用于提高训练效果的智能服装及其方法技术

技术编号:13910156 阅读:84 留言:0更新日期:2016-10-27 00:41
本发明专利技术提供一种用于提高训练效果的智能服装及其方法,该智能服装布置了多个传感单元,每个单元包括1个EMG传感器、1个9轴微惯性传感器和一个用于电刺激的电极片。该服装能够实现对人体不同部位肌肉的发力大小和用力方向的矢量测量,并与期望的发力大小和用力方向进行对比,通过与先验动作模型的发力方向与发力大小进行对比分析,找出两者动作差异,反馈给使用者,达到动作姿势矫正的目的,并通过肌电传感器得到的数据进行分析,得出在特定动作下的最优用力大小和方向。在运动过程中,施以不同类型的电刺激,对肌肉进行加大载荷或对肌肉进行按摩,从而提高训练效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能穿戴
,具体的涉及一种用于提高训练效果的智能服装及其方法
技术介绍
现有智能服装中多通过内置EMG运动传感器,感应和追踪肌肉纤维的内部活动情况,并通过应用程序获取用户各个部分的肌肉运动状态。但是这只能够起到训练指导的作用,并不能针对特定的实时训练状态进行有益的刺激以达到“事半功倍”的训练效果。国外的Athos公司研发了一种智能健身服,包括一件贴身的长袖上衣和一条弹性的健身裤,均配备了肌电传感器(EMG)来跟踪人体中22组肌肉群的活动。这些肌肉活动的信息传送至“Core”可穿戴模块中,该模块能将这些数据无线传输到用户的智能手机应用中。除了肌肉信息,该智能健身服也能跟踪心跳速率和呼吸。通过手机应用,使用者可观察自己是如何使用肌肉群的,以及肌肉群有多大的运动能力。CN201510151899.1中公开了一种能够实现运动实时监测的方法和智能服装,该智能服装能实时通知用户其当前运动状态是否超出身体的承受范围,还可通过通讯模块将判断结果发送至外部设备CN201510153055.0中公开了一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装,该智能服装通过采集服装内的EMG传感器数据与预设的生理阈值进行对比,判断用户是否处于疲劳状态。CN201410802569.X公开了一种肌电信号分析方法,该方法能直观、精确的体现肌电信号信息。CN201520189578.6中公开了一种生物反馈治疗装置,通过肌电信号的监测判断用户身体状态,利用脉冲发射器对人体进行电刺激反馈辅助治疗。现有肌肉监控智能运动服,多数只能根据获取的肌肉电信号进行分析,然后给出训练指导,不能实现对使用者运动过程中特定肌肉发力方向的测量。如Athos公司推出的Athos智能健身服可以收集实时健身数据,但是却无法精确判别运动者动作是否规范,于训练效果的提高效果不甚明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于提高训练效果的智能服装及其方法,该专利技术解决了现有技术中智能服装仅能记录或获取人体的相关运动信息,无法精确、实时地对人体进行动作纠正的技术问题。本专利技术的一方面提供了一种用于提高训练效果的智能服装及其方法,包括与人体皮肤相贴合的服装,服装上对应于人体肌肉处设有信号采集模块组,信号采集模块组中包括至少一组对应设置于人体肌肉上用于采集肌肉发力值的肌电传感器和用于采集人体发力方向的9轴微惯性传感器;智能服装还包括:用于接收、传输和处理信号采集模块组获取的肌肉发力值和人体发力方向信息,并向反馈刺激模块发出电刺激指令的微处理模块,微处理模块分别与信号采集模块组、数据终端模块和反馈刺激模块连接;用于接收微处理模块的电刺激指令,并产生作用于人体肌肉上的正向脉冲电流反馈刺激或负向脉冲电流反馈刺激的反馈刺激模块,反馈刺激模块电极片贴点位置设置于人体肌肉处,模块与微处理模块控制连接;用于向微处理模块通信传输可显示的肌肉发力值和人体发力方向信息的数据终端模块,数据终端模块与微处理模块通信连接。进一步地,肌电传感器为EMG传感器;9轴微惯性测量单元与EMG传感器的设置位置相同;信号模块组中还包括参考极和贴点,参考极和贴点分别与EMG传感器相连接,参考极设置于骨性标志处。进一步地,贴点成对设置于肌肉的肌根处和肌腹处。进一步地,还包括:用于将信号采集模块组获取的肌肉发力值和人体发力方向信息转化为数字信号进行差分放大处理,并将数字信号传输至微处理模块的DSP模块,分别与微处理模块和人体信号采集模块相连接。进一步地,反馈刺激模块包括通以20~50Hz刺激电流的刺激电极,所通刺激电流的脉冲宽度为200~400μs,刺激电极设置于信号采集模块组附近。进一步地,微处理模块中包括:存储模块,用于存储经DSP模块处理的肌肉发力值和人体发力方向信息;无线收发模块,用于将数字信号传输至数据终端模块上。本专利技术的另一方面还公开了一种采用上述用于提高训练效果的智能服装的训练方法,包括以下步骤:步骤S100:判断人体是否处于运动状态,如果人体处于静止状态时,由微处理模块向反馈刺激模块发出缓解电刺激指令,通过反馈刺激模块将用于缓解运动疲劳的负向电流反馈刺激作用于人体肌肉上使肌肉放松,步骤S200:如果人体处于运动状态,则采集人体肌肉处的发力值和人体发力方向信息后,判断所得人体发力方向与预置规范动作中的标准发力方向是否一致,如果肌肉的发力方向与标准发力方向一致,则由微处理模块根据肌肉传感器数据向电刺激模块发出电刺激指令,通过反馈刺激模块将用于提高运动效果的正向电流反馈刺激作用于人体肌肉,步骤S300:如果人体发力方向与标准发力方向不一致,则由微处理模块向反馈刺激模块发出刺激提示,提示使用者进行动作修正后,重复步骤S200~300直至人体完成所有运动。进一步地,步骤S200中还包括判断所采集发力值是否大于标准发力值,如果大于则记录该发力值,如果小于则不记录。本专利技术的另一方面还公开了一种用于提高团队训练效果的智能服装,包括多套如上述的智能服装。相对现有技术,本专利技术的技术效果:本专利技术提供的用于提高训练效果的智能服装,从人体实时测量得到的肌肉发力值和人体发力方向信息后,由预置标准动作对使用者的动作发力值和发力方向进行反馈电流刺激,并通过对肌肉群给予刺激,达到高效运动的效果,缩短用户运动成绩提高所用的时间。本专利技术提供的智能服装除了能用于运动员外,还能用于患病人体的康复训练过程中以及对动作规范要求较高的运动中。通过反馈刺激模块,增加运动员肌肉收缩时参与做功的肌纤维数量,提高肌肉力量,促进被刺激区域的血液循环,增强肌肉协调性,对肌肉轻微损伤的自我修复有一定积极作用,可以促使肌细胞中的线粒体参与有氧运动,减轻肌肉酸痛,活血化淤,设定电刺激信号为间歇式低电流参数,还可以缓解肌肉的疲劳,从而提高训练效率。尤其适用于患有下腰痛和脑卒中导致的引起的偏瘫、肢体障碍、废用性肌萎缩、吞咽功能障碍、排尿障碍、上、下运动神经元麻痹、脊髓损伤、肌肉痉挛,周围神经损伤,肌肉萎缩等神经肌肉性疾病的病人。在对动作规范要求较高的运动练中,如高尔夫球,通过9轴微惯性传感器测得的人体发力方向信息,可以当即得出动作是否规范,若不规范,能为使用者给出在动作的哪个环节发生了动作偏差,使训练更高效。本专利技术提供的用于提高训练效果的训练方法,该方法一方面通过在实时运动过程中的每次肌肉运动过程中测得的肌肉电信号,给予实时肌肉电刺激,以强化运动训练效果。在整个运动过程结束后,通过调节电刺激模块的输出脉冲电流参数来放松肌肉,以达到运动后高效放松的效果。令一方面通过9轴微惯性测量单元采集得到的人体发力方向信息,在每次动作完成之后,通过把采集到的人体发力方向与预置规范动作的发力方向信息进行对比分析,给出该次动作与标准动作之间的差异,提示用户下次避免犯类似错误,已提高训练效果。具体请参考根据本专利技术的用于提高训练效果的智能服装及其方法提出的各种实施例的如下描述,将使得本专利技术的上述和其他方面显而易见。附图说明图1是本专利技术提供的用于提高训练效果的智能服装示意图;图2是本专利技术另一优选实施例智能服装示意图;图3是本专利技术优选实施例微处理模块示意图;图4是本专利技术优选实施例数据终端模块示意图;图5是本专利技术优选实施例设有信号采集模块组的服装上衣正面安放示意图;图6是本专利技术优选实施本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,包括与人体皮肤相贴合的服装,服装上对应于人体肌肉处设有信号采集模块组,信号模块组中包括至少一组对应设置于人体肌肉上用于采集肌肉发力值的肌电传感器和用于采集人体发力方向的9轴微惯性传感器;智能服装还包括:用于接收、传输和处理信号采集模块组获取的肌肉发力值和人体发力方向信息,并向反馈刺激模块发出电刺激指令的微处理模块,微处理模块分别与信号采集模块组、数据终端模块和反馈刺激模块连接;用于接收微处理模块的电刺激指令,并产生作用于人体肌肉上的正向脉冲电流反馈刺激或负向脉冲电流反馈刺激的反馈刺激模块,反馈刺激模块设置于人体肌肉处,并与微处理模块控制连接;用于向微处理模块通信传输可显示的肌肉发力值和人体发力方向信息的数据终端模块,数据终端模块与微处理模块通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,包括与人体皮肤相贴合的服装,服装上对应于人体肌肉处设有信号采集模块组,信号模块组中包括至少一组对应设置于人体肌肉上用于采集肌肉发力值的肌电传感器和用于采集人体发力方向的9轴微惯性传感器;智能服装还包括:用于接收、传输和处理信号采集模块组获取的肌肉发力值和人体发力方向信息,并向反馈刺激模块发出电刺激指令的微处理模块,微处理模块分别与信号采集模块组、数据终端模块和反馈刺激模块连接;用于接收微处理模块的电刺激指令,并产生作用于人体肌肉上的正向脉冲电流反馈刺激或负向脉冲电流反馈刺激的反馈刺激模块,反馈刺激模块设置于人体肌肉处,并与微处理模块控制连接;用于向微处理模块通信传输可显示的肌肉发力值和人体发力方向信息的数据终端模块,数据终端模块与微处理模块通信连接。2.根据权利要求1的用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,肌电传感器为EMG传感器;9轴微惯性测量单元与EMG传感器的设置位置相同;信号模块组中还包括参考极和贴点,参考极和贴点分别与EMG传感器相连接,参考极设置于骨性标志处。3.根据权利要求2的用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,贴点成对设置于肌肉的肌根处和肌腹处。4.根据权利要求1~3中任一项的用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,还包括:用于将信号采集模块组获取的肌肉发力值和人体发力方向信息转化为数字信号进行差分放大处理,并将数字信号传输至微处理模块的DSP模块,分别与微处理模块和人体信号采集模块相连接。5.根据权利要求4的用于提高训练效果的智能服装,其特征在于,反馈刺激模块...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱新建肖定邦李星辰吴伟刘奇陈梦雯
申请(专利权)人:湖南天羿领航科技有限公司
类型:发明
国别省市:湖南;43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1