專利名稱：運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備，該運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備可用于室內(nèi)和室外訓(xùn)練課程并被連接到能夠連接共享訓(xùn)練課程的多個遠(yuǎn)程使用者的通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
室內(nèi)運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且專業(yè)人士和運(yùn)動愛好者都經(jīng)常使用。最初，所述設(shè)備被當(dāng)作在由于例如外面的天氣條件、在自己家鍛煉舒適或者方便將具體的訓(xùn)練和其他的運(yùn)動實(shí)踐結(jié)合起來等原因使用者不愿為了進(jìn)行練習(xí)運(yùn)動離開封閉場所的情況下的室外訓(xùn)練的替代方式，這樣上述各種情況都能在同一個封閉場所中得到實(shí)踐。廣泛公開的例子有在健身房和運(yùn)動中心非常常見的跑步機(jī)、固定自行車或劃船機(jī)等。盡管事實(shí)上室內(nèi)訓(xùn)練系統(tǒng)的上述例子為許多使用者的平常鍛煉提供了足夠的解決方案，但是上述設(shè)備仍然存在本領(lǐng)域還未解決的若干個缺陷，大多涉及到的主要缺點(diǎn)是室內(nèi)設(shè)備與室外鍛煉相背，即，可以進(jìn)行活動的地方缺少自然環(huán)境(不論城市或農(nóng)村)，經(jīng)常導(dǎo)致使用者感覺鍛煉變得重復(fù)或單調(diào)，并且偶爾導(dǎo)致喪失活動的興趣或甚至放棄運(yùn)動鍛煉。在所述設(shè)備允許電子分析由進(jìn)行的鍛煉構(gòu)成的情況下(通過研究移動的距離、速度以及在使用者前進(jìn)時該設(shè)備施加的阻力等)，由于室內(nèi)訓(xùn)練設(shè)備導(dǎo)致的另一個問題是它們與室外鍛煉的同時性計(jì)劃不相容，因?yàn)闆]有工具提供能將兩種類型的訓(xùn)練自然地結(jié)合起來的常見參考框架，通過結(jié)合使用者可以在單一訓(xùn)練計(jì)劃中共同查看兩種類型(通過常見的數(shù)據(jù)獲取和分析系統(tǒng))。這種不相容可能導(dǎo)致使用者感覺室內(nèi)訓(xùn)練是室外訓(xùn)練的低效率替代方式，前者僅可以單獨(dú)進(jìn)行。本發(fā)明旨在通過一種設(shè)備解決上述缺陷，該設(shè)備將室內(nèi)和室外模式中的運(yùn)動鍛煉用的不同元件和容易使用的訓(xùn)練裝置以及基于由Web應(yīng)用程序產(chǎn)生的信息管理的模擬設(shè)備結(jié)合在一起，其除了恢復(fù)和分析使用者在運(yùn)動鍛煉過程中由他們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之外，還包括可定制的訓(xùn)練系統(tǒng)。上述系統(tǒng)通過使用者可以根據(jù)他們的需要改變他們的訓(xùn)練程序來設(shè)置的進(jìn)程有助于提高訓(xùn)練質(zhì)量和身體性能。此外，本發(fā)明允許多個使用者同時鍛煉，并且還可以設(shè)置為競賽模式，這提供了更好的訓(xùn)練感受和將室外進(jìn)行的真實(shí)的訓(xùn)練課程結(jié)合起來的可能性，以便他們以后可以在室內(nèi)鍛煉課程過程中用安裝在該設(shè)備上的模擬設(shè)備再現(xiàn)，或通過Web應(yīng)用程序與其他遠(yuǎn)程使用者進(jìn)行共享。該設(shè)備還有以下優(yōu)點(diǎn):能夠記錄有關(guān)使用者的身體狀況(心率、血壓、消耗的熱量等)和有關(guān)在整個運(yùn)動鍛煉過程中不論室外或室內(nèi)所采用的訓(xùn)練設(shè)備的機(jī)械參數(shù)(速度、加速度、轉(zhuǎn)速等)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是一種運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備，它包括:訓(xùn)練裝置，所述訓(xùn)練裝置具有至少一個可轉(zhuǎn)動部件，所述可轉(zhuǎn)動部件提供抵抗由使用者施加的體力的可變阻力；監(jiān)測和通信單元，所述監(jiān)測和通信單元用于有關(guān)使用者的身體狀況和有關(guān)所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件的數(shù)據(jù)；訓(xùn)練模擬和控制單元，所述訓(xùn)練模擬和控制單元被連接到所述監(jiān)測和通信單元；其中，所述模擬和控制單元包括控制由所述訓(xùn)練裝置的可轉(zhuǎn)動部件施加的阻力的變化的一個或多個控制系統(tǒng)，其中通過與所述監(jiān)測和通信單元的無線通信實(shí)現(xiàn)所述變化；以及其中所述監(jiān)測和通信單元又被連接到使用者的身體狀況的一個或多個傳感器和所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件的一個或多個傳感器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置包括自行車。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置的可轉(zhuǎn)動部件包括可連接到所述自行車的一個車輪的輥。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述可轉(zhuǎn)動部件還包括所述部件用的制動系統(tǒng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述可轉(zhuǎn)動部件的制動系統(tǒng)包括金屬盤和可連接到所述盤的具有可變位置的至少兩個永磁鐵。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述制動系統(tǒng)的永磁鐵由釹制成并且所述金屬盤由鋁制成。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述永磁鐵可以通過致動器移動，以改變所述永磁鐵的面向所述金屬盤的表面。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述致動器包括被連接到主軸的電動步進(jìn)電機(jī)，所述主軸通過螺母移動其中安裝有所述永磁鐵的支撐框。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述可轉(zhuǎn)動部件的制動系統(tǒng)包括由所述輥的運(yùn)動而移動的離心通風(fēng)機(jī)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述制動系統(tǒng)包括由兩個軸承引導(dǎo)的軸，所述輥位于所述兩個軸承之間并由所述自行車的車輪牽引。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置包括至少由框架構(gòu)成的穩(wěn)定系統(tǒng)，所述框架被支撐在地面上并且通過諸如螺絲釘、卡釘、制動器或類似設(shè)備等一個或多個接合裝置以所述自行車在鍛煉過程中不能橫向或縱向地移動的方式可連接到所述自行車上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置包括跑步機(jī)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，使用者的身體狀況和所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件的監(jiān)測和通信單元包括通過以下的一個或多個連接的通信網(wǎng)絡(luò)的無線接入=W1-Fi連接(該術(shù)語被理解為指任意無線局域網(wǎng))、以太網(wǎng)(Ethernet)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙(Bluetooth)、射頻系統(tǒng)、移動電話通信網(wǎng)絡(luò)、紅外、TCP/IP (傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)、HTTP (超文本傳輸協(xié)議)、“點(diǎn)對點(diǎn)”協(xié)議、FTP (文件傳輸協(xié)議)、RTP (實(shí)時傳輸協(xié)議)、RTSP (實(shí)時流協(xié)議)、SSH(安全外殼)、IP語音(VOIP)或USB (通用串行總線)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述監(jiān)測和通信單元包括在訓(xùn)練過程中由所述傳感器測量的數(shù)據(jù)用的數(shù)字存儲裝置。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，使用者的身體狀況的傳感器包括以下中的一個或多個:心率傳感器、血壓傳感器、血氧飽和度傳感器、血糖濃度傳感器、卡路里傳感器、身體質(zhì)量指數(shù)傳感器和溫度傳感器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件的傳感器包括以下中的一個或多個:所述可轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度傳感器、所述可轉(zhuǎn)動部件的加速計(jì)、使用者步子的節(jié)奏傳感器、使用者踩踏的節(jié)奏傳感器、由使用者施加的力的傳感器、使用者活動的傳感器和使用者位置的傳感器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述監(jiān)測和通信單元包括基于GPS (全球定位系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)的通信裝置，以提供有關(guān)使用者環(huán)境的信息。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述模擬和控制單元包括用于使用者能夠設(shè)計(jì)訓(xùn)練課程并且所述控制系統(tǒng)運(yùn)行它們的可編程裝置，所述課程的特征在于其包括在訓(xùn)練過程中隨著時間推移可變地設(shè)置所述可轉(zhuǎn)動部件的阻力。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述模擬和控制單元包括用于觀看由所述傳感器獲得的數(shù)據(jù)和/或施加到所述可轉(zhuǎn)動部件上的阻力的監(jiān)視器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在所述監(jiān)視器上觀看到的有關(guān)施加到所述可轉(zhuǎn)動部件上的阻力的數(shù)據(jù)被以表面傾斜數(shù)據(jù)的形式顯示。本發(fā)明的一個目的是還包括以下裝置的運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備:通過互聯(lián)網(wǎng)連接被連接到所述模擬和控制單元上的用于遠(yuǎn)程計(jì)劃訓(xùn)練的系統(tǒng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程計(jì)劃系統(tǒng)包括與所述監(jiān)測和通信單元的無線連接。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程計(jì)劃系統(tǒng)包括用于由所述傳感器獲得的數(shù)據(jù)的數(shù)字存儲和分析的可編程裝置。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述監(jiān)測和通信單元包括與所述移動電話的無線連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述監(jiān)測和通信單元被集成到移動電話中。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述監(jiān)測和通信單元包括與攝像機(jī)的無線連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述訓(xùn)練裝置和使用者的數(shù)量為I 64。雖然在本文件中描述的本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例針對騎車鍛煉，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠非常簡單地按照本發(fā)明的描述將本發(fā)明的目的轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行其他運(yùn)動活動?？梢詮南挛牡拿枋龊退降母綀D明白本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了本發(fā)明的設(shè)備的主要元件和在它們形成的通信網(wǎng)絡(luò)中的它們的連接的輪廓圖。圖2示出了在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的訓(xùn)練裝置的制動系統(tǒng)的立體圖，顯示了其主要內(nèi)部部件。圖3示出了在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的訓(xùn)練裝置和可連接到自行車后輪的軸上的框架的正視圖。圖4示出了在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的訓(xùn)練裝置和可連接到自行車后輪的軸上的框架的立體圖。
具體實(shí)施例方式如本文件的圖1 圖4所示,本發(fā)明由包括以下元件的運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備構(gòu)成:A)訓(xùn)練裝置1:該元件包括使用者用來進(jìn)行室內(nèi)身體活動的所有系統(tǒng)。優(yōu)選地，該訓(xùn)練裝置由被設(shè)計(jì)用于室內(nèi)或室外騎的自行車構(gòu)成，然而本發(fā)明的其他實(shí)施例可以包括其他類型的系統(tǒng)，如可編程的跑步機(jī)、劃船練習(xí)機(jī)、步進(jìn)式裝置、固定或“旋轉(zhuǎn)”自行車、健身器材或具有相似特點(diǎn)的任何其他系統(tǒng)。訓(xùn)練裝置I具有至少一個可轉(zhuǎn)動部件2，該可轉(zhuǎn)動部件提供在進(jìn)行運(yùn)動活動時抵抗由使用者施加的力的可變阻力。所述力可以是例如在踩踏過程中腿和腳施加的力、在跑步時腿和腳施加的力或胳膊和手移動船槳的力。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動部件2可以包括例如自行車車輪、跑步機(jī)在其上滾動的一個或多個輥或劃船機(jī)中的船槳在其上轉(zhuǎn)動的軸。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中訓(xùn)練裝置I包括自行車，其中一個可轉(zhuǎn)動部件2是可連接到自行車后輪的輥9，使得所述車輪隨著由使用者通過自行車踏板的力傳遞的運(yùn)動而使輥9轉(zhuǎn)動。在沒有其他力的情況下，輥9隨著由自行車車輪傳遞的運(yùn)動自由轉(zhuǎn)動。為了將可變阻力提供給由使用者施加的力，訓(xùn)練裝置I同時包括輥9的制動系統(tǒng)8，這使得可以再現(xiàn)就阻力、部分使用者的正斜率感覺和在路上踩踏自行車的感受方面非常接近現(xiàn)實(shí)的情景。優(yōu)選地，輥9的制動系統(tǒng)8至少包括以下元件:金屬盤10，優(yōu)選由鋁制成，其與輥9 一起轉(zhuǎn)動。指向金屬盤10的至少兩個永磁鐵11，該永磁鐵提供朝向金屬盤的兩個磁極(北極和南極)，能夠位于與所述金屬盤10之間的距離可變的位置，并且優(yōu)選通過致動器12以永磁鐵11的面向金屬盤10的表面改變的方式可移動。通過該致動器，指向金屬盤10的磁鐵11的磁極可以完全在該金屬盤的區(qū)域外(從而獲得最小制動功率)或完全在盤10的區(qū)域內(nèi)(最大制動功率)。致動器12優(yōu)選包括被連接到主軸14的電動步進(jìn)電機(jī)13，該主軸通過螺母移動其中安裝有永磁鐵11的支撐框15。剛剛描述的在本發(fā)明的實(shí)施例中的制動原理是基于使由磁鐵11產(chǎn)生的磁場穿過與由自行車牽引的輥9 一起轉(zhuǎn)動的金屬盤10，從而當(dāng)盤10由于磁場移動時產(chǎn)生渦電流(Foucault current),通過所述電流和磁場的相互作用形成制動轉(zhuǎn)矩；并通過焦耳效應(yīng)產(chǎn)生熱流以及與制動功率相等的功率。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過兩個由釹制成的磁鐵11產(chǎn)生磁場(然而，在其他實(shí)施例中，也可以使用其他磁鐵)，該磁場穿過由金屬盤10的表面投射形成的空間。通過改變磁鐵11的位置并因此改變影響金屬盤10的磁場，可以調(diào)節(jié)穿過所述盤10的磁通，并因此調(diào)節(jié)制動功率，在輥9中的轉(zhuǎn)動速度越高，制動功率將越大。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，為了將在金屬盤10中產(chǎn)生的熱消散，使用了通過輥9本身的運(yùn)動而移動的離心通風(fēng)機(jī)16，該離心通風(fēng)機(jī)驅(qū)動空氣通過制動系統(tǒng)8的內(nèi)部。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，制動系統(tǒng)8包括由兩個軸承18引導(dǎo)的軸17，由自行車車輪牽引的輥9位于這兩個軸承之間。為了使得踩踏更規(guī)律，模擬騎車人加自行車的質(zhì)量在真實(shí)道路上本該具有的慣性效應(yīng)，在軸17的一端有飛輪19。飛輪19還起到模擬當(dāng)加速時由于騎車人和自行車的質(zhì)量而存在的慣性力的作用。為了防止自行車在鍛煉過程中移開它的位置，本發(fā)明還包括由框架20構(gòu)成的穩(wěn)定系統(tǒng)，該框架被支撐在地面上并且可通過諸如螺絲釘、卡釘、制動器或類似設(shè)備等一個或多個接合裝置以該自行車在整個鍛煉過程中不能橫向或縱向地移動的方式連接到該自行車上。將自行車后輪通過其軸連接到框架20上，其前輪優(yōu)選被支撐在與車輪的高度相等的基座上，自行車后輪限制它們的轉(zhuǎn)動并提供組件的穩(wěn)定性。制動系統(tǒng)8位于框架20的后部上?？蚣?0是以如下這樣的方式傾斜的:騎車人的重量將后輪帶到輥9上，與騎車人的重量成比例的接觸力被施加在該輥上。這種傾斜設(shè)計(jì)允許一個框架被用于各種尺寸和類型的自行車。在本發(fā)明的另一方面中，訓(xùn)練裝置I可以配備訓(xùn)練裝置I的機(jī)械條件的一個或多個傳感器7，如可轉(zhuǎn)動部件2的速度傳感器、可轉(zhuǎn)動部件2的加速計(jì)、傾角計(jì)、使用者步子的節(jié)奏傳感器、使用者踩踏的節(jié)奏傳感器、由使用者施加的力的大小的傳感器、使用者活動的傳感器、使用者位置的傳感器或本領(lǐng)域已知并用于室內(nèi)或室外訓(xùn)練設(shè)備的任何其他類似的傳感器。以類似的方式，本發(fā)明還包括安裝用于獲取關(guān)于使用者的身體狀況的信息的一個或多個傳感器6的可能性，所述傳感器優(yōu)選是心率或脈搏傳感器、血壓傳感器、血氧飽和度傳感器、血糖濃度傳感器、卡路里傳感器、身體質(zhì)量指數(shù)傳感器、溫度傳感器或用于運(yùn)動鍛煉的任何其他類似的傳感器。B)訓(xùn)練模擬和控制單元4:所述單元在一方面被設(shè)計(jì)為接收由安裝在訓(xùn)練裝置I和使用者上的各種傳感器6，7檢測到的信息，在另一方面被設(shè)計(jì)為控制由訓(xùn)練裝置I的可轉(zhuǎn)動部件2抵抗使用者施加的力而出現(xiàn)的阻力的變化。優(yōu)選地，模擬和控制單元4是設(shè)置有控制系統(tǒng)5和通信協(xié)議的計(jì)算機(jī)，該控制系統(tǒng)包括在可編程軟件和硬件之間的交互作用，該通信協(xié)議能夠接收由傳感器6，7獲得的數(shù)據(jù)，并可以將指令給到訓(xùn)練裝置1，優(yōu)選給到包括在可轉(zhuǎn)動部件2上的輥9的制動系統(tǒng)8。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，配備有諸如輸入板裝置、筆記本電腦、移動電話或本領(lǐng)域的其他相似系統(tǒng)等處理裝置的其他類型的裝置也可以被用作模擬和控制單元4。這樣，可以編程預(yù)先設(shè)計(jì)在該設(shè)備的模擬和控制單元4中的訓(xùn)練課程，并可以使使用者隨著時間推移通過可轉(zhuǎn)動部件2的可變阻力的結(jié)合來實(shí)踐這些課程，這樣使用者感受到的是變化斜率的路線。由模擬和控制單元4的控制系統(tǒng)5使用的通信協(xié)議優(yōu)選為屬于運(yùn)動應(yīng)用程序的傳感器監(jiān)測的廣泛用于本領(lǐng)域中的ANT+協(xié)議(基于在2.4Ghz處的射頻傳輸技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)。雖然如此，也同樣可以將其他通信協(xié)議在單元4中實(shí)施。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，模擬和控制單元4還包括用于觀看由傳感器6，7獲得的數(shù)據(jù)和/或抵抗使用者施加的力施加到可轉(zhuǎn)動部件2上的阻力的監(jiān)視器21。這種觀看可以通過硬件和在模擬和控制單元4中編程的軟件被表示為例如取決于施加到可轉(zhuǎn)動部件2上的阻力而具有不同斜率的表面的一連串伸展。這使得使用者感覺訓(xùn)練就像在具有可變斜率的地形的真實(shí)路上一樣。C)有關(guān)使用者的身體狀況和訓(xùn)練裝置I的機(jī)械條件的數(shù)據(jù)的一個監(jiān)測和通信單元3:該單元是一個小型便攜式裝置，其在訓(xùn)練裝置I與模擬和控制單元4之間建立通信網(wǎng)絡(luò)，接收和傳送通過用于模擬和控制單元4中的通信協(xié)議發(fā)送的信號，并接收和傳送從傳感器6，7發(fā)送的數(shù)據(jù)。所建立的通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選為無線網(wǎng)絡(luò)。所述網(wǎng)絡(luò)可以通過能夠借助短程或遠(yuǎn)程協(xié)議提供連接的任何設(shè)備、系統(tǒng)、電路或它們的結(jié)合(包括任何無線通信的基礎(chǔ)設(shè)施，如通信塔或通信服務(wù)器)建立。該通信網(wǎng)絡(luò)可以基于例如W1-Fi連接(該術(shù)語被理解為指任意無線局域網(wǎng))、以太網(wǎng)(Ethernet)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙(Bluetooth)、射頻系統(tǒng)、移動電話通信網(wǎng)絡(luò)、紅外、TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)、HTTP(超文本傳輸協(xié)議)、“點(diǎn)對點(diǎn)”協(xié)議、FTP(文件傳輸協(xié)議)、RTP(實(shí)時傳輸協(xié)議)、RTSP(實(shí)時流協(xié)議)、SSH(安全外殼)、IP語音(VOIP)或USB (通用串行總線)以及上述的任意結(jié)合。監(jiān)測和通信單元3提供給本發(fā)明的設(shè)備的重要優(yōu)點(diǎn)是也可以將其用于室外課程中的可能性，由于其便攜性和無線性，因此在實(shí)踐中是可能的。事實(shí)上，在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，所述單元可以在使用者能夠攜帶的小型設(shè)備中實(shí)施，例如在他們的一個口袋中。特別地，對于其中訓(xùn)練裝置I包括自行車的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以將所述自行車從用于穩(wěn)定它的框架和從訓(xùn)練輥9移開，并可以進(jìn)行一個或多個室外課程，保持通過監(jiān)測和通信單元3使通信網(wǎng)絡(luò)連接，接收由傳感器6，7獲得的數(shù)據(jù)并將其傳送到模擬和控制單元4以接著處理和分析。獲得的數(shù)據(jù)可以用來例如根據(jù)在室外訓(xùn)練課程過程中獲得的真實(shí)數(shù)據(jù)(有關(guān)力氣、速度、斜率、加速度等的數(shù)據(jù))設(shè)置室內(nèi)訓(xùn)練程序。在這個優(yōu)選實(shí)施例中，自行車的后輪擔(dān)當(dāng)訓(xùn)練裝置I的可轉(zhuǎn)動部件2的角色。在本發(fā)明的設(shè)備上存在監(jiān)測和通信單元3以及在訓(xùn)練裝置1、傳感器6，7與模擬和控制單元4之間建立無線連接提供了本發(fā)明的設(shè)備，如上所述，其能夠在相同的操作環(huán)境中將室內(nèi)訓(xùn)練課程與室外訓(xùn)練課程結(jié)合起來，提供每個所述訓(xùn)練模式的單個優(yōu)勢之間的協(xié)作。一方面，如果使用能夠就力氣方面再現(xiàn)某個使用者在室外進(jìn)行的非常相似的訓(xùn)練課程的模擬和控制單元4，那么使用者就會感覺室內(nèi)訓(xùn)練課程更少人造氣氛，另一方面，室外訓(xùn)練課程充當(dāng)用于生成室內(nèi)課程的數(shù)據(jù)源，允許使用者根據(jù)需要重復(fù)所需的次數(shù)，在例如室外比賽之前將其用作訓(xùn)練程序，或甚至將有關(guān)室外課程的數(shù)據(jù)與其他使用者進(jìn)行共享，給了該設(shè)備更大的社交范圍。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3還包括獨(dú)立的電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)優(yōu)選是可充電電池。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3還可以包括在訓(xùn)練過程中由傳感器6，7測量的數(shù)據(jù)的數(shù)字存儲裝置，所述存儲裝置優(yōu)選是USB存儲器、閃存卡、SIM(用戶識別模塊)卡、硬盤或任何其他等效設(shè)備。這提供了將獲得的數(shù)據(jù)直接傳送到監(jiān)測和通信單元3、然后在運(yùn)動鍛煉后的任意時間將它們傳送到模擬和控制單元4的可能性。通過無線通信或通過電纜(例如，通過USB連接)可以實(shí)現(xiàn)在數(shù)字存儲裝置與模擬和控制單元4之間的連接。電纜連接還可以用來給單元3的供電系統(tǒng)充電。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3包括基于GPS網(wǎng)絡(luò)(全球定位系統(tǒng))的通信裝置。除了可以傳送由傳感器6，7獲得的數(shù)據(jù)之外，這使得還可以傳送有關(guān)在室外課程過程中使用者位置的數(shù)據(jù)，其可以將這些數(shù)據(jù)用作用于利用模擬和控制單元4設(shè)計(jì)室內(nèi)訓(xùn)練課程的補(bǔ)充信息。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3包括例如安裝在訓(xùn)練裝置I上的使用者可以在室外課程期間使用的攝像機(jī)的無線或電纜連接。由攝像機(jī)獲得的圖像可以由模擬和控制系統(tǒng)4添加到預(yù)設(shè)課程中(將它們顯示在觀看監(jiān)視器21上)或?qū)⑺鼈兣c通過GPS通信裝置或在該設(shè)備中使用的任意傳感器6，7獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合，可以將它們與其他使用者進(jìn)行比較。還可以通過電纜或無線連接將攝像機(jī)連接到模擬和控制單元4。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，GPS通信裝置、攝像機(jī)和傾角計(jì)之間的連接允許被獲得的信息用于隨后產(chǎn)生室內(nèi)模擬課程。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3包括具有用于構(gòu)成所述單元3和進(jìn)行諸如使傳感器6，7激活或失效、存儲獲得的數(shù)據(jù)或?qū)⑿畔魉偷侥M和控制單元4等其基本功能的編程功能的鍵盤。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)測和通信單元3包括與移動電話的無線連接和通過其可以用所述電話執(zhí)行諸如使傳感器6，7激活或失效、存儲獲得的數(shù)據(jù)或?qū)⑿畔魉偷侥M和控制單元4等所述單元3的基本功能的編程的軟件。通過硬件和在移動電話中可編程的軟件的結(jié)合以及適于每個實(shí)施例的通信，移動電話本身也可以是監(jiān)測和通信單元3。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，通過常見的通信協(xié)議，用多個監(jiān)測和通信單元3可以將多個使用者連接到一個模擬和控制單元4。D)遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)22:優(yōu)選通過互聯(lián)網(wǎng)連接將所述系統(tǒng)連接到模擬和控制單元4以及監(jiān)測和通信單元3。所述系統(tǒng)允許遠(yuǎn)程產(chǎn)生的內(nèi)容可以通過模擬和控制單元4以數(shù)據(jù)的形式用于室內(nèi)課程，并且還以“社交網(wǎng)絡(luò)”的形式作為不同遠(yuǎn)程使用者之間的通信裝置。該遠(yuǎn)程計(jì)劃系統(tǒng)包括硬件和/或軟件的結(jié)合，其包括諸如服務(wù)器-客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、控制器、通信協(xié)議和web應(yīng)用程序等元件?？梢酝ㄟ^任何通信協(xié)議和本領(lǐng)域常用的分布式超媒體實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)22和本發(fā)明的其他元件之間的通信。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所使用的通信協(xié)議是REST協(xié)議(表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移)。遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)22的目的是提供用于幫助使用者運(yùn)動鍛煉的裝置，以及允許他們之間通信和交互作用。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)22包括以下功能:由專業(yè)人士遠(yuǎn)程協(xié)助設(shè)計(jì)定制訓(xùn)練程序。創(chuàng)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)的歷史記錄。管理由使用者形成的運(yùn)動群體。創(chuàng)建單個訓(xùn)練課程。創(chuàng)建單個競賽課程。創(chuàng)建多使用者訓(xùn)練課程。創(chuàng)建多使用者競賽課程。遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)22的另一個重要功能是通過在所述系統(tǒng)中編程的多個方法設(shè)計(jì)和監(jiān)測使用者的運(yùn)動訓(xùn)練，一方面，能夠詳細(xì)示出各個使用者的身體狀況(通過研究諸如他們的體重、身高、身體活動水平、最大心率、休息時的心率、身體質(zhì)量指數(shù)以及他們的運(yùn)作功率閾值(FPT)等參數(shù))，以及能夠根據(jù)獲得的有關(guān)使用者的身體狀況的信息產(chǎn)生定制訓(xùn)練計(jì)劃(所述計(jì)劃優(yōu)選包括每日/每周課程、要達(dá)到的目標(biāo)、工作周期以及室內(nèi)、室外或結(jié)合的計(jì)劃課程等)。關(guān)于多使用者課程，通過web服務(wù)的遠(yuǎn)程連接允許多個使用者進(jìn)行同步課程。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，同步課程中使用者的數(shù)量為I 64。雖然如此，具有較高數(shù)量的使用者的其他實(shí)施例也同樣可以。已經(jīng)描述了本發(fā)明和它的一些優(yōu)選實(shí)施例，需要指出的很重要的一點(diǎn)是所述實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制它們的設(shè)計(jì)或包括設(shè)備在內(nèi)的元件的結(jié)合的變化，只要所述變化不改變本發(fā)明的本質(zhì)或它的目的。附圖中的元件的說明
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備，包括: 訓(xùn)練裝置(1)，所述 訓(xùn)練裝置具有至少一個可轉(zhuǎn)動部件(2)，所述可轉(zhuǎn)動部件提供抵抗由使用者施加的體力的可變阻力； 監(jiān)測和通信單元(3)，所述監(jiān)測和通信單元用于有關(guān)使用者的身體狀況和有關(guān)所述訓(xùn)練裝置(I)的機(jī)械條件的數(shù)據(jù)； 訓(xùn)練模擬和控制單元(4)，所述訓(xùn)練模擬和控制單元被連接到所述監(jiān)測和通信單元(3)； 其特征在于，所述模擬和控制單元(4)包括控制由所述訓(xùn)練裝置(I)的可轉(zhuǎn)動部件(2)施加的阻力的變化的一個或多個控制系統(tǒng)(5)，其中通過與所述監(jiān)測和通信單元(3)的無線通信實(shí)現(xiàn)所述變化；以及其中所述監(jiān)測和通信單元(3)又被連接到使用者的身體狀況的一個或多個傳感器(6)和所述訓(xùn)練裝置(I)的機(jī)械條件的一個或多個傳感器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)包括自行車。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)的可轉(zhuǎn)動部件(2)包括可連接到所述自行車的一個車輪的輥(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述可轉(zhuǎn)動部件(2)還包括所述輥(9)的制動系統(tǒng)⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述可轉(zhuǎn)動部件(2)的制動系統(tǒng)(8)包括金屬盤(10)和可連接到所述盤(10)的具有可變位置的至少兩個永磁鐵(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述制動系統(tǒng)(8)的永磁鐵(11)由釹制成并且所述金屬盤(10)由鋁制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5 6中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中可以通過致動器(12)以所述永磁鐵(11)的面向所述金屬盤(10)的表面改變的方式移動所述永磁鐵(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述致動器(12)包括被連接到主軸(14)的電動步進(jìn)電機(jī)(13)，所述主軸移動其中安裝有所述永磁鐵(11)的支撐框(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4 8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述可轉(zhuǎn)動部件(2)的制動系統(tǒng)(8)包括由所述輥(9)本身的運(yùn)動而移動的離心通風(fēng)機(jī)(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4 9中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述制動系統(tǒng)(8)包括由兩個軸承(18)引導(dǎo)的軸(17)，由所述自行車的車輪牽引的輥(9)位于所述兩個軸承之間，并且飛輪(19)位于所述軸(17)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求2 10中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)包括由框架(20)構(gòu)成的穩(wěn)定系統(tǒng)，所述框架被支撐在地面上并且可通過一個或多個接合裝置以所述自行車不能橫向或縱向地移動的方式連接到所述自行車上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)包括跑步機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中使用者的身體狀況和所述訓(xùn)練裝置(I)的機(jī)械條件的監(jiān)測和通信單元(3)包括通過以下的一個或多個連接的通信網(wǎng)絡(luò)的無線接入:W1-F1、以太網(wǎng)、藍(lán)牙、射頻系統(tǒng)、移動電話通信網(wǎng)絡(luò)、紅外、TCP/IP、HTTP、BitTorrent, FTP、RTP, RTSP, SSH、IP 語音和 USB。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述監(jiān)測和通信單元(3)包括用于數(shù)字化存儲在訓(xùn)練過程中由所述傳感器(6，7)測量的數(shù)據(jù)的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 14中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中使用者的身體狀況的傳感器(6)包括以下中的一個或多個:心率/脈搏傳感器、血壓傳感器、血氧飽和度傳感器、血糖濃度傳感器、卡路里傳感器、身體質(zhì)量指數(shù)傳感器和溫度傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1 15中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)的機(jī)械條件的傳感器(7)包括以下中的一個或多個:所述可轉(zhuǎn)動部件(2)的轉(zhuǎn)動速度傳感器、所述可轉(zhuǎn)動部件(2)的加速計(jì)、傾角計(jì)、使用者步子的節(jié)奏傳感器、使用者踩踏的節(jié)奏傳感器、由使用者施加的力的大小的傳感器 、使用者活動的傳感器和使用者位置的傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1 16中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述監(jiān)測和通信單元(3)包括基于GPS網(wǎng)絡(luò)的通信裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1 17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述模擬和控制單元(4)包括用于設(shè)計(jì)使用者可以設(shè)置并且所述控制系統(tǒng)(5)可以運(yùn)行的訓(xùn)練課程的可編程裝置，所述課程的特征在于其包括在整個訓(xùn)練過程中可變地設(shè)置所述可轉(zhuǎn)動部件(2)的阻力。
19.根據(jù)權(quán)利要求1 18中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述模擬和控制單元(4)包括用于觀看由所述傳感器(6，7)獲得的數(shù)據(jù)和/或施加到所述可轉(zhuǎn)動部件(2)上的阻力的監(jiān)視器(21)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中在所述監(jiān)視器(21)上觀看到的有關(guān)施加到所述可轉(zhuǎn)動部件(2)上的阻力的數(shù)據(jù)被顯示為表面傾斜數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1 20中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括通過互聯(lián)網(wǎng)連接被連接到所述模擬和控制單元(4)上的遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)(22)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)(22)包括與所述監(jiān)測和通信單元(3)的無線連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求21 22中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述遠(yuǎn)程訓(xùn)練計(jì)劃系統(tǒng)(22)包括用于由所述傳感器(6，7)獲得的數(shù)據(jù)的數(shù)字存儲和分析的可編程裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求1 23中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述監(jiān)測和通信單元(3)包括與移動電話的無線連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求1 23中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述監(jiān)測和通信單元(3)被集成到移動電話中。
26.根據(jù)權(quán)利要求1 25中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述監(jiān)測和通信單元(3)包括與攝像機(jī)的無線或電纜連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求1 26中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述模擬和控制單元(4)包括與攝像機(jī)的無線或電纜連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求1 27中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述訓(xùn)練裝置(I)和/或使用者的數(shù)量為I 64。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用于室內(nèi)和室外訓(xùn)練課程并被集成到可以連接共享課程的多個遠(yuǎn)程使用者的通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備。該設(shè)備包括包括響應(yīng)于由使用者施加的體力而可變化的阻力的訓(xùn)練裝置；用于通信和監(jiān)測有關(guān)使用者的身體狀況和所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件的數(shù)據(jù)的單元；訓(xùn)練模擬和控制單元；以及用于獲取有關(guān)使用者的身體狀態(tài)、所述訓(xùn)練裝置的機(jī)械條件和使用者環(huán)境的信息的多個傳感器。
文檔編號H02K49/04GK103200998SQ201180053637
公開日2013年7月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者赫蘇斯·德瓦爾·德爾·托羅, 何塞·桑喬·加西亞, 何塞·費(fèi)爾南多·加西亞·切卡 申請人:布庫有限公司