一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置及方法，包括压感台阶装置、无线心率监测装置、服务平台和无线音频传输装置；压感台阶装置由台阶装置和压力传感器组成，压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计，获得压力分布统计数据，压力分布统计数据无线上传至服务平台；无线心率监测装置采集和上传用户测试或训练的实时心率数据；服务平台收集、存储用户的基本信息，接收无线心率监测装置和压感台阶装置上传的数据，根据上传的数据进行心肺耐力评估，给出训练指导方案，训练指导方案包括节拍频率和训练时间，节拍频率再转化成节拍音频；无线音频传输装置接收所述的节拍音频，所述的节拍音频输出给用户，指导用户训练。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置及方法
本专利技术涉及群组心肺耐力测试和个性化训练装置和方法，尤其涉及基于一种简易的压感台阶的群组化心肺耐力测试和个性化训练装置及方法。
技术介绍
当前，我国国民的体质健康状况总体呈下降趋势，代谢性疾病、心脑血管疾病、肿瘤等慢病的发病率持续增加，而一些特殊群体，如戒毒、劳教、监狱人员等因为先前不健康的生活方式和之后单一的管理环境，也存在很多亟待解决的健康问题，如何实现科学化的管理和人性化的关怀，是国家实现长久稳定发展的重要问题。目前的心肺耐力测试国内外常用的主要包括：(1)场地测试：库博12min跑测试和20m往返跑测试；(2)基于功率车或跑步机的Astrand测试法等；(3)基于台阶的二步台阶测试、一步台阶测试等。场地测试对于一些单一封闭的环境不适宜，如劳教所、戒毒所、监狱；功率车或跑步机又过于昂贵，不适合批量化测试。关于台阶测试，目前国内应用的主要是基于普通台阶的一步台阶测试法，固定时间(3分钟)、固定节拍频率(上下台阶30次/分钟，一次指从预备姿势开始，听到第一响声时，一只脚踏在台阶上；第二响声时，踏台腿伸直，另一脚跟上台并立；第三响声时，先踏台的脚下地；第四声时，另一只脚也下地还原成预备姿势。)来测试，仅通过运动后心率来判断运动的强度、评估心肺耐力水平，并在《中国成年人体质测定标准手册》中属于惯用手法。此种方法优点是可以在室内进行，不需要昂贵的设施，并可以在很短的时间内完成。然而当前方法中没有考虑到用户对于固定时间和固定节拍频率时的运动耐受程度，大多用户无法坚持完成或跟不上上下台阶的频率，并且运动过程中缺乏心率监测和疲劳程度的评估，所以运动风险较高，且也有文献证明测试结果的精确度也不高。当前测试过程中，还需要人为对用户上下台阶的频率进行监督，因为一旦测试中跟不上上下台阶频率达到3次就需要立即停止运动，否则会影响测试结果的评估，然而监督过程中人为主观因素较多，误差较大，群组测试或训练时监管的人力成本较高。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置及方法，通过监测运动过程中的压力分布和心率变化数据，对人群同时进行群组化的心肺耐力测试，测试后生成个性化的指导方案，通过无线音频传输装置，从而实现个性化的训练。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，包括：压感台阶装置、无线心率监测装置、服务平台和无线音频传输装置；所述压感台阶装置包括台阶装置和压力传感器，所述台阶装置表面分布有压力传感器，所述压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计处理后，获得压力分布统计数据，并将所述压力分布统计数据无线上传至服务平台；所述无线心率监测装置采集和上传用户测试或训练时的实时心率数据至服务平台；所述服务平台收集、存储用户的基本信息；接收无线心率监测装置和压感台阶装置上传的所述数据，服务平台根据上传的数据进行心肺耐力评估，给出训练指导方案，所述训练指导方案包括节拍频率和训练时间，所述节拍频率再转化成节拍音频；所述无线音频传输装置接收所述节拍音频，所述节拍音频输出给用户，指导用户训练。所述压力分布统计数据包括用户上下台阶的频率数据和用户压力分布变化的比例数据，所述用户上下台阶的频率数据指用户固定时间间隔上下台阶的次数，用于判断用户测试或训练时能否跟上节拍频率，所述用户压力分布变化的比例数据指用户运动中的压力分布点移动变化的比例，当达到设定的所述比例时，即可判断用户接近疲劳，通知用户休息。所述压感台阶装置能够对群组用户同时进行心肺耐力测试和个性化的台阶训练；所述个性化的台阶训练指每个用户接收所述训练指导方案不同，群组用户通过佩戴所述无线音频传输装置进行个性化的训练。所述台阶装置由多节段的台阶组成，每节段台阶的高度均能够调节；所述压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计处理后，获得压力分布统计数据，所述压力分布统计数据包括用户上下台阶的频率数据和用户压力分布变化的比例数据，通过所述的用户上下台阶的频率数据判断用户测试或运动时是否能跟上节拍频率，便于及时指导，实现群组用户同时进行心肺耐力测试，所述用户压力分布变化的比例数据指用户运动中的压力分布点移动变化的比例，每个用户的训练指导方案不同，台阶训练时达到设定的所述比例的时间不同，实现群组用户同时进行个性化的台阶训练。所述服务平台接收无线心率监测装置和压感台阶装置上传的数据，进行心肺耐力评估时是根据心率和压力分布统计数据可判断用户训练时强度和时间是否适宜，保证用户训练时的安全性，服务平台能及时调整训练指导方案，形成用户与服务平台对训练指导方案的执行、调整到再执行的闭环系统。本专利技术一种基于压感台阶装置的群组心肺耐力测试和个性化训练方法，包括以下步骤：步骤1、用户基本信息收集；步骤1.1、通过运动风险评估问卷获得用户的健康信息；步骤1.2、根据所述基本信息和健康信息，进行用户筛选获得适宜运动人群，并进行运动风险评估获得运动风险评估结果；步骤2、服务平台预先设定测试或训练时固定时间间隔用户应达到的上下台阶的频率数据，测试时通过压感台阶获取用户上下台阶的频率数据，两种数据比对，判断用户是否跟上节拍频率，并统计固定时间间隔未跟上节拍音频的次数；步骤3、服务平台根据运动风险评估结果设定用户测试时的心率上限值和用户压力分布变化的比例数据的上限值，根据上限值限定用户测试时的最大耐受强度，确保用户测试时的安全性；步骤4、基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，群组用户可同时进行心肺耐力测试，测试时用户均佩戴心率表或心率带；步骤5、用户测试时上传实时心率，压感台阶表面的压力传感器会上传压力分布统计数据，所述压力分布统计数据包括用户上下台阶的频率数据和用户压力分布变化的比例数据，服务平台通过所述的用户上下台阶的频率数据判断用户测试时是否能跟上节拍频率，若无法跟上，服务平台会提示管理员，管理员指导用户停止测试；步骤6、服务平台根据用户测试时上传的实时心率、用户运动结束后1分钟至1分30秒、2分钟至2分30秒、3分钟至3分30秒的三个恢复期的心率评估用户心肺耐力水平；步骤7、服务平台根据用户心肺耐力水平，给出用户的个性化台阶训练指导方案，方案中包括节拍频率和运动时间；步骤8、用户佩戴无线蓝牙耳机，接收适合自己的节拍频率，根据自己的节拍进行训练，训练中继续佩戴心率表或心率带；步骤9、服务平台根据用户训练时的心率曲线和压力分布统计数据变化，判断用户此次训练强度是否适宜，进行适当调整，便于下一次训练。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术基于压感台阶，将传感器应用到圧感台阶表面，可以采集和监测运动过程中用户上下台阶的压力分布数据信号，并且结合无线心率监测装置获取的用户运动过程中的实时心率，综合评估心肺耐力水平，精确度更高，服务平台可通过上传的用户上下台阶的频率数据进行判断用户测试或训练时能否跟上上下台阶频率，便于立即终止用户测试或调解训练时节拍频率，更适合群体化测试或训练的管理。(2)通过运动过程中的心率变化结合压力分布统计数据，通过压力分布变化的比例数据实时监督运动中的疲劳程度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，其特征在于：包括压感台阶装置、无线心率监测装置、服务平台和无线音频传输装置；所述压感台阶装置包括台阶装置和压力传感器，所述台阶装置表面分布有压力传感器，所述压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计处理后，获得压力分布统计数据，并将所述压力分布统计数据无线上传至服务平台；所述无线心率监测装置采集和上传用户测试或训练时的实时心率数据至服务平台；所述服务平台收集、存储用户的基本信息；接收无线心率监测装置和压感台阶装置上传的所述数据，服务平台根据上传的数据进行心肺耐力评估，给出训练指导方案，所述训练指导方案包括节拍频率和训练时间，所述节拍频率转化成节拍音频；所述无线音频传输装置接收所述节拍音频，所述节拍音频输出给用户，指导用户训练。

【技术特征摘要】
1.一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，其特征在于：包括压感台阶装置、无线心率监测装置、服务平台和无线音频传输装置；所述压感台阶装置包括台阶装置和压力传感器，所述台阶装置表面分布有压力传感器，所述压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计处理后，获得压力分布统计数据，并将所述压力分布统计数据无线上传至服务平台；所述无线心率监测装置采集和上传用户测试或训练时的实时心率数据至服务平台；所述服务平台收集、存储用户的基本信息；接收无线心率监测装置和压感台阶装置上传的所述数据，服务平台根据上传的数据进行心肺耐力评估，给出训练指导方案，所述训练指导方案包括节拍频率和训练时间，所述节拍频率转化成节拍音频；所述无线音频传输装置接收所述节拍音频，所述节拍音频输出给用户，指导用户训练。2.根据权利要求1所述的一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，其特征在于：所述压力分布统计数据包括用户上下台阶的频率数据和用户压力分布变化的比例数据，所述用户上下台阶的频率数据指用户固定时间间隔上下台阶的次数，用于判断用户测试或训练时能否跟上节拍频率，所述用户压力分布变化的比例数据指用户运动中的压力分布点移动变化的比例，当达到设定的所述比例时，即可判断用户接近疲劳，通知用户休息。3.根据权利要求1所述的一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，其特征在于：所述压感台阶装置能够对群组用户同时进行心肺耐力测试和个性化的台阶训练；所述个性化的台阶训练指每个用户接收所述训练指导方案不同，群组用户通过佩戴所述无线音频传输装置进行个性化的训练。4.根据权利要求1或3所述的一种基于压感台阶的群组心肺耐力测试和个性化训练装置，其特征在于：所述台阶装置由多节段的台阶组成，每节段台阶的高度均能够调节；所述压力传感器采集用户测试或训练时上下台阶的压力分布数据信号，经过统计处理后，获得压力分布统计数据，所述压力分布统计数据包括用户上下台阶的频率数据和用户压力分布变化的比例数据，通过所述的用户上下台阶的频率数据判断用户测试或运动时是否能跟上节拍频率，便于及时指导，实现群组用户同时进行心肺耐力测试，所述用户压力分布变化的比例数据指用户运动中的压力分布点移动变化的比例，每个用户的训练指导方案不同，台阶训练时达到设定的所述比例的时间不同，实现群组用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹庆庆，陈焱焱，徐玉兵，周旭，何子军，丁增辉，王远，祝勇，张文杰，杨先军，马祖长，王辉，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34