專利名稱：一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍛煉運動矯正裝置，特別涉及的是一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置。
背景技術：
隨著物質生活水平的提高，人們對身體健康日益重視，各種健身活動蓬勃開展，各種鍛煉器材也層出不窮。肱二頭肌和肱三頭肌位于上臂兩側，是人體重要的肌肉，也是上肢力量鍛煉的重點區(qū)域之一。目前市場銷售的上肢力量鍛煉的健身器材種類繁多，如普通的握力器、屈伸鍛煉運動器材、推力鍛煉運動器材等，也有一些專門的綜合性的健身器材?？疾旄黝愬憻捚?材的使用情況，發(fā)現(xiàn)屈伸鍛煉運動器材是目前應用較為廣泛的方式，其典型代表如“啞鈴”。很多人群例如運動員、病人在接受物理康復治療時或者普通人在鍛煉身體時都會選擇舉啞鈴，因為該方式方便、有效，又相對較安全。但是，在使用過程中，使用者并不太注意鍛煉姿勢是否變形，或者由于缺乏專業(yè)的知識也難以糾正鍛煉中姿勢的錯誤。不正確的姿勢不僅達不到好的運動效果，還容易讓鍛煉者受傷。目前市場上已有不少上肢力量鍛煉的健身產品，但就各種產品的用途而言，其存在著只以鍛煉為目的，而不能糾正人們鍛煉運動中的誤區(qū)的缺陷。
發(fā)明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，該裝置能夠發(fā)現(xiàn)上肢力量鍛煉中姿勢是否正確，并能夠在檢測姿勢不當?shù)臅r候，實時反饋給鍛煉者，提示并幫助鍛煉者及時糾正姿勢，進而達到科學鍛煉的目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，包括置于手臂上方的后臂感應裝置(01)、置于手臂下方的前臂感應裝置(02)與控制器單元(03)三部分。其中后臂感應裝置(01)與前臂感應裝置(02)均通過導線與控制器單元(03)相連。置于手臂上方的后臂感應裝置(01)，包括第一加速度傳感器(10)和三個振動電機(11) (12) (13)，這三個電機被置于手臂的上方兩側以及后方的位置；置于手臂下方的前臂感應裝置(02)，包括第二加速度傳感器(20)和三個振動電機(21) (22) (23)，這三個電機被置于手臂的下方兩側以及后方的位置。該裝置的控制器單元(03)包括單片機控制器(31)、加速度檢測電路(32)、振動電機驅動電路(33)。其中加速度檢測電路(32)的兩路傳感器檢測接口同兩個加速度傳感器
(10)、(20)相連,每個包含加速度傳感器的3個輸出端和3個電容,且每個輸出端與一個電容連接，該接點與單片機(31)對應的引腳相連；振動電機驅動電路(33)部分，包括6路電機驅動，每一個電機驅動包含一個電阻、一個場效應管、一個二極管以及電機接線端口，每個電機接線端口一端與一個二極管的負極連接，二極管的正極與5V電源連接，電機接線端口的另一端與一個場效應管的漏極連接，場效應管的源極接地，其門極與電阻R的一端連接，電阻R的另一端接地，且電阻R與場效應管的門極之間的接點與單片機(11)的引腳相連。作為優(yōu)選，其中的單片機選擇帶有AD輸入接口的單片機，如Atmel的ATMEGA系列單片機，Silabs的C8051F系列單片機等。一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其矯正方法是在做上臂屈伸鍛煉時，相應的肌肉會發(fā)生位置變化，單片機控制器(31)將對來自后臂感應裝置(01)、前臂感應裝置(02)反饋回來的位置信號進行處理，通過與設定好的目標值進行對比，根據(jù)對比結果向與它連接的電機控制電路發(fā)送控制信號，每個位置信號包含X軸、Y軸、Z軸三軸的位置信息，如果檢測到的某個信號值偏離目標值，那么6個電機中對應的那個振動電機將會被激活，位置偏移越多，振動越厲害，使用者可通過相應電機的振動來判斷自己姿勢的誤區(qū)，以對動作加以改進。
本實用新型由于采取以上技術方案，具有以下優(yōu)點I.能夠對上臂屈伸鍛煉的運動姿勢進行有效的監(jiān)控，并能對不正確的姿勢進行提示，從而讓使用者對動作加以改進。2.還能夠對不正確的姿勢的偏離程度進行定量的反饋，而不是簡單的正確與否的判定，更有利于使用者的自我改進。3.結構輕巧，易于佩戴，能配合大多數(shù)上臂屈伸鍛煉健身器材的使用。

圖I是本實用新型一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置的設備連接示意圖。圖2是本實用新型一種該矯正裝置的電路結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，本實用新型包括后臂感應裝置(01)、前臂感應裝置(02)、控制器單元
(03)。在使用時，將后臂感應裝置(01)佩戴于鍛煉手臂的上方，將前臂感應裝置(02)佩戴于手臂的下方，將兩者的引線引出，并分別與放置在外面控制器單元(03)的相應接口相連。如圖2所示，本實用新型的控制器單元(03)包括單片機控制器(31)、加速度檢測電路(32)、振動電機驅動電路(33)。其中加速度檢測電路(32)包括兩路傳感器檢測接口，用于同兩個加速度傳感器(10) (20)相連,且每個包含加速度傳感器的3個輸出端和3個電容,每個輸出端與一個電容連接，該接點與單片機(31)對應的引腳相連。連接電容的目的在于，在傳感器的信號傳輸過程中可能會受到外界的干擾，該電容可以濾除這些干擾，從而保證信號的正確性。其中振動電機驅動電路(33)包括6路電機驅動，每一個電機驅動包含一個電阻、一個場效應管和一個二極管以及電機接線端口。每個電機接線端口一端與一個二極管的負極連接，二極管的正極與5V電源連接，放置二極管的目的在于，在電機的啟動停止過程中，電機會產生自感電動勢，特別的，在電機停止的時候，此時無其它負載供其消耗，該電流會在電機的電感上產生高壓電，易造成與之相連的場效應管損毀、絕緣破壞甚至爆炸，放置該二極管能在電機導通時剛好為逆向截止，但在電機停止后，因為與電感釋放電流成順向而導通，因此可提供電感釋放電流，又因二極管順向偏壓極低，故不至于產生高壓電弧，從而有效的保護場效應管；電機接線端口的另一端與一個場效應管的漏極連接，場效應管的源極接地，門極與電阻R的一端連接，電阻R的另一端接地，在電阻R與場效應管的門極之間的接點與單片機(11)的引腳相連。放置該電阻的有益效果是，在單片機不工作或者處于高阻態(tài)時，能給與場效應管的門極一個明確的低電平信號，防止場效應管的誤導通和振動電機的誤動作。使用單片機的有益效果是，單片機不僅能夠輸出高低電平來控制場效應管的導通關斷進而控制振動電機的開啟和關閉，更為重要的是，單片機還能夠產生脈沖寬度調制(PWM)的波形，利用PWM的看空比不同來控制電機振動的幅度，使用戶能夠接收到定量的反 饋。使用單片機的另一個有益效果是，單片機還具備復雜的信息處理能力，能夠更好的接收傳感器傳遞過來的信息，并進行判定輸出。下面結合圖I來敘述一下本實用新型裝置在上臂屈伸鍛煉中的矯正過程。本裝置的兩個加速度傳感器和六個振動電機放置位置分別為第一加速度傳感器
(10)和三個振動電機(11) (12) (13)配對被置于手臂的上方，第二加速度傳感器(20)和三個振動電機(21) (22) (23)配對被置于手臂的下方。上臂側面的電機(11)是用來反映上臂遠離使用者向側面移動的角度，上臂前面的電機(12)是用來反饋上臂正向移動的角度，上臂后面的電機(13)是用來反饋上臂向后移動的角度，下臂左面的電機(21)和右面的電機(22)是用來反饋下臂向左右移動的角度，下臂后面的電機(23)是用來反饋曲臂的速度。它們分別會在檢測到的角度值或速度值與目標值偏差大于某設定值時由單片機(31)控制產生振動。例如，以“舉啞鈴”為例，不到位的動作往往得不到應有的鍛煉效果，還容易造成意夕卜，比如鍛煉過程中，下臂偏里或者偏外。其他如在剛開始的時候，有些鍛煉者往往狀態(tài)較好，急于求成，速度很快，也很容易發(fā)生事故。下面就以上的情況，敘述本裝置是如何來提示并幫助鍛煉者糾正的。在鍛煉過程中，以右手為例，當鍛煉者的下臂過于向內偏移，那么這個時候，位于下臂加速度傳感器(20)返回過來的坐標中，標識左右移動方向的坐標值就會同設定值有較大的偏差，返回到單片機(31)后，單片機(31)就會通過電機驅動電路驅動振動電機(21)產生振動，提示用戶下臂往里面偏了。根據(jù)偏離程度的不同，電機的振動也會有所差異，偏離越多，振動越大，用戶可以根據(jù)振動電機的反饋情況，及時調整姿勢；如果鍛煉者的下臂過于向外側偏移，那么振動電機(22)就產生振動；如果在鍛煉的過程中，曲臂的動作過于快速，這個時候單片機(31)就會檢測到這個問題，控制振動電機(23)產生振動。其他如曲臂不到位等情況，通過檢測到第一加速度傳感器(10)第二加速度傳感器(20)的狀態(tài)也會被單片機(11)檢測到，單片機根據(jù)實際情況進行判斷后，利用振動電機會對使用者進行適當?shù)奶崾尽?br> 權利要求1.一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，包括置于手臂上方的后臂感應裝置(01)、置于手臂下方的前臂感應裝置(02)、控制器單元(03)三部分；后臂感應裝置(01)通過導線與控制器單元(03)相連；前臂感應裝置(02)也通過導線與制器部分(03)相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，所述的置于手臂上方的后臂感應裝置(01)，包括第一加速度傳感器(10)和三個振動電機(11) (12)(13)。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，所述的置于手臂下方的前臂感應裝置(02)，包括第二加速度傳感器(20)和三個振動電機(21) (22)(23)。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，所述的控制 器單元(03)包括單片機控制器(31)、加速度檢測電路(32)、振動電機驅動電路(33)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，所述的加速度檢測電路(32)包括兩路傳感器檢測單元；每個單元包含一個加速度傳感器接口和3個電容；加速度傳感器的三個信號輸出端XOUT，YOUT, ZOUT與電容連接形成接點并與單片機(31)的引腳相連。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置，其特征在于，所述的振動電機驅動電路(33)，包括6路電機驅動單元；每一個電路驅動單元包含一個電阻、一個場效應管、一個二極管以及電機接線端口 ；每個電機接線端口一端與一個二極管的負極連接，二極管的正極與5V電源連接；電機接線端口的另一端與一個場效應管的漏極連接，場效應管的源極接地，場效應管的門極與電阻R的一端連接，電阻R的另一端接地；電阻R與場效應管的門極之間的接點與單片機(11)的引腳相連。
專利摘要本實用新型涉及一種上臂屈伸鍛煉運動矯正裝置。包括后臂感應裝置(01)、前臂感應裝置(02)、控制器單元(03)。后臂感應裝置(01)和前臂感應裝置(02)分別與控制器單元(03)的相應接口通過導線相連。前、后臂感應裝置各包括1個位置傳感器和3個振動電機。使用時，將后臂感應裝置(01)佩戴于鍛煉手臂的上方，將前臂感應裝置(02)佩戴于手臂的下方，單片機控制器(31)將對來自后臂感應裝置(01)、前臂感應裝置(02)反饋回來的位置信號進行處理，通過與設定好的目標值進行對比，如果檢測到信號值偏離目標值，單片機控制器(31)將激活對應的振動電機，位置偏移越多，振動越厲害。本實用新型能夠發(fā)現(xiàn)上肢力量鍛煉中姿勢是否正確，并能夠反饋給鍛煉者，提示并幫助鍛煉者及時糾正姿勢，進而幫助鍛煉者達到科學鍛煉的目的。
文檔編號A63B24/00GK202637856SQ201220122849
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權日2012年3月21日
發(fā)明者顧敏明, 潘海鵬, 王惠姣, 蔣琳 申請人:浙江理工大學