基于健身器材的游戏角色属性养成系统和方法

专利名称：基于健身器材的游戏角色属性养成系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种和健身器材结合的虚拟游戏，尤其涉及游戏的角色属性养成系统 和方法。
背景技术：
目前，网络虚拟游戏是人们热衷的娱乐项目之一。有些虚拟游戏已将运动健身结 合其中，用户在器材上做相应的动作，则可以通过和器材相连的网络接口传到电脑上，屏幕 上就可以显示用户运动的虚拟3D图像，如划船、骑自行车、打网球、跑步等。但是有些专家 认为，虽然这种健身方式有较强的趣味性，但会使用户沉迷于某个运动项目时间过长，而且 目前的网络健身系统一般只能重复地锻炼手臂和腿部力量，易造成单一肌肉过劳损伤，无 法达到锻炼效果。而现有的健身器材虽然已能显示用户的运动次数、路程、频率、用力大小、速度、消 耗能量等信息，但是对于用户来说，缺乏趣味性，很难体会到成就感、满足感，无法很好的调 动用户的锻炼积极性，使锻炼很难长期坚持下来
发明内容

本发明目的是提供一种基于健身器材的游戏角色属性养成系统和方法，将多种 健身器材和虚拟游戏相结合，用户在健身器材上完成相应健身任务，从而获得游戏角色等 级提升等任务奖励，激励并指导用户科学地、持之以恒地锻炼身体的各个部位。本发明的技术方案是一种基于健身器材的游戏角色属性养成系统，包括健身器 材和安装有游戏软件的终端设备，还包括和终端设备连接的信号收发装置，和健身器材连 接的传感模块，以及信息处理单元；所述信息处理单元至少包括信号收发模块，用于和信号收发装置进行无线通信；存储模块，存储有从健身器材上获得的数据；以及和信号收发模块、存储模块分别相连的处理器模块，用于控制信号收发模块 和存储模块的工作，传感模块的输出端连接处理器模块的输入端。进一步的，信息处理单元还包括至少和一个传感模块相连的模拟/数字转换器， 模拟/数字转换器连接在传感模块的输出端和处理器模块的输入端之间。进一步的，所述健身器材可以为以下的一种或几种平衡测量器、扭腰盘、拉力器、 握力器、臂力器、俯卧撑器、跳舞毯、跑步机、踏步机、健身车、划船机、椭圆机。更进一步的，所述平衡测量器包括一对底盘和位于底盘中央的柱形体，在每个底 盘内部、柱形体的下方分别设置一个传感模块；所述传感模块包括压力传感器及其相连的 信号放大器，信号放大器的输出端连接所述信息处理单元。本发明还公开了一种基于健身器材的游戏角色属性养成方法，包括如下步骤(1)终端设备发布游戏锻炼任务，并为每个运动任务设置运动强度；(2)用户根据要求在相应的健身器材上进行锻炼；
(3)信息处理单元实时收集、存储运动数据，并将数据传输给终端设备；(4)终端设备根据运动数据判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，并调整游戏 角色属性参数；(5)终端设备根据运动数据判断用户是否已经完成训练任务，对完成训练的用户 进行奖励。进一步的，还包括步骤判断用户的锻炼超出运动强度限制时，终端设备提示用 户，游戏角色属性参数值保持不变或随运动的情况而下降；判断用户的锻炼未超出运动强 度限制时，游戏角色属性参数值随运动的完成情况而提升。进一步的，所述运动强度限制包括但不限于每日运动或每次运动的运动次数、速 度、持续时间、运动频率。进一步的，所述游戏角色属性包括游戏角色的身体属性和行为统计属性，所述身 体属性包括但不局限于指力、臂力、背部力量、胸部力量、腰腹力量、腿力、体力、发力稳定 性、平衡能力；所述行为统计属性包括但不局限于运动路程、攀爬高度。进一步的，所述奖励包括游戏角色等级的提升、奖励虚拟装备和奖励虚拟技能。本发明还公开了另一种基于健身器材的游戏角色属性养成方法，包括如下步骤(1)终端设备发布游戏锻炼任务，并为每个运动任务设置运动强度，并将锻炼任务 和运动强度信息发送给信息处理单元；(2)用户根据要求在相应的健身器材上进行锻炼；(3)信息处理单元实时收集、存储运动数据；(4)信息处理单元根据运动数据判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，记录游 戏角色属性参数的调整幅度，并在超出运动强度限制时提示用户；(5)信息处理单元根据运动数据判断用户是否已经完成训练任务，在完成训练任 务时提示用户，并记录运动数据；(6)在信息处理单元和终端设备的通信恢复后，信息处理单元将游戏角色属性参 数调整幅度值和训练任务完成情况发送给终端设备；(7)终端设备相应改变游戏角色属性值，以及在游戏中对完成训练任务的用户给 予奖励。本发明的优点是1.本发明可以与多种不同类型的健身器材结合使用，克服了现有的虚拟健身网络游戏运动方式单一的缺点；2.本发明通过发布游戏任务，用户在健身器材上完成相应健身任务，从而获得游 戏角色等级提升等任务奖励的方式，指导并激励使用者进行全身性的多方面系统训练，使 其获得心理满足，养成长期稳定的运动习惯；3.本发明通过游戏任务内容的设定，引导使用者按照科学健身的规律，循序渐进 地进行身体锻炼，避免出现肌肉过劳损伤；4.本发明的健身游戏可以作为某个游戏的子游戏，让沉迷于该游戏的用户能定期 锻炼身体。


下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述图1为本发明的实施例1的游戏角色属性养成系统的结构图；图2为本发明的实施例2的游戏角色属性养成系统的结构图；图3为本发明的实施例的平衡测量器的结构示意图；图4为本发明的实施例的拉力器的示意图；图5为本发明实施例1和2的游戏角色属性养成方法的流程图；图6为本发明实施例3的游戏角色属性养成方法的流程图。其中1终端设备；2信号收发装置；3信息处理单元；30信号收发模块；31存储模块；32处理器模块；33模拟/数字转换器；34显示模块；35发声模块；4健身器材；5传感模 块；6平衡测量器；60柱形体；61底盘；7拉力器；71拉力器手柄；72弹簧或乳胶管；73硬质 压片；74压力传感器。
具体实施例方式实施例1 基于健身器材的游戏角色属性养成系统的实施例1如图1所示，包括一 个安装有游戏软件的终端设备1、和终端设备1连接的信号收发装置2、一个信息处理单元
3、和信息处理单元3相连的若干传感模块5、以及和传感模块5—一相连的若干健身器材
4。所述信息处理单元3包括用于和信号收发装置2进行无线通信的信号收发模块30、存储 从健身器材上获得的运动数据的存储模块31，还包括和信号收发模块30、存储模块31分别 相连、用于控制信号收发模块30和存储模块31工作的处理器模块32。另外，信息处理单元 3还可以包括和处理器模块32相连的显示模块34和发声模块35，显示模块34可以是LED 的显示屏，或者是若干信号指示灯。信息处理单元3还配有电源模块，为信息处理单元3内 所有需要用电的模块供电。所述的终端设备1可以是电脑、手机或MP4。终端设备1通过数据线和无线信号 收发装置2相连。游戏软件可以是养成类游戏、单机版角色扮演游戏、大型多人角色扮演类 游戏、动作角色扮演类游戏、休闲竞技类游戏、体育竞技类游戏、第一人称射击类游戏、网页 游戏等。游戏内嵌有健身子游戏，或者游戏本身就是健身养成类游戏。每个用户在游戏中 都拥有各自的帐号，以便识别身份和保存游戏记录。游戏角色包括多种身体属性，如指力、 臂力、背部力量、胸部力量、腰腹力量、腿力、体力、内力、发力稳定性、平衡能力等属性。游戏 角色也可以包括一些行为统计指标，如跑步路程、攀爬高度、运动时间等。游戏角色属性值 在健身器材使用信息传入游戏软件时，会发生相应大小变化，属性值越高，游戏角色等级越 高、能力越强大。游戏也可以为属性值划分等级区间，某属性达到一定数值后会升级，当各 属性值达到一定要求，游戏角色就有能力学会游戏中的某些招式，得到某种技能，或得到相 应的任务奖励，比如奖励游戏装备、坐骑等。无线信号收发装置2和信息处理单元3的信号收发模块30之间可以通过现有的 红外、蓝牙、GPRS、WiFi或3G网络等无线通信方式进行通信，此为现有技术。对于如图1所示的基于健身器材的游戏角色属性养成系统的实施例1，整个系统 只有一个信息处理单元3，可以连接若干健身器材。由于采用常用的输出为模拟信号的传感 模块，因此，信息处理单元3还包括模拟/数字转换器33。模拟/数字转换器33的输入端连接若干传感模块5的输出端，并将转换后的数字信号送到处理器模块32。对于能直接输 出数字信号的传感模块，则可以省略模拟/数字转换器。本说明书中以加入模拟/数字转 换器的情况进行描述。实施例2 对于如图2所示的基于健身器材的游戏角色属性养成系统的实施例2， 信息处理单元3可以和健身器材4集成，甚至可以使信息处理单元3置于健身器材4的内 部，一个健身器材拥有一个信息处理单元，则健身器材4依次连接传感模块5、信息处理单 元3的模拟/数字转换器33和处理器模块32。信息处理单元置于各健身器材内部，还是作 为单独的设备与各个健身器材的传感模块相连视设备结构、制造成本而定。实施例2的其 余结构和实施例1相同。实施例1和实施例2可用的健身器材4可以为以下的一种或几种平衡测量器6、扭 腰盘、踏步机、拉力器、握力器、俯卧撑器、臂力器、跳舞毯、跑步机、健身车、划船机、椭圆机。
平衡测量器6如图3所示，包括一对底盘61，每个底盘的中央立有一个柱形体60。 底盘61可以为圆形，也可以为方形，目的是使平衡测量器6能稳定的放置在地面上，不会翻 倒。柱形体60的上表面积小于一般用户的脚底大小，使用户双脚分别站立在平衡测量器的 柱形体上时，能够勉强保持平衡，从而可以用来测用户的平衡能力。在每个柱形体60的下 方、底盘61内部设置一个传感模块5，可以为压力传感器，当用户的脚踩在柱形体60上时， 压力施加在压力传感器上，该传感器发生形变，从而使电阻值或电压值发生变化。由于柱形 体60表面积较小，用户站在柱形体60上一定时间会为保持身体平衡而调整重心，从而压力 传感器上感应的压力会不断变化。传感模块5还包括信号放大器，放大传感器的信号变化， 并通过模拟/数字转换器转换成便于处理的数字信号，输出到处理器模块32，处理器模块 32根据一定时间内接收到的信号的离散程度，计算使用者站立的平衡能力，通过信号收发 模块30发送到无线信号收发装置，送至终端设备1，还可以通过显示模块34显示。平衡测 量器上的运动对应到游戏角色的平衡能力、腿力等参数。对于踏步机、跑步机、健身车、划船机和椭圆机，将作为传感模块5的磁控装置设 置其运动部件的运动轨迹的某一点附近，如健身车的踏板运动圆周内的某一点或踏步机的 某个踏板的下方。当转动一周，则磁控装置能感应到一次信号，根据感应到信号的次数可以 计算出运动的路程。磁控装置的输出依次经过信号放大器、模拟/数字转换器输出到处理 器模块32。处理器模块32计算出踏步/划臂的次数、运动速度、运动模拟路程、运动时间、 消耗的能量等。踏步机、健身车、划船机和椭圆机上的运动对应到游戏角色的腿力、体力或 内力等参数。电子扭腰盘为成熟的现有技术，比如专利号为200520066067. 1的电子扭腰盘，一
般包括底盘、面壳、转轴、设置在底盘内的大小转动环和设置在大小转动环之间的环形滑 轨，在滑轨上套设有滑块，滑块上设有磁铁，在面壳内侧，于滑块相对应的位置设有电路板， 电路板上设有用于感应磁信号的磁控管。当用户在电子扭腰盘上左右扭动时，滑块上的磁 铁在于磁控管相遇时，磁控管将感应到的磁信号经过模拟/数字转换器发送给处理器模 块，由处理器模块进行计数、计时和频率计算。电子扭腰盘上的运动对应到游戏角色的腰腹 力量、体力等参数。对于拉力器和三用拉力器，如图4所示，包括两个“口”字型的拉力器手柄71和两 手柄之间可以自由装卸的弹簧或乳胶管72等弹性材料，弹簧或乳胶管的一端挂在一个手柄71上，弹簧或乳胶管的另一端串在一个硬质压片73上，目的是为了能将若干根弹簧的压力均勻施加在压片上。硬质压片和另一个手柄的“口”字型的一边保持平行，在手柄的“口” 字型的一边内侧上设置压力传感器74，压力传感器位于硬质压片和手柄之间。当弹簧或乳 胶管72未被拉伸时，压片和压力传感器不接触，如图4中，当弹簧或乳胶管72被拉伸，将压 片往右拉，与压力传感器接触，会对压力传感器施加一个压力，压力传感器将压力转变成电 信号，并依次连接模拟/数字转换器和处理器模块，由处理器模块32计算运动次数、频率， 并通过测算压力值增大的均勻程度来判断发力稳定性。拉力器和三用拉力器上的运动对应 到游戏角色的背部力量、臂力、发力稳定性、体力、内力等参数。对于握力器和臂力器，包括两个手柄，可在一个手柄上放置一个永久磁铁，另一个 手柄上装磁感应装置，磁感应装置的输出信号通过模拟/数字转换器输出到处理器模块， 当用户进行握力和臂力锻炼时，两个手柄不断靠近和远离，因此根据磁感应装置上感应的 磁信号的变化，处理器模块就可计算运动的次数。握力器和臂力器上的运动对应到游戏角 色的胸部力量、指力、臂力、体力等参数。对于俯卧撑器，可将压力传感器放置于俯卧撑器的下方，当用户做俯卧撑上下起 伏时，则对俯卧撑器的压力必然有变化，因此，压力传感器将变化的压力信号转变成变化的 电信号，经过模拟/数字转换器输出到处理器模块32，由处理器模块32计算运动的次数、频 率、时间等数据。俯卧撑器的运动对应到游戏角色的胸部力量、臂力、体力等参数。对于跳舞毯，包括上、下、左、右、中多个踩踏位置，在每个踩踏位置的下方，放置一 个压力传感器，当用户踩在相应位置上，会给压力传感器一个压力，压力传感器将其转换成 电信号，通过模拟/数字转换器后传输给处理器模块，处理器模块根据压力传感器的信号 来源和频率，即可确定用户踩的位置和节奏信息。实施例1和实施例2的基于健身器材的游戏角色属性养成系统的实现方式如下首先，终端设备上的游戏软件安排布置游戏的健身锻炼任务，并为每个运动任务 设置运动强度。运动强度限制包括但不限于每日运动或每次运动的运动次数、速度、持续时 间、运动频率。然后，用户根据游戏的要求，在相应的健身器材上进行锻炼。在锻炼的过程中，传 感模块将健身器材上的信息传输给信息处理单元，信息处理单元实时收集、存储运动数据， 然后将数据无线发送给信号收发装置，从而传输到终端设备。终端设备根据接收到的运动数据判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，并根据 运动情况调整游戏角色属性值。具体为若终端设备判断用户的锻炼超出运动强度限制时，将给用户提示。提示的方式可 以为一、在终端设备1的显示器上显示或扬声器提示；二、终端设备1通过信号收发装置2 给信息处理单元3发送信号，通过信息处理单元的显示模块34或发声模块35给用户提示。 用户锻炼超出运动强度限制时，游戏角色属性参数值保持不变或反而会随运动的情况而下 降，从而可以引导使用者按照科学健身的规律，循序渐进地进行身体锻炼。若终端设备判断 用户的锻炼未超出运动强度限制时，将根据运动的完成情况提升游戏角色属性参数值。比 如，用户在平衡测量器6上锻炼后，游戏角色的平衡能力值升高，用户在扭腰盘上运动后， 游戏角色的腰腹力量随之提高。终端设备还会根据运动数据判断用户是否已经完成既定的训练任务，若未完成，则继续接收用户的运动数据，若判断用户已完成训练任务，则提示用户停止运动，并在游戏 中给予用户奖励。提示的方式同样可以为一、在终端设备的显示器上显示或扬声器提示； 二、终端设备通过信号收发装置给信息处理单元发送信号，通过信息处理单元的显示模块 或发声模块给用户提示。奖励的方式包括游戏角色等级的提高、奖励某种虚拟装备、虚拟技能等等。另外，为了维护设备制造商和游戏运营商的利益，可在健身器材或/和信息处理 单元内设置设备识别码，在和终端设备进行通信时，首先由终端设备判断和终端设备通信 的健身器材或/和信息处理单元是否合法，即此设备识别码是否已授权，若发现该设备识 别码未授权，则不能使用该设备进行游戏角色属性养成。若判断得出该设备识别码已授权， 然后才开始通信。设备识别码还可以用来判断健身器材的类型。实施例3 为避免信息处理单元和信号收发装置间频繁地传递无线信号而导致电 源电量消耗过快，可在信息处理单元和终端设备无通信时，直接由信息处理单元进行锻炼 情况的判断，终端设备可以关闭不工作，等信息处理单元和终端设备恢复通信后再将数据 传给终端设备。因此，信息处理单元的存储模块还存储有从终端设备传输过来的健身训练 任务和运动强度信息，信息处理单元的处理器模块包括分析判断装置，可以直接根据收到 的运动数据分析判断是否超出运动强度和是否完成训练任务，然后将健身数据及分析结果 显示在信息处理单元的显示模块上，而不需要传输给终端设备后由终端设备判断和显示。 然后在和终端设备的通信恢复后，再将健身数据与分析结果传给终端设备。本实施例3的 基于健身器材的游戏角色属性养成方法的实现方式如下首先，终端设备上的游戏软件安排布置游戏的健身锻炼任务，并为每个运动任务 设置运动强度。运动强度限制包括但不限于每日运动或每次运动的运动次数、速度、持续时 间、运动频率等指标。终端设备将健身锻炼任务和运动强度信息发送给信息处理单元储存。 之后，终端设备即可断开和信息处理单元的通信。然后，用户根据游戏的要求，在相应的健身器材上进行锻炼。在锻炼的过程中，传 感模块将健身器材上的信息传输给信息处理单元，信息处理单元实时收集、并存储运动数 据。信息处理单元接收到运动数据，判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，并根据 运动情况计算游戏角色属性应调整的幅度值。信息处理单元根据运动数据判断用户是否已经完成既定的训练任务，若未完成， 则继续接收用户的运动数据，若判断用户已完成训练任务，则提示用户停止运动。在信息处理单元和终端设备通信恢复后，信息处理单元给终端设备发送健身数 据，包括游戏角色属性应调整的幅度值，和锻炼的完成情况，终端设备收到健身数据后，相 应改变游戏角色属性值，以及在游戏中对完成训练任务的用户给予奖励。奖励的方式同实 施例1和2。以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明实施的范围，凡依本 发明权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本发明覆盖的保护范围。
权利要求
一种基于健身器材的游戏角色属性养成系统，包括健身器材(4)和安装有游戏软件的终端设备(1)，其特征在于还包括和终端设备(1)连接的信号收发装置(2)，和健身器材(4)连接的传感模块(5)，以及信息处理单元(3)，所述信息处理单元(3)至少包括信号收发模块(30)，用于和信号收发装置(2)进行无线通信；存储模块(31)，存储有从健身器材(4)上获得的数据；以及和信号收发模块(30)、存储模块(31)分别相连的处理器模块(32)，用于控制信号收发模块(30)和存储模块(31)的工作，传感模块(5)的输出端连接处理器模块(32)的输入端。
2.根据权利要求1中所述的游戏角色属性养成系统，其特征在于信息处理单元(3) 还包括至少和一个传感模块(5)相连的模拟/数字转换器(33)，模拟/数字转换器(33)连 接在传感模块(5)的输出端和处理器模块(32)的输入端之间。
3.根据权利要求1或2中所述的游戏角色属性养成系统，其特征在于所述健身器材 (4)可以为以下的一种或几种平衡测量器(6)、扭腰盘、拉力器(7)、握力器、臂力器、俯卧 撑器、跳舞毯、跑步机、踏步机、健身车、划船机、椭圆机。
4.根据权利要求3中所述的游戏角色属性养成系统，其特征在于所述平衡测量器(6) 包括一对底盘(61)和位于底盘(61)中央的柱形体(60)，在每个底盘(61)内部、柱形体 (60)的下方分别设置一个传感模块(5)；所述传感模块(5)包括压力传感器及其相连的信 号放大器，信号放大器的输出端连接所述信息处理单元(3)。
5.一种基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于包括如下步骤(1)终端设备(1)发布游戏锻炼任务，并为每个运动任务设置运动强度；(2)用户根据要求在相应的健身器材(4)上进行锻炼；(3)信息处理单元(3)实时收集、存储运动数据，并将数据传输给终端设备(1)；(4)终端设备(1)根据运动数据判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，并调整游戏 角色属性参数；(5)终端设备(1)根据运动数据判断用户是否已经完成训练任务，对完成训练的用户 进行奖励。
6.根据权利要求5中所述的基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于还包 括如下步骤判断用户的锻炼超出运动强度限制时，终端设备(1)提示用户，游戏角色属性 参数值保持不变或随运动的情况而下降；判断用户的锻炼未超出运动强度限制时，游戏角 色属性参数值随运动的完成情况而提升。
7.根据权利要求5或6中所述的基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于 所述运动强度限制包括但不限于每日运动或每次运动的运动次数、速度、持续时间、运动频 率。
8.根据权利要求5或6中所述的基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于 所述游戏角色属性包括游戏角色的身体属性和行为统计属性，所述身体属性包括但不局限 于指力、臂力、背部力量、胸部力量、腰腹力量、腿力、体力、发力稳定性、平衡能力；所述行为 统计属性包括但不局限于运动路程、攀爬高度。
9.根据权利要求5或6中所述的基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于 所述奖励包括游戏角色等级的提升、奖励虚拟装备和奖励虚拟技能。
10. 一种基于健身器材的游戏角色属性养成方法，其特征在于包括如下步骤(1)终端设备(1)发布游戏锻炼任务，并为每个运动任务设置运动强度，并将锻炼任务 和运动强度信息发送给信息处理单元(3)；(2)用户根据要求在相应的健身器材(4)上进行锻炼；(3)信息处理单元(3)实时收集、存储运动数据；(4)信息处理单元(3)根据运动数据判断用户的锻炼是否超出运动强度限制，记录游 戏角色属性参数的调整幅度，并在超出运动强度限制时提示用户；(5)信息处理单元(3)根据运动数据判断用户是否已经完成训练任务，在完成训练任 务时提示用户，并记录运动数据；(6)在信息处理单元(3)和终端设备(1)的通信恢复后，信息处理单元(3)将游戏角色 属性参数调整幅度值和训练任务完成情况发送给终端设备(1)；(7)终端设备(1)相应改变游戏角色属性值，以及在游戏中对完成训练任务的用户给 予奖励。
全文摘要
本发明公开了基于健身器材的游戏角色属性养成系统，包括健身器材、安装有游戏软件的终端设备、和终端设备连接的信号收发装置、和健身器材连接的传感模块，以及包括信号收发模块、存储模块和处理器模块的信息处理单元，本发明还公开了基于健身器材的游戏角色属性养成方法，终端设备发布游戏锻炼任务并设定运动强度，用户在相应的健身器材上锻炼，信息处理单元实时收集、存储运动数据，根据用户的运动情况，养成系统调整游戏角色属性参数，并对完成训练任务的用户给予奖励。本发明将多种健身器材和虚拟游戏相结合，用户在健身器材上完成相应健身任务，从而获得游戏角色等级提升等任务奖励，激励并指导用户科学地、持之以恒地锻炼身体的各个部位。
文档编号A63B22/04GK101816831SQ20101015580
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者陆怡然 申请人:陆怡然