智能化健身器械的研究與應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、健康問(wèn)題是人類關(guān)注的永恒話題，近現(xiàn)代尤為重視，器械健身是當(dāng)今時(shí)代人們健身活動(dòng)的重要組成部分。由于健身目的、健身環(huán)境、健身者身體狀況等因素各不相同，與之對(duì)應(yīng)的健身活動(dòng)形式也就多種多樣，導(dǎo)致作為器械健身的載體——健身器械種類繁多，形式各異。盡管外在呈現(xiàn)不同，各種健身器械在本質(zhì)上是滿足民眾健身活動(dòng)需求，促進(jìn)身體健康的裝置/裝備，具有以下共性的功能需求:科學(xué)合理的健身引導(dǎo)、安全有效的過(guò)程約束或控制、健身數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、直觀明晰的健身效果展現(xiàn)以及

2、適度的娛樂(lè)趣味性。
　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和意識(shí)觀念變化，人們對(duì)健身器械的要求更加趨于理性化，上述功能需求是制約傳統(tǒng)健身器械進(jìn)一步發(fā)展的主要因素。因此，引進(jìn)其它領(lǐng)域的先進(jìn)科技手段，改進(jìn)傳統(tǒng)健身器械，研發(fā)智能化健身裝備是當(dāng)前健身器械產(chǎn)業(yè)亟待解決的重大難題，業(yè)內(nèi)至今尚未形成關(guān)于智能化健身器械的統(tǒng)一定義或規(guī)范。
　　本文以健身俱樂(lè)部為應(yīng)用場(chǎng)景，基于共性功能需求，提出了智能化健身器械的特征要求:通過(guò)設(shè)備標(biāo)識(shí)、身份認(rèn)證、環(huán)境感知與數(shù)據(jù)互

3、聯(lián)等技術(shù)，獲取個(gè)性化運(yùn)動(dòng)處方，生成健身流程引導(dǎo)或過(guò)程控制方案，通過(guò)設(shè)備可視化終端執(zhí)行過(guò)程引導(dǎo)控制，實(shí)時(shí)跟蹤/監(jiān)測(cè)健身行為和運(yùn)動(dòng)體征，根據(jù)個(gè)體特征適時(shí)調(diào)整控制參量。本文主要的研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)智能化健身器械的功能需求與設(shè)計(jì)
　　提出了智能化健身器械，研究了人們對(duì)智能化健身器械的健身指導(dǎo)、有效性、安全性、娛樂(lè)性等方面的需求，并且針對(duì)需求方面提出了具體的功能設(shè)計(jì)方案，分析了目前健身俱樂(lè)部中有氧訓(xùn)練區(qū)以及力量訓(xùn)練區(qū)中健身器械

4、亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。
　　(2)運(yùn)動(dòng)處方的數(shù)字化
　　提出了關(guān)于有氧訓(xùn)練、力量訓(xùn)練器械運(yùn)動(dòng)處方的數(shù)字化接口，搭建了力量訓(xùn)練器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)處方的執(zhí)行效果。
　　(3)基于步法的跑步機(jī)速度跟蹤控制方法
　　研究了目前限制電動(dòng)跑步機(jī)技術(shù)升級(jí)的瓶頸，提出了一種基于步法的速度跟蹤控制方法，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，證明該方法的有效性。
　　最后，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，本課題的研究有效克服了傳統(tǒng)力量訓(xùn)練器以及跑步機(jī)的不足，智