一种基于物联网通信的自适应力量训练系统的制作方法

本发明涉及训练器材技术领域，尤其涉及一种基于物联网通信的自适应力量训练系统。

背景技术：

随着人们经济生活水平不断提高，体育锻炼运动也就将会成为我们生活中必不可缺少的部分，健身器材也将随之成为我们生活中必不可缺的物品。力量训练装置是一种常见的健身器材，现有的力量训练装置需要用户手动调节阻力，非常不方便，且阻力调节好后在训练中是固定不变的，不能根据用户的力量变化实时调节阻力，容易造成用户肌肉拉伤。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有力量训练装置需要用户手动调节阻力，且在训练中阻力恒定不变的技术问题，提供了一种基于物联网通信的自适应力量训练系统，其能够在用户训练时自动调节阻力，减少了用户受伤的风险，还能存储用户的历次力量训练情况并进行分析。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种基于物联网通信的自适应力量训练系统，包括力量训练装置和云服务器，所述力量训练装置包括控制装置、送风装置、承风装置、导轨和拉绳，所述送风装置包括板体，所述板体上设有供拉绳穿过的通孔和若干个向后吹风的风机，所述导轨位于送风装置后方，所述导轨走向与风机的吹风方向一致，所述承风装置包括框体，所述框体设置在导轨上且可沿导轨移动，所述框体内设有若干个并排竖直设置的挡风板以及可驱动各个挡风板水平转动的驱动机构，所述框体四角处设有连接绳，所述连接绳与拉绳末端连接，所述框体上还设有微处理器、加速度传感器和第一无线通信模块，所述控制装置包括控制器、第二无线通信模块和人机交互装置，所述人机交互装置包括触摸屏和指纹识别模块，所述微处理器分别与驱动机构、加速度传感器、第一无线通信模块电连接，所述控制器分别与风机、第二无线通信模块、触摸屏、指纹识别模块电连接，所述控制装置能够与承风装置、云服务器无线通信。

在本技术方案中，承风装置位于送风装置后侧，当板体上的风机向后吹风时，挡风板受风力作用，框体沿导轨向后移动，此时，拉绳上产生阻力。风机向正后方吹风，导轨与送风装置相垂直，挡风板正面承受风机吹出的风，充分利用风机吹出的风。驱动机构可驱动各个挡风板单独水平转动，通过调整各个挡风板的位置调节承风装置承受的风力，力量训练装置可通过调整工作的风机数量、工作风机的风力或控制所有挡风板与框体之间的夹角大小来调节承风装置承受的风力。

当所有挡风板转动到与框体平行的位置时，挡风板与框体之间的夹角为0度，所有挡风板拼成矩形将框体内侧完全遮住，此时承风装置完全承受风机吹出的风；当所有挡风板转动到与框体垂直的位置时，挡风板与框体之间的夹角为90度，挡风板走向与风机的吹风方向一致，几乎不承受风力，此时承风装置几乎不承受风机吹出的风。

微处理器能够与控制器进行无线通信，控制装置能够通过第二无线通信模块与云服务器无线通信。微处理器将加速度传感器检测到的数据无线发送给控制器，控制器将控制指令无线发送给微处理器。

用户可通过触摸屏设置用户账户，通过指纹识别模块输入用户指纹，控制装置将用户指纹与用户账户绑定存储，并上传至云服务器存储。用户账户也存储在云服务器，力量训练装置记录用户每次的力量训练情况，并将其发送到云服务器，云服务器存储用户的历次力量训练情况。

用户预先通过触摸屏设置用户账户，通过指纹识别模块输入用户指纹，控制装置将用户指纹与用户账户绑定，并将这些信息发送到云服务器；

用户每次使用力量训练装置时，通过在指纹识别模块输入用户指纹登录用户账户，力量训练装置记录用户每次的力量训练情况，并将其发送到云服务器，云服务器存储用户的历次力量训练情况，分析出最适合用户下一次力量训练的阻力。

力量训练装置支持手动选择阻力训练模式和自动选择阻力训练模式。

如果用户选择手动选择阻力训练模式，用户手动输入训练的阻力等级，控制装置根据用户输入的阻力等级控制对应数量的风机工作，通过驱动机构控制所有挡风板转动对应的角度；

以承风装置向送风装置运动的方向为正方向，力量训练时，加速度传感器检测承风装置的加速度，当加速度大于0时，控制装置判断用户拉力大于风阻，增加工作的风机数量或增加当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角减小，从而增大风阻；当加速度小于0时，控制装置判断用户拉力小于风阻，减小工作的风机数量或减小当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角增大，从而减小风阻；当加速度等于0时，控制装置判断用户拉力等于风阻，则工作风机数量不变，当前工作风机的风力不变，保持当前所有挡风板与框体的夹角不变，从而保持风阻不变。

力量训练装置能够在用户训练时自动调节阻力，始终保证风阻与用户当前施加的拉力相同，减少了用户受伤的风险。

如果用户选择自动选择阻力训练模式，力量训练装置访问云服务器获取该用户本次训练最适合的阻力等级，根据该阻力等级控制对应数量的风机工作，通过驱动机构控制所有挡风板转动对应的角度；

以承风装置向送风装置运动的方向为正方向，力量训练时，加速度传感器检测承风装置的加速度，当加速度大于0时，控制装置判断用户拉力大于风阻，增加工作的风机数量或增加当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角减小，从而增大风阻；当加速度小于0时，控制装置判断用户拉力小于风阻，减小工作的风机数量或减小当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角增大，从而减小风阻；当加速度等于0时，控制装置判断用户拉力等于风阻，则工作风机数量不变，当前工作风机的风力不变，保持当前所有挡风板与框体的夹角不变，从而保持风阻不变。

力量训练装置在训练初始时即调节到最适合用户训练的阻力等级，有助于用户训练，且能够在用户训练时自动调节阻力，始终保证风阻与用户当前施加的拉力相同，减少了用户受伤的风险。

作为优选，所述人机交互装置还包括语音输出模块，所述语音输出模块与控制器电连接。

作为优选，所述拉绳上设有拉力传感器，所述拉力传感器与微处理器电连接。拉力传感器检测用户当前拉绳上的拉力值。

作为优选，所述框体呈矩形，所述挡风板呈矩形。

作为优选，所有挡风板转动到与框体平行的位置时，所有挡风板拼成矩形将框体内侧完全遮住。

作为优选，所述驱动机构包括若干个伺服电机，伺服电机与挡风板一一对应，每个伺服电机驱动对应的挡风板水平转动，所述伺服电机与微处理器电连接。

作为优选，所述框体前侧设有检测框体与板体之间间距的测距模块，所述测距模块与微处理器电连接。

本发明的有益效果是：能够在用户训练时自动调节阻力，减少了用户受伤的风险，还能存储用户的历次力量训练情况并进行分析。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图2是本发明的一种电路原理连接框图；

图3是承风装置内所有挡风板转动至与框体垂直的状态示意图。

图中：1、导轨，2、拉绳，3、板体，4、通孔，5、风机，6、框体，7、挡风板，8、驱动机构，9、连接绳，10、微处理器，11、加速度传感器，12、第一无线通信模块，13、控制器，14、第二无线通信模块，15、人机交互装置，16、触摸屏，17、语音输出模块，18、拉力传感器，19、伺服电机，20、测距模块，21、指纹识别模块，22、云服务器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种基于物联网通信的自适应力量训练系统，如图1、图2、图3所示，包括力量训练装置和云服务器22，力量训练装置包括控制装置、送风装置、承风装置、导轨1和拉绳2，送风装置包括板体3，板体3上设有供拉绳2穿过的通孔4和若干个向后吹风的风机5，导轨1位于送风装置后方，导轨1走向与风机5的吹风方向一致，承风装置包括框体6，框体6设置在导轨1上且可沿导轨1移动，框体6内设有若干个并排竖直设置的挡风板7以及可驱动各个挡风板7水平转动的驱动机构8，框体6四角处设有连接绳9，连接绳9与拉绳2末端连接，框体6上还设有微处理器10、加速度传感器11和第一无线通信模块12，控制装置包括控制器13、第二无线通信模块14和人机交互装置15，人机交互装置15包括触摸屏16和指纹识别模块21，

微处理器10分别与驱动机构8、加速度传感器11、第一无线通信模块12电连接，控制器13分别与风机5、第二无线通信模块14、触摸屏16、指纹识别模块21电连接，控制装置能够与承风装置、云服务器28无线通信。

框体6呈矩形，挡风板7呈矩形。驱动机构8包括若干个伺服电机19，伺服电机19与挡风板7一一对应，每个伺服电机19驱动对应的挡风板7水平转动，伺服电机19与微处理器10电连接。

承风装置位于送风装置后侧，当板体上的风机向后吹风时，挡风板受风力作用，框体沿导轨向后移动，此时，拉绳上产生阻力。风机向正后方吹风，导轨与送风装置相垂直，挡风板正面承受风机吹出的风，充分利用风机吹出的风。驱动机构可驱动各个挡风板单独水平转动，通过调整各个挡风板的位置调节承风装置承受的风力，力量训练装置可通过调整工作的风机数量、工作风机的风力或控制所有挡风板与框体之间的夹角大小来调节承风装置承受的风力。

如图1所示，当所有挡风板转动到与框体平行的位置时，所有挡风板与框体之间的夹角都为0度，所有挡风板拼成矩形将框体内侧完全遮住，此时承风装置完全承受风机吹出的风；如图3所示，当所有挡风板转动到与框体垂直的位置时，所有挡风板与框体之间的夹角都为90度，挡风板走向与风机的吹风方向一致，几乎不承受风力，此时承风装置几乎不承受风机吹出的风。挡风板与框体之间的夹角在0-90度之间时，其承受风力介于最大与最小之间，可通过调整挡风板与框体之间的夹角大小调节承风装置承受的风力，即调节风阻。

微处理器能够与控制器进行无线通信，控制装置能够通过第二无线通信模块与云服务器无线通信。微处理器将加速度传感器检测到的数据无线发送给控制器，控制器将控制指令无线发送给微处理器。

用户可通过触摸屏设置用户账户，通过指纹识别模块输入用户指纹，控制装置将用户指纹与用户账户绑定存储，并上传至云服务器存储。用户账户也存储在云服务器，力量训练装置记录用户每次的力量训练情况，并将其发送到云服务器，云服务器存储用户的历次力量训练情况。

用户预先通过触摸屏设置用户账户，通过指纹识别模块输入用户指纹，控制装置将用户指纹与用户账户绑定，并将这些信息发送到云服务器；

用户每次使用力量训练装置时，通过在指纹识别模块输入用户指纹登录用户账户，力量训练装置记录用户每次的力量训练情况，并将其发送到云服务器，云服务器存储用户的历次力量训练情况，分析出最适合用户下一次力量训练的阻力。

力量训练装置支持手动选择阻力训练模式和自动选择阻力训练模式。

如果用户选择手动选择阻力训练模式，用户手动输入训练的阻力等级，控制装置根据用户输入的阻力等级控制对应数量的风机工作，通过驱动机构控制所有挡风板转动对应的角度；

以承风装置向送风装置运动的方向为正方向，力量训练时，加速度传感器检测承风装置的加速度，当加速度大于0时，控制装置判断用户拉力大于风阻，增加工作的风机数量或增加当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角减小，从而增大风阻；当加速度小于0时，控制装置判断用户拉力小于风阻，减小工作的风机数量或减小当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角增大，从而减小风阻；当加速度等于0时，控制装置判断用户拉力等于风阻，则工作风机数量不变，当前工作风机的风力不变，保持当前所有挡风板与框体的夹角不变，从而保持风阻不变。

力量训练装置能够在用户训练时自动调节阻力，始终保证风阻与用户当前施加的拉力相同，减少了用户受伤的风险。

如果用户选择自动选择阻力训练模式，力量训练装置访问云服务器获取该用户本次训练最适合的阻力等级，根据该阻力等级控制对应数量的风机工作，通过驱动机构控制所有挡风板转动对应的角度；

以承风装置向送风装置运动的方向为正方向，力量训练时，加速度传感器检测承风装置的加速度，当加速度大于0时，控制装置判断用户拉力大于风阻，增加工作的风机数量或增加当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角减小，从而增大风阻；当加速度小于0时，控制装置判断用户拉力小于风阻，减小工作的风机数量或减小当前工作风机的风力或通过驱动机构控制所有挡风板转动使得挡风板与框体的夹角增大，从而减小风阻；当加速度等于0时，控制装置判断用户拉力等于风阻，则工作风机数量不变，当前工作风机的风力不变，保持当前所有挡风板与框体的夹角不变，从而保持风阻不变。

力量训练装置在训练初始时即调节到最适合用户训练的阻力等级，有助于用户训练，且能够在用户训练时自动调节阻力，始终保证风阻与用户当前施加的拉力相同，减少了用户受伤的风险。

人机交互装置15包括触摸屏16和语音输出模块17，触摸屏16和语音输出模块17分别与控制器13电连接。

拉绳2上设有拉力传感器18，拉力传感器18与微处理器10电连接。拉力传感器检测用户当前拉绳上的拉力值。

框体6前侧设有检测框体6与板体3之间间距的测距模块20，测距模块20与微处理器10电连接。测距模块检测框体与板体之间的间距，当框体与板体之间的间距小于设定值时，控制装置控制力量训练装置停止工作，力量训练结。