以动作感测器来侦测运动行程的健身器的制作方法

本实用新型涉及一种健身器，尤指一种以动作感测器(motionsensor)来侦测运动行程的健身器结构。

背景技术：

随着社会经济化的发展，人们大部份的时间多忙于工作及社交活动，运动的机会反而愈来愈少，不过为了维持身体健康与健美的体态，多数上班族会仰赖运动设备来强身。

次按，现有很多的健身器材或复健器材，都会依使用者的需求，设定一个运动行程(位移距离)，例如推移距离或拉引距离。然而，是否到达预设的行程位置，传统的健身器材或复健器材，并没有一个比较精准又方便的侦测装置。因此，较难确保使用者的运动或复健的功效。

此外，图1所示是现有一种肌肉训练健身器材，其常见于健身房作提供做为手臂及胸部的肌肉训练用。这种传统的肌肉训练机m，系属机械式构造，使用铁块s、弹簧或橡胶等作为运动量的负载；然而，这种传统式的负重方式，存在有如下的缺失：

一、当使用者运动量负载要调整时，系增加或减少铁块s等负载的个数及重量，来作为调整，其不仅费时费力，且无法使运动持续进行，不易达到预期的练习功效。

二、该铁块s等负载，不但笨重且负载大小调整不易，无法精确调整到预期的负载，作为练习的指标，因此使得运动效果大打折扣。

三、当铁块s等负载被传动钢线y拉起，然后放下时，会产生极大的噪音，其不仅会干扰到别人，也令运动者感到刺耳与不适。

虽然，目前有业者将肌肉训练健身器材、划船健身器或其他健身器材上，以油压棒或气压棒作为运动阻尼，用以解决上述使用铁块s、弹簧或橡胶等作为运动量负载的问题点。但，以油压棒或气压棒作为运动阻尼，将不易侦测到使用者的运动负载，为其缺失。

此外，随着科技的快速进步及经济的蓬勃发展，动作感测器(motionsensor)技术的演进，由第一代wii、iphone2g/3g使用的3轴重力感测器(3-axisgsensor)开始，第二代则是应用在空间滑鼠(airmouse)的6轴重力/陀螺仪感测技术(gsensor+gyro)，senorfusion感测器融合技术的发展。因此，实用新型设计人先前已将这些动作感测技术应用在特定的体感健身器材上，并获得极佳的回响。

职是的故，本实用新型设计人为解决传统健身器材存在的缺点，积极研究改良，结合动作感测器(motionsensor)开发出一种健身器材的运动行程侦测装置。

技术实现要素：

缘是，本实用新型的主要目的，系在提供一种以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其动作感测器的体积小不占空间，以角度变化可侦测使用者运动时的行程是否到达预设的位置，具有确保运动或复健的效果。

为达上述目的，本实用新型提供一种以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其包含有：

一健身器，包括一机台，呈固定状而不随使用者的运动而作动，一装设在该机台上且会随使用者的运动而作动的操作机构；

其特征在于：

该操作机构上设有一动作感测器，该动作感测器内部设有一多轴感测模块及第一微处理器，该多轴感测模块能够侦测该操作机构的位移高度，该多轴感测模块与一电子控制装置电连接，能够将此位移高度信号传送至该电子控制装置，该电子控制装置内部设有一第二微处理器，使该第二微处理器能够获知使用者的运动行程。

所述的以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其中：还包括一阻力机构，设在该机台上并连接该操作机构，用以提供使用者所需的运动负载，该阻力机构包括一制动杆，该制动杆顶端枢接在该操作机构的尾端，形成一个会移动的一第一枢接点，而该制动杆底端则连接一油压棒的伸缩杆上，且该油压棒的底缘枢接在该机台上，形成一个不会移动的一第一枢接端。

所述的以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其中，该操作机构包括：

一曲杆，具有一第一端及一第二端，二端的中间枢接在该机台上，形成一个不会移动的一第二枢接端；

一连杆组，由一第一连杆及一第二连杆所构成，该第一连杆尾端与该曲杆的第二端枢接，形成一个会移动的一第二枢接点，且该第一连杆与该第二连杆间形成一个会移动的一第三枢接点，而该第二连杆的顶端枢接在该机台上，形成一个不会移动的一第三枢接端；

一驱动杆，具有一自由端，该自由端能够受使用者的身体或肢体所控制而运动，该驱动杆的另一端结合在连杆组上，用以带动该连杆组。

所述的以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其中，该动作感测器还包括一蓝牙模块，该蓝牙模块设置在该动作感测器内，并电性连接该第一微处理器，且该蓝牙耦接一天线，用以将该曲杆的移动轨迹信号发送出去；再者，该动作感测器还设有一电源供应单元，用以供应该动作感测器内部元件所需电源。

所述的以动作感测器来侦测运动行程的健身器，其中，该电子控制装置还包括一用以提供所需的电力的电源控制单元、一用以接收该蓝牙模块的天线所发送的移动轨迹信号的无线接收单元以及一连接该第二微处理器的显示单元。

凭借上揭技术手段，本实用新型以动作感测器在运动时所产生的加速度信号，而以该三轴陀螺仪感测三轴转动状态，即运动时所产生的角速度信号；及以感应地磁方向以侦测该操作机构的升降高度，如此提供绝对坐标方位角，用以侦测该操作机构在运动过程中的位移高度(h)，进而侦测使用者的运动行程，其具有体积小又不占空间，且使用便捷且测量行程精准的功效增进。

附图说明

图1是现有一种肌肉训练健身器材的示意图。

图2是本实用新型较佳实施例的结构示意图。

图3a是本实用新型较佳施例的运动行程侦测示意图(一)。

图3b是本实用新型较佳施例的运动行程侦测示意图(二)。

图3c是本实用新型较佳施例的运动行程侦测示意图(三)。

图4是本实用新型动作感测器的应用原理示意图。

图5是本实用新型较佳实施例的结构方块图。

附图标记说明：10-健身器；11-机台；20-操作机构；21-曲杆；211-第一端；212-第二端；22-第一连杆；23-第二连杆；24-驱动杆；241自由端；30-阻力机构；31-制动杆；32-油压棒；321-伸缩杆；40-动作感测器；41-多轴感测模块；411-三轴加速度器；412-三轴陀螺仪；413-磁场感测器；42-第一微处理器；43-蓝牙模块；44-天线；45-电源供应单元；50-电子控制装置；53-第二微处理器；50-电子控制装置；51-电源控制单元；52-无线接收单元；53-第二微处理器；54-显示单元；55-储存单元；第一枢接点；第二枢接点；第三枢接点；第一枢接端；第二枢接端；第三枢接端。

具体实施方式

以下说明将配合图式作为实施例，但不限定于此，本实用新型尚可施行于其它的实施例中，而公知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本实用新型形成不必要的限制。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。本实用新型以下系以一肌肉训练健身器材为实施例，但不限定于此；举凡划船健身器或其他健身、复健器材上，本实用新型都可实施。

首先，请参阅图2～图5所示，本实用新型较佳实施例包含有:一健身器10，包括一机台11，呈固定状而不随使用者的运动而作动，一装设在该机台11上，且会随使用者的运动而作动的操作机构20，及一阻力机构30，设在该机台11上并连接该操作机构20，用以提供使用者所需的运动负载。然而，该阻力机构30仅系本实用新型的一实施例而已，并非限定于此。

本实用新型主要特征在于:该操作机构20上设有一动作感测器(motionsensor)40，凭借该动作感测器40内部所设的一多轴感测模块41及一第一微处理器42，侦测该操作机构20的位移高度，并将此位移高度信号传送至一电子控制装置50，再凭借该电子控制装置50内部所设的一第二微处理器53，加以比对运算处理，据以获知使用者的运动行程。

本实施例中，该阻力机构30可包括一制动杆31，该制动杆31顶端枢接在该操作机构20尾端，形成一个会移动的一第一枢接点(a)，而该制动杆31底端则连接一油压棒32的伸缩杆321上，且该油压棒的底缘系枢接在该机台上，形成一个不会移动的一第一枢接端(i)。

本实施例中，该操作机构20包括:一曲杆21，具有一第一端211及一第二端212，二端的中间系枢接在该机台11上，形成一个不会移动的一第二枢接端(ii)；一连杆组，由一第一连杆2及一第二连杆23所构成，该第一连杆22尾端与该曲杆21的第二端212枢接，形成一个会移动的一第二枢接点(b)，且该第一连杆22与该第二连杆23间形成一个会移动的一第三枢接点(c)，而该第二连杆23的顶端系枢接在该机台11上，形成一个不会移动的一第三枢接端(iii)；一驱动杆24，具有一自由端241系受使用者的身体或肢体所控制而作动，其另一端系结合在连杆组22、23上，用以带动该连杆组。

图3a及3b系本实用新型的运动负载侦测示意图，图3c是其位置变化的放大示意图。其中图3a显示该驱动杆24的自由端241还没有作用力，此时，连杆组22、23尚未前移，该曲杆21系如图3a所示，位于x1位置。当该驱动杆24的自由端241受到使用者的作用力，连杆组22、23向前移，移动一l距离实时，该曲杆21则如图3b所示，下降位于x2位置。也就是如图3所示，该曲杆21由x1位置移位到x2位置，其位移高度为(h)，因此移动一距离(l)的作用力与位移高度(h)成正比例。因该动作感测器(motionsensor)40因位于该曲杆21上，所以可以侦测到该曲杆21位移高度(h)是多少，再由该位移高度(h)算出使用者的运动行程(l)，这是巧妙地将该动作感测器(motionsensor)40结合在健身或运动器材上，达到使用便捷且测量行程精准的效果。

图4～5所示，为本实用新型动作感测器(motionsensor)40的的应用原理及结构方块，该动作感测器40内部至少设的一多轴感测模块41及一第一微处理器42，多轴感测模块41可包含但不限定:一个三轴加速度器411、一个三轴陀螺仪412，用以侦测加速度值(a)及角速度值(ω)，或是再加一磁场感测器413，但不限定于此。本实用新型中，该多轴感测模块41系以该三轴加速度器411感测三轴运动状态，即运动时所产生的加速度信号(ax，ay，az)，而以该三轴陀螺仪412感测三轴转动状态，即运动时所产生的角速度信号(ωx，ωy，ωz)；该磁场感测器413系用以感应地磁方向以侦测该曲杆24的高度，如此提供该曲杆24绝对坐标方位角，用以侦测该操作机构20在运动过程中的位移高度(h)。

本实施例中，该第一微处理器42，系电性连接该多轴感测模块41，其每隔一固定时间就会读取该多轴感测模块41所侦测到的加速度值或角速度值，并加以运算处理后，成为可传输的一移动高度信号；即该微处理器42将该多轴加速度器41感测读进来的加速度值(a)经一次积分得到该时刻的速度值，或经二次积分得到该时刻的位移值，又将该三轴陀螺仪412所读进来的角速度值(ω)做微分和积分，分别得到该曲杆24的角加速度值和旋转角度。

本实施例中，该动作感测器40更包括一蓝牙模块43，设置在该动作感测器40内，并电性连接该第一微处理器42，且其耦接一天线44，该蓝牙模块43系用以将该曲杆24的移动轨迹信号发送出去，但不限定使用蓝牙模块43的无线传输，也可使用传输线连接。再者，该动作感测器40更包括设有一电源供应单元45，用以供应该动作感测器40内部元件所需电源；本实施例中，该电源供应单元45可为电池、充电电路或与外部电源连接的插头或插座都可。

本实施例中，该电子控制装置50，更包括:一电源控制单元51，用以提供所需的电力；一无线接收单元52，用以接收该蓝牙模块43的天线44所发送的移动轨迹信号；一第二微处理器53，连接一储存单元55，用以预先储存包括使用者设定的运动、个人运动历程或其他信息；一显示单元54，连接该第二微处理器53，以将该曲杆24的移动轨迹信息与正确移动轨迹信息比对出与设定的运动行程(l)(即位移距离)是否相符，并由该显示单元54显示出来。

基于上述构成，本实用新型以动作感测器40在运动时所产生的角速度信号，得以侦测该操作机构20在运动过程中的位移高度(h)，进而侦测使用者的运动行程(l)，其具有体积小又不占空间，且使用方便且准确的功效增进

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。