一种虚拟私人运动教练脚踏车设备及控制系统的制作方法

专利名称：一种虚拟私人运动教练脚踏车设备及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息控制系统，尤其是运动信息的采集分析系统，具体地，涉及信息采集分析控制系统中提供虚拟私人运动教练脚踏车的控制系统以及相应的脚踏车设备。
背景技术：
随着物质生活水平的不断提高，人们开始热衷于参加各类体育健身运动，但是健身场馆内昂贵的健身器材以及聘请健身教练的费用让很多人望而却步。其中，有氧运动因其所需时间较长、运动强度相对不是很大等特点能够有效锻炼运动者的心肺功能，另外骑车运动对下肢塑形也特别有效，但在很多锻炼者没有专业的运动教练的情况下，其锻炼的效果往往只能凭借自己的主观感受，而没有一个量化的检测标准。另一方面，骑车运动有一定的枯燥性，许多人对于这样的需长期锻炼的枯燥运动有一定的排斥感，在健身锻炼过程中，缺少互动性、娱乐性的骑车运动难以吸引运动者的锻炼兴趣。因此对于普通的锻炼者来说，在轻松的环境下，能有一个专业的骑车教练在锻炼过程中给予相应的指导和帮助将对其锻炼效果起到积极的作用。而随着运动医学技术的发展，越来越多的专业体育运动队不仅配备了专业的医疗训练师、营养师，还引进了先进的训练辅助设备，对运动员训练后的各项身体指标进行采集并分析，根据分析结果可以对教练员更科学地安排训练计划提供参考建议，帮助运动员改进训练技术，从而提高运动员的运动成绩。但是，通常这些训练辅助设备的价格不菲，操作也不方便，不适用于普通大众。因此，提供一种使用方便、价格适中的训练辅助系统将会得到更多体育运动爱好者的青睐。

发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种虚拟私人运动教练脚踏车设备及控制系统。根据本发明的一个方面，提供一种虚拟私人运动教练脚踏车，包括车体、阻尼器， 还包括安装于所述车体上的若干数据采集器，其中，所述数据采集器用于获取运动者的人体体征信息。根据本发明的另一个方面，还提供一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统， 包括根据本发明的所述脚踏车设备，还包括控制装置，其中，所述控制装置包括第一接收装置，其用于接收来自所述数据采集器的所述人体体征信息；第一处理装置，其用于根据所述人体体征信息生成阻尼控制信息；阻尼控制装置，其用于根据所述阻尼控制信息控制所述阻尼器；第一反馈装置，其用于反馈所述阻尼控制信息以及第一发送装置，其用于向第三方系统发送所述阻尼控制信息。本发明通过脚踏车上的多个数据采集器采集用户在进行骑车运动过程中相关运动信息，并根据所述运动信息生成相应的阻尼控制信息。这样可以为用户在骑车运动中提供一个虚拟运动教练来改善其练习，使用户掌握在骑车练习的较合适的踏脚频率，从而达到更好的运动效果。


通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显图1示出根据本发明的第一实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的结构示意图；图2示出根据本发明的第一实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的左侧脚踏板的结构示意图；图3示出根据本发明的第二实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的车把的结构示意图；图4示出根据本发明的一个具体实施方式
的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统的网络拓扑图；以及图5示出根据本发明的第三实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统中控制装置的结构示意图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的第一实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的结构示意图。具体地，在本实施例中，如图1所示的脚踏车包括车体、显示装置105、阻尼器103 以及数据采集器(图1中未示出)，其中，所述车体包括车把101、坐垫102以及脚踏板104。 各部件之间的连接关系如图1所示，本领域技术人员理解，可参考现有健身脚踏车装配技术，在此不再赘述。更为具体地，在本实施例中，所述车把101为一蝴蝶把，相比普通车把，所述蝴蝶型车把有更大的手握车把的位置的范围，使得运动者在健身过程中能自由的选择手握车把的位置，从而使得运动者可选择的运动方式有多种变化。进一步地，所述车把101的形状可以是任意形状，如采用雁把、弯把等，本领域技术人员结合现有技术还可以变化出更多的实施例，这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述阻尼器103优选地位于所述坐垫102的下方，所述阻尼器103外有一外壳包裹所述阻尼器，使所述阻尼器103不可见。通过所述阻尼器103， 使得脚踏车的防震能力大大提高。在实际应用中，用户可根据自身身高调节坐垫102的高度，而无需担心脚踏车在用户的高强度的踩踏下会有任何左右不平衡的震动。此外，所述阻尼器103优选地采用现有技术，具体地，主要包括一摩擦盘片组，以及一楔形块，通过楔形块向摩擦片组方向移动时，摩擦片之间接触，相互摩擦，产生阻尼，其阻尼的大小取决于楔形块对摩擦片组施加的压力。从而实现阻尼的平滑连续可调(阻尼的增加或减小)更进一步地，在本实施例中，如图1所示出的所述显示装置105为一液晶显示屏， 优选地，所述显示装置105还包括LED灯、数码管等，所述不同的显示装置用以显示不同的内容。在具体应用中，用户可在运动时边通过液晶显示屏看电影，边通过LED灯了解文字信息，还可以看数码管显示的诸如心率、体表温度等信息。在本实施例的一个变化例中，所述显示装置105可以安装在所述脚踏车的其他位置，如车把101的下方，这并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。而在本实施例的另一个变化例中，所述显示装置105可以被省略。在本实施例的一个优选例中，还可以在所述车体上安装音响装置、震动装置以及风扇等装置，所述音响装置、震动装置以及风扇等装置可以根据需要安装在脚踏车上的任意位置。进一步地，所述脚踏车并不局限于如图1所示以及上述变化例的结构，本领域技术人员还可以结合现有技术在此基础上变化出更多的实施例，这并不影响本发明的实质， 在此不予赘述。在一个具体实施方式
中，用户(或者锻炼者)可以跨坐在所述脚踏车的所述坐垫 102上，并将双脚放在所述脚踏车的所述脚踏板104上，然后该用户可以用双手握住所述车把101，双脚踩踏所述脚踏板104模仿骑车运动。具体地，当所述用户在进行往复踏脚运动的过程中，所述脚踏板104上的至少一个数据采集器(例如，图2中所示出的心电电极209) 将会采集到所述用户相关身体运动状态变化的情况，例如，该用户心跳是否加速等情况。本领域技术人员理解，通过所述数据传感器采集的信息，可以了解该用户在模仿骑车运动过程中用户体能、体力等状态。进一步优选地，所述车把101上均勻分布了多个数据采集器(例如图3中示出的温度传感器303、304等)。本领域技术人员理解，所述温度传感器可以采集到所述用户双手握车把时的具体温度信息。然后，根据所述用户双手的表面温度是否在一个合理的范围内， 可以对该用户提供相应的运动建议信息。例如，当用户双手温度过热超过预设值时，可以提醒该用户应该较少运动量、特别是夏天运动注意中暑等信息。更进一步地，在本实施例的一个优选例中，还可以增加若干传感器，所述传感器可以采用贴片式通过数据线连接所述脚踏车。用户使用时，可将所述贴片传感器贴在用户欲采集数据的具体身体位置，从而大大提高所采集数据的准确性。图2示出根据本发明的第一实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的左侧脚踏板的结构示意图。本领域技术人员理解，图2所示的脚踏板可以看作是图1中所述脚踏板104的详细结构示意图。具体地，在本实施例中，如图2中所示，所述脚踏板201为一方形平板式脚踏板，脚踏板的板式设计以及与车体的连接方式采用现有技术，不同之处在于， 所述脚踏板201的一面上安装有心电电极209，若干凸块202、203。其中，所述凸块202内为磁石，进一步地，每一个凸块中至少包含有一块磁石(图2中为示出)。如图2所示，在所述脚踏板上设置有4X4的矩阵型凸块，优选地，对应至少16块磁石，每一个凸块的大小、形状均相同，采用半球体。如图2所述的凸块202，位于4X4磁石矩阵的左下方，对应按摩左脚底的左下侧肌肉，凸块203位于4X4磁石矩阵的第二行、第二列，对应按摩左脚底居中位置的肌肉。进一步地，所述心电电极209位于所述磁石矩阵的右侧。所述脚踏板201的重心位于所述脚踏板201底部的中间位置，使得所述脚踏板201能够始终保持正面向上。在一个具体实施例中，当所述用户在进行骑车练习时，用户光脚踩踏在所述脚踏板201上，所述脚踏板201在用户脚步的踩踏下将作圆周运动。所述脚踏板201上包括内藏磁石的若干凸块，例如202或203等，在用户脚踩所述脚踏板201上时，位于所述脚踏板 201上的心电电极209接触所述用户的脚底，通过采集脚部电位来感应用户脚底部血管的收缩从而获取用户的心跳速率。本领域技术人员理解，在一个优选例中，所述心电电极209可以采用贴片式，用户在运动时将所述贴片式心电电极贴于腿部，使得数据的采集更准确。进一步地，本领域技术人员理解，根据图1中所示的脚踏车示意图，在实际场景中，还可以优选地包括与本实施例所述脚踏板201相对应的至少一根松紧带(图2中未示出)，具体地，本领域技术人员应该理解，所述松紧带的两端固定在所述脚踏板201的左右两侧，所述松紧带的周长略小于人体脚底板的周长，使得所述用户双脚踩踏在所述脚踏板 201上后能更稳更牢，本领域技术人员在理解的基础上能实现以上实施例，在此不予赘述。进一步地，在本实施例的一个变化例中，在本实施例的一变化例中，所述方形平板式脚踏板201可以是圆形或其他形状，所述脚踏板201的大小可取任意值。更进一步地，所述脚踏板201的正反两面相同，都可以安装有凸块与传感器，使得用户在使用时方便省事， 不用考虑脚踏板的正反面的选择，即踩即用。在本实施例的一个优选例中，所述脚踏板201采用符合人体工程学的底板来代替平面板，使得安装在脚踏板201上的若干凸块以及数据采集器能最大化的接触脚底各点， 进一步提高用户体验效果以及数据采集的准确性。在本实施例的一个变化例中，所述凸块并不局限于如图2中所示的16个4X4的矩阵型凸块，本领域技术人员可以根据实际需要添加若干个大小不同，形状各异的凸块，进一步地，所述凸块的位置可以是圆形列阵、椭圆形或其他形状。本领域技术人员理解，优选地，还可以根据人体脚步的穴位的具体位置设置凸块的安装位置，使得所述脚踏板的按摩效果更佳。更具体地说是添加根据人体脚底各不同的穴位设计的不同的凸块。相应的，所述心电电极209安装在脚踏板104上凸块以外的位置。本领域技术人员理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，这样的变化并不影响本发明的实质，在此不予赘述。 在本实施例的又一个变化例中，本领域技术人员根据实际需要可以将所述心电电极209省略。在又一个变化例中，所述凸块可以被省略。在又一个变化例中，所述磁石可以被省略。图3示出根据本发明的第二实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备的车把的结构示意图。图3所示的车把可以看作是图1中所述车把101的一个变化例的详细结构示意图。具体的，在本实施例中，如图3中所示，所述车把为一直把，安装在所述脚踏车的车体上。所述车把包括支架301、手把302。进一步地，在所述手把302上安装有温度传感器 303、304，所述手把302管内优选地还安装有震动装置(图3中未示出)。具体地，所述温度传感器303与温度传感器304左右对称地安装在所述手把302的表面，使得用户手握车把 302时所述温度传感器的能完全接触用户手部皮肤。所述震动装置优选地安装在所述车把的管腔内，所述车把的左右两握把内腔至少安装有一对所述震动装置。具体地，根据所述车把的长度，本领域技术人员理解，可安装不同数量的震动装置，并根据车把的形状，所述震动装置安装在所述车把上不同的位置，例如，在图1的实施例中，所述车把101为蝴蝶把，则至少应当在所述蝴蝶把的各边分别安装2个震动装置，分别分布在车把弯管的两边的两段管腔内。在实施本实施例时，用户手握车把两边的手把302，所述用户的手掌接触安装在所述车手把302表面的温度传感器。用户开始运动后，所述温度传感器的感温端加热到与用户手掌处的温度一致，与未加热端的导体形成电位差，从而实现温度的测定。所述温度传感器优选地采用响应速度较快的热电偶传感器。在本实施例的一变化例中，所述车把的表面可采用吸汗材料包裹。具体地，即在所述车把上传感器的位置外的部分，所述车把包裹一层吸汗材料用以吸汗。本领域技术人员理解，优选地，可采用棉等布料。在本实施例中，所述车把101两边的手把302上还可以安装若干心电电极测用户的心跳速率，或进一步加设其他的传感器诸如压力传感器等。本领域技术人员理解，在结合上述实施例作出这样的变化例，这样的变化并不影响本发明的实质，在此不再赘述。结合以上图示，在所述脚踏车设备的又一个变化例中，所述脚踏车设备中还可以采用仰视设计，具体地，设计一平面躺板代替坐垫102，并将显示装置安置于平面躺板的上方，面向平面躺板，同时，车把的具体位置也根据显示装置位置的变化而变化。相应地，本领域技术人员理解，与图1所示的脚踏车结构示意图不同的是，在本实施例中，用户不是正坐在坐垫上进行骑车练习，而是在人体处于平躺状态面朝上的进行骑车训练的情况。所述用户可以平躺在所述脚踏车上进行模拟骑车练习，进一步地，在一个变化例中，所述显示装置还可以安装在脚踏车的底部，位于所述平面躺板的下方，面朝上，使得所述用户能够趴在所述脚踏车上进行运动，从而可以选择更多的姿势提高用户舒适度。其具体实施方式
本领域技术人员可以参照图1实现上述变化例，在此不予赘述。结合以上图1至图3所示出的脚踏车设备的一个变化例中，所述脚踏车设备包括信息处理器，其中，所述信息处理器连接所述数据采集器、所述阻尼器、所述显示装置、所述电扇、所述震动装置以及所述音响装置中的任一项或任多项装置。进一步地，所述信息处理器用于根据指令信息控制上述连接设备，具体地，例如，有一电扇连接所述信息处理器，所述信息处理器的指令信息为调节风扇功率，则所述信息处理器改变风扇的端电压来控制所述风扇的功率大小，从而改变所述风扇的转速。本领域技术人员应该理解，所述信息处理器可以是CPU等微处理器，可根据需要连接其他不同的部件，所述不同部件的变化并不影响本发明的实质内容。在图1至图3所示实施例的变化例中，所述脚踏车系统包括信息处理器，其中，所述信息处理器与所述数据采集器、所述阻尼器、所述显示装置、所述电扇、所述震动装置以及所述音响装置中的任一项或任多项装置相连接。其中，所述信息处理器通过所述数据采集器采集人体体征信息，即所述信息处理器接收来自所述数据采集器的传感信号，然后由所述信息处理器对该传感信号进行处理并控制所述阻尼器、所述显示装置、所述电扇、所述震动装置以及所述音响装置。进一步地，所述信息处理器通过通信模块可以连接第三方系统。本领域技术人员理解，所述脚踏车设备可以不包括所述信息处理器，具体地，所述脚踏车设备可以包括用于与信息处理器相连接的接口，这样，所述数据采集器通过该接口可以连接不同功能的信息处理器，也就是说，本领域技术人员可以根据实际需要为所述训练系统配备不同的信息处理器。图4示出根据本发明的一个具体实施方式
的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统的网络拓扑图。具体地，在本实施例中，所述网络拓扑图示出了脚踏车设备41、控制装置42、以及第三方系统45。所述控制系统包括所述脚踏车设备41以及控制装置42，其中，在所述脚踏车41中包括数据采集器411、显示装置412以及阻尼器413 ；所述控制装置42中包括第一接收装置421、第一处理装置422、阻尼控制装置423、第一反馈装置424以及第一发送装置425。进一步地，其中，所述数据采集器411用于采集用户的人体体征信息、所述显示装置412用于向用户显示运动建议信息、所述阻尼器413用于控制脚踏板转动阻力； 所述第一接收装置421用于接收来自所述数据采集器采集的所述人体体征信息、所述第一处理装置422用于根据所述人体体征信息生成阻尼控制信息、所述第一反馈装置423用于反馈所述阻尼控制信息。根据图4所示的网络拓扑图，在一个具体实施例中，当用户在进行模仿骑车练习时，所述数据采集器411包括位于所述脚踏车设备41上的温度传感器(图4中未示出)以采集该用户体表温度，还可以包括所述心电电极(图4中未示出)以采集所述用户心跳情况信息。其中，所述人体体征信息的采集过程可以参考上文中相关的实施例，在此不予赘述。然后，所述控制装置42将对所述采集的人体体征信息进行分析处理。本领域技术人员理解，所述控制装置42可以看作是该脚踏车41的后台处理系统，所述脚踏车41与所述控制装置42间可以通过网络(例如，有线或短距离无线网络等)来传送数据。具体地，当所述脚踏车41上的数据采集器411将采集到所述若干人体体征信息通过所述网络传送到所述控制装置42时，所述控制装置42将通过所述第一接收装置421来接收所述人体体征信息。本领域技术人员可以设置相关的控制程序在所述数据采集器411和所述第一接收装置421之间实现数据信息的发送与接收，在此不予赘述。进一步地，所述第一接收装置421 将通过相应的通讯接口将所述人体体征信息发送到所述第一处理装置422中。然后，本领域技术人员理解，所述第一处理装置422可以通过预设的数据处理程序来对所述人体体征信息进行分析处理，从而生成阻尼控制信息。随后所述第一处理装置 422通过相应的通讯接口将所述阻尼控制信息发送到阻尼控制装置423。具体地，例如，结合上述图示出的实施例，当用户手握车把101、踩踏脚踏板104做模仿骑车运动时，所述车把101和脚踏板104上的数据采集器采集数据，即温度传感器采集用户体表温度、心电电极采集用户心跳速率等人体体征信息。所述第一接收装置421接收上述信息后，发送给所述第一处理装置422那么所述第一处理装置422将根据接收的人体体征信息生成相应的阻尼控制信息并将该信息发送给阻尼控制装置423执行，所述阻尼控制装置423执行所述阻尼控制信息从而实现对阻尼器413的控制。例如，用户心跳较慢等信息对应用户当前运动量较小的运动状态，所述第一处理装置422生成加大阻尼的阻尼控制信息，使得用户脚踩踏板需要更大的力，从而提高用户的运动量。更为具体地，所述阻尼控制装置423根据所述阻尼控制信息控制所述阻尼器413。 具体地，所述阻尼控制装置423对应控制阻尼器的运行状态并实时根据所述第一处理装置 422生成的阻尼控制信息对阻尼器413进行控制。在具体实施过程中，结合前述图例示出的脚踏车，当所述心电电极209采集到用户的心跳电信号，由所述第一接收装置接收所述电信号，然后，所述第一处理装置读取所述电信号，根据预设的算法转换成心率。当所述心跳速率明显过快时，例如，用户运动时心跳达到每分钟130次，而根据此用户预先设定身体状况等信息，此用户的身体健康程度不宜承受较大的工作强度。进一步地，心电电极209获取用户的心跳电信号，所述第一接收装置421接收所述心跳电信号、即心跳速率为130次/分的信息后，发送给第一处理装置422，所述第一处理装置422根据此心跳电信号转换为心跳速率信息生成加大阻尼的控制信息。所述阻尼控制装置423则根据所述加大阻尼的控制信息对阻尼器413执行加大阻尼的控制，使得所述阻尼器413的阻尼加大，从而实现对用户运动强度的有效控制，用户将减慢模拟骑车的踏脚频率，慢慢地，在用户心跳的速率降低后， 所述阻尼控制装置423将根据新的阻尼控制信息例如，减少阻尼，对阻尼器413进行减小阻尼的控制。进一步地，本领域技术人员还可以根据上文所述的其他人体体征信息变化出更多的生成阻尼控制信息进行控制的实施例，在此不予赘述。最后，所述第一处理装置422将生成的阻尼大小信息通过第一反馈装置424中的第二反馈装置(图4中未示出)反馈给所述显示装置。在本实施例的一个优选例中，所述第二反馈装置可以将所述阻尼大小信息通过脚踏车设备41上的显示装置412来反馈给该用户。具体地，本领域技术人员理解，例如所述显示装置412可以是安装在所述脚踏车车体上的显示屏，通过文字形式来显示所述运动建议信息。又例如，所述显示装置412还可以是 LED灯或者数码管等，通过信号指示灯来提示该用户所述阻尼大小信息。具体地，例如，绿色信号灯表示该用户的运动状况一切正常、黄色信号灯表示该用户在运动过程中发生一些需要引起注意的问题、而红色信号灯则表示该用户在运动过程中发生一些危险的操作动作寸。更进一步地，所述控制装置42包括第一发送装置425，其用于向一第三方系统发送所述阻尼控制信息。所述第一发送装置425可以通过基站43将所述阻尼控制信息发送到第三方系统45中，其中所述第三方系统45包括远程档案记录系统，可以是一个体育运动网站、社交网站、博客以及论坛等。本领域技术人员理解，所述用户可以预先在所述第三方系统中注册个人账户，并所述个人账户与本发明所述虚拟私人运动教练脚踏车控制系统相关联。这样当该用户在进行骑车练习时，所述控制装置42将获取该用户的账户信息，然后在运动结束后，可以通过互联网将所述阻尼控制信息传送到该用户的个人账户中，进一步地， 所述用户可以在任意时间登录到所述第三方系统中查看所述阻尼控制信息。具体地，本领域技术人员可以利用现有的互联网技术来实现上述过程，在此不予赘述。在本实施例的一个优选例中，所述第三方系统还可以包括移动终端，为方便说明， 在图4中移动终端标记为44。具体地，所述第一发送装置425可以通过所包含的短距离无线通信模块将所述运动建议信息发送到该用户的移动终端44上。具体地，其中所述短距离无线通信模块可以是蓝牙模块、Wi-Fi模块等。在实际应用中，所述用户可以根据携带的移动终端(例如手机)所具有的通信功能选择合适的方式来接收所述阻尼控制信息，本领域技术人员可以结合现有通信技术来实现所述过程，在此不予赘述。在本实施例的一个变化例中，所述第一发送装置425在发送所述阻尼控制信息的时间节点上可以有多种选择方式。具体地，例如，在一个优选实施例中，所述第一发送装置 425将实时地向用户反馈阻尼控制信息，即所述控制装置42将通过第一接收装置421实时更新接收到的所述人体体征信息，并由所述第一处理装置422及时生成相应的阻尼控制信息，然后通过所述第一反馈装置4M反馈所述阻尼控制信息。在实际应用中，优选地，所述第二反馈装置将通过所述脚踏车设备41上的显示装置412来提示所述用户相关的阻尼控制信息。又例如，在一个次优选实施例中，所述控制装置42可以在该用户结束骑车运动后通过所述第一处理装置422将本次运动过程中的所有人体体征信息生成相应的阻尼控制信息，再通过所述第一发送装置425将所述阻尼控制信息发送至第三方系统。在实际应用中，所述过程优选地可以通过短距离无线通信模块发送该用户的移动终端44上，或者通过基站43发送到所述第三方系统45中，这样该用户可以在结束运动后的任意时间查看所述阻尼控制信息。进一步地，在本实施例的又一个变化例中，所述显示装置412可以变化为音响装置，具体地，所述第一反馈装置423可以通过所述音响装置将所述阻尼大小信息反馈给所述用户。具体地，例如可以通过脚踏车设备上的语音设备来播放相关的阻尼大小信息。本领域技术人员理解，所述音频播放装置可以将所述运动建议信息转换成语音格式(例如， mp3、wma等格式)，然后再将所述语音信息播报给所述用户。而在另一个变化例中，所述显示装置412可以变化为震动装置，具体地，在实际应用中，所述震动装置可以安装在如图1 中所示的车把101上，相应地，所述第二反馈装置发出阻尼大小信息(例如，对用户相关动作纠正的提示信息)可以通过所述震动装置的来提醒该用户。进一步地，在本实施例的又一个变化例中，所述反馈运动建议信息的过程还可以同时利用上述多种装置来实现。具体地，例如，脚踏车设备41可以同时通过所述显示装置 412以及音响装置来向该用户反馈所述阻尼大小信息，例如，通过脚踏车上的显示屏以文字形式显示阻尼大小信息，同时再通过相关的音响设备播放相应的阻尼大小信息等。又例如， 也可以同时通过所述音响装置以及所述震动装置来提示所述用户在举重运动过程中需要注意的问题，例如，通过所述震动装置的震动引起该用户的注意，并通过音响设备的音频信息来指导该用户进行不同速率的骑车练习。本领域技术人员还可以根据实际应用中的需要变化出更多的实施例，在此不予赘述。结合以上述图4所示出的实施例，在一个变化例中，所述第三方系统45控制系统包括电子游戏系统。结合图1至图3说明本实施例的优选例，所述脚踏车设备根据游戏的需要做进一步的改进，例如，在车把101上设置游戏按钮或是增加游戏手柄等装置方便用户游戏操控，进一步地，所述脚踏车设备内装配处理一台个人电脑主机，或装载处理器，数据存储装置，通信接口等装置。具体地，若干台脚踏车设备作为终端通过网络连接所述电子游戏系统，所述电子游戏系统包括作为处理终端的服务器，脚踏车端的计算机作为客户端装载客户端软件提供用户游戏的登录。在游戏过程中，脚踏车作用动作操控装置接收用户的动作信息，安装在脚踏车端的计算机主机内的客户端软件计算用户的脚踏车脚踏板的旋转速度并上传所述转速数据至电子游戏系统，进一步地，一起上传的还包括所述脚踏车的阻尼控制信息以及用户的按键指令。所述电子游戏系统接收系统中各联线用户的相应数据，并根据所述数据计算各用户的模拟骑车的时速、方向、动作等信息。在实施本实施例的过程中，例如，分布在不同地区的若干名自行车运动爱好者相约进行虚拟自行车运动比赛，所述运动者使用本实施例的脚踏车作为游戏客户端通过互联网连接电子游戏系统，在用户登录所述游戏系统后，各脚踏车终端上的显示装置模拟出多名用户同场竞技的画面，电子系统的服务器处理终端实时接收各用户端发送的数据，并将计算结果反馈给脚踏车终端，所述安装于脚踏车客户端的软件根据所述计算结果生成各用户的运动状态信息，并以图像显示反馈给用户。本领域技术人员结合所述实施例可编写这样的软件程序，在此不再赘述。在又一个变化例中，所述第三方系统中还包括射频卡，本领域技术人员理解，所述射频卡在接收所述阻尼控制信息的同时，还接收电源信号以供射频卡芯片工作，从而把所述阻尼控制信息进行存储，所述射频卡所存储的阻尼控制信息能够方便的提供用户异地不同脚踏车上数据的同步。本领域技术人员理解，所述脚踏车端包括对应射频卡的读写器以及相应的管理软件，用于获取射频卡内的用户验证信息以及阻尼控制信息，进一步地，可根据用户需求定制不同的应用信息。具体地，例如，除上述信息外，所述射频卡还可以记录用户每次的运动时间等数据，并可反复累加或通过管理软件清零数据，使得用户“一卡在手， 信息互通”。本领域技术人员理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。在本实施例的又一个变化例中，所述显示装置412可以变化为其他信息输出装置，进一步地，所述震动装置、电扇以及音响装置可以变化为麦克风装置、按摩装置、或换气装置，本领域技术人员理解，所述变化并不影响本发明的实质内容，在此不再赘述。图5示出根据本发明的第三实施例的，一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统中控制装置的结构示意图。所述控制系统包括所述脚踏车设备(例如图1至3所示实施例及其变化例中的脚踏车设备)以及所述控制装置。本领域技术人员可以将本实施例理解为上述图4所示控制系统中的控制装置42的一个具体实施方式
。具体地，在本实施例中， 如图5所示的控制系统中包括控制装置5。进一步地，在本实施例中，所述控制装置5包括第一接收装置51、第一处理装置52、阻尼控制装置53、第一反馈装置M以及第一发送装置 55。优选地，所述第一接收装置51包括第二接收装置511，所述第一处理装置52包括第二处理装置521，所述第一反馈装置包括第二反馈装置Ml。进一步地，所述第二处理装置521 中还包括第一获取装置5211以及第三处理装置5212。更进一步地，所述第三处理装置5212 包括第一判断装置52121以及第四处理装置52122。具体地，所述第一接收装置51用于接收来自所述数据采集器(如温度传感器、心电电极等)的传感信号，即对应的所述人体体征信息(包括但不限于人体局部温度、心率等)，所述第一处理装置52用于根据所述传感信号转化为人体体征信息生成阻尼控制信息，所述阻尼控制装置53用于根据所述阻尼控制信息控制脚踏车上的阻尼装置(如图1所示)，所述第一反馈装置M用于反馈所述阻尼控制信息，所述第一发送装置阳用于发送所述阻尼控制信息中的阻尼大小信息。进一步地，所述第二接收装置511用于接收来自所述温度传感器的所述第一温度信息，所述第三接收装置用于接收来自所述心率传感器的所述第一心率信息。所述第二处理装置521用于根据所述第一温度信息生成所述阻尼控制信息。所述第二反馈装置541用于向所述显示装置、所述震动装置、所述电扇以及所述音响装置反馈所述阻尼大小信息。更进一步地，所述第一获取装置5211用于获取第二温度信息， 其中，所述第二温度信息用于指示第二温度的高低；所述第三处理装置用于根据所述第一温度信息和第二温度信息生成所述阻尼控制信息。再进一步地，所述第一判断装置52121 用于判断所述第二温度与第一温度的温度差是否超过第一阈值；所述第四处理装置52122 用于根据所述第一判断装置52121的判断结果生成所述阻尼控制信息。根据图5所示的控制系统，本领域技术人员理解，所述控制装置5可以被理解为如图4中所示的控制装置42的一个具体实施方式
，而所述数据采集器以及所述显示装置优选地被安装在本发明所提供的脚踏车设备上。在一个具体实施方式
中，所述第二接收装置511 将接收来自所述温度传感器采集到的第一温度信息，其用于指示第一温度的高低，其中，所述温度传感器可以是如图3所示的安装于车把上的温度传感器303、304等或其变化例中的贴片式温度传感器。具体地，在所述用户骑车练习的过程中，所述温度传感器将采集用户的体表温度。本领域技术人员理解，所述第二接收装置511可以通过相关的有线或无线网络 (如图4中所示)与所述温度传感器相连接，从而可以接收到所述温度传感器采集到的所述弟“"温度^[曰息ο然后，所述第二接收装置511将接收到的所述第一温度信息发送到所述第二处理装置521中，所述第二处理装置521将根据所述第一温度信息生成阻尼控制信息。本领域技术人员理解，所述第一温度信息可以是一个字符串信息或者某种数据格式(例如XML)的信息，相应地，技术人员可以通过相适应的程序来读取所述字符串信息或者XML格式的信息等，在此不予赘述。然后所述第一获取装置5211将获取到的第二温度信息发送到第三处理装置5212 中，所述第三处理装置5212将根据所述第一温度信息和第二温度信息生成所述阻尼控制信息。本领域技术人员理解，数据传感器采集数据，每次采集所述第一温度与所述第二温度的采集时间的间隔优选地都是相等，那么根据所述第一温度信息与第二温度信息的间隔以及温度差可以测算出所述温度的变化速率。具体地，在所述第三处理装置5212中可以设置相关的算法程序来实现上述计算的过程，在此不予赘述。最后所述第三处理装置5212根据所述计算数据结果生成所述阻尼控制信息。具体地，在所述第三生成装置5212中可以通过相关的控制程序来实现。进一步地，所述第一判断装置52121用于判断所述第二温度与第一温度的温度差是否超过第一阈值，本领域技术人员理解，所述第一阈值可根据用户的需要自行设定，例如，预设所述第一阈值为5°C，则所述第一判断装置52121进行判断所述第二温度与第一温度的温度差是否超过5°C、即所述温差是否大于5°C，然后所述第四处理装置52122根据所述第一判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。具体地，例如，第一判断装置52121的判断结果为所述第二温度与第一温度的温度差超过所述第一阈值5°C，则所述第四处理装置52122根据这一结果生成加大阻尼的控制信息。本领域技术人员应该理解，所述判断装置的判断结果与所述处理装置对此判断结果的采用可以根据需要变化，例如，在一个变化例中，第一判断装置52121的判断结果为所述第二温度与第一温度的温度差超过所述第一阈值5°C，则所述第四处理装置52122根据这一结果生成减小阻尼的控制信息。接着，通过所述第一反馈装置M可以将生成的所述阻尼控制信息反馈给所述用户。在具体实施过程中，所述第一反馈装置M将通过所述第二反馈装置541将阻尼大小信息进行反馈。进一步地，结合图4，所述第二反馈装置Ml向显示装置412反馈阻尼大小信息，例如，所述第二反馈装置541可以通过固定网络将阻尼大小信息发送到所述显示装置 412中，并通过相关的显示设备(例如，脚踏车上的显示屏)来显示所述阻尼大小信息。在本实施例的一个变化例中，本领域技术人员理解，所述人体体征信息还可以包括手部握力信息，所述手部握力信息用于指示用户左右双手握车把的用力大小。具体地，图 3所示出的车把将相应地发生变化，所述车把的两手把上还将安装若干压力传感器于握手处，所述若干压力传感器用于采集压力大小数据；图5所示的控制装置5将相应地发生变化，还包括第四接收装置、第五接收装置、第四判断装置以及第九处理装置。所述第四接收装置用于接收左手握力大小，所述第五接收装置用于接收右手握力大小，所述第四判断装置用于根据判断左右手压力大小是否相同以及所述第九处理装置用于根据判断结果生成反馈建议信息。本领域技术人员应该理解，所述压力的数据采集、判断并以此生成的建议信息可参考上述温度数据的实施例，在此不再赘述。在所述变化例中，所述第三方系统还包括远程指导系统，所述取景装置获取的影像通过互联网等途径发送到第三方系统的服务器上，位于异地的教练员等专业人员可以登录第三方系统远程指导用户进行指导。本领域技术人员应该理解，可以根据现有网络技术实现以上变化例，在此不再赘述。在本实施例的又一个变化例中，所述第一判断装置52121可以变化为第二判断装置，所述第四处理装置52122可以变化为第五处理装置，具体地，所述第二判断装置用于判断所述第二温度超过第二阈值的持续时间是否大于第三阈值；所述第五处理装置用于根据所述第二判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。本领域技术人员理解，所述第二阈值为一较高的温度值，具体地，可以根据用户的实际需求设定一个较合理的值，例如，所述第二阈值取值为40°C，即所述第二判断装置判断所述第二温度超过40°C的持续时间是否大于第三阈值。进一步地，所述第三阈值为一时间值，本领域技术人员理解，所述时间应该以保证用户身体健康为准，保证用户处于高温状态的时间不会过长，具体地，所述第三阈值的时间可以是5分钟。所述第二判断装置便根据预设的“IF”语句作出判断持续时间是否超过阈值。接着，所述第五处理装置根据所述第二判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。具体地，若所述第二判断装置的判断结果为“是”，即第二温度超过40°C的持续时间大于 5分钟，则所述第五处理装置生成加大阻尼的阻尼控制信息，使得脚踏车脚踏板能尽快减速至停止运转，保证用户尽快结束高强度运动。在本实施例的又一个变化例中，所述第二接收装置511变化为第三接收装置，所述二处理装置521变化为第六处理装置，其中，所述第三接收装置用于接收来自所述心率传感器的所述第一心率信息，所述第六处理装置用于根据所述第一心率信息生成所述阻尼控制信息。具体地，所述第三接收装置接收来自所述心率传感器的电信号，所述第六处理装置根据该电信号确定用户心率的快慢进而生成所述阻尼控制信息。优选地，所述第六处理装置包括第二获取装置以及第七处理装置，其中，第二获取装置用于获取第二心率信息， 其中，所述第二心率信息用于指示第二心率的快慢，所述第七处理装置用于根据所述第一心率信息和第二心率信息生成所述阻尼控制信息。优选地，所述第七处理装置包括第三判断装置以及第八处理装置，其中，所述第三判断装置用于判断所述第一心率是否高于所述第二心率，所述第八处理装置用于根据所述第二判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。例如，可以所述第二心率设定为150跳/分钟，若所述第一心率超过150跳/分钟，则所述第八处理装置通过向所述阻尼器发送所述阻尼控制信息使所述阻尼器大幅增大阻尼或大幅减小阻尼。在本实施例的又一个变化例中，所述第一反馈装置M以及所述第一发送装置55 可以直接从所述第一处理装置52接收所述阻尼控制信息，并进行相应处理。以下结合图1至图5所示出的虚拟私人运动教练脚踏车设备及控制系统，说明在一个具体实施方式
中，所述脚踏车设备如何结合所述控制系统发挥虚拟教练的作用。具体地，当用户坐在所述脚踏车设备上开始做模拟骑车动作的健身运动时，所述安装于脚踏车上的若干数据采集器开始采集数据，例如，位于车把上的温度传感器读取因用户手部与传感器端未加热部分的温度差而产生的电位差，位于脚踏板上的心电电极也采集到相应的电信号等。在将所述数据发送给第一接收装置，所述第一接收装置中的数据由第一处理装置读取并根据所述数据生成阻尼控制信息，具体地，例如，用户的手部明显温度偏高，心跳较快等，则相应的生成加大阻尼的信息。然后阻尼控制装置执行所述阻尼控制信息来控制阻尼器，例如，如前述的第一处理装置生成的信号为加大阻尼的信息，则阻尼控制装置控制阻尼器加大阻尼，具体地，所述阻尼器中的楔形块加大与摩擦盘片组之间的摩擦力，达到加大阻尼的目的。进一步地，还通过所述阻尼控制信息控制其他脚踏车设备中的其他部件，例如，阻尼控制信息为加大阻尼是为了促使用户减小运动强度，则根据这个控制信息，相应地，其他诸如风扇将增大功率，使得风速更高避免用户过热；震动装置将强烈震动以提醒用户注意休息。然后由第一反馈装置反馈所述阻尼控制信息，具体地，例如，通过显示装置诸如LED等来显示红色表示当前正处于超负荷运动状态等。最后还有第一发送装置将所述阻尼大小信息发送至第三方系统中，例如，在第三方系统中包括一远程档案记录系统，所述阻尼大小信息通过网络等途径由第一发送装置发送到第三方系统中并记录存储。以上，示出了本发明的一个具体的实施方式，本领域技术人员应该理解根据实际需要可以变化出类似的其他的实施方式，在此不予赘述。 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种虚拟私人运动教练脚踏车设备，包括车体、阻尼器，其特征在于，还包括安装于所述车体上的若干数据采集器，其用于获取运动者的人体体征信息。
2.根据权利要求1所述的脚踏车设备，所述数据采集器包括如下装置中的任一种或任多种装置-温度传感器；以及-心率传感器。
3.根据权利要求2所述的脚踏车设备，其特征在于，所述温度传感器安装于所述车体的车把上。
4.根据权利要求2或3所述的脚踏车设备，其特征在于，所述温度传感器安装于所述车体的踏板上。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，所述心率传感器包括若干心电电极，其中，在所述车体的左右车把上各安装有一心电电极。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，所述心率传感器包括若干心电电极，其中，在所述车体的左右踏板上各安装有一心电电极。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，在所述车体的踏板的至少一个面上分布有若干凸起部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，所述车体的踏板上安装有磁石或至少一条松紧带。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，还包括安装在车体上的显示装置。
10.根据权利要求9所述的脚踏车设备，其特征在于，所述显示装置包括如下装置中的任一种或任多种装置-液晶显示屏；-LED灯；以及-数码管。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，还包括安装在车体上的震动装置。
12.根据权利要求11所述的脚踏车设备，其特征在于，所述震动装置安装在所述车体的车把上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，还包括音响装置。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，还包括安装于所述车体的电扇。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的脚踏车设备，其特征在于，还包括信息处理器，其中，所述信息处理器与如下装置中的任一项或任多项装置相连接-所述数据采集器；-所述阻尼器；-所述显示装置；-所述电扇；-所述震动装置；以及-所述音响装置。
16.一种虚拟私人运动教练脚踏车设备控制系统，其特征在于，包括权利要求1至15中任一项所述脚踏车设备，还包括控制装置，其中，所述控制装置包括如下装置-第一接收装置，其用于接收来自所述数据采集器的所述人体体征信息； -第一处理装置，其用于根据所述人体体征信息生成阻尼控制信息；以及 -阻尼控制装置，其用于根据所述阻尼控制信息控制所述阻尼器。
17.根据权利要求16所述的控制系统，其特征在于，所述人体体征信息包括第一温度信息，其用于指示第一温度的高低，其中，所述第一接收装置包括如下装置-第二接收装置，其用于接收来自所述温度传感器的所述第一温度信息， 所述第一处理装置包括如下装置-第二处理装置，其用于根据所述第一温度信息生成所述阻尼控制信息。
18.根据权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述第二处理装置包括如下装置 -第一获取装置，其用于获取第二温度信息，其中，所述第二温度信息用于指示第二温度的高低；-第三处理装置，其用于根据所述第一温度信息和第二温度信息生成所述阻尼控制信息。
19.根据权利要求18所述的控制系统，其特征在于，所述第三处理装置包括如下装置 -第一判断装置，其用于判断所述第二温度与第一温度的温度差是否超过第一阈值;以及-第四处理装置，其用于根据所述第一判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。
20.根据权利要求18所述的控制系统，其特征在于，所述第三处理装置包括如下装置 -第二判断装置，其用于判断所述第二温度超过第二阈值的持续时间是否大于第三阈值；以及-第五处理装置，其用于根据所述第二判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。
21.根据权利要求16至20中任一项权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述人体体征信息包括第一心率信息，其用于指示第一心率的快慢，其中，所述第一接收装置包括如下装置-第三接收装置，其用于接收来自所述心率传感器的所述第一心率信息， 所述第一处理装置包括如下装置-第六处理装置，其用于根据所述第一心率信息生成所述阻尼控制信息。
22.根据权利要求21所述的控制系统，其特征在于，所述第六处理装置包括如下装置 -第二获取装置，其用于获取第二心率信息，其中，所述第二心率信息用于指示第二心率的快慢；-第七处理装置，其用于根据所述第一心率信息和第二心率信息生成所述阻尼控制信息。
23.根据权利要求22所述的控制系统，其特征在于，所述第七处理装置包括如下装置 -第三判断装置，其用于判断所述第一心率是否高于所述第二心率；以及-第八处理装置，其用于根据所述第二判断装置的判断结果生成所述阻尼控制信息。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括如下装置-第一反馈装置，其用于反馈所述阻尼控制信息。
25.根据权利要求M所述的控制系统，其特征在于，所述阻尼控制信息包括阻尼大小信息，其中，所述第一反馈装置包括第二反馈装置，其用于向如下装置反馈所述阻尼大小信息-所述显示装置； -所述震动装置； -所述电扇；以及 -所述音响装置。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括第一发送装置，其用于向第三方系统发送所述阻尼控制信息。
27.根据权利要求沈所述的控制系统，其特征在于，所述第三方系统包括如下系统中的任一种或任多种-电子游戏系统； -远程档案记录系统； -移动终端；以及 -射频卡。
全文摘要
本发明提供了一种虚拟私人运动教练脚踏车设备，包括车体、阻尼器，还包括安装于所述车体上的若干数据采集器，所述数据采集器用于获取运动者的人体体征信息。还提供了相应的控制系统，包括根据本发明的脚踏车设备，还包括控制装置，其包括第一接收装置，其用于接收来自所述数据采集器的所述人体体征信息；第一处理装置，其用于根据所述人体体征信息生成阻尼控制信息；以及阻尼控制装置，其用于根据所述阻尼控制信息控制所述阻尼器。本发明通过脚踏车上的多个数据采集器采集用户在进行骑车运动过程中相关运动信息，并根据所述运动信息生成相应的阻尼控制信息。这样可以为用户在骑车运动中提供一个虚拟运动教练来改善其练习。
文档编号A63B22/08GK102258848SQ201010184289
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者马海华 申请人:上海薄荷信息科技有限公司