力量器械使用情况的监测系统及其监测方法

摘要

本发明揭示了一种力量器械使用情况的监测系统及其监测方法，监测系统包括有从下到上依次堆叠的若干个重块和设置在重块两侧的立柱，立柱正对重块端部表面设置有光电传感器阵列，重块正对光电传感阵列一端固接有反射片，光电传感器阵列由若干个沿立柱设置的光电传感器组成，重块位于初始位置时，每个重块设置有反射片一端正对立柱表面对应设置有光电传感器；监测方法包括身份识别登录步骤，选择锻炼重量步骤，锻炼信息获取步骤。本发明的有益效果是：可以普遍应用在力量训练器械上，通过精确判断红外对射传感器阵列的状态，获取当前用户所拉重块的重量M以及重块移动距离L即幅度信息，为用户提供准确的锻炼信息，更好供锻炼数据支持。

说明书

技术领域

本发明涉及到健身器械领域，特别是涉及到一种力量器械使用情况的监测系统及其监测方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，国民健身意识的不断增强，体育健身产业蓬勃发展，越来越多人进入健身房中使用各种各样的力量健身器械进行锻炼，其中大部分的力量健身器械都是通过间接移动一定数量的重块来对身体的各个部位进行锻炼。但目前力量健身器械的使用主要依靠教练以及用户的个人经验，当前状态下到底选取多大的力量等级进行训练，以及训练的幅度和次数都没有准确的数据量化，不能达到最佳锻炼效果，甚至可能存在运动过量伤害。

目前的力量训练器械能够提供训练时间以及重量信息，主要的技术原理是重量传感器的应用，可以获得数据但是不够精准，也没有动作的幅度信息记录，不能有效的判断用户健身动作是否到位。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种力量器械使用情况的监测系统及其监测方法，可以准确获取使用者在健身器械上的使用情况。

本发明提出一种力量器械使用情况的监测系统，包括有从下到上依次堆叠的若干个重块和设置在所述重块两侧的立柱，所述立柱正对所述重块端部表面设置有光电传感器阵列，所述重块正对所述光电传感阵列一端固接有反射片，所述光电传感器阵列由若干个沿立柱设置的光电传感器组成，所述重块位于初始位置时，每个所述重块设置有反射片一端正对立柱表面对应设置有光电传感器，

还包括有中央控制装置，所述中央控制装置包括有微控单元，与所述微控单元电连接的身份识别模块、显示模块和数据传输模块，所述显示模块电连接显示屏，所述中央控制装置连接数据云服务器和所述光电传感器阵列。

进一步地，所述光电传感器阵列包括有重量阵列和距离阵列，所述重量阵列设置在所述立柱底部，所述重量阵列上的光电传感器和每个位于初始位置的重块一一对应，所述距离阵列包括有若干个间隔设置的光电传感器，所述距离阵列位于所述重量阵列上方。

进一步地，所述光电传感器为红外对射传感器，所述红外对射传感器包括有发射器和接收器，所述发射器发射信号光线经过所述反射片的反射后射入所述接收器。

进一步地，所述反射片为玻璃镜片或铝箔片或其他反射金属片中的一种。

进一步地，所述身份识别模块为二维码身份识别模块。

进一步地，所述中央控制装置还包括有播音模块，所述播音模块电连接有扬声装置。

一种力量器械使用情况的监测方法，包括有以下步骤：

身份识别登录，通过身份识别模块启动力量器械，中央控制装置通过数据传输模块从云数据服务器中下载该用户的历史健身信息；

锻炼信息获取，当重块的位置发生变化时，中央控制模块读取光电传感器阵列中各个光电传感器通断状态的变化，中央控制装置根据所有通断状态发生变化的光电传感器中位置最高和最低的光电传感器的位置信息，得到该次的锻炼重量M和重块移动距离L。

进一步地，在身份识别登录步骤中，通过移动终端扫描力量器械的显示屏上的二维码进行使用者身份信息识别和登录。

进一步地，在所述锻炼信息获取步骤之后还包括有锻炼数据计算步骤，中央控制装置通过锻炼重量M和每次的重块移动距离L计算出单次动作消耗热量Q，并根据单次动作消耗热量Q统计出累计消耗热量J。

进一步地，在所述锻炼数据计算步骤之后还包括有锻炼数据显示步骤，中央控制模块将锻炼使用的重量M、单次动作消耗热量Q和累计消耗热量J输送到显示模块，并在显示屏上以图案或文字的形式呈现。

本发明的有益效果是：可以普遍应用在力量训练器械上，通过精确判断红外对射传感器阵列的状态，获取当前用户所拉重块的重量M以及重块移动距离L即幅度信息，为用户提供准确的锻炼信息，更好供锻炼数据支持。

附图说明

图1是本发明一实施例一种力量器械使用情况的监测系统中力量器械处于初始状态时光电传感阵列的状态示意图；

图2是图1实施例中力量器械处于使用状态时的光电传感阵列的状态示意图；

图3是本发明一实施例一种力量器械使用情况的监测系统的中央控制装置的原理图；

图4是本发明一种力量器械使用情况的监测方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1‐2，提出本发明一实施例，一种力量器械使用情况的监测系统，包括有从下到上依次堆叠的11个重块2和设置在重块2两侧的立柱1，右侧的立柱1正对重块2端部表面设置有光电传感器阵列，重块2正对光电传感阵列一端固接有反射片4，光电传感器阵列由21个沿立柱1设置的光电传感器组成，重块2位于初始位置时也就是图1中的状态，重块2成初始堆叠状，每个重块2设置有反射片4一端正对立柱1表面对应设置有光电传感器；还包括有中央控制装置，中央控制装置包括有微控单元5，和与微控单元5电连接的身份识别模块9、显示模块6和数据传输模块7，显示模块6电连接显示屏，中央控制装置连接数据云服务器8和光电传感器阵列。

如图1所示，光电传感器阵列包括有重量阵列和距离阵列。重量阵列设置在立柱1底部，包括有0到‐10号重量阵列上的光电传感器和每个位于初始状态的重块2一一对应；距离阵列位于重量阵列的竖直上方，包括有1到10号光电传感器，距离阵列上的光电传感器之间的间距不确定，可以是保持所有光电传感器之间间距一致，也可以设置前半部分光电传感器之间的距离较大，后半部分的光电传感器之间的距离较小，用以保证在计算重块2运动距离L时的精度，在本实施例中，1到10号光电传感器之间间距保持一致，距离阵列位于重量阵列上方。

其中，光电传感器为红外对射传感器3，红外对射传感器3包括有发射器和接收器，发射器发射光线经过反射片4的反射后射入接收器，使得红外对射传感器3处于导通状态，也就是说反射片4的存在与否控制着红外对射传感器3是否导通。在本实施例中反射片4正对的红外对射传感器3为导通状态，其余为关闭状态，当重块2移动到特定的红外对射传感器3时，该红外对射传感器3状态由关闭变为导通。重块2位于初始状态时，0到‐10号红外对射传感器3在反射片4的作用下导通，当部分重块2移动时，与重块2对应的红外对射传感器3在反射片4的作用下导通。

其中，反射片4可以是玻璃镜片或铝箔片或其他反射金属片中的一种，在本实施例中使用的是铝箔片，铝箔片具有制造安装简单，反射效率高的优点。

数据云服务器8中储存了所有用户的历史锻炼信息，包括与体重身高之类的基础信息和每次锻炼的信息，数据传输模块7为无线wifi模块或蓝牙模块中的一种，可以和数据云服务器8进行信息的上传和下载。

身份识别模块9为二维码身份识别模块，二维码身份识别模块电连接显示模块6，二维码身份识别模块通过微控单元5控制显示模块6在显示屏上显示一个用于身份识别的二维码，用户通过移动端扫描该二维码实现身份的识别和登录。用于识别的移动端可以是健身房提供的设备，也可以是客户自己的手机。

中央控制装置还包括有播音模块，播音模块电连接有扬声装置，播音装置可以在用户锻炼时为用户播放当时的动作次数或者其他需要提醒用户的事情。

在实际锻炼时，每个重块2的重量可以预设的，可以是每个重块2的重量一样，也可以是有变化，但是使用者都可以通过使用第几个重块2得到实际锻炼是使用的锻炼重量M，在一般情况下，所有的重块2的重量是一致，如都是5kg，使用5个重块2时，那我们的锻炼重量M＝5*5＝25kg，所以在实际使用时只需要检测使用了多少个重块2进行锻炼就可以了。

因此实际使用时，我们需要检测的是，在该次锻炼动作中使用了多少个重块2，和该次动作的这些重块2的运动距离。如图2所示，当使用3个重块2进行锻炼时，3个重块2在用户的力的作用下向上移动到6‐8号红外对射传感器3位置，0、‐1和‐2号红外对射传感器3状态由导通变为关闭，6‐8号红外对射传感器3状态由断开变为导通，中央控制装置中的微控单元5通过此时的光电感应阵列的通断情况，更具体的说是根据处于导通状态的红外对射传感器3中最高点8号红外对射传感器3的位置，和处于断开状态的红外对射传感器3中最低点‐2号红外对射传感器3的位置，就可以得出现在使用的锻炼重量M，和该次锻炼的运动距离L。

参考图3提出本发明一实施例，一种力量器械使用情况的监测方法，包括有以下步骤：

S1、身份识别登录，身份识别模块9识别使用者身份信息并启动力量器械，中央控制装置通过数据传输模块7从云数据服务器中下载该使用者的历史健身记录；

S2、选择锻炼重量，用户根据本身实际情况和力量器械上显示屏的历史健身信息选择适合的数量的重块2进行锻炼；

S3、锻炼信息获取，重块2在外力的作用下移动沿着立柱1的方向上下移动，当重块2移出初始位置后，光电传感器阵列部分红外对射传感器3通断状态产生变化，将该信息传递给中央控制装置，中央控制装置根据所有通断状态发生变化的红外对射传感器3中位置最高和位置最低的红外对射传感器3的位置信息，得到该次的锻炼重量M和重块2移动距离L；

S4、锻炼数据计算，中央控制装置通过锻炼重量M和每次的重块2移动距离L计算出单次动作消耗热量Q，并根据单次动作消耗热量统计出累计消耗热量J；

S5、锻炼数据显示，中央控制模块将锻炼使用的重量M、单次动作消耗热量Q和累计消耗热量J输送到显示模块6，并在显示屏上以图案或文字的形式呈现。在显示屏中还可以显示该用户锻炼时完成动作的次数T和在该力量器械上用户历史最多的完成次数，以供用户自行查看，可以起到激发用户锻炼热情的效果。

在身份识别登录步骤中，用户通过移动终端扫描力量器械的显示屏上的二维码进行使用者身份信息识别和登录。

本发明的有益效果是：可以普遍应用在力量训练器械上，通过精确判断红外对射传感器3阵列的状态，获取当前用户所拉重块2的重量M以及重块2移动距离L即幅度信息，为用户提供准确的锻炼信息，更好供锻炼数据支持。

在本发明的另一实施例中，身份识别模块9可以是指纹识别模块，通过在健身器械上设置一个指纹识别装置来到达用户身份识别和登录的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。