触接收电极，其它四个脚指和脚掌部位接触 激发电极。在上肢电极中的任一激发电极，以及下肢电极中的任一激发电极接通安全电流 后，通过四个接收电极接收电压信息，从而获取身体各个部位的阻抗值，最终获得身体各部 位的肌肉量值。
[0093] 上肢、下肢和躯干的等速向心最大力量测定分三个步骤进行，首先，在多关节适配 器上使用髋关节等速适配器，进行髋关节等速向心运动，获得躯干向心运动最大力量MS5 ; 然后，在多关节适配器上利用左上肢等速适配器控制左上肢等速向心运动，获得左上肢向 心运动最大力量MS1，并利用右上肢等速适配器控制右上肢等速向心运动，获得右上肢向心 运动最大力量MS2 ;最后，在多关节适配器上利用左下肢等速适配器控制左下肢等速向心 运动，获得左下肢向心运动最大力量MS3,并利用右下肢等速适配器控制右下肢等速向心运 动，获得右下肢向心运动最大力量MS4 ;测试结果传送至主电脑控制器。
[0094] 具体实施中，可以在主控电脑中设置语音提示功能。
[0095] 针对不同的用户，及用户肌力测试结果，给出针对性的训练方案，可更好的加强肌 肉质量较差部位的训练，使得肌肉衰老情况得到改善；在执行训练方案过程中，利用语音提 示，对用户进行引导，使用户更规范的进行训练动作，以达到有效安全训练的目的。测试结 果可以上传至本地和网络，用户每训练一段时间，可重新测量肌力，以观察训练效果。
[0096] 本实施方案还可周期性的提醒用户进行肌力测试，对训练效果进行评价，根据训 练效果进行反馈，对训练方案进行优化，且可通过专家对训练方案进行干预。
[0097] 图2a、图2b和图2c代表进行肌肉力量测试时的测试姿势，图2a是在本发明所述 设备上进行髋关节等速向心运动的姿势，测量时，保持直立，最大不得后仰超过5度，然后 用尽全力，身体向下弯曲95度。图2b是在本发明所述设备上进行上肢肘关节等速向心运 动的姿势，测量时，保持仰卧姿势，手臂自然伸直，低于水平线代表过伸，然后用尽全力，上 肢屈伸150度。图2c在本发明所述设备上是进行下肢膝关节等速向心运动的姿势，测量时， 保持仰卧姿势，下肢上抬置于膝关节等速训练附件，下肢伸直，不得过伸，然后用尽全力， 向下弯曲130度。
【主权项】
1. 一种基于肌肉质量测定的智能化力量训练器械，其特征是所述训练器械包括如下各 单元： 控制单元，以底座（9)为支撑，利用直立在底座（9) 一端的立柱设置可在水平面内转动 的悬臂，在所述悬臂的远端设置呈直立的转向支撑轴（7)，在所述转向支撑轴（7)的顶部设 置带有显示屏（5)以及数据采集和传输部件（10)的主电脑控制器（13); 肌肉力量测试与训练单元，在底座（9)上设置用于支撑人体、并可通过姿态控制杆（8) 调整人体姿态的可调节人体支撑台（6)，多关节适配器（12)作为主电脑控制器（13)的外设 设置在主电脑控制器（13)的一侧，所述多关节适配器（12)可接入包含肘关节、膝关节和髋 关节的各等速训练关节附件；所述多关节适配器： 其利用髋关节等速适配器控制髋关节等速向心运动，并测试髋关节等速向心运动时的 最大力量，获得躯干向心运动最大力量MS5 ; 其利用左上肢肘关节等速适配器控制左上肢等速向心运动，并测试左上肢等速向心运 动时的最大力量，获得左上肢向心运动最大力量MSl ; 其利用右上肢肘关节等速适配器控制右上肢等速向心运动，并测试右上肢等速向心运 动时的最大力量，获得右上肢向心运动最大力量MS2 ; 其利用左下肢膝关节等速适配器控制左下肢等速向心运动，并测试左下肢等速向心运 动时的最大力量，获得左下肢向心运动最大力量MS3 ; 其利用右下肢膝关节等速适配器控制右下肢等速向心运动，并测试右下肢等速向心运 动时的最大力量，获得右下肢向心运动最大力量MS4 ; 肌肉量测定单元，包括体重传感器（11)和生物电阻抗测定传感器； 所述体重传感器（11)固定设置在圆盘状基座上，用于测量使用者的体重； 所述生物电阻抗测定传感器是由激发电极和检测电极构成各对电极，使用者的手和脚 分别与对电极相接触，用于获取使用者身体各个部位的阻抗值，并通过计算获取使用者身 体各部位的肌肉量丽，包括左上肢肌肉量丽1、右上肢肌肉量丽2、左下肢肌肉量丽3、右下 肢肌肉量MM4,以及躯干肌肉量丽5。2. 根据权利要求1所述的基于肌肉质量测定的智能化力量训练器械，其特征是：所述 的主电脑控制器（13)包括有信息输入模块、显示模块、通信模块、数据存储模块，数据处理 模块和电源模块；所述通信部件包括有WIFI模块、网口、串口和USB 口；所述WIFI模块和网 口用于局域网或互联网的数据通信，所述串口和USB接口通过数据采集和传输部件（10)与 所述肌肉力量测试与训练单元进行数据通信。3. 利用权利要求1所述的基于肌肉质量测定的智能化力量训练器械进行肌肉力量训 练的方法，其特征是按如下步骤进行： 步骤1 :建立人群肌肉质量样本库，在所述人群肌肉质量样本库中按不同的性别和年 龄分别建立肌肉质量标准，包括人体各部位肌肉质量标准和人体全身肌肉质量标准；将人 体各部位肌肉质量和人体全身肌肉质量分别划分为10个肌肉等级，对应于不同的肌肉等 级分别给定肌肉力量训练方案； 步骤2 :利用所述多关节适配器分别获得躯干向心运动最大力量MS5、左上肢向心运动 最大力量MS1、右上肢向心运动最大力量MS2、左下肢向心运动最大力量MS3和右下肢向心 运动最大力量MS4;利用所述生物电阻抗测定传感器分别获得人体各部位肌肉质量，包括 躯干肌肉量MM5、左上肢肌肉量MMl、右上肢肌肉量MM2、左下肢肌肉量MM3和右下肢肌肉量 MM4 ; 则有： 人体左上肢肌肉质量MQl为：MQl = MS1/MM1 ; 人体右上肢肌肉质量MQ2为：MQ2 = MS2/MM2 ; 人体左下肢肌肉质量MQ3为：MQ3 = MS3/MM3 ; 人体右下肢肌肉质量MQ4为：MQ4 = MS4/MM4 ; 人体躯干的肌肉质量MQ5为：MQ5 = MS5/MM5 ; 并有：人体全身肌肉质量MQ为： MQ = klX (MQl+MQ2)+k2X (MQ3+MQ4)+k3 XMQ5 (I) 式（1)中，kl、k2 和 k3 为关联系数，并有：0〈kl，k2, k3〈l、且：kl+k2+k3 = I ; 步骤3 :将步骤2所获得的人体各部位肌肉质量和人体全身肌肉质量与步骤1中所述 人体各部位肌肉质量标准和人体全身肌肉质量标准进行比对，确定使用者的人体各部位肌 肉质量和全身肌肉质量的所处的肌肉等级，并获得对应的肌肉力量训练方案，使用者按所 述对应的肌肉力量训练方案进行训练； 步骤4 :在使用者完成训练后，主电脑控制器根据本次训练的执行情况按式（2)给出评 定分值St，其中： Ta为使用者在执行训练时单次运动实际所耗时长； T1为设定的执行训练时单次运动有效时长； T。为设定的执行训练时单次动作的完成时间； Sm为单次最高分，Sm = 100/Nt; Nt为计分次数，N t = mXn ; m为训练组数，η为每组训练次数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于肌肉质量测定的智能化力量训练器械及训练方法，其特征是：该设备由控制单元、肌肉力量测试与训练单元、肌肉量测定单元构成，通过等速向心运动获得人各部位的最大力量，通过生物电阻抗方法获得人体各部位的肌肉量，通过肌肉质量的评估模型，获得人体各部位和全身的肌肉质量评价结果，并根据肌肉质量的测定情况，给出可在设备中执行的力量训练方案，并对训练结果进行评估。本发明可以广泛应用于人体肌肉质量测评，用来评估人体肌肉衰老情况，并利用肌肉质量评估结果给出针对性的训练方案，预防和治疗肌肉衰老，从而实现科学运动。
【IPC分类】A61B5/053, A63B23/02, A61B5/22
【公开号】CN105056481
【申请号】CN201510474755
【发明人】丁增辉, 周旭, 马祖长, 孙怡宁, 杨先军, 孙少明, 张永亮, 陈炎炎
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月5日