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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System, das zum Gebrauch mit
einer Übungsmaschine zur Übungsleistungsüberwachung
geeignet ist.
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In
der taiwanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. M257858 mit
dem Titel „Handle
Capable of Detecting Human Physiological Characteristics For Exercise
Apparatus" ist ein Übungssystem offenbart.
Der Griff ist zum Gebrauch mit einer Übungsvorrichtung geeignet und
beinhaltet ein Paar Greifstangen, ein Paar leitfähige Streifen, eine Verarbeitungseinheit
und eine Anzeigeoberfläche.
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Die
Greifstangen sind an der Übungsvorrichtung
angebracht und können
von einem Benutzer ergriffen werden, der die Übungsvorrichtung betreibt. Die
leitfähigen
Streifen sind jeweils an den Greifstangen angebracht und zum Erkennen
von physiologischen Parametern des Benutzers geeignet, der die Vorrichtung
betreibt, wie etwa einen Puls des Benutzers. Die Anzeigeoberfläche zeigt
dem Benutzer Fitnessdaten an und ermöglicht eine Eingabe benutzerspezifischer
Parameter durch den Benutzer, wie etwa Größe, Gewicht und Geschlecht.
Die Verarbeitungseinheit ist mit den leitfähigen Streifen und der Anzeigeoberfläche elektrisch
gekoppelt.
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Die
Verarbeitungseinheit empfängt
Signale von den leitfähigen
Streifen, der Anzeigeoberfläche und
verschiedenen Sensoren und verarbeitet die Signale zum Anzeigen
verschiedener Daten, wie etwa berechneter Entfernung, auf der Anzeigeoberfläche. Die
Verarbeitungseinheit ist imstande, Fitnessdaten des Benutzers zu
berechnen, der die Übungsvorrichtung
betreibt, unter anderem beispielsweise Herzfrequenz, Körperfett
und vom Benutzer erbrachten Übungsumfang
(beispielsweise in verbrauchten Kalorien berechnet). Die Verarbeitungseinheit
kann die benutzerspezifischen Parameter bei diesen Berechnungen
der Fitnessdaten des Benutzers berücksichtigen.
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Ein
Nachteil des obigen, herkömmlichen
Geräts
ist jedoch, dass jeder Zeitraum, den der Benutzer von der Übung pausiert
(z.B. um etwas zu trinken oder die Toilette aufzusuchen), nicht
in die Berechnungen der Fitnessdaten einbezogen ist. Dies kann ungenaue
Berechnung der Fitnessdaten zur Folge haben. Wenn beispielsweise
eine Herzfrequenz des Benutzers, die unter Bezugnahme auf den Puls
des Benutzers berechnet wird, welcher durch die leitfähigen Streifen
erkannt wird, zum Bestimmen verbrauchter Kalorien des Benutzers,
der die Übungsvorrichtung
betriebt, benutzt ist, hat jegliches zeitweilige Anhalten des Benutzers
Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der verbrauchten Kalorien des
Benutzers zur Folge.
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Zudem
wäre es
ungenau, wenn man davon ausgeht, dass die Übungsvorrichtung ein Standfahrrad
ist, da die von dem Benutzer, der die Übungsvorrichtung betreibt,
aufgebrachte Energie während
einer simulierten Fahrt bergauf oder bergab unterschiedlich ist,
verbrauchte Kalorien einfach auf Grundlage von Geschwindigkeit und
Distanz zu berechnen. Die Bestimmung anderer Fitnessdaten kann gleichermaßen ungenau
werden, wenn eine derartige Fahrt bergauf und bergab nicht bei den
Berechnungen berücksichtigt
wird.
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Es
ist daher die Aufgabe dieser Erfindung, ein System, das zum Gebrauch
mit einer Übungsmaschine
zur Übungsleistungsüberwachung
geeignet ist, bereitzustellen, das die Genauigkeit von Übungsumfangsbestimmungen
erhöht
und Daten auf leicht verständliche
Art und Weise anzeigt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das System: eine
Pulserkennungseinheit, die zum Erkennen eines Pulses eines Benutzers
geeignet ist, der die Übungsmaschine
betriebt; eine Benutzeroberflächeneinheit
zum Ermöglichen
der Handhabung durch den Benutzer zum Eingeben benutzerspezifischer
Parameter und zum Auswählen
eines Übungsmodus
und zum Anzeigen von Daten für
den Benutzer; und eine Steuereinheit, die elektrisch mit der Pulserkennungseinheit
und der Benutzeroberflächeneinheit
gekoppelt ist. Die Steuereinheit bestimmt einen Zielübungsumfang
für den Benutzer
unter Bezugnahme auf die benutzerspezifischen Parameter und den
vom Benutzer ausgewählten Übungsmodus.
Die Steuereinheit bestimmt ferner einen tatsächlichen Übungsumfang während der vom
Benutzer ausgeführten Übung unter
Bezugnahme auf den Puls, der von der Pulserkennungseinheit erkannt
ist. Die Benutzeroberflächeneinheit
zeigt gemäß einer
Steuerung durch die Steuereinheit ein Übungsanzeigemuster an, das
den Zielübungsumfang
des Benutzers darstellt, wobei das Übungsanzeigemuster mehrere
Bereiche beinhaltet, die gemäß dem tatsächlichen Übungsumfang
des Benutzers selektiv aktiviert sind.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das System: eine
Pulserkennungseinheit, die zum Erkennen eines Pulses eines Benutzers
geeignet ist, der die Übungsmaschine
betreibt; eine Benutzeroberflächeneinheit
zum Ermöglichen
der Handhabung durch den Benutzer zum Eingeben benutzerspezifischer
Parameter und zum Auswählen
eines Übungsmodus
und zum Anzeigen von Daten für
den Benutzer; und eine Steuereinheit, die elektrisch mit der Pulserkennungseinheit
und der Benutzeroberflächeneinheit
gekoppelt ist. Die Steuereinheit bestimmt im Anschluss an einen
vom Benutzer vorgegebenen Übungszeitraum
einen Zielübungsumfang
für den
Benutzer unter Bezugnahme auf den Puls, der von der Pulserkennungseinheit
erkannt ist, und die benutzerspezifischen Parameter. Die Steuereinheit
bestimmt ferner einen tatsächlichen Übungsumfang
während
der vom Benutzer ausgeführten Übung unter
Bezugnahme auf den Puls, der von der Pulserkennungseinheit erkannt
ist. Die Benutzeroberflächeneinheit
zeigt gemäß einer Steuerung
durch die Steuereinheit ein Übungsanzeigemuster
an, das den Zielübungsumfang
des Benutzers darstellt, wobei das Übungsanzeigemuster mehrere
Bereiche beinhaltet, die gemäß dem tatsächlichen Übungsumfang
des Benutzers selektiv aktiviert sind.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das System: eine
Pulserkennungseinheit, die zum Erkennen eines Pulses eines Benutzers
geeignet ist, der die Übungsmaschine
betriebt; eine Drehmomenterkennungseinheit, die zum Erkennen einer
Drehmomentgröße geeignet
ist, die vom Benutzer beim Betreiben der Übungsmaschine ausgeübt ist;
eine Benutzeroberflächeneinheit
zum Ermöglichen
der Handhabung durch den Benutzer zum Eingeben benutzerspezifischer Parameter
und zum Anzeigen von Daten für
den Benutzer; und eine Steuereinheit, die elektrisch mit der Pulserkennungseinheit,
der Drehmomenterkennungseinheit und der Benutzeroberflächeneinheit
gekoppelt ist. Die Steuereinheit bestimmt im Anschluss an einen
vom Benutzer vorgegebenen Übungszeitraum
einen Zielübungsumfang
für den
Benutzer unter Bezugnahme auf den Puls, der von der Pulserkennungseinheit
erkannt ist, das Drehmoment, das von der Drehmomenterkennungseinheit
erkannt ist, und die benutzerspezifischen Parameter. Die Steuereinheit
bestimmt ferner einen tatsächlichen Übungsumfang während der
vom Benutzer ausgeführten Übung unter
Bezugnahme auf das Drehmoment, das von der Drehmomenterkennungseinheit
erkannt ist. Die Benutzeroberflächeneinheit
zeigt gemäß einer
Steuerung durch die Steuereinheit ein Übungsanzeigemuster an, das
den Zielübungsumfang
des Benutzers darstellt. Das Übungsanzeigemuster
beinhaltet mehrere Bereiche, die gemäß dem tatsächlichen Übungsumfang des Benutzers selektiv
aktiviert sind.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in
denen:
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1 ein
schematisches Schaltungsblockdiagramm eines Geräts zum Überwachen einer Übungsleistung
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische Ansicht ist, die ein Beispiel von Daten darstellt,
welche von einer in 1 gezeigten Benutzeroberflächeneinheit
angezeigt sind; und
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3 ein
schematisches Schaltungsblockdiagramm eines Systems zum Überwachen
einer Übungsleistung
gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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1 zeigt
ein schematisches Schaltungsblockdiagramm einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
eines Systems, das zum Gebrauch mit einer Übungsmaschine (nicht gezeigt)
zur Übungsleistungsüberwachung
geeignet ist. Das System beinhaltet eine Pulserkennungseinheit 1,
eine Drehmomenterkennungseinheit 2, eine Geschwindigkeitserkennungseinheit 3,
eine Körperfetterkennungseinheit 4,
eine Steuereinheit 5 und eine Benutzeroberflächeneinheit 6.
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Die
Pulserkennungseinheit 1 ist zum Erkennen eines Pulses eines
Benutzers geeignet, der die Übungsmaschine
betreibt. Beispielsweise kann die Pulserkennungseinheit 1 an
Handgriffen der Übungsmaschine
angebracht sein. Da die verschiedenen Techniken zum Erkennen des
Pulses des Benutzers, der die Übungsmaschine
betreibt, in der Technik allgemein bekannt sind, wird hierin um
der Kürze
Willen auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Die
Drehmomenterkennungseinheit 2 ist zum Erkennen einer Drehmomentgröße geeignet, die
vom Benutzer beim Betreiben der Übungsmaschine
ausgeübt
ist. Beispielsweise kann die Drehmomenterkennungseinheit 2 an
einem Antriebsgetriebe der Übungsmaschine
angebracht sein.
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Die
Geschwindigkeitserkennungseinheit 3 ist zum Erkennen einer
Bewegungsgeschwindigkeit eines Elements der Übungsmaschine geeignet, das
einer gewissen Art wiederholter Bewegung unterzogen ist. Beispielsweise
kann unter der Annahme, dass die Übungsmaschine ein Standfahrrad
ist, die Geschwindigkeitserkennungseinheit 3 an einer drehenden
Felge des Standfahrrads angebracht sein, um dadurch eine Drehgeschwindigkeit
der Felge zu erkennen.
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Die
Körperfetterkennungseinheit 4 ist
zum Erkennen einer Körperfettmenge
des Benutzers geeignet, der die Übungsmaschine
betreibt. Beispielsweise kann die Körperfetterkennungseinheit 4 an
den Handgriffen der Übungsmaschine
angebracht sein und mit der Steuereinheit 5 zum Nutzen
bioelektrischer Impedanzanalyse auf bekannte Art und Weise zum Vorausberechnen
eines Körperfettniveaus
des Benutzers, der die Übungsmaschine
betreibt, zusammenwirken.
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Die
Benutzeroberflächeneinheit 6 ermöglicht eine
Handhabung durch den Benutzer zum Eingeben benutzerspezifischer
Parameter (z.B. Geschlecht, Größe, Gewicht
und Alter) und zum Auswählen
eines Übungsmodus.
Die Benutzeroberflächeneinheit 6 arbeitet
ferner zum Anzeigen von Daten für
den Benutzer.
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Die
Steuereinheit 5 ist elektrisch mit der Pulserkennungseinheit 1,
der Drehmomenterkennungseinheit 2, der Geschwindigkeitserkennungseinheit 3,
der Körperfetterkennungseinheit 4 und
der Benutzeroberflächeneinheit 6 gekoppelt.
Die Steuereinheit 5 führt
die Steuerung zum Anzeigen der Bewegungsgeschwindigkeit, die von
der Geschwindigkeitserkennungseinheit 3 erkannt ist, und
der Körperfettmenge
des Benutzers über
die Benutzeroberflächeneinheit 6 aus.
Zudem bestimmt die Steuereinheit 5 im Anschluss an einen
vom Benutzer vorgegebenen Übungszeitraum
einen Zielübungsumfang,
der ein vom Benutzer durchzuführender
Zielsetzungsübungsumfang
ist, sowie einen tatsächlichen Übungsumfang,
der eine Echtzeitberechnung des tatsächlichen, vom Benutzer ausgeführten Übungsumfangs ist.
Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 5 den Übungsmodus
des Benutzers automatisch bestimmen kann, statt dass der Benutzer
den gewünschten Übungsmodus über die
Benutzeroberflächeneinheit 6 wie
oben beschrieben eingibt. Beispielsweise kann die Steuereinheit 5 den Übungsmodus
im Anschluss an einen vorgegebenen Pulserkennungszeitraums des Benutzers
automatisch auswählen.
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Der
Zielübungsumfang
kann von der Steuereinheit 5 unter Bezugnahme auf jegliches
oder eine Kombination aus dem von der Pulserkennungseinheit 2 erkannten
Puls, die von der Körperfetterkennungseinheit 4 erkannte
Körperfettmenge,
das von der Drehmomenterkennungseinheit 2 erkannte Drehmoment,
die vom Benutzer eingegebenen benutzerspezifischen Parameter und
den vom Benutzer ausgewählten
(oder automatisch von der Steuereinheit 5 ausgewählten) Übungsmodus
bestimmt sein. In dieser Ausführungsform
bestimmt die Steuereinheit 5 den tatsächlichen Übungsumfang unter Bezugnahme
auf das Drehmoment, das von der Drehmomenterkennungseinheit 2 erkannt
ist. Alternativ kann die Steuereinheit 5 den tatsächlichen Übungsumfang
unter Bezugnahme auf das Drehmoment, das von der Drehmomenterkennungseinheit 2 erkannt
ist, in Kombination mit einem oder beiden der Bewegungsgeschwindigkeit,
die von der Geschwindigkeitserkennungseinheit 3 erkannt
ist, und dem Puls, der von der Pulserkennungseinheit 1 erkannt
ist, bestimmt sein.
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Durch
Steuerung durch die Steuereinheit 5 zeigt die Benutzeroberflächeneinheit 6 ein Übungsanzeigemuster 61 an,
das den Zielübungsumfang des
Benutzers darstellt, wie in 2 gezeigt.
Das Übungsanzeigemuster 61 beinhaltet
mehrere Bereiche 611, 612, 613, 614,
die gemäß dem tatsächlichen Übungsumfang
des Benutzers selektiv aktiviert sind. Beispielsweise stellt der
Bereich 611 einen Aufwärmzeitraum
dar, dessen Aktivierung die Vollendung eins Übungsumfangs durch den Benutzer
gleich einem vorgegebenen Aufwärmumfang
anzeigt, stellen die Bereiche 612 jeweils progressive Übungszeiträume dar,
deren progressive Aktivierung anzeigt, dass der Benutzer progressiv
zunehmende Übungsumfänge ausgeführt hat,
stellt der Bereich 613 einen Übungszielzeitraum dar, dessen
Aktivierung anzeigt, dass der Benutzer einen Übungsumfang gleich dem Zielübungsumfang
ausgeführt
hat, und stellt der Bereich 614 einen Herausforderungsübungszeitraum
dar, dessen Aktivierung anzeigt, dass der Benutzer einen Übungsumfang
ausgeführt
hat, der den Zielübungsumfang übersteigt.
Alternativ können
die Bereiche 611, 612, 613, 614 des Übungsanzeigemusters 61 zum
Anzeigen des tatsächlichen Übungsumfangs des
Benutzers auf progressiv abnehmende Art und Weise von allen der
Bereiche 611, 612, 613, 614 zu keinem
der Bereiche 611, 612, 613, 614 aktiviert sein.
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Der
Zielübungsumfang
kann eine Gesamtanzahl von Kalorien sein, die vom Benutzer, der die Übungsmaschine
betreibt, zu verbrauchen sind. In diesem Falle stellt das Übungsanzeigemuster 61 die
Gesamtanzahl von Kalorien dar, auf die zum Verbrennen durch den
Benutzer, der die Übungsmaschine
betreibt, über
die Übung
abgezielt ist.
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Die
Steuereinheit 5 kann Steuerung zum Anzeigen anderer Daten über die
Benutzeroberflächeneinheit 6 ausführen. Beispielsweise
kann die Steuereinheit 5 unter Nutzung eines oder mehreren
der benutzerspezifischen Parameter, wie etwa Alter, und dem Puls,
der von der Pulserkennungseinheit 1 erkannt ist, bestimmen,
ob der Benutzer, der eine Übung
ausführt,
eine sichere Übungsebene überschreitet,
und dem Benutzer dazu eine visuelle oder Klanganzeige zuleiten.
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Als
anderes Beispiel ist die Steuereinheit 5 unter Benutzung
des Drehmoments, das von der Drehmomenterkennungseinheit 2 erkannt
ist, und unter Benutzung einer Herzfrequenz, die unter Bezugnahme
auf den Puls berechnet ist, der von der Pulserkennungseinheit 1 erkannt
ist, imstande, eine Karte des kardiorespiratorischen Fitnessniveaus
des Benutzers zu berechnen, der die Übungsmaschine betreibt. In
diesem Falle zeigt die Steuereinheit 5 die Karte des kardiorespiratorischen
Fitnessniveaus auf der Benutzeroberflächeneinheit 6 an,
wie in dem Schaubild 1 von 2 gezeigt,
und wählt
eines der Niveaus als geeignetes Fitnessniveau für den Benutzer aus, der die Übungsmaschine
betreibt.
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Als
wiederum anderes Beispiel ist die Steuereinheit 5 unter
Benutzung der Drehmomenterkennungseinheit 2 und der benutzerspezifischen
Parameter imstande, die Information von Schaubild 1 in ein
Schaubild von Ziel- und Herausforderungskalorienbereichen für die verschiedenen Niveaus
zu übersetzen,
wie in Schaubild 2 von 2 gezeigt.
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Die
Bereiche 611, 612, 613, 614 des Übungsanzeigemusters 61 werden
dann aktiviert, während
der Benutzer die Übung
ausführt
(d.h. auf einer Echtzeitgrundlage), auf Grundlage der berechneten
Ziel- und Herausforderungskalorienbereiche sowie des ausgewählten, geeigneten
Fitnessniveaus.
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3 zeigt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Systems, das zum Gebrauch mit einer Übungsmaschine zur Übungsleistungsüberwachung
geeignet ist. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform wurde die Drehmomenterkennungseinheit 2 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
(s. 1) aus der Konfiguration ausgelassen.
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Mit
dieser Struktur bestimmt die Steuereinheit 5 den tatsächlichen Übungsumfang
unter Bezugnahme auf den Puls, der von der Pulserkennungseinheit 2 erkannt
ist. Der Zielsetzungsübungsumfang kann
von der Steuereinheit 5 unter Bezugnahme auf jegliches
oder eine Kombination aus dem Puls, der von der Pulserkennungseinheit 2 erkannt
ist, der Körperfettmenge,
die von der Körperfetterkennungseinheit 4 erkannt
ist, den benutzerspezifischen Parametern, die vom Benutzer eingegeben
sind, und dem Übungsmodus,
der vom Benutzer ausgewählt
ist (oder automatisch von der Steuereinheit 5 ausgewählt ist),
bestimmt sein. Alle anderen Aspekte der zweiten bevorzugten Ausführungsform
sind mit der ersten bevorzugten Ausführungsform identisch.
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Das Übungsleistungsüberwachungssystem der
vorliegenden Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
- 1. Da der tatsächliche Übungsumfang von der Steuereinheit 5 zumindest
teilweise unter Bezugnahme auf die Drehmomenterkennungseinheit 2 bestimmt
ist, ist in der ersten bevorzugten Ausführungsform eine genaue Berechnung
des tatsächlichen Übungsumfangs
möglich.
D.h., der tatsächliche Übungsumfang
wird nur, wenn der Benutzer tatsächlich
eine Übung
ausführt,
berechnet, und nicht, wenn der Benutzer zeitweilig aussetzt. Ferner
gewährleistet
dieser Drehmomentgebrauch, dass die variierenden Übungsumfänge beim
Simulieren von Bergauf- und
Bergabfahrt (wenn die Übungsmaschine
etwa ein Standfahrrad ist) in die Berechnungen einbezogen werden.
- 2. Der Zielübungsumfang
kann eine Gesamtanzahl von Kalorien sein, die vom Benutzer, der
die Übungsmaschine
betreibt, zu verbrauchen sind, und das Übungsanzeigemuster 61 kann
die Gesamtanzahl von Kalorien darstellen, auf die zum Verbrennen
durch den Benutzer, der die Übungsmaschine
betreibt, über
die Übung
abgezielt ist. Infolgedessen sind die Ziel- und tatsächlichen Übungsumfänge in einem
leicht verständlichen Format
angezeigt, wodurch es dem Benutzer ermöglicht ist, seinen gegenwärtigen Übungsstand zu
ermitteln, wodurch die Gesamtübungserfahrung
gefördert
ist.