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具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:1608441閱讀:226來源:國知局
具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其包含運動模塊、能量轉換模塊、卡路里計算模塊、生理參數(shù)偵測模塊、可拓識別模塊以及數(shù)據(jù)儲存模塊。其中藉由使用者操作運動模塊并經由能量轉換模快以換算發(fā)電效率及已消耗卡路里,且利用生理參數(shù)偵測模塊以量測運動時之生理訊號,再藉由可拓識別模塊來判斷用戶的體能與心跳狀態(tài)以及運動鍛煉等級,并提供適當之修正運動模式或運動強度建議,增加健身效率與避免運動傷害。進一步地,能量轉換模塊所轉換的運動電能能回饋到本實用新型的健身系統(tǒng)使用。
【專利說明】具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種健身系統(tǒng),特別涉及利用量測運動時的生理訊號,并藉由可拓識別模塊來判斷用戶的體能與心跳狀態(tài)以及運動鍛煉等級的健身系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]健身器材的目的就是為了提升一般使用者的運動體能進而達到健康體能標準。使用健身器材應視用戶當時的體適能狀況設定一適當?shù)倪\動等級,讓用戶在可以承受負荷的情況下充份而適當?shù)剡\動,并且有計劃地提升使用者的體適能。
[0003]目前雖然有多種方法可以偵測使用者運動時的生理狀態(tài),但都僅是量測運動后的生理訊號,例:心跳、消耗的熱量等基本生理信息,無法有效評估及預判使用者之體能情況,以做事先預防提醒。
[0004]綜觀前所述,是故,本實用新型之創(chuàng)作人經多年苦心潛心研究、思索并設計一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),以針對現(xiàn)有技術之缺失加以改善,進而增進產業(yè)上之實施利用。
實用新型內容
[0005]有鑒于上述習知之問題,本實用新型之目的系提出一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),利用可拓識別模塊給予實時回饋,提供適當之修正運動模式或運動強度建議,增加健身效率與避免運動傷害。
[0006]根據(jù)本實用新型之目的提出一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其包含運動模塊、能量轉換模塊、卡路里計算模塊、生理參數(shù)偵測模塊、可拓識別模塊以及數(shù)據(jù)儲存模塊。運動模塊系供運動者操作使用。能量轉換模塊系轉換運動模塊根據(jù)運動者之運動操作所產生的運動動能將其轉換為運動電能,并計算其發(fā)電效率且將運動電能加以儲存。卡路里計算模塊可根據(jù)發(fā)電效率以計算出運動者的已消耗卡路里。生理參數(shù)偵測模塊系偵測運動者在操作前的第一生理參數(shù)及經過一段時間間距后的第二生理參數(shù)。可拓識別模塊系依據(jù)可拓理論建構可拓物元模型,可拓物元模型包含第一物元及第二物元,于運動者操作運動模塊時,接收已消耗卡路里、第一生理參數(shù)以及第二生理參數(shù),并根據(jù)可拓物元模型以辨識出運動者的體能鑒別及生理參數(shù)類別。數(shù)據(jù)儲存模塊系儲存第一生理參數(shù)、第二生理參數(shù)、體能鑒別及生理參數(shù)類別。其中運動電能系供應電力予卡路里計算模塊、生理參數(shù)偵測模塊、可拓識別模塊及數(shù)據(jù)儲存模塊。
[0007]優(yōu)選地,第一生理參數(shù)或第二生理參數(shù)可為運動者的心率變異度,所述之心率變異度包含心率(HR)、極低頻功率差(DVLF)、高頻功率(HF)、R-R區(qū)間標準偏差(SDNN)或是變異系數(shù)值差(DCV)。
[0008]優(yōu)選地,第一物元系標示為:
[0009]Γ運動心甲 (WaM2)I

M 轉粒 (X113X12)
E=翻電": (H2)
L匕消 M ?:路鬼(z?1;za)J
[0010]其中,E系為該第一物元,體能鑒別i系為第i個體能鑒別,Wil系為在第i個體能鑒別內的最小運動心率,Wi2系為在弟i個體能鑒別內的最大運動心率,XiI系為在弟i個體能鑒別內的最小回轉數(shù),Χ?2系為在第i個體能鑒別內的最大回轉數(shù),Yil系為在第i個體能鑒別內的最小踩踏電壓,Υ?2系為在第i個體能鑒別內的最大踩踏電壓,Zil系為在第i個體能鑒別內的最小消耗卡路里,而Zi2系為在第i個體能鑒別內的最大消耗卡路里。
[0011]優(yōu)選地,第二物元系標示為:
[0012]

、+:現(xiàn)參數(shù)類則j DVLF (VjvVj2)—
ιτHF (H ,.,H
I 1--------\^ ^
I K TiTiT1-m

SDNN (S,”Sp)




j) J ~


DCV (DJS;DJ:)
[0013]其中,H系為第二物元,生理參數(shù)類別j系為第j個生理參數(shù)類別,Vjl系為在第j個生理參數(shù)類別內的最小極低頻功率差(DVLF),Vj2系為在第j個生理參數(shù)類別內的最大極低頻功率差(DVLF),Hjl系為在第j個生理參數(shù)類別內的最小高頻功率(HF),Hj2系為在第j個生理參數(shù)類別內的最大高頻功率(HF),Sjl系為在第j個生理參數(shù)類別內的最小R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Sj2系為在第j個生理參數(shù)類別內的最大R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Djl系為在第j個生理參數(shù)類別內的最小極低頻功率差(DVLF),而Dj2系為在第j個生理參數(shù)類別內的最大極低頻功率差(DVLF)。
[0014]優(yōu)選地,本實用新型之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)更包含顯示模塊,可顯示運動者的第二生理參數(shù)、體能鑒別以及生理參數(shù)類別。
[0015]優(yōu)選地,顯示模塊更包含警示模塊以提醒運動者注意。
[0016]優(yōu)選地,時間間距系依運動者之身體狀態(tài)設定。
[0017]優(yōu)選地,數(shù)據(jù)儲存模塊更包含通訊模塊以傳送數(shù)據(jù)至服務器。
[0018]本實用新型之主要目的系在于提供一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),在不影響既有的功能下,其可具有下述多個優(yōu)點:
[0019]1.實時監(jiān)控:能根據(jù)可拓辨識模塊判讀之信息給予實時回饋,提供適當之修正運動模式或運動強度建議,增加健身效率與避免運動傷害。
[0020]2.健診儲能:整合健康檢查及運動發(fā)電兩大模塊,透過量測運動時之生理參數(shù)訊號以分析運動當下之狀態(tài),并利用運動能量回收轉換電能供應,并藉由顯示模塊以讓用戶了解自身體能狀況。
[0021]為了讓上述目的、技術特征以及實際實施后之增益性更為明顯易懂,于下文中將系以較佳之實施范例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)之方塊圖。
[0023]附圖標記說明:運動模塊10、能量轉換模塊20、卡路里計算模塊30、生理參數(shù)偵測模塊40、可拓識別模塊50、數(shù)據(jù)儲存模塊60、運動動能101、運動電能201、發(fā)電效率205、已消耗卡路里301、第一生理參數(shù)401、第二生理參數(shù)402、可拓物元模型51、第一物元511、第二物元512、體能鑒別521、生理參數(shù)類別522。

【具體實施方式】
[0024]下面對照附圖并結合優(yōu)選的實施方式對本實用新型作進一步說明,而其中所使用的附圖,僅為示意及輔助說明書之用,未必為本實用新型實施后的真實比例與精準配置,故不應就附圖的比例與配置關系來局限本實用新型的保護范圍。
[0025]本實用新型的優(yōu)點、特征以及達到的技術方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細地描述而更容易理解,且本實用新型或可以不同形式來實現(xiàn),故不應被理解僅限于此處所陳述的實施例,相反地,對所屬【技術領域】技術人員而言,所提供的實施例將使本提供更加透徹與全面且完整地傳達本實用新型的范疇,且本實用新型將僅為權利要求書所定義。
[0026]請參閱圖1,其系為本實用新型之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)之方塊圖。由圖中可知悉,具有體能診斷功能的健身系統(tǒng)包含運動模塊10、能量轉換模塊20、卡路里計算模塊30、生理參數(shù)偵測模塊40、可拓識別模塊50及數(shù)據(jù)儲存模塊60。運動模塊10系供一運動者之操作,運動模塊10可為飛輪車或健身車等可加設發(fā)電模塊之運動設備。
[0027]能量轉換模塊20系轉換運動模塊10根據(jù)運動者的運動操作時所產生之運動動能101加以回收并轉換成運動電能201,且透過計算發(fā)電效率205以分析運動模塊10運轉之回轉數(shù)、輸出電流及踩踏電壓等參數(shù)。能量轉換模塊20更可透過充電控制器將運動模塊10所產生之浮動電壓轉換成穩(wěn)定電壓并儲存于蓄電池內,且可利用變壓電路及變流器等設備以將運動電能201以供市電負載及USB負載使用。其中運動電能201可直接供應電力給卡路里計算模塊30、生理參數(shù)偵測模塊40、可拓識別模塊50及數(shù)據(jù)儲存模塊60等系統(tǒng)模塊使用。
[0028]卡路里計算模塊30系根據(jù)發(fā)電效率205以計算出運動者的已消耗卡路里301,其原理是利用輸出電流與踩踏電壓等數(shù)據(jù),以求得瞬時功率并藉由積分運算轉換成能量,再轉換成運動者所消耗之卡路里數(shù)。
[0029]生理參數(shù)偵測模塊40則是運用于偵測運動者在操作前的第一生理參數(shù)401及經過一時間間距后之第二生理參數(shù)402。然時間間距可依運動者之身體狀態(tài)而自行設定,且可設定量測取樣頻率。其中第一生理參數(shù)401或第二生理參數(shù)402系藉由量測運動者之心電訊號以分析心率變異度,心率變異度包含心率(HR)、極低頻功率差(DVLF)、高頻功率(HF)、R-R區(qū)間標準偏差(SDNN)及變異系數(shù)值差(DCV)等生理參數(shù)訊號特征數(shù)據(jù)。
[0030]可拓識別模塊50系利用可拓理論所建構之識別模塊,可拓識別模塊50包含可拓物元模型51,可拓物元模型51包含第一物元511及第二物元512,于運動者操作運動模塊10時,可接收已消耗卡路里301、第一生理參數(shù)401以及第二生理參數(shù)402,并根據(jù)可拓物元模型51以辨識出運動者的體能鑒別521及生理參數(shù)類別522。
[0031]其中第一物元511系標示為:
[0032]
Γ缽能薹Sili _酶回轉數(shù)
E=(Yu,u|
LI」消輕令路M (Zil5Zfl)J
[0033]其中,E為第一物元511,體能鑒別i521可為第i個體能鑒別521,Wil可為在第i個體能鑒別521內的最小運動心率,Wi2可為在第i個體能鑒別521內的最大運動心率,Xil可為在第i個體能鑒別521內的最小回轉數(shù),Xi2可為在第i個體能鑒別521內的最大回轉數(shù),Yil可為在第i個體能鑒別521內的最小踩踏電壓,Yi2可為在第i個體能鑒別521內的最大踩踏電壓,Zil可為在第i個體能鑒別521內的最小消耗卡路里,而Zi2可為在第i個體能鑒別521內的最大消耗卡路里。
[0034]其中第二物元512系標示為:
[0035]
■生現(xiàn)參數(shù)雙:別J.DVLF (Fjl-Vj2)"
Huir{uτι \

Jtijp I Jtl j.., T1.^I 1--------'* *I AO Z


1-JT1-1-


SDNN (Sj,; Sj2)
_DCV Pil; Dj2)_
[0036]其中,H為第二物元512,生理參數(shù)類別j522可為第j個生理參數(shù)類別522,VjI可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最小極低頻功率差(DVLF),Vj2可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最大極低頻功率差(DVLF),Hjl可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最小高頻功率(HF),Hj2可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最大高頻功率(HF),Sjl可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最小R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Sj2可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最大R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Djl可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最小極低頻功率差(DVLF),而Dj2可為在第j個生理參數(shù)類別522內的最大極低頻功率差(DVLF)。
[0037]可拓識別模塊50系將已消耗卡路里301、第一生理參數(shù)401以及第二生理參數(shù)402等參數(shù)之特征數(shù)據(jù)擷取后,再代入可拓物元模型51內之第一物元511及第二物元512進行分析運算以辨識判讀,即可獲得運動者之體能鑒別521及生理參數(shù)類別522等信息。
[0038]數(shù)據(jù)儲存模塊60則是用以儲存第一生理參數(shù)401、第二生理參數(shù)402、體能鑒別521及生理參數(shù)類別522等數(shù)據(jù)。其中數(shù)據(jù)儲存模塊60更可包含顯示模塊以實時顯示運動者的第二生理參數(shù)402、體能鑒別521以及生理參數(shù)類別522等運動時之信息。再者,數(shù)據(jù)儲存模塊60更可包含通訊模塊以傳送數(shù)據(jù)至一服務器,以進行數(shù)據(jù)備份或上傳至云端空間。且顯示模塊更可包含警示模塊以根據(jù)可拓識別模塊50判讀之信息給予實時回饋,提供適當之修正運動模式或運動強度建議,增加健身效率與避免運動傷害。
[0039]本系統(tǒng)系利用量測運動時之生理訊號及發(fā)電效率,再藉由可拓識別模塊來判斷用戶的體能與心跳狀態(tài)以及運動鍛煉等級,并可實時提供適當之修正運動模式或運動強度建議,增加健身效率與避免運動傷害。
[0040]以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明,不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干等同替代或明顯變型,而且性能或用途相同,都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包含: 運動模塊,供運動者之操作; 能量轉換模塊,以轉換所述運動模塊根據(jù)運動者之操作所產生之運動動能為運動電能,并計算發(fā)電效率且儲存運動電能; 卡路里計算模塊,根據(jù)所述發(fā)電效率以計算出運動者的已消耗卡路里; 生理參數(shù)偵測模塊,偵測運動者在操作前的第一生理參數(shù)及經過一段時間間距后的第二生理參數(shù); 可拓識別模塊,包含可拓物元模型,可拓物元模型包含第一物元及第二物元,于運動者操作所述運動模塊時,接收已消耗卡路里、第一生理參數(shù)以及第二生理參數(shù),并根據(jù)可拓物元模型以辨識出運動者的體能鑒別及生理參數(shù)類別;以及 數(shù)據(jù)儲存模塊,儲存第一生理參數(shù)、第二生理參數(shù)、體能鑒別及生理參數(shù)類別; 其中運動電能為供應電力予卡路里計算模塊、生理參數(shù)偵測模塊、可拓識別模塊及數(shù)據(jù)儲存模塊。
2.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述第一生理參數(shù)或所述之第二生理參數(shù)系為運動者的心率變異度,心率變異度包含心率(HR)、極低頻功率差(DVLF)、高頻功率(HF)、R-R區(qū)間標準偏差(SDNN)或是變異系數(shù)值差(DCV)。
3.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其中其特征在于,所述第一物元系標示為:
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臟麟電 Ii (YiljYi2)_已清纏-1e路里 (Ztl5Ze)J 其中,E系為第一物元,體能鑒別i為第i個體能鑒別,WiI為在第i個體能鑒別內的最小運動心率,Wi2為在第i個體能鑒別內的最大運動心率,Xil為在第i個體能鑒別內的最小回轉數(shù),Χ?2為在第i個體能鑒別內的最大回轉數(shù),Yil為在第i個體能鑒別內的最小踩踏電壓,Υ?2為在第i個體能鑒別內的最大踩踏電壓,Zil為在第i個體能鑒別內的最小消耗卡路里,而Zi2為在第i個體能鑒別內的最大消耗卡路里。
4.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其中其特征在于,所述第二物元系標示為:—屮.參數(shù)類 DVLF (Vjls ¥j2)—H ^HF (HjliHj2)

SDNN (SjpSj2)
_DCV (DjifDj2)^ 其中,H為第二物元,生理參數(shù)類別j為第j個生理參數(shù)類別,Vjl為在第j個生理參數(shù)類別內的最小極低頻功率差(DVLF),Vj2為在第j個生理參數(shù)類別內的最大極低頻功率差(DVLF),Hjl為在第j個生理參數(shù)類別內的最小高頻功率(HF),Hj2為在第j個生理參數(shù)類別內的最大高頻功率(HF),Sjl為在第j個生理參數(shù)類別內的最小R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Sj2為在第j個生理參數(shù)類別內的最大R-R區(qū)間標準偏差(SDNN),Djl為在第j個生理參數(shù)類別內的最小極低頻功率差(DVLF),而D j2為在第j個生理參數(shù)類別內的最大極低頻功率差(DVLF)。
5.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)更包含一個顯示模塊,以顯示運動者的第二生理參數(shù)、體能鑒別以及生理參數(shù)類別。
6.如權利要求5所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述顯示模塊更包含警示模塊以提醒運動者注意。
7.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述時間間距依運動者之身體狀態(tài)進行設定。
8.如權利要求1所述之具有體能診斷功能的健身系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)儲存模塊更包含通訊模塊以傳送數(shù)據(jù)至服務器。
【文檔編號】A63B71/06GK203944108SQ201420226446
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權日:2014年1月21日
【發(fā)明者】鄒朝圣 申請人:鄒朝圣
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