CN109999411B - 一种用于体育运动的体能训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于体育运动的体能训练系统。设置支架支撑自行的前后轮，使得自行车可以原地进行骑行和锻炼，方便进行室内的锻炼；此外为自行车设置了阻力，可以通过调节阻力，可以调节锻炼的强度；设置踏板组可以在没有自行车的情况下，坐在椅子上也可以进行原地的锻炼；通过智能终端、手环和设备的连接使得本发明的装置可以智能控制，且可以通过设置多个模式进行检测、训练和锻炼；训练时注重训练的强度，而锻炼时注重锻炼的时间。

Description

一种用于体育运动的体能训练系统

技术领域

本发明涉及体育器材，尤其涉及一种用于体育运动的体能训练系统。

背景技术

动感单车，英文名字（SPINNING），是由美国私人教练兼极限运动员JOHNNYG于二十世纪八十年代首创，是一种结合了音乐、视觉效果等独特的充满活力的室内自行车训练课程。动感单车在克服了室外行驶的一切缺点后，由于技术上的改进，使得这项运动在简单易学之余，成为一项能够使全身得到锻炼的有氧运动。

然而并不是所有人都能有空间在家庭或者任何的地方摆放一个动感单车，且动感单车的搬运非常不方便；自行车与动感单车的结构类似，但是自行车在空间小的地方往往不能直接使用。

申请号：201721513674.7公开了一款健身自行车专用支架，一种健身自行车室内锻炼支架，包括健身自行车和室内锻炼支架，作为改进：所述的室内锻炼支架包括支架底板、支架侧板和底部支撑脚,四个所述的底部支撑脚位于所述的支架底板下平面，两只所述的支架侧板对称且垂直位于所述的支架底板上平面，所述的支架侧板上端处有支架凹槽；支架凹槽与支架底板上平面之间的距离尺寸大于自行车后轮半径尺寸。只需将健身自行车上的后轮轴放入室内锻炼支架中的支架凹槽内，就可在室内进行全身锻炼。然而其仅仅能够实现原地使用自行车的效果，并不能像动感单车一样设置一定的阻力。

此外，目前的体能训练装置一般仅能直接显示运动者的心跳、运动时间、速度、路程等参数，并不能针对使用者的不同需求对提供多种训练的模式。比如，需要进行体能增强的使用者，往往注重自己的锻炼的量；而需要进行一定简单锻炼的使用者往往需要在运动时间上进行一定的控制，需要延长运动的时间。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题提供一种用于体育运动的体能训练系统，其特征在于包括智能移动终端、智能手环、训练模块；智能移动终端与智能手环采用无线连接，智能移动终端和训练模块之间也采用无线连接；智能移动终端可以收集智能手环的运动数据，智能移动终端可以选择训练模块的使用模式；

训练模块包括支架，支架可以支撑自行车的轮子或者训练模块的踏板组；

自行车的轮子可以使用支架支撑，从而使得自行车的轮子离开地面；在智能移动终端上可以对支架进行设置以调节自行车轮子转动的阻力；支架可以获取自行车轮子转动的速度，并转换成速度数据发送给智能移动终端，智能移动终端根据轮子的阻力、转动速度以及智能手环的运动数据综合计算使用者的体能指数数据，智能移动终端根据体能指数数据显示建议训练时间，并显示在智能移动终端的显示屏幕上。

智能移动终端为智能手机或者智能平板电脑；智能手环收集的运动数据包括心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化。

支架包括方形的底板，底板水平设置；底板的四个角分别设置有与水平方形呈45°设置的第一支腿、第二支腿、第三支腿、第四支腿，第一支腿和第二支腿在同一竖直平面内并在底板的上方相交，相交位置设置第一支撑座；第三支腿和第四支腿在同一竖直平面内并在底板的上方相交，相交位置设置第二支撑座；

第一支撑座和第二支撑座用于支撑自行车的后轮轴，并使得自行车后轮悬空；

第一支腿和第二支腿所在的平面以及第三支腿和第四支腿所在的平面之间设置有控制器以及水平设置的阻力辊，控制器连接阻力辊；阻力辊采用橡胶材料制成，表面粗糙，使用时阻力辊和自行车后轮接触，且可与自行车后轮之间不发生滑动；

控制器内设置有无线传输模块，控制器根据接收的智能移动终端的信号控制阻力辊的转动阻力，且控制器可以获取阻力辊的转动速度；

控制器可以将阻力辊的转动速度和阻力大小实时发送给智能移动终端。

训练模块还包括可拆卸的踏板组和传递轮；踏板组包括顺序连接的第一踏板、第一大腿、踏板轴、第二大腿、第二踏板；第一踏板和踏板轴分别连接第一大腿的两端，第二大腿和踏板轴分别连接第二大腿的两端；第一大腿和第二大腿连接于踏板轴的两端；

第一大腿和第二大腿之间的角度可以调节并锁定；

第一支撑座和第二支撑座还用于水平支撑并固定踏板轴；

支架的第一支腿和第二支腿之间连接有水平设置的第一连接腿，第三支腿和第四支腿之间连接有水平设置的第二连接腿，第一连接腿和第二连接腿上均设置有轴承，传递轮具有轴，传递轮的轴可拆卸的连接在第一连接腿和第二连接腿的轴承上；

传递轮接触踏板轴和阻力辊，传递轴将踏板轴的转动传递至阻力辊上；传递轴和阻力辊的直径相等。

传递轮的轴连接控制器，控制器内设置有电动机，电动机可以带动传递轮以一定的速度转动，控制器根据接收智能移动终端的信号以调节传递轮的转动速度。

第一踏板和第二踏板表面设置有安全绑带。

当使用支架支撑踏板组时，智能移动终端可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式以及体能锻炼模式；

当使用支架支撑自行车时，智能移动终端可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式；

所述体能检测模式的工作方式如下：

智能移动终端实时收集整个运动时间段的智能手环发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端收集整个运动时间段的控制器发送的阻力辊的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在整个运动时间段中心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段内进行积分，得到最后的数据为体能指数，并显示在智能移动终端的显示屏上；

所述体能训练模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A1，且可以在智能手机内设置体能训练模式的体能指数增加值B1；

在运动过程中智能移动终端实时收集运动开始后的智能手环发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端收集运动开始后的控制器发送的阻力辊的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C1，并显示在智能移动终端的显示屏上；

智能移动终端将体能指数差额D1=A1+B1-C1显示在智能移动终端的显示屏上，并显示在当前时刻的运动强度指数下完成体能指数差额所需的时间；

所述体能锻炼模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A2以及训练者的平均运动强度指数E2，智能手机可以自动计算出训练者的运动时间T2=A2/E2；且可以在智能手机内设置体能锻炼模式的增加运动时间量T3；

在运动过程中智能移动终端实时收集运动开始后的智能手环发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端收集运动开始后的控制器发送的阻力辊的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端将实际运动中单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C2，并显示在智能移动终端的显示屏上；

智能移动终端将体能指数差额D2=A2+B2-C2显示在智能移动终端的显示屏上，当D2为0时，如果实际运动时间T4<T2+T3，则智能移动终端控制传递轮以一定的速度转动，直至实际运动时间T4= T2+T3为止。

使用支架支撑踏板组时和使用支架支撑自行车时智能终端内存储和计算的体能指数是独立的，且可以以一定的比例进行换算。

本发明的有益效果为：

本发明设置支架支撑自行的前后轮，使得自行车可以原地进行骑行和锻炼，方便进行室内的锻炼；此外本发明为自行车设置了阻力，可以通过调节阻力，可以调节锻炼的强度；设置踏板组可以在没有自行车的情况下，坐在椅子上也可以进行原地的锻炼；通过智能终端、手环和设备的连接使得本发明的装置可以智能控制，且可以通过设置多个模式进行检测、训练和锻炼；训练时注重训练的强度，而锻炼时注重锻炼的时间。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明系统示意图；

图2为支架支撑自行车时的正视图；

图3为支架支撑自行车时的侧视图；

图4为支架支撑踏板组时的示意图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

结合图1-4，一种用于体育运动的体能训练系统，其特征在于包括智能移动终端（1）、智能手环（2）、训练模块；智能移动终端（1）与智能手环（2）采用无线连接，智能移动终端（1）和训练模块之间也采用无线连接；智能移动终端（1）可以收集智能手环（2）的运动数据，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式；

训练模块包括支架（3），支架（3）可以支撑自行车（4）的轮子或者训练模块的踏板组（6）；

自行车（4）的轮子可以使用支架（3）支撑，从而使得自行车（4）的轮子离开地面；在智能移动终端（1）上可以对支架（3）进行设置以调节自行车（4）轮子转动的阻力；支架（3）可以获取自行车（4）轮子转动的速度，并转换成速度数据发送给智能移动终端（1），智能移动终端（1）根据轮子的阻力、转动速度以及智能手环（2）的运动数据综合计算使用者的体能指数数据，智能移动终端（1）根据体能指数数据显示建议训练时间，并显示在智能移动终端（1）的显示屏幕上。

智能移动终端（1）为智能手机或者智能平板电脑；智能手环（2）收集的运动数据包括心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化。

支架（3）包括方形的底板（31），底板（31）水平设置；底板（31）的四个角分别设置有与水平方形呈45°设置的第一支腿（32）、第二支腿（33）、第三支腿、第四支腿，第一支腿（32）和第二支腿（33）在同一竖直平面内并在底板（31）的上方相交，相交位置设置第一支撑座（34）；第三支腿和第四支腿在同一竖直平面内并在底板（31）的上方相交，相交位置设置第二支撑座；

第一支撑座（34）和第二支撑座用于支撑自行车（4）的后轮轴（41），并使得自行车（4）后轮悬空；

第一支腿（32）和第二支腿（33）所在的平面以及第三支腿和第四支腿所在的平面之间设置有控制器（35）以及水平设置的阻力辊（36），控制器（35）连接阻力辊（36）；阻力辊（36）采用橡胶材料制成，表面粗糙，使用时阻力辊（36）和自行车（4）后轮接触，且可与自行车（4）后轮之间不发生滑动；

控制器（35）内设置有无线传输模块，控制器（35）根据接收的智能移动终端（1）的信号控制阻力辊（36）的转动阻力，且控制器（35）可以获取阻力辊（36）的转动速度；

控制器（35）可以将阻力辊（36）的转动速度和阻力大小实时发送给智能移动终端（1）。

训练模块还包括可拆卸的踏板组（6）和传递轮（7）；踏板组（6）包括顺序连接的第一踏板（61）、第一大腿（62）、踏板轴（63）、第二大腿（64）、第二踏板（65）；第一踏板（61）和踏板轴（63）分别连接第一大腿（62）的两端，第二大腿（64）和踏板轴（63）分别连接第二大腿（64）的两端；第一大腿（62）和第二大腿（64）连接于踏板轴（63）的两端；

第一大腿（62）和第二大腿（64）之间的角度可以调节并锁定；

第一支撑座（34）和第二支撑座还用于水平支撑并固定踏板轴（63）；

支架（3）的第一支腿（32）和第二支腿（33）之间连接有水平设置的第一连接腿（37），第三支腿和第四支腿之间连接有水平设置的第二连接腿，第一连接腿和第二连接腿上均设置有轴承，传递轮（7）具有轴（71），传递轮的轴（71）可拆卸的连接在第一连接腿和第二连接腿的轴承上；

传递轮（7）接触踏板轴（63）和阻力辊（36），传递轴将踏板轴（63）的转动传递至阻力辊（36）上；传递轴和阻力辊（36）的直径相等。

传递轮的轴（71）连接控制器（35），控制器（35）内设置有电动机，电动机可以带动传递轮（7）以一定的速度转动，控制器（35）根据接收智能移动终端（1）的信号以调节传递轮（7）的转动速度。

第一踏板（61）和第二踏板（65）表面设置有安全绑带（66）。

当使用支架（3）支撑踏板组（6）时，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式以及体能锻炼模式；

当使用支架（3）支撑自行车（4）时，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式；

所述体能检测模式的工作方式如下：

智能移动终端（1）实时收集整个运动时间段的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集整个运动时间段的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在整个运动时间段中心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段内进行积分，得到最后的数据为体能指数，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

所述体能训练模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A1，且可以在智能手机内设置体能训练模式的体能指数增加值B1；

在运动过程中智能移动终端（1）实时收集运动开始后的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集运动开始后的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C1，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

智能移动终端（1）将体能指数差额D1=A1+B1-C1显示在智能移动终端（1）的显示屏上，并显示在当前时刻的运动强度指数下完成体能指数差额所需的时间；

所述体能锻炼模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A2以及训练者的平均运动强度指数E2，智能手机可以自动计算出训练者的运动时间T2=A2/E2；且可以在智能手机内设置体能锻炼模式的增加运动时间量T3；

在运动过程中智能移动终端（1）实时收集运动开始后的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集运动开始后的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将实际运动中单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C2，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

智能移动终端（1）将体能指数差额D2=A2+B2-C2显示在智能移动终端（1）的显示屏上，当D2为0时，如果实际运动时间T4<T2+T3，则智能移动终端（1）控制传递轮（7）以一定的速度转动，直至实际运动时间T4= T2+T3为止。

使用支架（3）支撑踏板组（6）时和使用支架（3）支撑自行车（4）时智能终端内存储和计算的体能指数是独立的，且可以以一定的比例进行换算。

支架可以设置两个，且分别用于支撑自行车的前轮和后轮。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于体育运动的体能训练系统，其特征在于包括智能移动终端（1）、智能手环（2）、训练模块；智能移动终端（1）与智能手环（2）采用无线连接，智能移动终端（1）和训练模块之间也采用无线连接；智能移动终端（1）可以收集智能手环（2）的运动数据，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式；

训练模块包括支架（3），支架（3）可以支撑自行车（4）的轮子或者训练模块的踏板组（6）；

自行车（4）的轮子可以使用支架（3）支撑，从而使得自行车（4）的轮子离开地面；在智能移动终端（1）上可以对支架（3）进行设置以调节自行车（4）轮子转动的阻力；支架（3）可以获取自行车（4）轮子转动的速度，并转换成速度数据发送给智能移动终端（1），智能移动终端（1）根据轮子的阻力、转动速度以及智能手环（2）的运动数据综合计算使用者的体能指数数据，智能移动终端（1）根据体能指数数据显示建议训练时间，并显示在智能移动终端（1）的显示屏幕上；

支架（3）包括方形的底板（31），底板（31）水平设置；底板（31）的四个角分别设置有与水平方形呈45°设置的第一支腿（32）、第二支腿（33）、第三支腿、第四支腿，第一支腿（32）和第二支腿（33）在同一竖直平面内并在底板（31）的上方相交，相交位置设置第一支撑座（34）；第三支腿和第四支腿在同一竖直平面内并在底板（31）的上方相交，相交位置设置第二支撑座；

第一支撑座（34）和第二支撑座用于支撑自行车（4）的后轮轴（41），并使得自行车（4）后轮悬空；

第一支腿（32）和第二支腿（33）所在的平面以及第三支腿和第四支腿所在的平面之间设置有控制器（35）以及水平设置的阻力辊（36），控制器（35）连接阻力辊（36）；阻力辊（36）采用橡胶材料制成，表面粗糙，使用时阻力辊（36）和自行车（4）后轮接触，且可与自行车（4）后轮之间不发生滑动；

控制器（35）内设置有无线传输模块，控制器（35）根据接收的智能移动终端（1）的信号控制阻力辊（36）的转动阻力，且控制器（35）可以获取阻力辊（36）的转动速度；

控制器（35）可以将阻力辊（36）的转动速度和阻力大小实时发送给智能移动终端（1）；

训练模块还包括可拆卸的踏板组（6）和传递轮（7）；踏板组（6）包括顺序连接的第一踏板（61）、第一大腿（62）、踏板轴（63）、第二大腿（64）、第二踏板（65）；第一踏板（61）和踏板轴（63）分别连接第一大腿（62）的两端，第二大腿（64）和踏板轴（63）分别连接第二大腿（64）的两端；第一大腿（62）和第二大腿（64）连接于踏板轴（63）的两端；

第一大腿（62）和第二大腿（64）之间的角度可以调节并锁定；

第一支撑座（34）和第二支撑座还用于水平支撑并固定踏板轴（63）；

支架（3）的第一支腿（32）和第二支腿（33）之间连接有水平设置的第一连接腿（37），第三支腿和第四支腿之间连接有水平设置的第二连接腿，第一连接腿和第二连接腿上均设置有轴承，传递轮（7）具有轴（71），传递轮的轴（71）可拆卸的连接在第一连接腿和第二连接腿的轴承上；

传递轮（7）接触踏板轴（63）和阻力辊（36），传递轴将踏板轴（63）的转动传递至阻力辊（36）上；传递轴和阻力辊（36）的直径相等；

当使用支架（3）支撑踏板组（6）时，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式以及体能锻炼模式；

当使用支架（3）支撑自行车（4）时，智能移动终端（1）可以选择训练模块的使用模式包括体能检测模式、体能训练模式；

所述体能检测模式的工作方式如下：

智能移动终端（1）实时收集整个运动时间段的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集整个运动时间段的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在整个运动时间段中心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段内进行积分，得到最后的数据为体能指数，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

所述体能训练模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A1，且可以在智能手机内设置体能训练模式的体能指数增加值B1；

在运动过程中智能移动终端（1）实时收集运动开始后的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集运动开始后的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C1，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

智能移动终端（1）将体能指数差额D1=A1+B1-C1显示在智能移动终端（1）的显示屏上，并显示在当前时刻的运动强度指数下完成体能指数差额所需的时间；

所述体能锻炼模式的工作方式如下：

智能手机内部存储有训练者的体能指数数据A2以及训练者的平均运动强度指数E2，智能手机可以自动计算出训练者的运动时间T2=A2/E2；且可以在智能手机内设置体能锻炼模式的增加运动时间量T3；

在运动过程中智能移动终端（1）实时收集运动开始后的智能手环（2）发送的心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化数据，智能移动终端（1）收集运动开始后的控制器（35）发送的阻力辊（36）的阻力大小随时间变化、转动速度随时间变化数据；

智能移动终端（1）将实际运动中单个时刻的阻力大小乘以转动速度得到运动强度指数，并将运动强度指数在运动开始后的心跳速率、体温、血氧含量均超过一定的阈值的时间段进行积分，得到最后的数据为当前体能指数C2，并显示在智能移动终端（1）的显示屏上；

智能移动终端（1）将体能指数差额D2=A2+B2-C2显示在智能移动终端（1）的显示屏上，当D2为0时，如果实际运动时间T4<T2+T3，则智能移动终端（1）控制传递轮（7）以一定的速度转动，直至实际运动时间T4= T2+T3为止。

2.根据权利要求1所述的用于体育运动的体能训练系统，其特征在于：智能移动终端（1）为智能手机或者智能平板电脑；智能手环（2）收集的运动数据包括心跳速率随时间的变化、体温随时间的变化、血氧含量随时间的变化。

3.根据权利要求2所述的用于体育运动的体能训练系统，其特征在于：传递轮的轴（71）连接控制器（35），控制器（35）内设置有电动机，电动机可以带动传递轮（7）以一定的速度转动，控制器（35）根据接收智能移动终端（1）的信号以调节传递轮（7）的转动速度。

4.根据权利要求3所述的用于体育运动的体能训练系统，其特征在于：第一踏板（61）和第二踏板（65）表面设置有安全绑带（66）。

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