一种垫脚尖运动装置

摘要

本发明提供一种垫脚尖运动装置，包括固定部分和活动部分，固定部分的表面为脚掌的用力支撑面，活动部分的表面为可上下调节载重面；脚掌的用力支撑面通过铰链与可上下调节载重面铰接相连，可上下调节载重面的下方设有上下运动液压杆；运动站立部位的前半部分位于脚掌的用力支撑面上，运动站立部位的后半部分位于可上下调节载重面上；固定部分的前端设有带有各种功能设置按钮的显示屏；固定部分的内部设有基于stm32的嵌入式核心控制板。本发明为运动者提供向下倾斜的站位，解决了人们原地秃脚运动时因力道不足而无法达到训练效果的问题，能够为运动者提供不同的运动强度和运动模式，大大提高了运动者垫脚尖运动的运动效率和运动效果。

说明书

技术领域

本发明属于运动器械领域，具体涉及一种垫脚尖运动装置。

背景技术

踮脚尖，早在古代就被认为是补肾扶阳的一种健身方式，原称“敦踵法”。西汉《引书》中就有“敦踵以利胸中”的说法。而这一锻炼方式，在中医保健操八段锦中，也有运用。它具有补足肾气、养护腰膝、预防中风、预防心血管等疾病，并具有瘦腰减脂强壮身体的多种功效。但这么好的运动方式，人们只能原地秃脚运动，因力道不足，无法达到训练效果，目前市场上没有任何一款辅助踮脚尖运动的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垫脚尖运动装置，能够解决人们秃地秃脚的踮脚尖运动效率低、力度小、运动效果不理想的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种垫脚尖运动装置，包括固定部分和活动部分，其中固定部分的表面为脚掌的用力支撑面，活动部分的表面为可上下调节载重面；脚掌的用力支撑面通过铰链与可上下调节载重面铰接相连，可上下调节载重面的下方设有上下运动液压杆；运动站立部位的前半部分位于脚掌的用力支撑面上，运动站立部位的后半部分位于可上下调节载重面上；所述固定部分的前端设有显示屏，显示屏四周设有运动模式选择按钮、运动强度设置按钮、运动组数设置按钮和每组运动次数设置按钮；固定部分的内部设有基于stm32的嵌入式核心控制板；所述运动模式选择按钮、运动强度设置按钮、运动组数设置按钮、每组运动次数设置按钮、显示屏和上下运动液压杆分别与基于stm32的嵌入式核心控制板电连接。

所述脚掌的用力支撑面与可上下调节载重面之间的夹角为－45°~0°。

所述垫脚尖运动装置具有两种运动模式，为自动运动模式和被动运动模式，被动运动模式时上下运动液压杆带动可上下调节载重面进行上下往复运动，自动运动模式时可上下调节载重面静止不动。

所述垫脚尖运动装置具有三种运动强度，为高强度、中强度和低强度；自动运动模式下高强度、中强度和低强度时脚掌的用力支撑面与可上下调节载重面之间的夹角分别为－45°、－35°~－30°、－25°－20°；被动运动模式下高强度、中强度和低强度时可上下调节载重面分别进行－45°~0°、－35°~0°、－25°~0°的上下往复运动。

所述固定部分的前端设有运动扶手，运动扶手上设有用于调节其高度的运动扶手伸缩按钮，显示屏设置在运动扶手或脚掌的用力支撑面上。

所述显示屏四周还设有显示运动设置按钮、显示运动环境数据按钮、显示运动效果数据按钮和运动音乐设置按钮，所述显示运动设置按钮、显示运动环境数据按钮、显示运动效果数据按钮和运动音乐设置按钮分别与基于stm32的嵌入式核心控制板电连接。

所述脚掌的用力支撑面上设有称重传感器和体脂检测传感器，所述称重传感器和体脂检测传感器分别与基于stm32的嵌入式核心控制板电连接。

所述运动站立部位的表面设有体温检测传感器和心率检测传感器，所述体温检测传感器和心率检测传感器分别与基于stm32的嵌入式核心控制板电连接。

所述运动站立部位的后半部分表面设有外弓固定、后跟杯保护和侧弓支撑的人体工程学脚型辅助设计。

所述固定部分的两侧设有温湿度检测传感器、光线强度检测传感器、二氧化碳检测传感器、甲醛检测传感器、PM2.5检测传感器和天然气检测传感器，所述温湿度检测传感器、光线强度检测传感器、二氧化碳检测传感器、甲醛检测传感器、PM2.5检测传感器和天然气检测传感器分别与基于stm32的嵌入式核心控制板电连接。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的垫脚尖运动装置，包括固定部分和活动部分，固定部分为垫脚尖运动提供脚掌的用力支撑面，活动部分为垫脚尖运动提供向下倾斜的可上下调节载重面，为运动者提供向下倾斜的站位，解决人们原地秃脚运动时因力道不足而无法达到训练效果的问题，大大提高了运动者垫脚尖运动的运动效率和运动效果。本发明中的可上下调节载重面能够通过上下运动液压杆调节其倾斜角度，运动者站立时脚后跟就会有不同的倾斜角度，从而在踮起脚尖时需要使出不同的力度，能够为运动者提供不同运动强度。

进一步的，本发明提供的垫脚尖运动装置，能够提供自动运动模式和被动运动模式这两种运动模式，同时在每个运动模式下分别匹配高强度、中强度和低强度三种运动强度，能够满足各种不同体质人群的运动需求。

进一步的，本发明提供的垫脚尖运动装置中设置了多种传感器，可以同时检测运动者的体温、心率、体脂、体重，跟踪记录运动者运动效果，并能检测运动者的运动环境情况，具有较好的智能性和使用性。

进一步的，本发明的垫脚尖运动装置的后端部分，进行了科学的外弓固定、后跟杯保护、侧弓支撑等依据人体工程学的脚型辅助设计，给足弓有力度的支撑，让站立、运动更舒适，并对扁平足、足外翻、X腿和内八字脚有很好的调整和锻炼恢复的功效。

附图说明

图1是本发明提供的垫脚尖运动装置的结构示意图；

图2为图1的俯视局部示意图；

图3为图1的右视局部示意图；

图4为图1的左视局部示意图；

其中：1为运动模式选择按钮，2为运动扶手伸缩按钮，3为运动强度设置按钮，4为运动组数设置按钮，5为每组运动次数设置按钮，6为运动音乐设置按钮，7为显示屏，8为基于stm32的嵌入式核心控制板，9为上下运动液压杆，10为显示运动设置按钮，11为显示运动环境数据按钮，12为显示运动效果数据按钮，13为运动扶手，14为称重传感器，15为体脂检测传感器，16为铰链，17为体温检测传感器，18为运动站立部位，19为心率检测传感器，20为可上下调节载重面，21为温湿度检测传感器，22为光线强度检测传感器，23为二氧化碳检测传感器，24为粉尘测传感器，25为PM2.5检测传感器，26为天然气检测传感器。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明，以下实例仅用于描述本发明而不用于限制本发明的使用范围，各领域工程技术人员对本发明的各种等价变换均包含在本发明所要求的权力范围内。

针对人们秃地秃脚的踮脚尖运动效率低、力度小、运动效果不理想的问题，本发明提供了一种效率高、运动效果理想、运动力度可以调节并具备主动和被动运动模式的智能垫脚尖运动装置。该垫脚尖运动装置中配有各种传感器，可以同时检测运动者的体温、心率、体脂、体重，跟踪记录运动者运动效果和调整策略，并能提醒检测运动者的运动环境情况，具有较好的智能性和使用性。

参见图1-4，本发明提供的垫脚尖运动装置，其具体结构包括前面的固定部分和后面的活动部分，所述固定部分的前端设有运动扶手13，运动扶手13上设有用于调节其高度的运动扶手伸缩按钮2，使得运动扶手13可以上下伸缩，防止老年人锻炼过程中摔倒。运动扶手13中间嵌入显示屏7，用于运动模式设置和传感器相关数据显示。显示屏7四周设有运动模式选择按钮1、运动强度设置按钮3、运动组数设置按钮4、每组运动次数设置按钮5、音乐设置按钮6、显示运动设置按钮10、显示运动环境数据按钮11和显示运动效果数据按钮12。年轻人使用时可不设运动扶手，将显示屏及其四周的各个按钮设置在固定部分的前端，这样可以节省空间。所述固定部分的表面为脚掌的用力支撑面，脚掌的用力支撑面上设有称重传感器14和体脂检测传感器15。所述活动部分的表面为可上下调节载重面20；脚掌的用力支撑面通过铰链16与可上下调节载重面20铰接相连，可上下调节载重面20的下方设有上下运动液压杆9；所述脚掌的用力支撑面与可上下调节载重面20之间的夹角为－45°~0°。运动站立部位18的前半部分位于脚掌的用力支撑面上，运动站立部位18的后半部分位于可上下调节载重面20上；运动站立部位18模拟人脚形状设计，其表面设有外弓固定、后跟杯保护和侧弓支撑的人体工程学脚型辅助设计；左右两侧脚掌下的位置放置体温检测传感器17和心率检测传感器19，中间放置一个压力传感器；所述固定部分的两侧设有温湿度检测传感器21、光线强度检测传感器22、二氧化碳检测传感器23、甲醛检测传感器24、PM2.5检测传感器25和天然气检测传感器26等空气质量检测器。所述固定部分的内部设有基于stm32的嵌入式核心控制板8；所述运动模式选择按钮1、运动强度设置按钮3、运动组数设置按钮4、每组运动次数设置按钮5、运动音乐设置按钮6、显示屏7、上下运动液压杆9、显示运动设置按钮10、显示运动环境数据按钮11、显示运动效果数据按钮12、称重传感器14、体脂检测传感器15、体温检测传感器17、心率检测传感器19、温湿度检测传感器21、光线强度检测传感器22、二氧化碳检测传感器23、甲醛检测传感器24、PM2.5检测传感器25和天然气检测传感器26分别与基于stm32的嵌入式核心控制板8电连接。所述基于stm32的嵌入式核心控制板8是垫脚尖运动装置的控制中心，用于功能设置和采集各种传感器的数据，采集到的数据经过处理后传输到显示屏7进行显示。

所述活动部分主要通过基于stm32的嵌入式核心控制板8控制上下运动液压杆9带动可上下调节载重面20进行上下往复运动（可上下调节载重面20向下倾斜最大45°至可上下调节载重面20向上与脚掌的用力支撑面保持水平），主要通过放下和抬起完成运动强度的调节，并能完成主动和被动的运动模式。本发明的垫脚尖运动装置具有两种运动模式，为自动运动模式和被动运动模式，被动运动模式时上下运动液压杆9带动可上下调节载重面20进行上下往复运动，自动运动模式时可上下调节载重面20向下倾斜、静止不动。垫脚尖运动装置具有三种运动强度，为高强度、中强度和低强度；自动运动模式下高强度、中强度和低强度时可上下调节载重面20分别向下倾斜－45°、－35°~－30°、－25°－20°；被动运动模式下高强度、中强度和低强度时可上下调节载重面20分别进行－45°~0°（向下倾斜45°至恢复水平）、－35°~0°、－25°~0°的上下往复运动。

自动运动模式下，运动者整个脚掌贴紧站立在运动站立部位18上，由于运动站立部位18的后半部分向下倾斜不动，运动者需要自己发力踮起脚尖，用前脚掌站立在运动站立部位18的前半部分上，使脚后跟悬空，每踮起一次脚尖，为完成一次自动垫脚尖运动。被动运动模式下，运动者整个脚掌贴紧站立在运动站立部位18上，由基于stm32的嵌入式核心控制板8控制上下运动液压杆9带动可上下调节载重面20进行上下往复运动，带动运动者进行被动的垫脚尖运动，运动者不需要自己发力踮起脚尖，可上下调节载重面20每恢复一次水平位置，为完成一次被动垫脚尖运动。

本发明的垫脚尖运动装置的后端部分，进行了科学的外弓固定、后跟杯保护、侧弓支撑等依据人体工程学的脚型辅助设计，给足弓有力度的支撑，让站立、运动更舒适，并对扁平足、足外翻、X腿和内八字脚有很好的调整和锻炼恢复的功效。

开发设计与本发明的垫脚尖运动装置配套的手机APP能够使得该垫脚尖运动装置的功能更加丰富完善化、智能化、人性化。本发明中基于stm32的嵌入式核心控制板8是垫脚尖运动装置的控制中心，所述基于stm32的嵌入式核心控制板8带有蓝牙和WIFI功能，用于垫脚尖运动装置的功能设置和采集各种传感器的数据，采集到的数据经过算法处理后一路传输到显示屏7进行显示，一路上传到手机APP或云端用于数据跟踪和数据分析。运动者用手机APP可以调节垫脚尖运动装置的运动强度并设置主动或被动运动模式，以及设置每次运动组数和每组运动次数的记录和提醒服务。手机APP能够根据体温、体脂、体重、局部压力传感器等综合数据区别出不同的运动者，并实时记录同一个人的运动数据，经过数据分析给出该运动者的运动频率、运动效果和调整策略。

本发明的垫脚尖运动装置是一种根据踮脚尖的运动原理运用嵌入式系统和AI技术与科学锻炼机械相结合的智能运动装置，能够根据体温、体脂、体重、局部压力等综合数据区别出不同的运动者，并实时记录同一个运动者的运动数据。运动者根据本人的运动能力调节运动模式和运动强度，并设置运动组数和每组运动的次数，站在垫脚尖运动装置上开始踮脚尖运动，垫脚尖运动装置根据设置的运动计划会提醒运动者完成的组数，并显示运动者的心率、体重、体脂等相关数据，并能作出从开始锻炼以来的数据变化和锻炼建议。在运动者疲惫的情况下可以开启被动运动模式，由基于stm32的嵌入式核心控制板8控制上下运动液压杆9带动运动者完成踮脚尖运动。大大提高了运动者的运动效率和运动效果，并能实时跟踪锻炼进程、提醒锻炼效果、矫正脚型腿型、分析环境变化等智能服务。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。