专利名称：使用互联网控制健身器械的方法和使用该方法的健身系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及使用互联网控制健身器械的方法和使用该方法的健身系统。特别涉及一种使用互联网控制健身器械的方法和使用该方法的健身系统，其中在诸如住宅或办公室字样的远端地点安装和使用的健身器械经互联网连接到一个控制服务器，用户的适当锻炼程序根据用户的身体信息和锻炼量的变化来提供，这样用户就能够根据锻炼时间、锻炼强度、锻炼周期等进行锻炼。
近来，随着人们对个人健康控制兴趣的增加，被广泛用来在有限空间改进个人健康的诸如跑步机、踏步机、固定锻炼自行车这样的健身器械的使用和普及陡然增加。
按照惯例，这些健身器械被独立使用。健身器械的用户自己任意地或者根据在健身器械中储存的锻炼程序确定锻炼时间、强度和锻炼周期。在这方面，似乎很难获得适合于用户身体状况的最佳锻炼程序。
用户的身体状况随着长时间期间的周期性和连续锻炼而变化。然而，该传统的健身器具有存储的程序不能反映这种环境变化的缺点。此外，在使用健身器械锻炼期间，还存在下述问题根据用户身体状况的变化，例如根据心率的变化，而改变锻炼条件或者根据锻炼程序的发展而升级传统的锻炼程序是困难的。
特别是，锻炼时用户心率变化是一个变量，对锻炼强度、锻炼时间、锻炼条件等的确定具有直接影响，并且可通过测量正在使用健身器械锻炼的用户心率来控制。
为了使锻炼效率最高，需要根据期望的锻炼目的指定最佳心率。
图7和图8示出了每分钟心率与年龄之间的关系。参见图7和图8，目标区域依赖于锻炼对象和锻炼强度按年龄和心率而形成。作为锻炼对象，有专业体格训练、体力提高、肥胖控制和锻炼初学者，作为锻炼强度，有与专业体格训练相对应的高强度、与体力提高相对应的中等强度、与肥胖控制相对应的低中等强度和与锻炼初学者相对应的低等强度。最有效的锻炼是，使用健身器械的人采用使心跳次数保持在与年龄相应的目标区内的方式进行锻炼。
在图8中，标记Ⅰ指稳定周期，Ⅱ指5～10分钟的准备锻炼时间间隔，Ⅲ指10～30分钟主要锻炼时间间隔，Ⅳ指5～10分钟的结束锻炼时间间隔，V指恢复周期。阴影线部分TZ是肥胖控制的目标区域，其中BNmax是最大目标心率，BNmin是最小目标心率。
然而，传统的健身器械具有用户必需任意地指定诸如锻炼时间、锻炼强度、锻炼周期等这样的锻炼条件和由他自己管理锻炼进度表的缺点。此外，传统的健身器械具有先前固定的锻炼程序。因此，尽管用户经过连续锻炼获得了身体状况的改进，但很难及时修改锻炼程序。此外，当用户心率突然改变时，用户必需仅依赖他或她自己的决定来停止健身器械的操作。因而，诸如心脏病发作这样的意外事故可能由于用户对身体状况的错误决定而发生。
因此，本发明被提供来充分消除由于相关技术的局限性和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种非常适合于使用健身器械的用户的身体状况的最佳锻炼程序。
本发明的另一个目的是允许新开发的锻炼程序升级，而不需要购买新开发的程序或者把该程序安装到该健身器械上。
本发明的再一个目的是，当使用健身器械的用户的身体状况突然变化时自动地停止健身器械的操作。
本发明的附加特点和优点将在下面的说明中描述，并将从该说明中得到某种程度的理解，或者可以通过本发明的实践而得知。本发明的目的和其它优点将通过书面说明和权利要求书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，作为具体的和概括的说明，一种健身系统包括一个具有电子控制单元的健身器械；一个控制服务器；和一个互联网网络，健身器械通过该互联网网络连接控制服务器，所述的健身器械包括一个输入单元，用于输入用户的身体信息；一个显示部分，用于显示输入给所述输入部分的信息和从所述控制服务器发送的信息；一个驱动部分，用于驱动所述的健身器械；和一个驱动控制部分，用于控制所述的驱动部分；其中所述控制服务器创建一个锻炼程序，用于依据从所述健身器械传送的所述用户身体信息和使用所述健身器械的所述用户进行连续锻炼而累积的累积信息来控制所述健身器械。
健身器械最好还包括心率测量部分，用于在所述用户使用所述健身器械期间测量所述用户的心率。
根据本发明的另一个方面，提供一种控制健身系统的方法，该健身系统包括一个具有电子控制单元的健身器械；一个控制服务器；和一个互联网网络，健身器械经该互联网网络连接到控制服务器，所述的方法包括以下步骤启动所述健身器械，使所述健身器械经所述互联网网络接入到所述控制服务器；识别用户；从所述控制服务器中选择一个适合于所述被识别用户的锻炼程序；和根据所述选择的程序操作所述健身器械，以便依据所述选择的锻炼程序进行锻炼。
最好是，控制服务器存储关于所述用户身体的身体信息，累积锻炼完成后的锻炼结果信息，和依据所述的用户身体信息和所述的累积锻炼结果信息来更新所述锻炼程序。
最好是，该方法还包括步骤测量所述用户在锻炼期间的心率和发送所述用户的所测量心率；和当所述心率超过正常变化范围时，停止所述健身器械的工作。
不言而喻，上述一般说明和下面的详细说明是示范性的和解释性的，并且用来提供对要求保护的本发明作进一步解释。
所包括的附图提供对本发明的进一步理解并插入说明书中以构成说明书的一部分，该附示了本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中
图1是显示本发明的使用互联网的健身系统的示意图2a是图1中服务器的方框图，图2b是图1中健身器械的方框图，图2c是作为健身器械的一个实例的跑步机的详细透视图；图3是一个流程图，说明了本发明的使用互联网控制健身器械的方法；图4是一个流程图，说明了本发明的在图3的控制方法中用户信息的注册过程；图5a至图5k是显示本发明的在图3的控制方法中用户输入菜单的示意图；图6是一个流程图，说明了本发明的在图3的控制方法中锻炼程序的操作；图7是一个目标区域曲线图，示出了年龄和与锻炼对象相应的心率之间的关系；和图8是用于肥胖控制的心率的目标区域曲线图。
下面将具体涉及到本发明的优选实施例，和附图中所图示的实例。
在下文中，所涉及的本发明的控制健身器械的方法和使用互联网的健身系统的优选实施例将参照附图进行说明。
图1是显示本发明的使用互联网的健身系统的示意图，图2a是图1中服务器的方框图，图2b是图1中健身器械的方框图，图2c是作为健身器械的一个实例的跑步机的详细的透视图。
参见图1至图2c，本发明的健身系统包括一个安装在家庭和办公室的固定锻炼地点并可与互联网10连接的健身器械，比如一个跑步机200或一个固定锻炼自行车300；和一个连接互联网10的控制服务器100，用于控制该健身器械。
这里，除了先前所述的跑步机和固定锻炼自行车外，其它健身器械也可以用来实现本发明的目的。
参见图2B，跑步机200包括一个控制部分90，用于控制跑步机的所有部件；一个接口部分20，用于使该控制部分90接入到互联网10。
接口部分20允许跑步机200经互联网10接入到控制服务器100，向控制服务器100发送用户的身体信息和用户的心率变化，和从控制服务器100接收由控制服务器100上累积的各种信息所确定的锻炼程序。
跑步机200还包括连接到控制部分90的显示部分30，用于显示包括用户身体信息和跑步机200的状态信息的各种信息；一个连接到控制部分90的输入单元40，用于输入诸如用户身体信息的各种信息和人工选择跑步机200所存储的锻炼程序之一。作为输入单元40，一个触摸屏或键盘被安装在显示部分30的显示屏幕的一个选择部分上。除了触摸屏和键盘外，也可以使用其它各种输入单元。
跑步机200还包括一个驱动部分60，用于向跑步机200的锻炼部分提供驱动力；和一个驱动控制部分65，用于根据从控制服务器100接收的锻炼程序所指定的锻炼状况信息来控制驱动部分60的操作。这里，驱动控制部分65可以根据用户直接输入的一个锻炼信息来控制驱动部分60。
跑步机还包括一个连接到控制部分90的心率测量部分70，用于测量用户的心率。如图2c所示，心率测量部分70包括一个心率传感器220。为了使心率测量部分70测量用户的心率，用户必需在锻炼期间佩戴心率传感器200。
控制部分90还包括一个存储部分80，用于暂时存储从控制服务器100经互联网10发送的一个特定锻炼程序并且同时存储在该跑步机200制造期间设置的锻炼程序。
此时，参见图2A，控制服务器100经互联网连接到跑步机200，该控制服务器经互联网10从跑步机200接收用户的各种身体信息和心率，并创建、管理和控制一个合适的锻炼程序。
控制服务器100包括一个用户数据库110，用来存储用户身体信息和与用户关联的除身体信息之外的其它输入信息；和一个程序数据库120，用来存储基于健身器械提供的用户信息为使用该健身器械的相应用户而创建的锻炼程序。
本发明的上述构造的健身器械的操作和控制方法将结合图3至图6进行说明。
图3是说明本发明的使用互联网控制健身器械的方法的流程图。
参见图3，用户操作诸如跑步机200的健身器械200(步骤S100)。当跑步机200操作时，跑步机200经互联网10向控制服务器100发送一个登录(log-in)信号，以便跑步机200接入到控制服务器100(S200)。当接入完成时，跑步机200把当前操作模式转换成用户输入模式(S300)。用户把ID(识别)号码输入给输入单元40。该输入的用户ID经控制部分90、接口部分20和互联网10发送给控制服务器100。
当用户ID被输入时，控制服务器100确认用户ID号码是否是控制服务器100的用户数据库110中所注册的一个(S400)。当该ID号码被确认是被注册的一个时，该控制服务器100从锻炼程序数据库120中选择一个适合于该用户的锻炼程序(S500)。
被选择的程序经互联网200发送给跑步机200。跑步机200根据从控制服务器100的锻炼程序数据库120发送的所选择程序进行操作。
当结束被选择锻炼程序后(S700)，锻炼结果被再次传送到控制服务器100，并且由控制服务器100进行分析，以便根据用户体力变化把当前锻炼程序更新到最新修改的最佳锻炼程序(S800)。
此后，跑步机200可以通过显示装置30或输出单元50显示或输出关于用户锻炼量和所指定锻炼量的结果(S900)。
图4是说明在图3所控制方法中用户信息的注册过程的流程图。
参见图4，用户ID号码首先被输入(S210)给跑步机200的输入单元40。该输入的用户ID号码被传送给控制服务器100。
跑步机200的控制部分90确定该输入的用户ID号码是否是一个已注册的用户ID号码(S215)。
当该输入的用户ID号码被确定为是已注册用户ID号码的一个时，跑步机200经互联网10将该输入的用户ID号码传送到控制服务器100中(S270)。
当该输入的用户ID号码被传送时，控制服务器100搜索与输入用户ID号码关联的用户信息，并从用户数据库110读入所搜索的用户信息(S275)。
此后，控制服务器100将所搜索的用户信息传送到经互联网连接的跑步机的控制部分90中。该控制部分90在显示部分30上显示从控制服务器100传送的用户信息，因而允许用户确认所显示的用户信息是正确的(S280)。
此时，当在确定步骤S215中确定输入的用户ID号码不是已注册的用户ID号码的一个时，询问是否注册一个新用户的问题被显示在跑步机200的显示部分30上，以确认是否注册一个新用户(S220)。
当用户拒绝注册一个新用户时，跑步机的控制部分90结束对互联网10的接入，因而跑步机将当前操作模式转换成不依赖控制服务器100而是依赖于跑步机200本身存储的锻炼程序的单一模式。所以，用户执行与连接到互联网10的控制服务器100无关的一种独立锻炼。
然后，当用户希望在S220的确定步骤中注册一个新用户时，跑步机200的控制部分90控制显示部分30，使图5a至图5k所示的输入模式顺序地被显示。用户根据显示部分30所显示的问题输入他自己或她自己的信息。
具体地说，参见图5a，一个询问用户性别的问题被显示在显示部分30上，所以用户首先输入用户性别，例如男性或女性(S225)。
用户的性别被输入后，询问用户年龄、身高和体重的问题在显示部分30上依次被显示，因此用户依次输入年龄、身高和体重。如果性别、年龄、身高和体重的输入被完成，控制部分90控制显示部分30显示一个确认图象，用来确认如图5e所示的输入条目。该确认步骤可以省略，因此它未在图4中提供。
接着，显示一个检查用户内部健康状态的菜单。
参见图5f，一个询问用户血压的问题在跑步机200的显示部分30上显示，因此用户选择下列条目中的一个“属于正常血压范围的约120/8020”，“属于低血压范围的100/60和稍低于100/60”，“属于轻度高血压范围的140/90至160/100”，“属于中度高血压范围的160/100至180/100”，“属于严重高血压范围的约180/100”，和“我不知道(？)”。
接着，如图5g所示，一个询问是否有糖尿的问题在显示部分30上显示。随后用户选择下列三个按钮中的一个“有(O)”，“没有(X)”，和“不知道(？)”。
此后，如图5h所示，当选择和按下“有”按钮时，一个询问用户糖尿状况的问题在跑步机200的显示部分30上显示。然后，用户选择下列的条目之一“落入药物控制的胰岛素/血糖”，“250mg/dl(毫克/分升)和更高的血糖量”，“140至249mg/dl范围的血糖量”，和“有血糖的感觉”(S250)。
然后，如图5i所示，请求选择成年人疾病之一的一个问题在跑步机200的显示部分30上显示。
然后，用户选择下列条目之一“心脏病”，“动脉硬化”，“关节炎”，“背病”，“肝病”，“胃病”，“紧张”，“康复锻炼”(S255)。
然后，为了评价心肺耐力，在跑步机200的显示部分30上显示一个“你的体力水平如何？”的问题，如图5j所示。然后，用户选择下列条目之一“很难在四分钟至五分钟之间跑到800米”，“可在四分钟的后段跑到800米”，“可在四分钟的中段跑到800米”，“可在四分钟的前段跑到800米”，“可在三分钟至四分钟之间跑到800米”(S260)。
接着，为了评价心肺耐力，在跑步机200的显示部分30上显示另一个问题“你的体力水平如何？”，特别是“你可以爬几层楼梯而不休息？”，如图5k所示。于是，用户选择下列条目之一“2层”、“3层”、“4层”、“5层”、“6层”、“7层”、“8层”、“10层”、“12层和更多层”(S260)。
当经过上述过程输入所有用户信息时，跑步机200经互联网10将如前所述的所有用户信息传送到控制服务器100中。
此后，执行S500的锻炼程序选择步骤。
图6是说明在图3的控制方法中一个锻炼程序操作的流程图。
参见图6，用户信息的输入完成后，确定执行推荐锻炼程序和一般锻炼程序中的哪一个锻炼程序(S510)。
当用户不选择推荐锻炼程序时，控制部分90控制显示部分显示一般锻炼程序的列表(S500)。然后，用户选择该列表的一个一般锻炼程序，于是跑步机200的控制部分90读入存储部分80存储的被选择的一般锻炼程序，并把该读入的一般锻炼程序输出到驱动控制部分65。驱动控制部分65根据一般锻炼程序控制驱动部分60进行驱动(S555)。
在输入所选择的一般锻炼程序之前，用户佩戴心率传感器220，跑步机200随着按下启动按钮而操作(S565)。
此后，确定该一般锻炼程序是否由用户停止(S570)。如果该一般锻炼程序结束而不是紧急停止，则用户锻炼量数据从跑步机200传送给控制服务器100(S580)。
此时，如果该一般锻炼程序由用户突然停止，则该锻炼程序停止之前的锻炼量数据从跑步机200传送给控制服务器100。
这里，一般锻炼程序是存储部分80所存储的一个程序，被传送给控制服务器100，存储在用户数据库110上，并且可以用于创建推荐锻炼程序。
同时，当在确定步骤S510中选择推荐锻炼程序时，跑步机200的控制部分90将用户ID号码传送给与互联网10相连接的控制服务器100，于是控制服务器100搜索从用户数据库110发送的与用户ID号码关联的用户信息(S515)。此后，控制服务器100创建推荐锻炼程序，该程序反映了锻炼时间、锻炼强度、锻炼速度等诸多锻炼条件，然后将创建的推荐锻炼程序传送给跑步机200(S520)。
用户佩戴安装在跑步机200上的心率传感器220(S525)，跑步机200根据推荐锻炼程序操作(S530)。
此后，确定该推荐锻炼程序是否由用户停止(S535)。如果该推荐锻炼程序结束而不是紧急停止，则结束使用跑步机200的锻炼(S545)并且将用户锻炼量数据从跑步机200传送给控制服务器100(S590)。
在确定步骤S535中，当由心率传感器220检测的用户心率变得高于控制服务器100的用户数据库存储的锻炼程序所指定的正常变化值的限定值时，或产生其它异常症状时，控制服务器100经互联网10确定是否为紧急情况停止跑步机200的操作(S535)。当确定为紧急情况停止跑步机200操作时，跑步机200被紧急停止(S540)和结束该锻炼程序(S545)。该锻炼程序停止之前的锻炼量数据从跑步机200传送给控制服务器100(S590)。这样，该方法就能避免因心率突然变化造成的用户意外事故。
这里，推荐锻炼程序由用户的基本身体信息和累积的先前锻炼结果信息创建，并且存储在控制服务器100的锻炼程序数据库120上。具体地说，推荐锻炼程序是连续更新初始锻炼程序的一种锻炼程序，该初始锻炼程序依据用户最初输入的用户身体信息而创建。
控制服务器100的操作者可以在控制服务器100的锻炼程序数据库上连续地更新最新开发的锻炼程序。因此，本发明的健身器械系统的用户不需要购买或安装最新开发的锻炼程序，而且可以从控制服务器100下载最新开发的锻炼程序，以便根据最新开发的锻炼程序进行锻炼。
如上所述，本发明的使用互联网的健身系统允许用户在使用该健身器械的锻炼期间为用户的当前身体能力选择最适合的锻炼程序，从而最有效地增强用户的体力。此外，由于正在使用该健身器械的用户的体力变化被立即检测，因此可以避免因心率的突然变化造成的意外事故。另外，最新开发的锻炼程序可以被连续更新，而且不需要购买和安装该程序，因而提高了锻炼效率。
本领域的技术人员将会明白，在不背离本发明的精神和范围的条件下可以对本发明的使用互联网的健身系统和控制方法作出各种修改和改进，因而，这意味着本发明覆盖了落入所附权利要求书和其等同物范围内的本发明的各种改进和修改。
权利要求
1．一种健身系统，包括一个具有电子控制单元的健身器械；一个控制服务器；和一个互联网网络，健身器械经该互联网网络连接控制服务器，所述的健身器械包括输入单元，用于输入用户身体信息；显示部分，用于显示输入给输入部分的信息和从所述控制服务器传送的信息；驱动部分，用于驱动所述健身器械；和驱动控制部分，用于控制所述的驱动部分；其中所述控制服务器创建一个锻炼程序，用于依据从所述健身器械传送的所述用户身体信息和所述用户使用所述健身器械进行连续锻炼而累积的累积信息来控制所述健身器械。
2．根据权利要求1所述的系统，其中所述的健身器械还包括一个心率测量部分，用于在所述用户使用所述健身器械期间测量所述用户的心率。
3．一种控制健身器械的方法，该健身器械具有一个电子控制单元，一个控制服务器，一个互联网网络，健身器械经该互联网网络与控制服务器相连接，所述的方法包括以下步骤启动所述健身器械，将健身器械经所述互联网接入到所述控制服务器；识别用户；从所述控制服务器中选择一个适合于所述被识别用户的锻炼程序；和根据所述被选择锻炼程序操作所述健身器械，以便根据所述被选择锻炼程序进行锻炼。
4．根据权利要求3所述的控制方法，其中所述的控制服务器存储有关所述用户身体的身体信息，累积锻炼完成后的锻炼结果信息，和用所述用户身体信息和所述被累积的锻炼结果信息更新所述锻炼程序。
5．根据权利要求4所述的控制方法，还包括步骤在锻炼期间测量所述用户的心率，和传送所述用户的被测量心率；和当所述心率超过正常变化范围时，停止所述健身器械操作。
全文摘要
一种健身器械,包括一个具有电子控制单元的健身器械,一个控制服务器,和一个互联网网络,健身器械经上述互联网网络与控制服务器相连接。该健身器械包括:输入单元,输入用户身体信息;显示部分,显示输入给所述输入部分的信息和从所述控制服务器传送的信息;和驱动部分,驱动所述健身器械;和驱动控制部分,控制所述驱动部分。控制服务器创建一个锻炼程序,用于依据从所述健身器械传送的所述用户身体信息和一个所述用户使用所述健身器械进行连续锻炼而累积的累积信息来控制所述健身器械。
文档编号G06F15/16GK1321938SQ0012429
公开日2001年11月14日 申请日期2000年8月23日 优先权日2000年5月2日
发明者柳在源 申请人:株式会社世宇系统