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[0009]圖1為本發明涉及的跑步訓練裝置的主體結構模塊示意圖。
[0010]圖2為本發明涉及的跑步訓練裝置中訓練系統的內部控制單元示意框圖。
【具體實施方式】
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[0011]下面結合附圖并通過實施例對本發明作出進一步詳細說明，但本發明并不僅限于以下實施方式。
[0012]實施例1:
[0013]本實施例涉及的步態調整式跑步訓練裝置主體結構(如圖1所示)包括虛擬場景大屏幕1、跑步機2、壓力分布測量裝置3、慣性運動測量裝置4、生物信號采集裝置5和訓練系統6，虛擬場景大屏幕I與跑步機2電連接，用于顯示訓練者運動參數和虛擬戶外運動場景以給予訓練者沉浸式的體驗，跑步機2上安裝有壓力分布測量裝置3，用于測量鍛煉者足部的壓力分布，均與跑步機2電信息連接的慣性運動測量裝置4和生物信號采集裝置5分別用于測量鍛煉者腿部運動幅度和采集鍛煉者的肌肉電信號；訓練系統6安裝在跑步機2中用于接收壓力分布測量裝置3、慣性運動測量裝置4和生物信號采集裝置5實時傳回的有關訓練者運動參數的信號，并經過分析處理后反饋給跑步機2以調節跑步機2的速度，使得跑步機2的運動強度能夠與訓練者的運動機能狀態相適應，以達到交互式雙向主/被動訓練，同時反饋信號給虛擬場景大屏幕I使其顯現出運動參數和與訓練者運動機能狀態相匹配的戶外運動場景和路況。
[0014]本實施例中涉及的虛擬場景大屏幕I和跑步機2均為現有技術中的常規設備，所述壓力分布測量裝置3為陣列式排布的壓力傳感器；所述慣性運動測量裝置4主要包括慣性測量單元(MU)、航姿參考系統(AHRS)、慣性定位儀(OMU)和無線慣性姿態傳感器等慣性運動測量系統或設備，使用時穿戴或粘貼在鍛煉者的肢體或關節上；所述生物信號采集裝置5包括生物信號采集系統、生物反饋儀器(EMG)心率采集器等，使用時粘貼或佩戴在鍛煉者肢體肌肉和心臟上。
[0015]本實施例中訓練系統6 (如圖2所示)中包括信息采集單元61、信息處理單元62、跑步機速度調節單元63、跑步機速度輸出單元64和屏幕顯示單元65，信息采集單元61將來自于壓力分布測量裝置3、慣性運動測量裝置4和生物信號采集裝置5中實時采集的有關鍛煉者的運動參數傳送給信息處理單元62，信息處理單元62對信號進行分析處理形成訓練者運動參數后實時輸出給跑步機速度調節單元63和屏幕顯示單元65，跑步機速度調節單元63根據運動參數形成速度控制信號并實時輸出給跑步機速度輸出單元64，實現對跑步機速度和運動強度的實時控制調節，屏幕顯示單元65將接收的運動參數實時顯示在虛擬場景大屏幕I上，同時配以預設的虛擬戶外運動場景。
【主權項】
1.一種步態調整式跑步訓練裝置，其特征在于主體結構包括虛擬場景大屏幕、跑步機、壓力分布測量裝置、慣性運動測量裝置、生物信號采集裝置和訓練系統，虛擬場景大屏幕與跑步機電連接，用于顯示訓練者運動參數和虛擬戶外運動場景以給予訓練者沉浸式的體驗，跑步機上安裝有壓力分布測量裝置，用于測量鍛煉者足部的壓力分布，分別與跑步機電信息連接的慣性運動測量裝置和生物信號采集裝置分別用于測量鍛煉者腿部運動幅度和采集鍛煉者的肌肉電信號；訓練系統安裝在跑步機中用于接收壓力分布測量裝置、慣性運動測量裝置和生物信號采集裝置實時傳回的有關訓練者運動參數的信號，并經過分析處理后反饋給跑步機以調節跑步機的速度，使得跑步機的運動強度能夠與訓練者的運動機能狀態相適應，以達到交互式雙向主/被動訓練，同時反饋信號給虛擬場景大屏幕使其顯現出運動參數和與訓練者運動機能狀態相匹配的戶外運動場景和路況。2.根據權利要求1所述的步態調整式跑步訓練裝置，其特征在于所述壓力分布測量裝置為陣列式排布的壓力傳感器；所述慣性運動測量裝置包括慣性測量單元、航姿參考系統、慣性定位儀和無線慣性姿態傳感器，使用時穿戴或粘貼在鍛煉者的肢體或關節上；所述生物信號采集裝置包括生物信號采集系統、生物反饋儀器和心率采集器，使用時粘貼或佩戴在鍛煉者肢體肌肉和心臟上。3.根據權利要求1所述的步態調整式跑步訓練裝置，其特征在于訓練系統包括信息采集單元、信息處理單元、跑步機速度調節單元、跑步機速度輸出單元和屏幕顯示單元，信息采集單元將來自于壓力分布測量裝置、慣性運動測量裝置和生物信號采集裝置中實時采集的有關鍛煉者的運動參數傳送給信息處理單元，信息處理單元對信號進行分析處理形成訓練者運動參數后實時輸出給跑步機速度調節單元和屏幕顯示單元，跑步機速度調節單元根據運動參數形成速度控制信號并實時輸出給跑步機速度輸出單元，實現對跑步機速度和運動強度的實時控制調節，屏幕顯示單元將接收的運動參數實時顯示在虛擬場景大屏幕上，同時配以預設的虛擬戶外運動場景。
【專利摘要】本發明屬于自動化健身設備技術領域，具體涉及一種步態測量式跑步訓練裝置，虛擬場景大屏幕與跑步機電連接，跑步機上安裝有壓力分布測量裝置，分別與跑步機電信息連接的慣性運動測量裝置和生物信號采集裝置分別用于測量鍛煉者腿部運動幅度和采集鍛煉者的肌肉電信號；訓練系統安裝在跑步機中用于接收壓力分布測量裝置、慣性運動測量裝置和生物信號采集裝置實時傳回的有關訓練者運動參數的信號，并經過分析處理后反饋給跑步機以調節跑步機的速度，同時反饋信號給虛擬場景大屏幕使其顯現出運動參數和與訓練者運動機能狀態相匹配的戶外運動場景和路況；該裝置結構簡單，設計巧妙，原理科學，自動化程度高，適用范圍廣，安全隱患少。
【IPC分類】A63B22/02, A63B24/00
【公開號】CN105169619
【申請號】
【發明人】于希萌, 張磊, 劉學, 郭倩林
【申請人】于希萌
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月16日...