[发明专利]考试、竞技、运动状态调节仪

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种仪器，用于辅助运动员、学生改变心率值HR，使运动员、学生拥有最佳心率HR值，从而使运动员在赛前进入最佳竞技状态或赛后进入放松状态；使学生在考试前脱离焦虑紧张状态的一种辅助仪器。

【背景技术】

运动员在赛前根据体育项目的不同，需要通过做热身运动使心率HR达到最佳值：例如短跑运动员的心率在100次/分左右，而射击运动员的心率则要在60～65次/分。可以通过测量心率来判断运动员是否已进入最佳竞技状态。目前，教练通过赛前心理辅导，做热身运动使运动员进入最佳竞技状态。

另外，当学生参加考试时如果心情紧张，心率就会升高。此时，可以借助考试、竞技、运动状态调节仪，让心率HR降下来，才能使考试得到很好的发挥。

而市场上尚未有专用仪器，本仪器是首次问世。本仪器采用一种全新的理念：即使用同一首乐曲，利用现代技术令播放速度根据调整心率的需要，加快或减慢，从而用可变速的音乐节拍来引导心率的改变。

【发明内容】

本发明的技术目的是让体育教练或教师通过借助本仪器，使运动员、学生或面试的员工的心率HR调整到最佳的竞技状态的仪器。

为了实现上述技术要求，本发明提供一种考试、竞技、运动状态调节仪，仪器的原理方框图参见附图1：包括音乐源模块，连接音乐源模块上的LR路信号混合器，连接于LR路信号混合器输出端上的依次是动态压缩器，动态压缩器连接于低通滤波器A；低通滤波器A和信号发生器输出端连接于幅度调制器，连接于幅度调制器输出端的电子电位器，连接于电子电位器输出端的功率放大器A，连接于功率放大器输出端的升压变压器，连接于升压变压器输出端上的穴位电极。

音乐源模块由DSP芯片及外围元件构成，它包括：内嵌于DSP芯片的可进行对乐曲原速作±50％大范围变速的变速播放器，内嵌于DSP芯片的音乐节拍BPM检测器，内嵌于DSP芯片的乐曲储存器以及与DSP相连的USB插口。在DSP模块中，音乐信号以MP3格式的形式贮存在内部的乐曲存贮器中，乐曲存贮器也可以贮存及播放WAVE、WMA、AAC、MIDI、APE、OGG、FLAC等格式的音乐信号。

连接于DSP一端的微电脑控制芯片MCU，分别连接于微电脑控制芯片一端的心率HR接收器、红外遥控接收器、LED/LCD显示器、键盘；分别连接于微电脑控制芯片另一端的低通滤波器A、信号发生器、电子电位器、BPM诱导双色灯控制器、音量、高音及低音控制器。同时，所述的BPM诱导双色灯控制上还连接有LED暖色灯和LED冷色灯；在DSP模块与LR路信号混合器之间以及低通滤波器B输出端连接有音乐聆听模块，所述的音乐聆听模块包括音量、高音及低音控制器，连接于音量、高音及低音控制器的功率放大器L、R以及连接于功率放大器L、R输出端上的耳机；

此外还设置有心率HR检测发射、发送器；该心率HR检测发射、发送器是一个脱离主机的由使用者佩戴的独立配件，它可以通过无线或红外或蓝牙向MCU的HR接收器发射心率HR的数值，也可以通过数据线直接与MCU的HR接收器相连，从而把使用人的心率HR，传递给微电脑控制芯片。

同时，音乐节拍检测器把音乐节拍BPM也传递给微电脑控制芯片，微电脑控制芯片通过比较，以及根据使用者的需要调高或调低使用人的心率。以调高HR为例，调整过程是这样的：设初始心率为HR₀＝65次/分，要调高到最终心率HR₁＝100次/分，并选择音乐节拍变化步长ΔBPM＝5次/分。先令BPM从初始音乐节拍BPM₀＝130次/分调整到BPM＝70次/分，保持BPM-HR＝ΔBPM＝5次/分，始终令节拍大于即时心率5次/分，同时不断检测即时心率HR，即时心率每增加一个数值，则BPM亦同步增加一个数值，直到HR＝HR₁为止。实现使HR控制MP3音乐的播放速度，音乐的播放速度的改变使音乐节拍随着而改变，音乐的节拍又反过来诱导心率HR改变的这一系列反馈过程；最终令心率向音乐节拍靠拢，使最终心率与音乐节拍保持一致。有关考试、竞技、运动状态调节仪调速程序的流程图参见附图2

首先，经调节音乐节拍后的音乐信号传递给LR路信号混合器混合后进行动态压缩，经过低通滤波器A去除高频及有害成分，保留有益成分，与信号发生器产生的中频调制信号一起，送至幅度调制器调制成为音乐调制波或音乐调制扫频波，再由电子电位器调节强度后依次传递到功放A、升压变压器及电极，最终通过电极导入人体；