專利名稱：一種電動跑步機系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及健身設備，準確地說是一種電動跑步機系統及其控制方法，該系統及 方法能夠安全有效地為人們提供合理的鍛煉效果。
背景技術：
電動跑步機是一種模擬跑步、散步運動的健身器材設備，它通過保持一定的運動 節奏和強度，幫助健身者在最短的時間內獲得最大的有氧訓練的效果，明顯提高心肺功能。 而對應的運動強度控制方法，則是為了實現身體運動能量與消耗的平衡，避免運動不當或 過度造成的傷害。傳統的電動跑步機通過集成的電子設備及控制系統可以方便地記錄運動者運動 距離、耗費的時間、消耗的熱量等運動數據，同時為了更加科學、安全的進行鍛煉，也引入了 心率測試方法，從而實現在運動的同時顯示出運動者當前的心率，達到控制運動強度的目 的。傳統的電動跑步機通過這種單純的傳感測量心率方法，測量的結果不僅存在偏 差、不準確，而且對于控制運動強度角度來說，只是單純的從心率這個角度來考量，也不精 確和合理。跑步機目前有三種測心率方式，一是耳夾式，二是手握式，三是無線胸帶式，都是 單純的采集心率進而控制運動強度，但效果很差，而且很多人也不知道到底自身適合多大 的運動強度，在多少的心率狀態下是安全或者說是健康的。特別對于那些心臟病患者、血糖 不正常者、高血壓患者，這種盲目的鍛煉方式往往隱含著非常危險的因素。因此，有必要提供一種安全的跑步機，以使人們達到有效的鍛煉效果。
發明內容
基于此，本發明的首要目的是提供一種電動跑步機系統及其控制方法，該系統及 方法能夠在鍛煉時，對人體的狀況進行實時監測，為人們的安全、有效鍛煉提供保障。本發明的再一個目的是提供一種電動跑步機系統及其控制方法，該系統及方法在 鍛煉過程中能夠及時與外界進行通訊，一是便于人們對鍛煉狀況進行了解，二是便于專家 對鍛煉進行指導。本發明的再一個目的是提供一種電動跑步機系統及其控制方法，該系統及方法能 夠為人們提供一種合理的鍛煉模式，為人們提供最有效的鍛煉方式和運動量的參考。為達到上述目的，本發明是這樣實現的一種電動跑步機系統，包括電動跑步機，其特征在于，還包括一通過網絡與所述電 動跑步機相連的遠程數據分析裝置，所述電動跑步機用于采集用戶信息并通過網絡發送給 所述遠程數據分析裝置；所述遠程數據分析裝置用于接收并存儲所述電動跑步機發送來的 用戶信息；用于根據用戶信息及預設的策略生成運動模式并返回給所述電動跑步機。具體地說，所述電動跑步機包括提示模塊、心率測量模塊、第一網絡模塊、電機控 制模塊以及主控模塊，所述
提示模塊，用于提示用戶登錄跑步機系統；提示用戶選擇健康狀況參數；提示用 戶選擇運動模式，并將用戶輸入的信息通過所述網絡模塊發送給所述遠程數據分析裝置；心率測量模塊，用于實時采集用戶的心率值，并通過所述網絡模塊發送給所述遠 程數據分析裝置；第一網絡模塊，用于提供網絡接口 ；主控模塊，用于將所述遠程數據分析裝置返回的命令或者用戶輸入的命令轉發給 所述電機控制模塊；電機控制模塊，用于控制所述電動跑步機的運動速率。所述提示模塊包括語音提示子模塊和界面提示子模塊；所以語音提示子模塊用于 以語音方式提示用戶；所述界面提示子模塊用于以界面顯示方式提示用戶。所述語音提示 子模塊還連接有聲控模塊及麥克風，用以進行語音輸入；所述界面提示子模塊還連接有輸 入模塊，用以輸入登陸信息、控制信息及用戶運動模式的選擇。所述主控模塊還連接有攝像頭模塊和攝像頭，用以實現對人體鍛煉的實時監控。所述主控模塊還連接有急停模塊，急停模塊設置于主控模塊和電機控制模塊之 間，在需要緊急停止鍛煉時，由急停模塊控制電機控制模塊迅速減速，直至停止跑步機的運 行。更進一步，所述遠程數據分析裝置包括存儲模塊、策略設置模塊、運動模式生成模 塊、第二網絡模塊，所述存儲模塊，用于存儲用戶信息；策略設置模塊，用于提供策略設置接口并保存所設置的策略；運動模式生成模塊，用于根據用戶信息及策略為用戶生成運動模式，并返回給所 述電動跑步機；所述第二網絡模塊，用于提供網絡接口。一種電動跑步機系統的控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟1、電動跑步機用于采集用戶信息；2、電動跑步機通過網絡將用戶信息發送到遠程數據分析裝置；3、遠程數據分析裝置根據用戶信息或預設的策略生成運動模式并返回給電動跑 步機；4、電動跑步機執行上述的運動模式。所述用戶信息包括用戶身體狀況、營養狀況、預設鍛煉目標、有無病史、視頻、心率 變化、個人感覺等數據。所述遠程數據分析裝置可以通過網絡實時將控制指令發送到電動跑步機，控制人 們鍛煉效果及安全。所述遠程數據分析裝置，可以通過實時的人體鍛煉需要或用戶的指令，根據實時 的電動跑步機采用的用戶信息，生成新的運動模式，并將所述新的運動模式發送到電動跑 步機。本發明采用上述的技術方案，能夠及時了解人們的鍛煉狀況及身體狀態，避免人 們的過渡鍛煉和在不安全狀態下鍛煉，為人們合理的運動提供一個可靠的保證。同時，還可以通過網絡對用戶進行監控和指導，使人們的鍛煉更具有針對性和效^ ο
圖1為本發明所實施的電動跑步機的結構示意圖；圖2為本發明所實施電動跑步機中輸入模塊的結構示意圖；圖3為本發明所實施遠程數據分析裝置的結構示意圖；圖4為本發明所實施的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖所示，對本發明的實施作詳細說明。圖1所示，本發明構造了一種電動跑步機系統，其包括分別與CPU處理器相連的心 率測量模塊、電機控制模塊、輸入模塊、攝像頭模塊、第一網絡模塊(包括網卡驅動和無線 驅動程序，就是對外連接網絡的)、存儲模塊、急停開關模塊、電源控制模塊、外部接口模塊、 聲控模塊、麥克風、顯示模塊；所述CPU處理器采用嵌入式結構；所述電源控制模塊分別與 心率測量模塊、電機控制模塊、聲控模塊、輸入模塊、顯示模塊連接；所述電機控制模塊包括 電機轉速傳感電路；所述電動跑步機CPU優選地采用凌動處理器主要是為了提高整體性能 (比如播放高清時不卡)、降低功耗、裝配在跑步機上時方便占空間少(因為功耗低，散熱方 面好處理，這就為跑步機外觀設計和組裝提供更大空間)，在這里CPU功能跟在個人PC電 腦中一樣，是做為中央處理單元處理各種程序指令的；通過傳輸模塊與遠程數據分析裝置 (實現彼此相關信息的傳輸存儲包括運動方案、運動時采集到心率變化、用戶的運動時間以 及用戶運動后的個人感覺、建議和要求)；所述攝像頭模塊內置攝像頭驅動程序，攝像頭優 選地選用3D攝像頭，所述攝像頭可以自動追蹤移動中的人物。在本發明的電動跑步機中，所述顯示模塊包括顯卡驅動程序和顯示器；所述顯 示器為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)或CRT(陰極射線管(Cathode Ray Tube))，優選地3D顯示器。在本發明的電動跑步機中，還可設置視頻輔助模塊，所述視頻輔助模塊與顯示模 塊相連，所述視頻輔助模塊為3D視頻眼鏡。圖2所示，在本發明的電動跑步機中，所述輸入模塊為功能按鍵模塊、鼠標、語音 輸入模塊，對于語音輸入模塊，實際上包括語音輸入和識別，按鍵模塊則采用觸摸屏技術， 即多點觸控技術，目前就Windows 7支持，所以還只是用在小尺寸的觸摸屏里面使用如 PDA、12. 1英寸以下的上網本、手機；對于語音輸入模塊，實際上采用的是語音識別技術，使 用戶在運動過程中不必停下來可以實現操作更加方便。同時，聲控模塊包括聲卡和麥克風， 可以通過麥克風輸入控制指令。在本發明的電動跑步機中，所述網絡控制模塊內置驅動程序(包括網卡驅動和無 線驅動程序，就是對外連接網絡的)。在本發明的電動跑步機中，所述網絡控制模塊為寬帶連接、無線網絡、ISDN(綜合 業務數字網(Integrated Services Digital Network, ISDN))、DSL(Digital Subscriber Line ) >PPP0E (point-to-pointprotocol over ethernet) >Cable Modem( ^ 纜調制解調器，俗稱有線貓)、局域網，優選地采用WIFI標準的無線網絡。
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另外，在本發明的電動跑步機中，如果想用外接的顯示器的話，可以通過外部接口 模塊連接到外接顯示器，所用連接線為HDMI線；所述外接顯示器與電源相連。在本發明的電動跑步機中，所述外部接口模塊為USB接口、HDMI (高清晰度多媒體 接口 (High Definition Multimedia Interface))接口、DVI (Digital Visual Interface, 即數字視頻接口)接口、VGA((Vide0GraphiCS Array，視頻圖形陣列))接口。圖3所示，所述遠程數據分析裝置包括存儲模塊、策略設置模塊、運動模式生成模 塊、第二網絡模塊，第二網絡模塊連接策略設置模塊，策略設置模塊連接存儲模塊和運動模 式生成模塊，所述存儲模塊，用于存儲用戶信息；所述策略設置模塊，用于提供策略設置接 口并保存所設置的策略；所述運動模式生成模塊，用于根據用戶信息及策略為用戶生成運 動模式，并通過策略生成模塊和第二網絡模塊返回給所述電動跑步機；所述第二網絡模塊， 用于提供網絡接口，以通過網絡與電動跑步機進行通信。圖4所示，本發明所實施的控制方法為1、用戶通過網絡傳輸登陸遠程數據分析裝置。這種登陸方式，可以實現將用戶的 信息存儲于遠程數據分析裝置，用戶直接登陸就可以；也可以通過電動跑步機系統現場采 集用戶信息，電動跑步機系統將用戶信息通過網絡傳輸到遠程數據分析裝置后，遠程數據 分析裝置將用戶信息進行存儲；2、遠程數據分析裝置根據用戶信息或策略生成當時的個人運動方案，并將運動方 案通過網絡發送給電動跑步機系統；3、電動跑步機系統執行上述的個人運動方案，并在達到預期運動效果(方案指 標)時通過顯示器和/或語音模塊進行提示；如果不執行上述的個人運動方案，用戶根據自己選擇的方案進行運動，則遠程數 據分析裝置通過網絡和傳感器、攝像頭模塊實時監控用戶的運動信息，當用戶心率達到當 天心率過速值、當天心率過緩值，或者用戶的運動時間達到當天運動總時間的三分之一時， 遠程數據分析裝置則通過電動跑步機系統的顯示器和/或語音模塊對用戶進行提示。4、對用戶進行提示后，電動跑步機系統停機，結束運動；電動跑步機則將本次用戶 運動的方案、結果及體能信息發送給遠程數據分析裝置，由遠程數據分析裝置進行分析，生 成分析結果并存儲，供用戶參考。具體地說，遠程數據分析裝置根據電動跑步機所傳輸的一些個人運動及健康狀況 (如人的體成分分析如體重、體型、身體狀況、調節目標、營養評估、基礎代謝率、肺活量、心 率以及有無其他疾病如血壓問題、血糖問題、心臟病等)做一個分析(比如說用戶甲患有心 臟病，相關心臟問題的資料已存入到遠程數據分析裝置，而且甲的血壓，血糖問題等資料也 存入到了遠程數據分析裝置中，遠程數據分析裝置會根據這些數據綜合分析給出合適的運 動模型，包括運動方式是漫步還是跑步，運動時間是多久，心率變化范圍是多少；)后給出 運動模式，通過網絡傳到電動跑步機上自動幫用戶選擇生成運動方案，從而科學控制運動 強度。而且在整個運動過程中，電動跑步機同時將采集到的心率變化通過網絡傳回遠程數 據分析裝置，實時實現監控。實時監控有兩種情況第一種用戶按照運動方案運動的，跑步機會在固定時間 (比如說選定Pl運動方案，在此運動模型環境下，系統已自動設定用戶只需運動25分鐘，跑 步機就會自動停止)通過CPU控制電機控制裝置使電動跑步機降速停止，并提醒用戶(通過顯示器上面顯示，同時揚聲器也可以發出聲音提示)，而這過程中當傳感器采集到心率有 超過正常范圍的異常變化，人們的心率超過正常運動心率范圍時，遠程數據分析裝置也會 通過網絡發回提示(可以使顯示器上面顯示，同時通過聲控裝置的揚聲器也可以發出聲音 提示)，提示的同時電動跑步機迅速減速至暫停運動，用戶也可以通過點選按鈕或者語音命 令跑步機繼續工作。第二種用戶未按運動方案運動的，傳感器將采集到的心率變化實時通 過傳輸模塊傳給遠程數據分析裝置，當遠程數據分析裝置分析出用戶運動到已經達到用戶 當天最佳健身效果的運動時間限制時，或者傳感器采集到的心率變化超過正常運動心率范 圍時，遠程數據分析裝置會通過網絡發回信息給CPU，并對用戶進行提示(可以使顯示器上 面顯示，同時揚聲器也可以發出聲音提示)，如果用戶沒注意或者不理睬提示而繼續鍛煉， CPU會通過控制電機控制裝置使跑步機在提示同時立即降速；如果用戶繼續堅持運動(用 戶通過按鍵模塊輸入運動的指令，或通過語音變更指令)，此時用戶心率會繼續發生變化， 而遠程數據分析裝置會根據用戶的心率變化情況給出的新的運動模式，這種新的運動模式 是以用戶當天和最近的身體健康狀況為基礎，設定了當天心率過速值、當天心率過緩值或 當天最長運動時間，此時當用戶心率或者運動時間出現這三個任何一個值時，遠程數據分 析裝置會通過網絡發回信息給CPU，并對用戶進行提示(可以使顯示器上面顯示，同時揚聲 器也可以發出聲音提示)，CPU通過控制電機控制裝置使跑步機在提示同時立即降速停止。總之，本發明首先能夠在人們鍛煉時，對人體的狀況進行實時監測，為人們的安 全、有效鍛煉提供保障。同時，本發明還對每個人的身體狀況、健康信息進行分析，針對每個人不同的情況 提供具體的運動模式，這樣使每個人的鍛煉更具有針對性，具有更好的運動效果。該系統及方法還能在鍛煉過程中及時與外界進行通訊，便于人們對鍛煉狀況進行 了解，也便于專家對鍛煉進行指導。
權利要求
一種電動跑步機系統，包括電動跑步機，其特征在于，還包括一通過網絡與所述電動跑步機相連的遠程數據分析裝置，所述電動跑步機用于采集用戶信息并通過網絡發送給所述遠程數據分析裝置；所述遠程數據分析裝置用于接收并存儲所述電動跑步機發送來的用戶信息；用于根據用戶信息及預設的策略生成運動模式并返回給所述電動跑步機。
2.如權利要求1所述的電動跑步機系統，其特征在于，所述電動跑步機包括提示模塊、 心率測量模塊、第一網絡模塊、電機控制模塊以及主控模塊，所述提示模塊，用于提示用戶登錄跑步機系統；提示用戶選擇健康狀況參數；提示用戶選 擇運動模式，并將用戶輸入的信息通過所述網絡模塊發送給所述遠程數據分析裝置；心率測量模塊，用于實時采集用戶的心率值，并通過所述網絡模塊發送給所述遠程數 據分析裝置；第一網絡模塊，用于提供網絡接口 ；主控模塊，用于將所述遠程數據分析裝置返回的命令或者用戶輸入的命令轉發給所述 電機控制模塊；電機控制模塊，用于控制所述電動跑步機的運動速率。
3.如權利要求2所述電動跑步機系統，其特征在于，所述提示模塊包括語音提示子模 塊和界面提示子模塊；所以語音提示子模塊用于以語音方式提示用戶；所述界面提示子模 塊用于以界面顯示方式提示用戶。
4.如權利要求1所述的電動跑步機系統，其特征在于，所述遠程數據分析裝置包括存 儲模塊、策略設置模塊、運動模式生成模塊、第二網絡模塊，所述存儲模塊，用于存儲用戶信息；策略模塊，用于提供策略設置接口并保存所設置的策略；運動模式生成模塊，用于根據用戶信息及策略為用戶生成運動模式，并返回給所述電 動跑步機；所述第二網絡模塊，用于提供網絡接口。
5.如權利要求2所述電動跑步機系統，其特征在于，所述主控模塊還連接有急停模塊， 急停模塊設置于主控模塊和電機控制模塊之間，在需要緊急停止鍛煉時，由急停模塊控制 電機控制模塊迅速減速，直至停止跑步機的運行。
6.一種電動跑步機系統的控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)、電動跑步機用于采集用戶信息；2)、電動跑步機通過網絡將用戶信息發送到遠程數據分析裝置；3)、遠程數據分析裝置根據用戶信息或預設的策略生成運動模式并返回給電動跑步機；4)、電動跑步機執行上述的運動模式。
7.如權利要求6所述電動跑步機系統的控制方法，其特征在于，所述用戶信息包括用 戶身體狀況、營養狀況、預設鍛煉目標、有無病史、視頻、心率變化、個人感覺數據。
8.如權利要求6所述電動跑步機系統的控制方法，其特征在于，所述遠程數據分析裝 置可以通過網絡實時將控制指令發送到電動跑步機，控制人們鍛煉效果及安全。
9.如權利要求6所述電動跑步機系統的控制方法，其特征在于，所述遠程數據分析裝 置，可以通過實時的人體鍛煉需要或用戶的指令，根據實時的電動跑步機采用的用戶信息，生成新的運動模式，并將所述新的運動模式發送到電動跑步機。
全文摘要
本發明公開了一種電動跑步機系統及其控制方法，該系統包括電動跑步機、一通過網絡與所述電動跑步機相連的遠程數據分析裝置，所述電動跑步機用于采集用戶信息并通過網絡發送給所述遠程數據分析裝置；所述遠程數據分析裝置用于接收并存儲所述電動跑步機發送來的用戶信息；用于根據用戶信息及預設的策略生成運動模式并返回給所述電動跑步機。提供這種模式，本發明能夠在人們鍛煉時，對人體的狀況進行實時監測，為人們的安全、有效鍛煉提供保障。同時，還對每個人的身體狀況、健康信息進行分析，針對每個人不同的情況提供具體的運動模式，這樣使每個人的鍛煉更具有針對性，具有更好的運動效果。
文檔編號A63B22/02GK101972536SQ20101029525
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者方炎林 申請人:深圳市倍泰健康測量分析技術有限公司