用于在锻炼机器的操作期间监测用户效率的方法和装置制造方法及图纸

一种在锻炼机器(10)的循环操作期间监测用户效率的方法，所述锻炼机器具有经联接用于循环运动的一对人肢可操作的驱动构件(31、32)。所述方法包括以下步骤：(i)在驱动构件(31、32)的循环运动期间测量和监测施加至所述驱动构件(31、32)的驱动力，并且生成指示所述驱动力的一个或多个力信号；(ii)使用所述一个或多个力信号得出所述驱动构件(31、32)的每个运动循环的至少一个最大用户效率系数信号和至少一个最小用户效率系数信号，所述至少一个最大用户效率系数信号指示相对于针对该运动循环测得的最大力值的力变化，所述至少一个最小用户效率系数信号指示相对于针对该运动循环测得的最小力值的力变化；(iii)使用在步骤(ii)中得出的所述最大用户效率系数信号和所述最小用户效率系数信号生成用户效率得分信号，所述用户效率得分信号指示在所述驱动构件的驱动循环运动中的用户效率；以及(iv)在记录、显示、打印、存储、下载、上传或传输一个或多个标记时，使用所述用户效率得分信号，所述一个或多个标记代表所述用户效率得分信号。个或多个标记代表所述用户效率得分信号。个或多个标记代表所述用户效率得分信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在锻炼机器的操作期间监测用户效率的方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种用于在锻炼机器的循环操作期间监测用户效率的方法和装置。具有曲柄或类似肢体动力构件的锻炼机器包括但不限于自行车(可以是卧式和/或直立静态自行车、公路或越野自行车或双人自行车)、三轮车、上身锻炼机器、划艇、划船训练机器和脚踏轮桨船。
[0002]根据本专利技术的一个方面，提供一种在锻炼机器的循环操作期间监测用户效率的方法，所述锻炼机器具有经联接用于循环运动(cyclic movement)的一对人肢可操作的驱动构件，所述方法包括以下步骤：
[0003](i)在所述驱动构件的循环运动期间测量和监测施加至所述驱动构件的驱动力，并且生成指示所述驱动力的一个或多个力信号；
[0004](ii)使用一个或多个力信号得出所述驱动构件的每个运动循环的至少一个最大用户效率系数信号和至少一个最小用户效率系数信号，所述至少一个最大用户效率系数信号指示相对于在该运动循环中测得的最大力值的力变化，所述至少一个最小用户效率系数信号指示相对于在该运动循环中测得的最小力值的力变化；
[0005](iii)使用在步骤(ii)中得出的所述最大用户效率系数信号和所述最小用户效率系数信号生成用户效率得分信号，所述用户效率得分信号指示在所述驱动构件的驱动循环运动中的用户效率；以及
[0006](iv)在记录、显示、打印、存储、下载、上传或传输一个或多个标记(indicia)时，使用所述用户效率得分信号，所述一个或多个标记代表所述用户效率得分信号。
[0007]本专利技术允许计算可以显示给用户的用户效率得分。所述得分是这样的，使得在所述驱动构件的循环运动期间对于每个运动循环测得的最大和/或最小力值存在较大的力变化的情况下，所述得分被减小。所述得分可以被立即提供至锻炼机器的用户，该用户可以使用反馈来努力实现最佳效率。
[0008]优选地，测量和监测施加至所述驱动构件的所述驱动力的步骤(i)包括：周期性地使被可操作地联接至所述驱动构件的一个或多个力传感器生成所述一个或多个力信号。
[0009]方便地，所述一个或多个力传感器感测作用在由所述驱动构件驱动的驱动部件上或所述驱动部件中的力。
[0010]更方便地，所述驱动部件是驱动链，并且所述一个或多个力传感器测量所述驱动链中的张力并且生成指示所述张力的一个或多个信号。
[0011]优选地，所述力信号的生成周期为100Hz。
[0012]在实施例中，所述步骤(ii)包括以下步骤：关于所述驱动构件中的一个的至少一个运动循环或其一部分，在此期间所述驱动构件提供所述驱动力的主要部分(dominant proportion)，(iia)比较在所述至少一个运动循环或其一部分期间生成的多个周期性生成的力信号的大小与在所述运动循环或其一部分期间生成的最大大小的力信号，并且基于所述比较生成所述至少一个最大用户效率信号；以及(iib)比较在所述至少一个运动循环或其一部分期间生成的多个所述周期性生成的力信号的大小与在所述所述运动循环或其一部分期间生成的最小大小的力信号，并且基于所述比较生成所述至少一个最小用户效率信
号。
[0013]进一步优选地，所述方法可以包括关于另一个所述驱动构件的至少一个运动循环或其一部分，在此期间所述另一个驱动构件提供所述驱动力的主要部分，重复步骤(iia)和步骤(iib)。
[0014]常规地，效率是根据完成的工作与消耗的能量之比来计算的。在某些运动中，诸如耐力和其他形式的骑自行车、铁人三项、田径运动和许多形式的划船，通过节约能源或最大限度地利用每单位能量消耗所完成的工作来保持效率是成功的关键。
[0015]在骑自行车中，骑自行车的人传递到自行车踏板的力、扭矩或力量可以使用力踏板或物联化(即力或扭矩测量)曲柄来测量。作为一种“有效率的”技术，多年来一直在整个曲柄循环中围绕曲柄轴进行相对均匀的扭矩分配。
[0016]但是，仅了解效率并不像发现蹬踏技术的效率那样有价值。本专利技术允许评估(a)施加至锻炼机器的驱动构件的驱动力与(b)驱动构件的循环操作期间的使用者效率之间的关系，从而补充力、扭矩和/或力量测量，它们对教练和运动员更有用。
[0017]在骑自行车的过程中，平行于矢状面的下肢运动被自行车曲柄和踏板的几何形状限制为圆形路径。在这些限制条件下，有经验的骑自行车的人可以通过更改他/她下肢(例如大腿，小腿和足)的运动学和激活肌肉来改变他/她的蹬踏技术。可以通过测量关节运动学和肌肉激活模式来评估骑自行车的技术，但是这些类型的测量需要专用的设备，因此，通常仅适用于优秀运动员。
[0018]为了促进最佳的蹬踏技术，对于骑自行车的人来说，监测他/她在骑自行车时如何转动曲柄，以及接收关于起转/蹬踏(cranking/pedalling)技术的效率的即时实时反馈非常有用。当前的静态自行车可以实时地显示力量、心率和节奏数据以及某些其他骑自行车参数，从而为骑手提供深入而准确的反馈。当在装有物联化曲柄或力踏板的公路或越野自行车上骑行时，可获得类似的数据。心率数据可以通过多种方式生成，例如通过使用胸带传感器。类似的测量布置可以用在其他循环锻炼产品(例如，本文中列出的那些锻炼产品)中。
[0019]已知使用所谓的“极视图
TM
(Polar view
TM
)”显示器或曲线图来提供有关骑自行车的人的起转或蹬踏技术的信息。极视图
TM
显示器是由申请人和关联实体开发的，并且仅由申请人的关联实体瓦特自行车有限公司(Wattbike Limited)销售。
[0020]极视图
TM
是根据在图1和图4所示的10和Wattbike Atom
TM 50静态自行车的传动系中以例如100Hz采样率记录的力测量结果生成的。
[0021]图2中显示了一个示例极视图
TM 11，其中极格栅12代表10或Wattbike Atom
TM 50的踏板曲柄的360
°
循环运动。
[0022]格栅12的加厚部分12a、12b分别对应于10或Wattbike Atom
TM 50的左踏板和右踏板的下行程。曲线图线13的数量为多个，并且表示踏板曲柄的多次旋转。右侧部分13a中的曲线图线(图2中A
‑
A线的一侧)表示当施加至踏板曲柄的主要驱动力通过右曲柄施加时，在右曲柄的下行程期间施加至踏板曲柄的驱动力。左侧部分13b中的曲线图线(图2中的线A
‑
A的另一侧)表示当施加至踏板曲柄的主要驱动力通过左曲柄施加时，在左曲柄的下行程期间施加至踏板曲柄的驱动力。
[0023]众所周知，当在曲柄的完整360
°
旋转中每个曲柄从其上止点(tdc)位置行进大约1/3(通常与上止点位置在100
°
至120
°
之间)时，就会通过踏板曲柄施加最大力。在图2所示
的极视图
TM
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在锻炼机器的循环操作期间监测用户效率的方法，所述锻炼机器具有经联接用于循环运动的一对人肢可操作的驱动构件，所述方法包括以下步骤：(i)在所述驱动构件的循环运动期间测量和监测施加至所述驱动构件的驱动力，并且生成指示所述驱动力的一个或多个力信号；(ii)使用一个或多个力信号得出所述驱动构件的每个运动循环的至少一个最大用户效率系数信号和至少一个最小用户效率系数信号，所述至少一个最大用户效率系数信号指示相对于针对该运动循环测得的最大力值的力变化，所述至少一个最小用户效率系数信号指示相对于针对该运动循环测得的最小力值的力变化；(iii)使用在步骤(ii)中得出的所述最大用户效率系数信号和所述最小用户效率系数信号生成用户效率得分信号，所述用户效率得分信号指示在所述驱动构件的驱动循环运动中的用户效率；以及(iv)在记录、显示、打印、存储、下载、上传或传输一个或多个标记时，使用所述用户效率得分信号，所述一个或多个标记代表所述用户效率得分信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量和监测施加至所述驱动构件的所述驱动力的步骤(i)包括：周期性地使被可操作地联接至所述驱动构件的一个或多个力传感器生成所述一个或多个力信号。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个力传感器感测作用在由所述驱动构件驱动的驱动部件上或所述驱动部件中的力。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述驱动部件是驱动链，并且所述一个或多个力传感器测量所述驱动链中的张力并且生成指示所述张力的一个或多个信号。5.根据权利要求2或从属于权利要求2的任一前述权利要求所述的方法，其中，所述力信号的生成周期为100Hz。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述步骤(ii)包括以下步骤：关于所述驱动构件中的一个的至少一个运动循环或其一部分，在此期间所述驱动构件提供所述驱动力的主要部分，(iia)比较在所述至少一个运动循环或其一部分期间生成的多个周期性生成的力信号的大小与在所述运动循环或其一部分期间生成的最大大小的力信号，并且基于所述比较生成所述至少一个最大用户效率信号；以及(iib)比较在所述至少一个运动循环或其一部分期间生成的所述多个周期性生成的力信号的大小与在所述所述运动循环或其一部分期间生成的最小大小的力信号，并且基于所述比较生成所述至少一个最小用户效率信号。7.根据权利要求6所述的方法，包括：关于另一个驱动构件的至少一个运动循环或其一部分，在此期间所述另一个驱动构件提供所述驱动力的主要部分，重复步骤(iia)和步骤(iib)。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述人肢可操作的驱动构件被联接以用于循环运动以驱动传递或消散循环作用力的传动系。9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过测量在至少一个位置处在所述传动系中生成的力并且生成指示所述生成的力的一个或多个信号，测量和监测在所述驱动构件的循环运动期间施加至所述驱动构件的驱动力。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述驱动构件选自包括踏板曲柄、
上身锻炼曲柄、绞盘曲柄、起锚机曲柄、静态箱桨或划艇桨的列表。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：基于所述用户效率得分，修改所述驱动构件的循环操作。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锻炼机器包括被可旋转地固定至每个所述驱动构件的相应踏板或手柄，所述驱动构件被联接以驱动驱动轮的旋转并且所述驱动构件相互对向180
°
的角度。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锻炼机器是或包括静态锻炼机器。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述静态锻炼机器选自包括静态自行车、上身锻炼机器或静态箱的列表。15.根据权利要求8或从属于权利要求8的任一权利要求所述的方法，其中，所述传动系驱动风扇，所述风扇通过出口孔迫使空气进入腔室，所述出口孔阻止空气的通过从而消散循环作用力。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述出口孔的尺寸是可调节的，以允许调节所述出口孔阻止空气通过的程度，所述方法包括调节所述出口孔的尺寸的步骤。17.根据权利要求8或从属于权利要求8的任一权利要求所述的方法，其中，所述传动系包括循环作用力的磁和/或电磁阻力器，所述方法包括使用所述磁和/或电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：瓦特自行车IP有限公司，
类型：发明
国别省市：