一种体感互动系统的制作方法

本实用新型涉及健身器材技术领域，更具体地说，它涉及一种体感互动系统。

背景技术：

健身自行车是广大的运动爱好者比较喜欢的室内便捷健身运动装置。目前市场上的健身自行车记录一些自行车运动的简单数据，来体现运动量和强度，帮助用户了解其运动情况。此类健身自行车通过记录运动数据，虽然起到了一定的作用，但是由于其功能简单还是不能实现很丰富的运动体验。

为此，授权公告号为CN203677870U的中国实用新型专利，公告了一种体感互动系统，其技术方案的要点是，包括：一个或多个动作采集模块、方向控制模块、数据处理装置以及数据存储与显示装置，其中，数据处理装置与各动作采集模块、方向控制模块以及显示装置分别连接；动作采集模块包括：第一数据传输接口；数据处理装置包括：第二数据传输接口；数据处理装置和各动作采集模块之间通过第一数据传输接口相互连接；第二数据接口可以实现与外部智能设备的通信连接；数据存储与显示装置接收数据处理装置传输来的数据，以记录和显示骑行相关的数据。

但是由于人在模拟骑行过程中周围的景色单调，会容易产生疲倦感，从而使骑行锻炼过程乏味、锻炼效果低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种体感互动系统，具有基于骑行者骑行状态而模拟自然骑行状态，从而营造自然骑行锻炼环境的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种体感互动系统，包括：传感器模块，与所述传感器模块电连接的中央处理单元，与所述中央处理单元电连接的负氧离子发生器；

所述传感器模块用于检测锻炼者的体征参数信息并将其传送到所述中央处理单元；

所述传感器模块包括心率传感器；

所述中央处理单元用于存储预先设定的心率值域，并用于比对所述心率传感器感知的锻炼者的实时心率与预先设定的心率值域，当所述实时心率大于预先设定的心率值域的最大值时，所述中央处理单元控制所述负氧离子发生器工作。

采用上述技术方案，锻炼者锻炼初期，各项身体参数处于平静状态，随着锻炼的深入，心率将增快，且身体进入疲倦状态，通过心率传感器采集锻炼者的实时心率，中央处理单元将该实时心率与预先设定的心率值域进行比对，当实时心率大于该预先设定心率值域的最大值时，中央处理单元启动负氧离子发生器，释放出负氧离子，模拟在自然森林中骑行的环境，快速缓解锻炼者的疲倦感，当心率传感器检测到锻炼者的心率恢复到预先设定心率值域内时，空气负氧离子停止工作；而锻炼者想再次感受到模拟自然森林环境时，需要再次骑行至心率高于预先设定心率域值，提供一种奖赏机制，有助于激发锻炼者坚持锻炼，提高锻炼效果。

进一步，所述传感器模块包括位于自行车把手上的握力传感器，该自行车还包括与所述中央处理单元电连接的阻尼系统；

所述握力传感器用于感知锻炼者握持把手的握持力，所述中央处理单元用于存储预先设定的握持力值域，并用于比对所述握力传感器感知的锻炼者对把手的实时握持力，随着所述握持力的减小，所述中央处理单元控制所述阻尼系统减小自行车的阻尼。

采用上述技术方案，阻尼系统用于调节自行车的行驶阻尼，握力传感器感知锻炼者对把手的握持力，随着锻炼者锻炼时间的增长，锻炼者身体逐渐疲惫，对把手的握持力将减小，当握持力小于中央处理单元内存储的预先设定的握持力值域，中央处理单元控制阻尼系统减小自行车的阻尼，从而使锻炼者进入体力恢复阶段，防止锻炼者长时间大负荷运动对身体造成损伤。

进一步，所述心率传感器位于自行车把手上。

采用上述技术方案，在骑行过程中，锻炼者需要一直握持把手，将心率传感器设置在自行车把手上，可以在骑行过程中监测到实时心率。

进一步，所述中央处理单元为单片机。

采用上述技术方案，单片机是一种集成电路芯片，具有独立的数据处理和存储能力，应用范围广。

进一步，还包括与所述中央处理单元电连接的显示输出装置和影像采集装置；

所述中央处理单元存储有模拟环境数据，所述中央处理单元基于所述传感器模块感知的体征参数信息通过显示输出装置输出不同的模拟环境；

所述影像采集装置用于采集锻炼者的身体姿态，所述影像采集装置包括用于将身体姿态模拟信号转换成数字信号发送至所述中央处理单元的视频采集卡，所述中央处理单元用于将所述数字信号并合并至模拟环境后、输出至所述显示输出装置。

采用上述技术方案，通过显示输出装置对模拟环境数据进行输出，例如，森林，河流，通过影像采集装置采集到锻炼者的身体姿态，然后将身体姿态与模拟环境合并，进一步模拟出逼真的骑行环境体验，且锻炼者可观看到自己的骑行姿势，及时调整至规范姿势。

进一步，所述显示输出装置为显示器或VR眼镜。

采用上述技术方案，显示器技术成熟，功能稳定；VR眼镜能提供逼真的3D显示，模拟效果更加真实。

进一步，还包括与所述中央处理单元电连接的声音输出装置；

所述中央处理单元存储有与所述模拟环境数据对应的模拟声音数据，所述中央处理单元基于当前所输出的模拟环境输出对应的模拟声音。

采用上述技术方案，通过声音输出装置对模拟环境数据进行输出，例如，水流声、鸟叫声、风声等，配合显示输出装置，进一步模拟出逼真的骑行环境体验。

进一步，还包括与所述中央处理单元电连接的报警模块，所述报警模块包括红色LED灯和绿色LED灯；

所述中央处理单元预先存储有安全心率范围，并用于比对所述实时心率与所述安全心率范围，当所述实时心率位于所述安全心率范围内，所述绿色LED灯亮，当所述实时心率位于所述安全心率范围外，所述红色LED灯亮。

采用上述技术方案，通过设置报警模块，当锻炼者的心率处于安全心率范围之外时，通过红色LED灯进行报警，提醒锻炼者调整锻炼强度，防止产生安全事故。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

锻炼者锻炼初期，各项身体参数处于平静状态，随着锻炼的深入，心率将增快，且身体进入疲倦状态，通过心率传感器采集锻炼者的实时心率，中央处理单元将该实时心率与预先设定的心率值域进行比对，当实时心率大于该预先设定心率值域的最大值时，中央处理单元启动负氧离子发生器，释放出负氧离子，模拟在自然森林中骑行的环境，快速缓解锻炼者的疲倦感，当心率传感器检测到锻炼者的心率恢复到预先设定心率值域内时，空气负氧离子停止工作；而锻炼者想再次感受到模拟自然森林环境时，需要再次骑行至心率高于预先设定心率域值，提供一种奖赏机制，有助于激发锻炼者坚持锻炼，提高锻炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的一种体感互动系统的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的一种体感互动系统使用场景示意图。

附图标记：100、把手；101、锻炼者；110、传感器模块；111、心率传感器；112、握力传感器；120、中央处理单元；130、负氧离子发生器；140、阻尼系统；150、显示输出装置；151、显示器；152、VR眼镜；160、影像采集装置；161、视频采集卡；170、声音输出装置；180、报警模块；181、红色LED灯；182、绿色LED灯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做详细说明。

一种体感互动系统，参见图1和图2，包括：设于健身自行车上的传感器模块110，与传感器模块110电连接的中央处理单元120，与中央处理单元120电连接的负氧离子发生器130；其中，负氧离子发生器130靠近把手100设置，中央处理单元120为单片机，优选为MCU，MCU全称Micro Contorl Unit，中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机或单片机。

所述传感器模块110用于检测锻炼者101的体征参数信息并将其传送到所述中央处理单元120；具体的，所述传感器模块110包括心率传感器111和握力传感器112；且心率传感器111和握力传感器112均位于自行车把手100上，在骑行过程中，锻炼者101需要一直握持把手100，将心率传感器111设置在自行车把手100上，可以在骑行过程中监测到实时心率。

由于锻炼者101锻炼初期，各项身体参数处于平静状态，随着锻炼的深入，心率将增快，且身体进入疲倦状态，通过心率传感器111采集锻炼者101的实时心率，中央处理单元120将该实时心率与预先设定的心率值域进行比对，当实时心率大于该预先设定心率值域的最大值时，中央处理单元120启动负氧离子发生器130，释放出负氧离子，模拟在自然森林中骑行的环境，快速缓解锻炼者101的疲倦感；当心率传感器111检测到锻炼者101的心率恢复到预先设定心率值域内时，空气负氧离子停止工作；而锻炼者101想再次感受到模拟自然森林环境时，需要再次骑行至心率高于预先设定心率域值，提供一种奖赏机制，有助于激发锻炼者101坚持锻炼，提高锻炼效果。

该自行车还包括与所述中央处理单元120电连接的阻尼系统140；阻尼系统140包括一电动摩擦式刹车装置，电动摩擦式刹车装置通过改变对轮子的夹持力从而增大或减小自行车的阻尼；工作过程为，握力传感器112首先感知锻炼者101握持把手100的握持力，所述中央处理单元120用于存储预先设定的握持力值域，握持力值域为一包括握力上限和握力下限的握力范围，并用于比对所述握力传感器112感知的锻炼者101对把手100的实时握持力，随着所述握持力的减小并脱离握力值域时，所述中央处理单元120控制所述阻尼系统140减小自行车的阻尼,从而使锻炼者101进入体力恢复阶段，防止锻炼者101长时间大负荷运动对身体造成损伤。

该自行车还包括与所述中央处理单元120电连接的显示输出装置150和影像采集装置160；所述显示输出装置150为显示器151或VR眼镜152。图2中，影像采集装置160位于显示器151顶部。所述中央处理单元120存储有模拟环境数据，所述中央处理单元120基于所述传感器模块110感知的体征参数信息通过显示输出装置150输出不同的模拟环境；所述影像采集装置160用于采集锻炼者101的身体姿态，所述影像采集装置160包括用于将身体姿态模拟信号转换成数字信号发送至所述中央处理单元120的视频采集卡161，所述中央处理单元120用于将所述数字信号并合并至模拟环境后、输出至所述显示输出装置150。通过显示输出装置150对模拟环境数据进行输出，例如，森林，河流；通过影像采集装置160采集到锻炼者101的身体姿态，然后将身体姿态与模拟环境合并，进一步模拟出逼真的骑行环境体验，且锻炼者101可观看到自己的骑行姿势，及时调整至规范姿势。

该自行车还包括与所述中央处理单元120电连接的声音输出装置170；所述中央处理单元120存储有与所述模拟环境数据对应的模拟声音数据，所述中央处理单元120基于当前所输出的模拟环境输出对应的模拟声音。通过声音输出装置170对模拟环境数据进行输出，例如，水流声、鸟叫声、风声等，配合显示输出装置150，进一步模拟出逼真的骑行环境体验。

该自行车还包括与所述中央处理单元120电连接的报警模块180，所述报警模块180包括红色LED灯181和绿色LED灯182；红色LED灯181和绿色LED灯182分别位于两个不同的把手100上；所述中央处理单元120预先存储有安全心率范围，并用于比对所述实时心率与所述安全心率范围，当所述实时心率位于所述安全心率范围内，所述绿色LED灯182亮，当所述实时心率位于所述安全心率范围外，所述红色LED灯181亮。通过设置报警模块180，当锻炼者101的心率处于安全心率范围之外时，通过红色LED灯181进行报警，提醒锻炼者101调整锻炼强度，防止产生安全事故。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。