[发明专利]运动训练用测力跑步机

说明书

本发明公开一种运动训练用测力跑步机(200)，其包括屏幕(206)、控制系统(205)和系统(100)，所述系统被配置为用于运动员在所述测力跑步机(200)上跑步时收集、处理、分析和视觉呈现运动员的生物力学响应；其中，所述测力跑步机(200)包括：(a)多个MEMS传感器(101)，所述多个MEMS传感器借由支撑件(300)附接到测力跑步机(200)并连接到数据捕获单元(103)；(b)数据处理单元(104)，所述数据处理单元被配置为生成与用户在所述测力跑步机(200)上进行的体育锻炼相关的多个参数，并以图形形式合成并显示从所述跑步机(200)生成的用于用户的生物反馈的参数。

技术领域

本发明的技术领域属于计算机化运动器材领域，确切地说，属于允许在体育运动期间进行仪表化、记录和监测生物力学响应的器材。

本发明涉及根据权利要求1所述的测力训练跑步机。更确切地说，本发明的目的是一种集成系统，该集成系统用于收集、处理、分析和视觉呈现在跑步机上跑步时产生的生物力学效果，其借由使用安装在测力跑步机本身上的传感器连同用于装配MEMS(一种微机电系统-加速度计)的系统，使得为跑步者提供有关其性能的生物力学信息，以防止运动损伤。

背景技术

跑步是全世界普遍实践的体育活动之一，也是最常见的运动方式之一。根据教育、文化和体育部的数据[MECD，2015]，跑步是西班牙第四大实践活动，男性占14.4％，女性占11.9％。

与跑步的众多好处对比鲜明的是，值得注意的是，这项活动的受伤率很高，因为每年经常外出跑步的人中会有40％到50％的人受伤。另一方面，重要的是要强调，在跑步期间，随着脚与地面或跑步机的每次接触，会发生一对称为冲击力的碰撞力。

冲击力定义为在相对较短的时间段内参照两构件的运动之间碰撞所产生的力，其强度为体重的1.5倍至5倍。这种冲击力将由整个骨骼肌肉系统从头到脚传输、传播和吸收。此外，这些冲击与运动期间遭受应力性损伤的风险有关，因为从它在人体中产生的冲击来看，这些损伤被认为是最重要的机械应力类型之一。

因此，在典型的30分钟跑步期间，可能回产生约500次冲击，或者随着每周累计32公里距离，跑步者可能会受到超过一百万次冲击。因此，由于存在过高的加速度冲击、每条腿的加速度冲击大小之间的不对称分布或减小加速度冲击所需的降低容量而导致承受应力性或过度劳力损伤的可能性。

传统上，加速度计是用于记录跑步时的冲击的应用最广的技术。借由放置低质量惯性传感器，可以记录体节的加速或减速响应，从而测量体育锻炼/体育运动期间质量经历的速度变化，将每个负载记录为《g》或重力(1g＝9.8m/s²)。

在跑步期间记录的加速度冲击基本上由两个分量组成，一个是无源分量，另一个是有源分量。无源分量与冲击的严重程度和运动损伤的表象有关。有源分量代表运动员可以施加到地面以提高其效率或性能的力/加速度的大小。此外，从内部角度，每次脚与地面接触时产生的加速度冲击由高频或低频分量组成。

如上所述，通过在跑步时使用加速度计，可以记录加速度冲击。跑步者的脚与地面接触的时间约为总时间的10％至12％之间，高频加速度分量被传送到身体，其呈现高负荷比。由于其大小(介于体重的1到5倍之间)和其较短的持续时间(介于脚接触地面25到50ms之间)而导致的这种减速度/力，高频加速度分量被认为是无源分量，运动员无法调节或自愿减小所述大小，肌韧带结构就会负责减少或吸收所述大小的结构，以防止其扩散到上部器官-例如头部-从而防止对控制器官造成破坏。

换言之，在如此缩短的时间段内生成高频加速度分量，使得它不能借由肌肉活化的变化得以控制，由此无法在第一无源阶段通过肌肉控制体节旋转。