專利名稱：多功能智能健身器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能智能健身器。
隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們工作的日益繁忙，人們要象過去一樣經(jīng)常進(jìn)行戶外健身運(yùn)動(dòng)已幾乎不可能，大多數(shù)人開始從不鍛煉走向室內(nèi)健身運(yùn)動(dòng)。因而，各種健身器材隨著人們要求的變化，已迅速發(fā)展?，F(xiàn)有的健身器械主要有健力車、跑步機(jī)、劃船器、騎行器或其結(jié)合、舉重、登山、拉力等類運(yùn)動(dòng)器械。在上述各類健身器械上大多設(shè)有機(jī)械式的定時(shí)器和測速器來分別確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間和速度，或通過液晶電子儀表來顯示這些數(shù)據(jù)，健身者在使用這類器械時(shí)，容易感到枯燥、乏味，從而影響鍛煉的趣味性、娛樂性和鍛煉效果。因此，國內(nèi)外以游戲機(jī)與健身器相結(jié)合的健身器較多。如在國外，采用在健身器械上安裝攝像器將健身者的影像攝取并結(jié)合計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)定的模擬圖像數(shù)據(jù)，通過電視顯示模擬運(yùn)動(dòng)畫面；但該類健身器械造價(jià)高，售價(jià)昂貴。在中國專利92112757.x中公開了一種健身游戲機(jī)，其特點(diǎn)是將健身器械在使用時(shí)的運(yùn)動(dòng)形變的信息取出來用以代替電視游戲機(jī)的手動(dòng)操縱信號，從而使健身者在健身運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，可玩電視游戲機(jī)，該健身游戲機(jī)雖可增加趣味性，但無法測量健身者的最佳運(yùn)動(dòng)量，及實(shí)時(shí)產(chǎn)生模擬運(yùn)動(dòng)畫面，因而對健身運(yùn)動(dòng)中的最佳有氧健身運(yùn)動(dòng)量的自動(dòng)控制并無作用。另在中國專利94107897.3公開了一種結(jié)合家用電視游戲機(jī)使用的健身裝置，其結(jié)構(gòu)是在健身裝置上安裝干簧管開關(guān)，使健身裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，干簧管開關(guān)能產(chǎn)生脈沖信號，并送到連接電路中；連接電路如果在一定時(shí)間內(nèi)未收到脈沖信號，將通過游戲機(jī)15芯擴(kuò)展插座傳送干擾信號，使游戲機(jī)無法正常操作；游戲者只要不停運(yùn)動(dòng)健身裝置，即可正常進(jìn)行電視游戲。其缺點(diǎn)與上述專利相同。
本實(shí)用新型的目的是為了提供一種根據(jù)有氧健身運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)的軟件可將采集的身高、體重、年令、靜心率進(jìn)行運(yùn)算后輸出健身者的最佳有氧健身運(yùn)動(dòng)量，結(jié)合模擬運(yùn)動(dòng)畫面的圖像數(shù)據(jù)可通過顯示終端實(shí)時(shí)顯示模擬運(yùn)動(dòng)畫面，并根據(jù)傳感器測定的人體的心率、速度信號經(jīng)處理后使健身者的運(yùn)動(dòng)量控制在最佳有氧健身運(yùn)動(dòng)量范圍，且實(shí)時(shí)顯示脈拍、行程、時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)成績及熱量消耗、累計(jì)運(yùn)動(dòng)量、成績等，還可根據(jù)國家運(yùn)動(dòng)量運(yùn)動(dòng)成績模型而進(jìn)行比賽運(yùn)動(dòng)，從而使健身運(yùn)動(dòng)充滿趣味性、娛樂性使戶內(nèi)健身運(yùn)動(dòng)達(dá)到中外健功之功效，并能對健身運(yùn)動(dòng)的最佳運(yùn)動(dòng)量實(shí)現(xiàn)有效的自動(dòng)監(jiān)控目的的多功能智能健身器。
本實(shí)用新型的目的可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)一種多功能智能健身器，含有健身器主體和心率傳感器；在健身器主體上及其相對應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分對應(yīng)設(shè)有速度傳感器定塊和動(dòng)塊；速度傳感器與心率傳感器的電信號與設(shè)在健身器主體上的健身控制盤內(nèi)的健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路相連；健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路是由心率、速度信號濾波、放大、整形電路、鍵盤電路、電源電路、CPU微處理器及其程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘、譯碼、邏輯控制電路、圖像產(chǎn)生電路及射頻調(diào)制電路組成。
本實(shí)用新型的目的還可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)在多功能智能鍵身器的CPU微處理器的程序存儲器內(nèi)存儲有根據(jù)有氧健身運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和國家運(yùn)動(dòng)員等級數(shù)學(xué)模型而設(shè)定的健身運(yùn)動(dòng)軟件；在所述的健身控制盤上設(shè)有心率傳感器速度傳感器接口以及電源輸入接口，在控制盤上還設(shè)有音頻輸出口、視頻輸出口和射頻輸出口以及按鍵；所述的速度傳感器可為電磁感應(yīng)傳感器、行程開關(guān)、光偶傳感器、測速電機(jī)、光電編碼器、紅外傳感器等。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在健身器的固定部分相對其運(yùn)動(dòng)部分設(shè)有速度傳感器，將速度傳感器結(jié)合健身器上現(xiàn)有的心率傳感器的電信號經(jīng)濾波、放大、整形處理后，輸入至微處理器，由處理器內(nèi)的健身運(yùn)動(dòng)軟件的有氧健身運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型對健身者的年齡、身高、體重、靜心率計(jì)算后輸出健身者的最佳有氧健身運(yùn)動(dòng)的靶心率范圍，并由處理器控制圖像產(chǎn)生電路即時(shí)顯示模擬運(yùn)動(dòng)畫面后，由健身者的速度信號控制運(yùn)動(dòng)畫面的健身者的運(yùn)動(dòng)并使其心率達(dá)到最佳靶心率范圍，并即時(shí)顯示行程、時(shí)間、脈拍、速率；從而可實(shí)現(xiàn)最佳健身效果的自動(dòng)控制，并可使健身運(yùn)動(dòng)具有趣味性、娛樂性、使戶內(nèi)健身運(yùn)動(dòng)具有戶外健身之功效。
2、本實(shí)用新型的健身運(yùn)動(dòng)軟件中還設(shè)有根據(jù)國家運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績設(shè)定的數(shù)學(xué)模型，可使運(yùn)動(dòng)員在室內(nèi)即能做到室外模擬訓(xùn)練的效果。
3、本實(shí)用新型的模擬運(yùn)動(dòng)畫面的背景豐富、生動(dòng)、趣味性強(qiáng)，還可進(jìn)行當(dāng)次和累次運(yùn)動(dòng)記錄包括行程、時(shí)間、熱量消耗、成績、次數(shù)等，并還可進(jìn)行心率測試，因而其功能多。
4、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、可大規(guī)模推廣進(jìn)入家庭化。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖給出


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意
圖1-健身器主體 2-健身控制盤 3-心率傳感器 4-機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分5-速度傳感器動(dòng)塊 6-速度傳感器定塊圖2是本實(shí)用新型的A向示意圖圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖圖4是本實(shí)用新型的電路原理框圖圖5是本實(shí)用新型的CPU微處理器及其處理電路的實(shí)施例電路圖圖6是本實(shí)用新型的圖像產(chǎn)生電路的實(shí)施例電路圖圖7是本實(shí)用新型的存貯器擴(kuò)展電路的實(shí)施例電路圖圖8是本實(shí)用新型的射頻調(diào)制電路的實(shí)施例電路圖圖9是本實(shí)用新型的心率、速度信號濾波、放大、整形電路的實(shí)施例電路圖
圖10是本實(shí)用新型的電源電路的實(shí)施例電路圖
圖11是本實(shí)用新型的健身運(yùn)動(dòng)軟件流程圖
圖12是本實(shí)用新型的控制盤結(jié)構(gòu)示意圖7-按鍵 8-音頻輸出口 9-視頻輸出口 10-射頻輸出口
圖13是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意
圖11-劃船器本實(shí)用新型還將結(jié)合附
圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13實(shí)施例作進(jìn)一步詳述參照
圖1、2、3、4，該健身器為組合式健身器，該健身器包括跑步機(jī)、劃船器、騎行車，其機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分4為跑步機(jī)的滾筒輪、劃船器的座椅、騎行車的中軸，在其上相對健身器主體1上對應(yīng)設(shè)有速度傳感器動(dòng)塊5和定塊6；速度傳感器5、6與心率傳感器3的電信號與設(shè)在健身器主體1上的健身控制盤2內(nèi)的健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路相連；健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路是由心率、速度信號濾波、放大、整形電路、鍵盤電路、電源電路、CPU微處理器及其程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘、譯碼、邏輯控制電路、圖像產(chǎn)生電路及射頻調(diào)制電路組成；本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)信號處理電路可為常規(guī)電路。
參照圖9，健身控制盤2內(nèi)的運(yùn)動(dòng)信號處理電路中的心率、速度信號濾波、放大、整形電路是將心率傳感器3、速度傳感器5、6輸出的電信號分別與由運(yùn)放器U12A、電阻RB1、2、3、4、電容CB1、2以及運(yùn)放器U12C、電阻RB9、10、11、12、電容CB5、6組成的濾波器的運(yùn)放器的U12A、U12C的3、10腳相連，由濾波器進(jìn)行濾波、放大后的電信號由運(yùn)放器U12A、U12C的1、8腳輸出電信號分別與由運(yùn)放器U12B、U12D的5、12腳相連，并由其7、14腳分別輸出的放大信號與由雙方非門U13A、U13B以及U13C、U13D組成的整形電路中的與非門U13A、U13C的2、10腳相連，由與非門U13B、U13D的6、11腳分別輸出心率、速度電信號。
參照圖5、6，將心率、速度濾波、放大、整形電路輸出的心率、速度電信號經(jīng)與中央微處理器相連，并由內(nèi)部對心率、速度的數(shù)字音頻信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，并與外的電阻R1、2、3、4相連，再從其AUP端輸出音頻電信號，該電信號分別與控制盤2的音頻端口8和射頻調(diào)制電路的AUDIO INPUT端相連；在微處理器的CLK端與有由三極管Q1、Q2、晶振及電阻R6、7、8、9、電容C1、2、3組成的時(shí)鐘電路中的三極管Q2的射電極上的電容C4相連，另外時(shí)鐘電路的電容C3還與圖像產(chǎn)生電路中的PPU處理的CLK端相連；在微處理器的RDY及A13、14、15腳與兩譯碼器U3A、U3B的1A、1B、2A、2B腳相連，且譯碼器U3B的輸出電信號分別與RAM、ROM、圖像產(chǎn)生電路中的PPU處理器的CE腳、VRAM相連。圖像產(chǎn)生電路中的PPU處理器的數(shù)據(jù)線與中央微處理器的數(shù)據(jù)總線相連，其地址線A0、1、2端與微處理器的地址線A0、1、2端相連，在PPU上還設(shè)有ADO-AD7端與八位鎖存器U5相聯(lián)，八位鎖存器U5與PPU上的PA8-12端一起與VROM、VRAM相連；由PPU處理器輸出VIDEO信號。
參照圖7，是將CPU處理器和PPU處理器的ROM和VROM存貯器的空間進(jìn)行擴(kuò)展，使ROM和VROM的存貯空間擴(kuò)展到512KB。
參照圖8，由CPU處理器AUP端輸出的AUDIO INPUT信號與三極管Q4的基極相連，由其放大后經(jīng)耦合器T1與由PPU輸出的VIDEO信號合成；另由三極管Q5、電容CA15、電感L3構(gòu)成射頻振蕩器產(chǎn)生振蕩頻率，經(jīng)耦合器T2耦合，使由前級送來的音頻AUDIO、視頻VIDEO信號調(diào)制在射頻上，通過電感L1、L2加感后從控制盤2的射頻輸出口10輸出。
參照
圖10，220V交流電壓經(jīng)變壓器TM1變壓后，再由BR1橋式整流，再經(jīng)電容CE1濾波后，由穩(wěn)壓塊U14穩(wěn)壓在5V上。
參照
圖11，在CPU微處理器的程序存儲器內(nèi)存儲有根據(jù)有氧健身運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和國家運(yùn)動(dòng)員等級數(shù)學(xué)模型而設(shè)定的健身運(yùn)動(dòng)軟件。
參照
圖12，在健身控制盤2上設(shè)有心率傳感器3、速度傳感器5、6的接口以及電源輸入接口，在控制盤2上還設(shè)有音頻輸出口8、視頻輸出口9和射頻輸出口10及按鍵7；按鍵7通過鍵盤電路與CPU微處理器相聯(lián)。
參照
圖13，該實(shí)施例為一劃船器，在劃船器11的座椅相對于機(jī)架對應(yīng)設(shè)有速度傳感器動(dòng)塊5、定塊6，將速度傳感器5、6與其上的健身控制盤2相連；由健身控制盤2控制顯示終端顯示劃船模擬運(yùn)動(dòng)畫面。
權(quán)利要求1.一種多功能智能健身器，含有健身器主體(1)和心率傳感器(3)；其特征是在健身器主體(1)上及其相對應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分對應(yīng)設(shè)有速度傳感器定塊(6)和動(dòng)塊(5)；速度傳感器(5)(6)與心率傳感器(3)的電信號與設(shè)在健身器主體(1)上的健身控制盤(2)內(nèi)的健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路相連；健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路是由心率、速度信號濾波、放大、整形電路、鍵盤電路、電源電路、CPU微處理器及其程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、時(shí)鐘、譯碼、邏輯控制電路、圖像產(chǎn)生電路及射頻調(diào)制電路組成。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能智能健身器，其特征是在健身控制盤(2)上設(shè)有心率傳感器(3)、速度傳感器(5)(6)的接口以及電源輸入接口，在控制盤(2)上還設(shè)有音頻輸出口(8)、視頻輸出口(9)和射頻輸出口(10)，另在控制盤(2)上還設(shè)有按鍵(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能智能健身器，其特征是速度傳感器(5)(6)可為電磁感應(yīng)傳感器、行程開關(guān)、光偶傳感器、測速電機(jī)、光電編碼器、紅外傳感器等。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多功能智能健身器,含有健身器主體和心率傳感器;在健身器主體上及其相對應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分對應(yīng)設(shè)有速度傳感器定塊和動(dòng)塊;速度傳感器與心率傳感器的電信號與設(shè)在健身器主體上的健身控制盤內(nèi)的健身運(yùn)動(dòng)信號處理電路相連;該健身器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制健身者的最佳有氧健身運(yùn)動(dòng)量,從而使戶內(nèi)健身運(yùn)動(dòng)戶外化,使其更具有趣味性和娛樂性。
文檔編號A63B71/06GK2296746SQ9723953
公開日1998年11月11日 申請日期1997年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月14日
發(fā)明者楊波 申請人:楊波