[发明专利]智能化跑步机

说明书

技术领域

本发明涉及健身设备领域，特别涉及一种智能化跑步机。

背景技术

走跑运动是竞技体育和全民健身中提高心肺耐力的重要途径和方法。健身走跑是一种非常平凡的运动，适宜于男女老少，是最好的健身方式之一，也是最佳的体育疗法之一。跑步机历来是走跑训练的重要工具，有着广泛的基础需求。跑步作为一项简便而又实效的运动健身方式，使人们更可以利用跑步机器材，在不受天气、环境等条件的局限性，进行健身训练。跑步机作为家庭或健身房等室内健身设备中最为普及的一款锻炼器材，从诞生至今，无论是在其性能还是外观上，都随着时代的进步和技术的革新发生了一系列变化。作为训练者热衷的走跑健身项目的重要载体，跑步机功能技术的不断提升是该领域始终不变的研究方向。为了提高跑步机科学指导的专家支持、塑造其个性化的产品特征，并充分带给训练者身临其境的自然训练感受，以求作出新的尝试和创造，为各类人群不同目标的科学健身提供数字化的走跑工具。

传统的跑步机功能单一，一般只能做重复性的机械运动，时间一长，训练者会觉得非常单调，所以许多训练者常常因觉得训练枯燥乏味而不能坚持，使训练计划失败。另外传统的跑步机控制模式单一，只能简单的设定运动速度和坡度，不能实时反映训练者的其他运动参数，不能依据训练者的运动能力而改变，训练时不具有科学性及安全性。同时，由于传统跑步机的底座比较硬，对膝关节的冲击比较大，容易造成膝关节损伤，存在长期反关节运动产生关节损伤以及训练效果存在盲目性等缺陷。

经国家知识产权局专利局信息检索中心检索查新，其中最接近的现有技术是2005年李智申请的公开号为CN1706512A的发明专利“智能化电脑跑步机”，该发明中将个人电脑安装在跑步机上，取代原有的控制显示电路板，运动者运动时可以充分享受多媒体电脑娱乐性，不足之处在于并没有给出科学的训练指导，运动者可能只娱乐而不运动了，从而影响了训练效果。

经国家知识产权局专利局信息检索中心检索查新，其中接近的现有技术还有2009年徐开国申请的公开号为CN101874921A的发明专利“电动跑步机的自动调速方法及装置”，在该发明方法中公开一种电动跑步机依据测距传感器测试训练者的位置而自动调速的方法，这种方法并没有依据训练者的真实加减速特征，训练者的距离并不能作为加减速的意图。其中接近的现有技术还有美国专利申请号为5368510的带有自动调速系统的跑步机(TREADMILL HAVING AN AUTOMATIC SPEED CONTROL SYSTEM)，该发明专利中在跑板的前后方安装有压力传感器，训练者踩到前方的压力传感器视为加速信号，踩到后方的压力传感器视为减速信号。同样，这种方法也没有真实的提取训练者的加速特征，训练者可能只是不小心踩到，这是如果加速或减速，训练者会有摔倒的危险，不够安全也不智能。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种智能化跑步机，可以实时监测训练者的心率及速度，实时调整跑步带的运行速度及跑台的坡度，以实现不同的训练模式，避免了单调乏味，有利于训练计划的坚持。

本发明的技术方案是：一种智能化跑步机，包括跑步机本体、安装在跑步机本体上的平板电脑、安装在跑步机本体上的柔性阵列压力传感器、安装在平板电脑中的控制模块、数据采集传输模块和电机驱动模块；其中：

所述柔性阵列压力传感器，实时检测训练者在跑步过程中的足底压力分布信息，所述足底压力分布信息包括步频、步长、支撑时、腾空时和后蹬力；

数据采集传输模块，用以实时采集柔性阵列压力传感器检测到的足底压力分布信息，并通过通信接口将采集到的信息传送至控制模块；

所述控制模块，集成了互联网功能，具有两种工作模式，即自适应模式和心率模式；在自适应模式下，控制模块通过以太网方式实时接收柔性阵列压力传感器获取的足底压力分布信息，得出训练者的距离、步频、步长、支撑时、腾空时、后蹬力运动学和动力学参数；通过机器学习，建立加速度与步长、步频、支撑时、腾空时、后蹬力、个体特征的关系模型计算得出加速度，并根据所得加速度通过CAN总线向电机驱动模块发送控制命令，调整跑步机本体的速度，以适应人的速度；同时保存依据个体特征建立的关系模型；心率模式下，控制模块通过无线方式实时接收配带在训练者胸部的心率监测模块发送来的训练者的心率，定制符合训练者自身的训练程序，同时进行保存；

然后控制模块将两种模式下得到的依据个体特征建立的关系模型及训练程序通过互联网上传至服务器存储，实现身份认证；