智能化健身器械的研究與應(yīng)用設(shè)計.pdf

1、健康問題是人類關(guān)注的永恒話題，近現(xiàn)代尤為重視，器械健身是當(dāng)今時代人們健身活動的重要組成部分。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，與之對應(yīng)的健身活動形式也就多種多樣，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需求，促進身體健康的裝置/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、適度的娛樂趣味性。
　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和意識觀念變化，人們對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)健身器械進一步發(fā)展的主要因素。因此，引進其它領(lǐng)域的先進科技手段，改進傳統(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。
　　本文以健身俱樂部為應(yīng)用場景，基于共性功能需求，提出了智能化健身器械的特征要求:通過設(shè)備標(biāo)識、身份認(rèn)證、環(huán)境感知與數(shù)據(jù)互

3、聯(lián)等技術(shù)，獲取個性化運動處方，生成健身流程引導(dǎo)或過程控制方案，通過設(shè)備可視化終端執(zhí)行過程引導(dǎo)控制，實時跟蹤/監(jiān)測健身行為和運動體征，根據(jù)個體特征適時調(diào)整控制參量。本文主要的研究內(nèi)容包括:
　　(1)智能化健身器械的功能需求與設(shè)計
　　提出了智能化健身器械，研究了人們對智能化健身器械的健身指導(dǎo)、有效性、安全性、娛樂性等方面的需求，并且針對需求方面提出了具體的功能設(shè)計方案，分析了目前健身俱樂部中有氧訓(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)運動處方的數(shù)字化
　　提出了關(guān)于有氧訓(xùn)練、力量訓(xùn)練器械運動處方的數(shù)字化接口，搭建了力量訓(xùn)練器的實驗平臺，驗證運動處方的執(zhí)行效果。
　　(3)基于步法的跑步機速度跟蹤控制方法
　　研究了目前限制電動跑步機技術(shù)升級的瓶頸，提出了一種基于步法的速度跟蹤控制方法，搭建了實驗平臺，證明該方法的有效性。
　　最后，經(jīng)過實驗驗證表明，本課題的研究有效克服了傳統(tǒng)力量訓(xùn)練器以及跑步機的不足，智