专利名称：一种人体运动测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人体运动测量装置，特别是涉及一种可以判断人体各种运动状态和运动属性，并能即时显示人体运动状态和属性的人体运动测量装置。
另据检索，中国知识产权局专利局公布了申请号为95117120.8和申请号为98807932.1的发明专利，这两个发明，在很大程度上完善和提高了人体运动测量装置的功能，可由于受感应装置的限制以及其他原因，在这两个发明中，同样存在着诸多的问题，或者它们还是不能全面反映人体运动的各种状态，或者因为其实现功能的技术的复杂性和所需的装置的高成本，形成技术产业化的障碍，无论从产品实现的可能性来说，还是从制造成本上来说都还存在很多问题。
总之，对人体运动进行测量和反映的产品和技术，目前还存在许多令人不满意的地方，随着人们对运动需求的日益增长，人们都急切希望有一种技术，能以较为低廉的成本制造出一种既能较为全面的测量和反映人体运动状态，又具有直观性、趣味性，又能对人们的运动具有一定指导意义和促进作用的产品。
本发明的一个目的在于提供一种采用新的运动感应技术的人体运动测量装置，该运动感应技术不仅可以很方便的感应到人体的各种运动，而且其感应信号是可以由信号处理装置(MCU)直接检测和处理的数字信号，无需经过信号放大和转换，降低了产品的制造难度和成本。
本发明的目的还在于提供一种不仅能感应和测量人体步行运动，而且可以感应和测量人体更多的运动类型(包括卧、坐、站、走、跑、跳)的人体运动测量装置。
本发明的目的还在于提供一种可以通过对人体实际运动状况的分析评估，判断出人体当前运动量的适宜程度、运动能力状态、过去一段时间内人体运动状况等，并据此对人体的运动状况进行科学评估，对运动者作出相应的提示和指导的人体运动测量装置。
本发明的目的还在于提供一种能直观、形象、生动、即时显示人体运动状态的人体运动测量装置，通过这些显示，运动者可以随时了解自己的运动状态和存在的问题。
本发明的目的还在于提供一种对运动者有一定指导意义，增加运动者的运动兴趣，增强运动者的运动满足感，激励运动者坚持不懈、循序渐进进行运动锻炼的人体运动测量装置。本发明所采用的技术方案本发明是通过以下技术方案来实现其技术要求的本发明所提供的人体运动测量装置，包括将人体各类运动直接感应为电路通断信号的运动感应装置；对运动感应装置提供的感应信号进行计算处理，控制和驱动显示装置的处理控制装置(MCU)和对计算处理结果进行显示的显示装置。
根据本发明第一方面的人体运动测量装置，首先包括一个运动感应装置，该运动感应装置可以将人体的各种运动直接感应为电路通断信号，这些电路通断信号可以由与之相连的信号处理装置直接检测和分析处理；所述的人体运动测量装置还包括将运动感应装置的感应信号进行检测、计算和判断处理的信号处理装置，以及控制和驱动显示装置的控制装置，这两部分可以集成在一个中央处理器(MCU)中；所述人体运动测量装置还包括一个显示装置，所述显示装置在处理控制装置的控制和驱动下可以即时显示计算分析和判断的结果，将人体的各种运动状态直观、形象、生动地显示出来。
根据本发明发明第二方面的人体运动测量装置，根据对所述运动感应装置的感应信号进行计算分析，判断出人体的不同的运动类型，并在所述显示装置上即时显示出人体的运动类型。
本发明所提供的装置，将人体运动区分为坐、卧、站、走、跑、跳等运动类型，根据对人体运动感应信号的计算分析，MCU可以判断出人体即时所处的运动状态，并通过控制和驱动装置将人体的即时运动类型显示在所述显示装置(LCD)上，使用者可以随时看到自己所处的运动类型状态，增加了该装置的趣味性。
根据本发明第三方面的人体运动测量装置，是一种更好的人体运动测量装置，它通过对人体运动信号的计算分析，计算出人体即时完成的运动量值，经过和日运动量目标值的对比计算，可以了解和判断人体即时运动量完成情况和目标达成情况，并在所述的显示装置上以即时显示出人体的运动量完成情况和目标达成情况。
根据本发明所提供的人体运动测量装置，根据科学的计算和评估，在系统内预设一个初始日运动量目标值，在使用过程中，系统根据运动者的实际运动状况和其他相关因素，经过评估分析，自动设置出适合该运动者的日运动量建议目标值，并随运动者运动能力的发展变化而处于动态调整中。这样使用者就可以非常方便的随时了解自己当天已经完成的运动量，并知道自己的目标运动量的达成情况，而且系统智能化的为该使用者设置出了适宜的日运动量目标值，对使用者具有一定的科学指导意义，避免了运动的盲目性。
根据本发明第四方面所提供的人体运动测量装置是一种更好的装置，它根据对人体在最近一段时间内完成的运动量的分析，可以判断出人体即时运动强度，并将其以形象的图标即时显示在显示装置上。据此，使用者可以随时了解自己的运动强度，控制和掌握运动时间和运动强度，以避免运动过量对身体造成的伤害。
本发明所提供的装置，将人体运动强度分为若干个级别，通过计算运动者在一定时间内所进行的运动量值，与系统提供的运动强度指标值进行对比，判断运动者的运动强度级别，并在显示装置上及时予以相应的显示。
根据本发明第五方面的人体运动测量装置，是一种更好的装置，它是在本发明第四方面所提供的人体运动感应装置的基础上，根据对运动感应信号的计算分析，判断出人体运动强度，并随时与系统设置的运动强度上、下阈值进行对比，当运动强度高于上阈值或者低于下阈值时，系统及时发出提示警告，并在所述显示装置上以闪动图标予以显示，也可以同时伴随或者单独以声音来进行提示。据此，使用者可以在运动过程中得到很好的指导，也打破了运动测量装置只能被动测量和显示人体运动状态的传统，对人体的运动活动主动进行有益的科学指导，既防止盲目运动过量对身体造成的伤害，也提醒使用者保持一定量的必要运动，以保持身体的基本健康。
根据本发明第六方面的人体运动测量装置，是一种更好的装置，它是在本发明第三方面所提供的人体运动测量装置的基础上，根据对人体过去一段时间运动量达成情况的分析，存贮人体最近若干天的日目标运动量达成情况，并在所述显示装置上显示人体最近若干天日运动量达成情况。根据本发明所提供的人体运动测量装置将人体日运动量达成情况分为达成和未达成两种情况，根据对日运动量的计算，将每日的运动达成情况判断为达成和未达成，并分别以不同的图标显示在显示装置上。
据此，使用者不仅可以了解自己当天当时的运动情况，而且可以随时了解自己在过去若干天内的运动情况，对自己的运动有一个整体的了解和把握，结合自己的生活和工作安排合适的运动时间，以使运动成为一种长期坚持的，持之以恒的活动。
根据本发明第七方面的人体运动测量装置是一种更好的装置，它是在本发明第三方面和第六方面所提供的人体运动测量装置的基础上，根据对过去一段时期内人体完成的运动量、运动量达成情况、人体所进行的运动类型的比例等因素的综合计算分析，判断出人体在最近一段时期内的运动能力，并在显示装置上显示出人体目前的运动能力状态，以及其目前运动能力在运动能力级别中所处的位置。
根据本发明第七方面的人体运动测量装置，将人体的运动能力分为若干个级别，分别代表人体不同的运动素质和能力，也间接的反应和表示人体的身体素质和健康状况，并用不同的图形在显示装置上表示，系统通过对人体一定时期的运动情况的综合计算分析，判断出人体目前所处的运动能力级别，将判断结果即时显示在显示装置上。这样使用者不但可以了解自己当时、当天、最近几天的运动情况，而且可以清楚地了解自己目前的运动能力状况和身体状况，为使用者提供一个科学的诊断、指导意见。使用者也可以由此设置自己的运动锻炼目标，制定一个切实可行的运动计划，从而进行有明确锻炼目标的运动活动。
图1是根据本发明的人体运动测量装置的总体结构方框2是根据本发明的人体运动测量装置中运动感应装置的结构示意3是本发明的一个实施例的工作流程4是本发明的一个实施例的显示装置上的图形界面示意5是根据本发明的一个实施例中对人体运动类型判断处理用的流程6是根据本发明的一个实施例中表示各种人体运动类型的图形示意7是根据本发明的一个实施例中对人体即时运动量达成情况判断处理用的流程8是根据本发明的一个实施例中人体即时运动量达成情况图标示意9是根据本发明的一个实施例中对人体运动强度判断处理用的流程10是根据本发明的一个实施例中对人体最近几天运动量达成情况判断处理用的流程11是根据本发明的一个实施例中表示人体最近几天运动量达成情况的图标示意12是根据本发明的一个实施例中对人体运动量不足或过量进行判断处理用的流程13是根据本发明的一个实施例中对人体当前一段时期内运动能力判断处理用的流程14是根据本发明的一个实施例中表示当前一段时间内人体运动能力的图标示意15是根据本发明的几个实施例的外观结构示意图下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明图1是根据本发明的一个实施例的总体结构方框图。从图中可以看到，根据本发明的人体运动测量装置包括感应人体运动的运动感应装置；由对运动感应装置的感应信号进行计算处理、分析判断的信号处理装置和驱动显示装置的控制装置共同构成的处理控制装置(MCU)；显示处理判断结果和人体运动状态的显示装置；和电源电路、控制按钮等。
根据本发明的人体运动测量装置所采用的运动感应装置是一种全新的感应技术，它不仅可以感应到人体任何方向、任何形式的运动，而且其感应输出的是电路通断信号，信号处理装置(MCU)可以对这些感应信号直接处理，并通过对感应信号的计算分析可以了解和判断人体运动的各种特性。
图2是根据本发明的人体运动测量装置所采用的运动感应装置的结构示意图。其中包括有感应介质(1)、线路板(2)、密封壳(3)、电路开关触点(4)等，通过感应介质(1)随人体运动产生相应运动而连通线路板(2)上的电路开关触点(4)，而形成电路通断信号，这些信号被与之相连的MCU检测到，进行信号的计算、分析处理，从而判断和测量出人体的运动状态。
图3是根据本发明的一个实施例的工作流程图，在图中L表示的是流程或者步骤。在流程L301中，首先是接通电源，使该装置处于工作状态，此时，装置内的MCU被启动，显示装置(LCD)也处于显示状态；在流程L302中，将该装置以运动感应装置内的线路板呈基本水平状态相对固定在人体的腰部或胸前等，这样该装置才可以对人体的运动进行有效的感应和测量；在流程L303中，所述运动感应装置对人体的运动进行感应；在流程L304中，所述MCU对感应信号进行检测、计算，得出系统需要的各类数据和指标；在流程L305中，所述MCU对信号计算处理结果进行分析处理，判断出人体运动的各种属性和状态；在流程L306中所述MCU驱动所述显示装置显示判断结果；在流程L307中，所述显示装置在所述MCU驱动下将相应的判断结果(人体运动的各种属性和状态)按系统定义的相应图标即时显示在LCD上。
图4是根据本发明的一个实施例的显示界面示意图。其中，P1是人体运动类型图标，它包含有人体的坐、站、卧、走、跑、跳等运动类型，当系统判断出人体即时运动类型时，MCU会控制和驱动显示装置在LCD上显示相应的图标。P2是人体运动幅度图标，分为若干格，显示不同的格数表示不同的运动幅度，当系统判断出人体即时运动幅度时，MCU控制和驱动显示装置在LCD上显示相应的运动幅度图标。P3是人体运动强度图标，分为若干个，代表不同的运动强度级别，运动强度越大，显示的个数越多，当系统判断出人体即时运动强度时，MCU会控制和驱动显示装置在LCD上显示不同的个数，来表示相应的运动强度。P4是人体即时运动量达成情况图标，由P4A、P4B、P4C、P4D四部分组成，分别代表从0——100％达成，150％达成，200％达成，300％达成，当系统计量出人体即时的运动量达成情况时，MCU会控制和驱动显示装置在LCD上相应显示出即时达成图标，以使使用者能随时清晰的了解当日的运动情况和目标运动量达成情况。P5是时间显示，可以根据需要进行调整控制，使之显示即时时间、计时时间、闹钟时间等。P6是人体运动能力图标，分为若干级别(P6A、P6B、P6C)，用不同的图形表示人体不同的运动能力，当系统评价出人体所处的运动能力级别时，MCU会控制和驱动显示装置在LCD上显示相应的图标，以表示人体当前的运动能力。使用者可以据此很直观的了解自己目前的运动能力状况以及在能力级别中所处的位置，同时该指标也可以间接的表示人体的身体健康状况。P7是人体最近几天运动达成情况图标，两种不同的形状分别代表达成和未达成，P7B表示达成，P7C表示未达成，图标的总数量代表的是最近的总天数，最后的一个(P7A)代表的是昨天的运动达成情况(达成)，此图标每天更新一次，始终显示的是自昨天起最近几天的情况，P8是提示图标，当系统对人体运动进行运动不足，运动过量等提示时，该图标显示于显示屏上。
图5是根据本发明的一个实施例中，对人体运动类型判断处理用的流程示意图。在流程L501中，运动感应装置对人体的运动进行感应，感应装置内的水银球随人体的运动而产生运动，连通线路板上的不同的电路开关，从而形成不同的电路通断信号。在流程L502中，信号处理装置(MCU)对感应装置进行扫描检测，获取运动感应信号，并对这些信号进行计算处理，得到一系列的相关数据和信息。在流程L503中，MCU对计算结果进行分析和判断，将计算结果与系统定义的人体运动类型标准进行对比，从而判断出人体当前的运动类型(站、走、坐、卧、跑、跳等)(L504)，当系统做出判断后，在流程L505和L506中，MCU驱动显示装置在LCD上即时显示相应的图形，来表示人体当前所处的运动类型，系统对人体的运动信号不间断的进行扫描计算，持续进行着该判断，所以一旦人体运动类型发生变化，系统能及时判断出来，并驱动显示装置更新显示图形，以新的图形来表示人体最新的运动类型。这样该装置就可以即时的显示人体当前的运动类型状态。
图6是根据本发明的一个实施例中表示人体各种运动类型的图形符号。其中T1表示的是人体坐的状态，T2表示的是站立的状态，T3表示的是躺卧的状态，T4表示的是走的状态，T5表示的是跑的状态，T6表示的是跳跃的状态。当然在其他的根据本发明的实施例中，也可以用其他的图形符号来表示人体的各种运动类型。
图7是根据本发明的一个实施例中，对人体即时运动量达成情况判断处理用的流程图。流程L701是运动感应装置对人体运动的感应过程，流程L702是MCU对感应信号进行计算处理的过程，在流程L703中，系统计算得出人体即时完成的运动量总值，在流程L704中，系统将计算结果(完成的运动量总值)与系统设置的日运动量目标值进行比较，在流程L705中，MCU对计算和比较结果进行分析判断，判断出人体即时运动量达成情况(达成或未达成)，在流程L706中，MCU驱动显示装置对计算判断结果进行显示，在流程L707中LCD显示相应的图标表示人体即时运动量达成情况。
图8是根据本发明的一个实施例中，表示人体即时运动量完成情况的图标。在这个实施例中，是以即时完成的运动量与系统设置的日运动量目标值的百分比例来表示人体即时运动量完成情况的。共分0——100％、101——150％、151——200％、201——300％几个阶段，根据人体实际完成的运动量值累计显示。
图9是根据本发明的一个实施例中，对人体的运动强度进行判断处理用的流程图。在流程L901中，感应装置对人体运动进行感应，在流程L902中MCU对感应信号进行计算处理，在流程L903中，系统计算得出人体在一定时间内完成的运动量总值，这里的一定时间是系统预先设定的一个相对固定的时间间隔。在流程L904中，系统将计算出来的一定时间内的运动量完成总值，与系统设置的运动强度指标值进行比较。这里所说的“运动强度指标值”是系统根据人体的实际运动情况定义并设置的一系列值，它将人体的不同级别的运动强度和一个固定的“一定时间内的运动量”相对应。在流程L905中，MCU对比较结果进行判断分析，判断出人体即时的运动强度。在流程L906中MCU驱动显示装置对判断结果进行显示。在流程L907中，显示装置在LCD上以相应的图标显示出人体的即时运动强度。
图10是根据本发明的一个实施例中，对人体最近几天运动量完成情况进行判断处理用的工作流程图。在流程L1001中，MCU对自昨天起最近若干天运动量完成情况进行存贮，在流程L1002中，MCU驱动显示装置对存贮内容进行显示，在流程L1003中，显示装置在LCD上以相应的图标显示最近几天的运动量完成情况，在流程L1004中，系统每天更新存贮内容，删除最远一天的存贮记录，增加昨天的最新记录，在流程L1005中，显示装置在MCU驱动下，每天更新显示内容，始终保持显示自昨天起最近几天的运动量完成情况。
图11是根据本发明的一个实施例中，表示人体最近七天的运动量完成情况的显示图标。其中，11A表示的是未达成，说明在这一天人体没有完成系统设置的日运动量目标值，11B表示的是达成，说明在这一天人体达到或超额完成了系统设置的日运动量目标值，其中11Z代表的是昨天的运动量完成情况，是未达成，说明昨天人体没有完成系统设置的日运动量目标值，从整个图标中还可以知道，在自昨天起的最近七天内，人体有三天完成了日运动目标值，有四天没有完成。
图12是根据本发明的一个实施例中，对人体运动过量或运动不足进行判断处理用的流程图。在流程L1201中，感应装置对人体运动进行感应，在流程L1202中，MCU对感应信号进行计算处理，在流程L1203中，MCU通过计算得出人体在一定时间内的运动量总值，这里所说的一定时间是系统定义的一个固定时间，在判断运动超量和不足的时候，可以是两个不同的时间。在流程L1204中，MCU将计算结果与系统设置的运动强度的上、下阈值进行比较，这里所说的运动强度的上、下阈值，是系统根据人体的实际情况确定的人体运动强度的最大值和最小值，也就是说，人体在一定时间内，如果运动量超过了这个最大值，将对人的健康造成损害，而在另一个时间期限内，运动量如果低于这个最小值，也将影响人体的身体健康。在流程L1205中，系统根据比较结果将人体的即时运动量判断为高于上阈值或低于下阈值两种情况，在流程L1206中，系统将人体的运动强度判断为超量或不足两种情况，在流程L1207中，MCU驱动显示装置对判断结果进行显示，同时还可以驱动声音提示装置发出声音提示，在流程L1208中，显示装置对判断结果进行显示，在LCD上以不同的图标显示人体的运动强度，并同时显示相应的提示图标(超量图标或不足图标)，还可以同时或者单独以声音来进行运动超量或运动不足提示。
图13是根据本发明的一个实施例中，对人体当前一段时期内运动能力判断处理用的流程图。在流程L1301中，感应装置对人体运动进行感应，在流程L1302中，MCU对感应信号进行计算处理，在流程L1303中，MCU计算得出人体最近一段时期内每天的运动量总值，这里所说的最近一段时期是系统根据需要定义的一个时间值(可以是几天，也可以是半个月、一个月甚至几个月)，同时要将计算出的每天运动量总值和这段时期内的日运动量完成情况、各类型运动的时间比例等因素相结合，进行加权计算和综合评估，得出一个相应的值。在流程L1304中，将加权计算结果与系统设置的人体运动能力标准值进行对比，这里所说的运动能力标准值，是根据人体实际情况确定的一组数据，它相对应于不同的人体运动能力状况，系统将这一组数据预先设置在系统数据库内。在流程L1305中，系统根据对比结果对人体当前的运动能力做出判断，确认人体当前的运动能力处于何种运动能力状态，在运动能力级别中处于什么级别位置。在流程L1306中，MCU驱动显示装置对判断结果进行显示，在流程L1307中，显示装置在LCD上显示相应的人体运动能力图标，以显示当前人体运动能力状态和级别位置。
图14是根据本发明的一个实施例中，表示人体运动能力的图标系统。在图中，将人体运动能力分为三个级别，分别用不同的图标表示，在每个级别中又分为几个不同的程度，用图标数量来表示。假若把人体运动能力分为强、中、弱三个级别的话，14A表示的就是强，14B表示的就是中，14C表示的就是弱，显示的图标数量越少说明运动能力越低，反之则越高。根据这些判断和显示结果，可以了解人体当前的运动能力状态，了解其当前的运动能力在整个运动能力级别中所处的位置，使运动者清楚地了解自己的状况和应努力的方向，同时，人体运动能力状态也可以间接反映人体的身体素质和健康状况。
图15是根据本发明的几个实施例中，人体运动测量装置的几种外观结构示意图。在图中，该装置由LCD显示屏(1)、机体(2)、控制按钮(3)等部分组成，当然，根据本发明的人体运动测量装置不限于这几种外观结构，在不影响装置性能的前提下，其外观结构可以有各种形式的变化。
权利要求
1.一种人体运动测量装置，其特征是包括将人体各类运动直接感应为电路通断信号的运动感应装置；对运动感应装置提供的电路通断信号进行计算处理，驱动显示装置的处理控制装置以及对计算处理结果进行显示的显示装置。
2.根据权利要求1所述的人体测量装置，其特征是所述的装置还包括对人体运动进行感应的运动感应装置，所述运动感应装置通过感应介质随人体运动而产生相应的运动，连通不同的电路开关，而形成不同的电路通断信号，这些电路通断信号可以被MCU直接检测、识别和处理。
3.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述的装置还包括用于根据对所述运动感应装置的感应信号计算分析，将人体的运动判断为卧、坐、站、走、跑、跳等不同的运动类型的装置；以及使所述显示装置以图形形式显示人体不同运动类型的装置。
4.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括用于根据对所述运动感应装置的感应信号进行计算分析，计算出人体即时完成的运动量，与预设的日运动量目标值比较，判断人体即时运动量达成情况的装置；以及使所述显示装置以相应图标显示人体即时运动量达成情况的装置。
5.根据权利要求3所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置的初始运动量目标值是系统预先设置的，以后的运动量目标值是系统根据人体实际运动情况综合评估后，自动设置的。
6.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括根据对所述运动感应装置的感应信号计算分析，计算出人体在最近一段时间内完成的运动量，与系统规定运动量对比，判断人体运动强度的装置；以及使所述显示装置以不同的图标显示人体运动强度的装置。
7.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括用于根据对过去一段时期内人体每天完成的运动总量和达成情况的计算分析，判断人体运动能力的装置；以及使所述显示装置以不同的图形显示人体当前运动能力的装置。
8.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括用于根据对过去若干天人体运动量达成情况的分析，将其判断为达成和未达成；以及使所述显示装置以相应图标显示人体最近若干天的运动量达成与否的装置。
9.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括用于根据对所述运动感应装置的感应信号进行计算分析，判断人体在一定时间内运动量是否高于某阈值或在一定时期内运动量是否低于某阈值的装置；对该判断结果进行提示的装置；以及使所述显示装置以相应图标显示该判断结果或提示的装置。
10.根据权利要求1所述的人体运动测量装置，其特征是，所述装置还包括用于显示时间的装置；闹钟装置；计时装置；以及控制和调整上述装置的按键和将该装置固定在人体上的装置。
全文摘要
一种人体运动测量装置，具有可以将人体运动直接感应为电路通断信号的运动感应装置，对运动感应装置的感应信号进行计算处理，驱动显示装置的处理控制装置和显示计算处理结果的显示装置。其特征是，可以将人体的各类运动直接感应为数字信号(电路通断信号)，处理控制装置通过这些信号的计算分析，可以判断出人体运动的多种运动状态和属性，并通过驱动装置使显示装置即时显示人体的各种运动状态和运动属性。
文档编号A61B5/11GK1415271SQ02135078
公开日2003年5月7日 申请日期2002年11月5日 优先权日2002年11月5日
发明者苏子欣 申请人:苏子欣