圖；
[0023]圖4為本發明電子跳繩運動健身器另一實施例的電路原理圖(主要包括微控制器、存儲器、加速度傳感器和2.4G無線模塊及電源模塊等主要部分)。
[0024]附圖標記
[0025]10殼體20旋轉頭
[0026]31電源模塊 32數據處理電路
[0027]321微控制器 322存儲器
[0028]33旋轉檢測電路34加速度傳感器
[0029]35無線通訊模塊41移動通訊模塊
[0030]42顯示屏43按鍵
[0031]44拾音器46衛星定位模塊
[0032]47脈搏傳感器 45揚聲器
【具體實施方式】[0033]為了更充分理解本發明的技術內容，下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步介紹和說明，但不局限于此。
[0034]如圖1和圖2所示的具體實施例，本發明電子跳繩運動健身器(即一種帶有多種功能跳繩手柄)，包括棒狀殼體10 (即跳繩手柄的外殼)，殼體10的前端設有旋轉頭20 (用于系住繩子，和另外一個跳繩手柄形成一對，使用者可以進行跳繩運動)；殼體10內設有電源模塊31、與電源模塊31連接的數據處理電路32，及與數據處理電路32連接的旋轉檢測電路33和加速度傳感器34 ;加速度傳感器34檢測到的傳感信號轉換為脈沖信號(這個信號轉換可以由微控制器內的比較指令或比較電路來實現，也可以由比較器構成的比較電路，直接對加速度傳感器采集到的模擬信號進行轉換)，數據處理電路32對加速度傳感器34的脈沖信號進行計數和對旋轉檢測電路33進行跳繩的旋轉計數。
[0035]數據處理電路32包括微控制器321和與微控制器321聯接的存儲器322 ;旋轉檢測電路33包括旋轉計數傳感器(圖中未示出，可以是霍爾傳感器、干簧管或其它位置傳感器)，旋轉計數傳感器位于旋轉頭內端，旋轉頭的內端至少設有一個與旋轉計數傳感器位置相對應的檢測點，用于產生旋轉的感應信號。
[0036]還包括與數據處理電路32連接的無線通訊模塊35，無線通訊模塊35與運動信息采集裝置(圖中未示出，另外一臺設備);本實施例中，采用的無線通訊模塊采用的是2.4G無線模塊(用于300米以內的無線通訊)，也可以采用無源式的RFID模塊(用于IOOmm以內的近距離感應式無線通訊)。無線通訊模塊為廠家自己配置的，其目的在于實現電子跳繩運動健身器與采集裝置之間的數據通訊，將使用者的運動信息傳送至采集裝置，再傳送至網絡服務器。
[0037]還包括與數據處理電路32連接的移動通訊模塊41 (這個是利用公用通訊網絡，即手機通訊網絡，在跳繩手柄上插入SIM之類的手機卡，可以當作一臺移動電話來使用)、顯示屏42、按鍵43、拾音器44，及揚聲器45 (還可以增加聽筒)；移動通訊模塊41為GSM通訊模塊、WCDMA模塊或CDMA模塊。
[0038]還可以進一步包括與數據處理電路32連接的衛星定位模塊46，衛星定位模塊46為北斗星模塊和/或GPS模塊，相關人員可以通過這個模塊查找到使用者處于什么地方，還可以通過衛星定位模塊對使用者的移動距離進行測量和計算。
[0039]還進一步包括與數據處理電路32連接的脈搏傳感器47 ;脈搏傳感器47設于殼體10上人體可接觸的部位。
[0040]其中，數據處理電路的微控制器中設有二個加速度傳感信號的設定值，包括走路加速度傳感信號設定值和跑步加速度傳感器設定值；加速度傳感器檢測到的模擬信號大于走路加速度傳感信號設定值時，數據處理電路對大于走路加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行走路計數統計；所述加速度傳感器檢測到的模擬信號大于跑步傳感信號設定值時，數據處理電路對大于跑步加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行跑步計數統計。也即，使用者的活動量小時(傳感信號也小)，按走路來計算，活動量大(傳感信號也大)按跑步來計算。
[0041]本發明采用這樣的運動量檢測方法，使用者配戴有前述的電子跳繩運動健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一種或二種以上；
[0042]A方法為移動式檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號進行運動計數統計，包括跑步式運動計數和走路式運動次數；
[0043]B方法為有氧運動檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號在每分鐘120次以上的運動記錄為有氧運動，并記錄該有氧運動的時間和運動次數，當有氧運動未達到設定時間，發出報警信號；
[0044]C方法為跳繩檢測方法，數據處理電路對旋轉計數電路的旋轉速度進行統計，當旋轉速度大于每分鐘10次以上時，且時間超過2分鐘以上，記錄為跳繩的運動計數。
[0045]其中，使用者將個人的身高和體重的參數輸入至電子跳繩運動健身器的數據處理電路中，數據處理電路對檢測到的運動次數與參數之間進行按常用公式進行運算，獲得每次運動的能量消耗數據。
[0046]如圖4所示的實施例中，微控制器為EFM32TG822型芯片，與微控制器321聯接的存儲器322 ;加速度傳感器為KXTJ2型芯片；存儲器為24C256型芯片，無線模塊為nRF24L01P型的2.4G模塊。具體操作和設定的說明如下:
[0047]1、內部時鐘設定:裝上電池IXD顯示屏顯示年(如2013)，通過轉動轉動頭修改當前年份(即旋轉檢測電路可以當作一種旋鈕，輸入控制信號)。設定完年份輕按功能鍵進入設定月，月在LCD顯示屏左邊顯示(如12)，通過轉動轉動頭修改當前月。再次輕按功能鍵進入設定日，日在LCD顯示屏右邊顯示(如01)，通過轉動轉動頭修改當前日。再次輕按功能鍵進入設定小時，小時在LCD顯示屏左邊顯示(如12)，通過轉動轉動頭修改時。再次輕按功能鍵進入設定分鐘，分鐘在LCD顯示屏右邊顯示(如01)，通過轉動轉動頭修改分鐘。再次輕按功能建完成時鐘設定并且進入計步模式。如要再次修改時間請卸下電池再次裝上，進行第I步。
[0048]2、走路模式:24小時全天自動檢測走路步數。
[0049]3、跑步模式:當你開始跑步時候，系統會自動判斷為跑步狀態并計步存儲。
[0050]4、跳繩模式:甩動繩子自動進入跳繩模式。如果15秒都沒有再跳繩自動切換到計步功能。
[0051]5、數據查看方法:通過輕觸功能鍵可以循環選擇查看最后一次跑步步數(如P:88888)、今天跑步總步數(如P:88888)、最后一次跳繩圈數(如T:88888)、今天跳繩總圈數(如T:88888)、今天熱量消耗總數(如R =88888)單位千卡、今天里程總距離(如L:88888)單位米。
[0052]6、數據存儲:本設備可以保存60天以上的跳繩和步數數據。
[0053]7、數據傳輸:本設備(即健身器)接近運動健身智能分析監管系統采集器(即運動信息采集裝置)的接收范圍時，會自動上傳記錄數據到采集器并清空設備記錄。
[0054]8、網絡傳送:運動健身智能分析監管系統采集器自動傳送所有數據到網絡數據庫服務器。家長或老師可以通過數據終端、手機、平板電腦、筆記本電腦登陸指定網站查詢學生運動信息。
[0055]9、運動健身智能分析監管系統采集器:供電12V，全自動調制接收跳繩跑步健身器的數據。
[0056]使用環境:溫度范圍-30°C?70°C。
[0057]于其它實施例中，脈搏傳感器也可以固定在設于手腕處的環狀體內側，環狀體通過柔性導線與殼體的數據處理電路電性連接(即實現脈搏傳感器與數據處理電路的電性連接)。
[0058]于其它實施例中，還可以在殼體的后端設有LED燈和位于LED燈外側的聚光透鏡。使得本發明可以變成一種手電筒，在夜晚或黑暗環境下的照明。
[0059]于其它實施例中，也可以只設有旋轉檢測電路和加速度傳感器這二個重要模塊，而不需要移動通話功能，也不需衛星定位功能，也不需要脈的檢測功能。
[0060]綜上所述，本發明在殼體內增設有與數據處理電路連接的加速度傳感器，使得作為跳繩手柄的殼體在使用者隨身攜帶時，可以同時檢測使用者的身體移動，比如走路和跑步，以此檢測使用者的運動量，進而對使用者的運動量進行統計和管理。特別適合于學生的體育鍛煉方面的個人信息的檢測和管理。還可以進一步采用脈搏傳感器，對使用者的心率進行檢測，檢測使用者運動時的心率變化，可以對使用者進行有氧運動檢測。還可以進一步增加衛星定位模塊，其他人員可以通過衛星定位模塊查找使用者所在的位置。
[0061]上述僅以實施例來進一步說明本發明的技術內容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發明的實施方式僅限于此，任何依本發明所做的技術延伸或再創造，均受本發明的保護。本發明的保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.電子跳繩運動健身器，包括棒狀殼體，殼體的前端設有旋轉頭；其特征在于所述的殼體內設有電源模塊、與電源模塊連接的數據處理電路，及與數據處理電路連接的旋轉檢測電路和加速度傳感器；所述加速度傳感器檢測到的傳感信號轉換為脈沖信號，數據處理電路對加速度傳感器的脈沖信號進行計數和對旋轉檢測電路進行跳繩的旋轉計數。
2.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于所述數據處理電路包括微控制器；所述的旋轉檢測電路包括旋轉計數傳感器，所述的旋轉計數傳感器位于旋轉頭內端，所述旋轉頭的內端至少設有一個與旋轉計數傳感器位置相對應的檢測點。
3.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于還包括與數據處理電路連接的無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與運動信息采集裝置。
4.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于所述殼體的后端設有LED燈和位于LED燈外側的聚光透鏡。
5.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于還包括與數據處理電路連接的移動通訊模塊、顯示屏、按鍵、拾音器，及揚聲器和/或聽筒。
6.根據權利要求5所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于還包括與數據處理電路連接的衛星定位模塊。
7.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于還包括與數據處理電路連接的脈搏傳感器；所述的脈搏傳感器設于殼體上人體可接觸的部位，或，所述的脈搏傳感器固定在設于手腕處的環狀體內側，所述的環狀體通過柔性導線與殼體的數據處理電路電性連接。
8.根據權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，其特征在于所述的數據處理電路設有二個加速度傳感信號的設定值，包括走路加速度傳感信號設定值和跑步加速度傳感器設定值；所述加速度傳感器檢測到的模擬信號大于走路加速度傳感信號設定值時，數據處理電路對大于走路加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行走路計數統計；所述加速度傳感器檢測到的模擬信號大于跑步傳感信號設定值時，數據處理電路對大于跑步加速度傳感信號設定值的傳感信號轉換為脈沖信號并進行跑步計數統計。
9.運動量檢測方法，使用者配戴有權利要求1所述的電子跳繩運動健身器，包括A方法、B方法、C方法中的一種或二種以上； 所述的A方法為移動式檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號進行運動計數統計，包括跑步式運動計數和走路式運動次數； 所述的B方法為有氧運動檢測方法，數據處理電路對加速度傳感器的傳感信號在每分鐘120次以上的運動記錄為有氧運動，并記錄該有氧運動的時間和運動次數，當有氧運動未達到設定時間，發出報警信號； 所述的C方法為跳繩檢測方法，數據處理電路對旋轉計數電路的旋轉速度進行統計，當旋轉速度大于每分鐘10次以上時，且時間超過2分鐘以上，記錄為跳繩的運動計數。
10.根據權利要求9所述的運動量檢測方法，其特征在于使用者將個人的身高和體重的參數輸入至電子跳繩運動健身器的數據處理電路中，數據處理電路對檢測到的運動次數與參數之間進行按常用公式進行運算，獲得每次運動的能量消耗數據。
【文檔編號】A63B71/06GK103706077SQ201410010056
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】林培林, 王天祿, 林善棠 申請人:林培林