[发明专利]跑步姿势矫正系统及方法

摘要

本发明公开了一种跑步姿势矫正系统与基于该矫正系统实现的矫正方法。跑步姿势矫正系统，包括处理器，以及与处理器连接的无线通讯装置、存储器、足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件。提供了一种切实可行的跑步姿势调整设备与实施步骤，能够实时采集跑步者在跑步中各部位的关键数据，并针对跑步者的实时数据进行各部位的相应震动和语音提醒，实现实时反馈，相应部位提示精准快速，矫正效果良好。

主权项

1.跑步姿势矫正系统的矫正方法，其特征在于：跑步姿势矫正系统包括处理器，以及与处理器连接的无线通讯装置、存储器、足部采集反馈组件、腰臀部采集反馈组件、脊椎采集反馈组件、头部采集反馈组件、手臂采集反馈组件和腿部采集反馈组件；所述足部采集反馈组件为两组，分别与两足相对应，每组足部采集反馈组件包括第一足部压力感应反馈组、第二足部压力感应反馈组、第三足部压力感应反馈组；所述第一足部压力感应反馈组包括设置在脚尖位置的前左侧压力传感器、前右侧压力传感器，以及与前左侧压力传感器、前右侧压力传感器位置相对应的前左侧震动芯片、前右侧震动芯片；所述第二足部压力感应反馈组包括设置在脚掌中部位置的中左侧压力传感器、中部压力传感器、中右侧压力传感器，以及与中左侧压力传感器、中部压力传感器、中右侧压力传感器位置相对应的中左侧震动芯片、中部震动芯片、中右侧震动芯片，所述第三足部压力感应反馈组包括设置在脚跟位置的后左侧压力传感器、后右侧压力传感器，以及与后左侧压力传感器、后右侧压力传感器位置相对应的后左侧震动芯片、后右侧震动芯片；足部采集反馈组件还包括GPS定位芯片，所述GPS定位芯片设置在脚掌中部位置；所述腰臀部采集反馈组件包括设置在腰椎处的腰椎倾斜度采集装置和腰椎震动芯片，还包括设置在尾椎处的骨盆倾斜度采集装置；所述脊椎采集反馈组件包括设置在脊椎中部的脊中倾斜度采集装置以及设置脊椎上部的脊顶倾斜度采集装置，以及与脊中倾斜度采集装置和脊顶倾斜度采集装置位置相应的脊中震动芯片和脊顶震动芯片；所述头部采集反馈组件包括设置在额头位置的头部倾斜度采集装置，所述头部采集反馈组件还包括语音播放器；所述手臂采集反馈组件包括设置在肘部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片，所述腿部采集反馈组件包括设置在膝部的加速度传感器、倾斜度采集装置和震动芯片；所述处理器用于获取各采集反馈组件采集到的数据，经过计算后启动相应的震动芯片进行震动提醒和/或通过语音播放器播放相应的语音提示；矫正方法包括如下步骤：测量跑步者的身体数据，计算得到推荐的步幅、推荐的摆臂角度和推荐的抬腿角度，将这些数值输入处理器中，在系统处理器中输入足部压力最大阈值、足部平衡报警阈值、脊椎倾斜度正常阈值范围、骨盆倾斜度正常阈值范围；跑步者装备矫正系统，将两组足部采集反馈组件分别装备在跑步者左足底和右足底；将腰臀部采集反馈组件中腰椎倾斜度采集装置设置在跑步者背部腰椎处，将骨盆倾斜度采集装置设置在跑步者骶骨下端；将脊椎采集反馈组件中脊中倾斜度采集装置设置在脊椎中部，将脊顶倾斜度采集装置设置在脊椎上部；将头部倾斜度采集装置设置在额头中部，并在头部佩戴语音播放器；足部采集反馈组件采集双足各个采集点的压力值数据及压力值产生时间，并传输至处理器，处理器针对足部各压力值进行如下判断：当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第二和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动前部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器在语音播放器中进行语音播放提示触地正确；当第二足部压力感应反馈组中三个压力传感器采集到的压力均值大于足部压力最大阈值时，则处理器启动中部震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地力度过大；当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间早于第一和第二足部压力感应反馈组采集到的压力值产生时间时，则处理器启动后左侧和后右侧震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示触地部位需要调整；当第一足部压力感应反馈组采集到的压力值中，前左侧和前右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；当第二足部压力感应反馈组采集到的压力值中，中左侧和中右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；当第三足部压力感应反馈组采集到的压力值中，后左侧和后右侧两个压力传感器采集到的压力值之差大于预先设定好的足部平衡报警阈值时，处理器启动压力更大的传感器位置处的震动芯片，同时在语音播放器中进行语音播放提示压力不平衡；腰臀部采集反馈组件和脊椎采集反馈组件采集脊椎倾斜度数据并传输至处理器，处理器获取实时脊顶倾斜角度以及脊中倾斜角度，并与脊椎倾斜度正常阈值范围进行比对，当实时脊顶倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊顶位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊顶位置；当实时脊中倾斜角度超出脊椎倾斜度正常阈值范围时，处理器触发脊中位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整脊中位置；头部采集反馈组件将头部倾斜度数据传输至处理器中，处理器判断头部倾斜度超出头部倾斜度正常阈值范围时，处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整头部前倾角度；骨盆倾斜度采集装置采集骶骨下端倾斜度数据并传输至处理器中，处理器根据该数据，结合腰椎倾斜度数据计算得到实时骨盆倾斜角度，当实时骨盆倾斜角度超出骨盆倾斜度正常阈值范围时，处理器触发腰椎位置的震动芯片进行震动提醒，同时在语音播放器中进行语音播放提示需要调整腰椎位置；脚掌中部位置的GPS定位芯片将每次落脚时位置数据发送至处理器，处理器通过计算相邻落脚点之间的距离算出当前步幅，当步幅持续超过或低于推荐的步幅±允许误差范围值一段时间时，则处理器通过语音播放器进行语音播放提示需要调整步幅；手臂采集反馈组件将肘部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的肘部倾角，得到每次上臂摆动的角度，当上臂摆动的角度持续超过推荐摆臂角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动肘部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整手臂摆动幅度；腿部采集反馈组件将膝部加速度和倾斜度数据传输至处理器中，处理器获取加速度为0时倾斜度采集装置采集到的膝部倾角，得到每次大腿抬起的角度，当大腿摆动的角度持续超过推荐抬腿角度±允许误差范围值一段时间时，则处理器启动膝部的震动芯片进行震动提醒，并通过语音播放器进行相应的语音播放提示需要调整腿部抬起幅度；所述推荐的步幅计算公式如下：Rs＝(身高/H)*(1‑|年龄‑Y|/K)*(肌肉比例/M)*Ss其中，H为身高标准值，取常数，Y为年龄标准值，取常数，K为年龄调整常数，一般取50，M为肌肉比例标准值，取常数，Ss为步幅标准值；所述推荐的摆臂角度计算公式如下：Ra＝(身高/H)*(1‑|年龄‑Y|/J)*(肌肉比例/M)*As其中，As为摆臂角度标准值，J为年龄调整常数，一般取100；所述推荐的抬腿角度计算公式如下：Rl＝(身高/H)*(1‑|年龄‑Y|/M)*(肌肉比例/M)*Ls其中，Ls为抬腿角度标准值，M为年龄调整常数，一般取100。