[发明专利]自行车运动能耗计算系统的方法

说明书

本发明公开了一种自行车运动能耗计算系统，其特征在于：包括心率采集装置，该心率采集装置的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器的输出端与终端的心率信号采集端无线连接；还包括力矩传感器，该力矩传感器的信号输出端连接蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述终端蓝牙连接；所述终端上设有人机交互模块，所述人机交互模块用于对所述终端输入数据。有益效果：本发明利用心率值和力矩值，再结合测试者的身高、体重和年龄这些人体特征参数，建立了自行车运动能量消耗模型，使该模型能非常精准地计算出测试者在自行车运动过程中消耗的卡路里量。

技术领域

本发明涉及运动能量消耗计算领域，具体地说，是一种自行车运动能耗计算系统及其方法。

背景技术

随着现代社会的飞速发展，人们在日常生活中的压力越来越大，那么释放压力就显得尤为重要。自行车运动就是一种很好的减压方式。随着我国共享单车的迅速崛起，自行车运动的健身价值也逐渐的体现出来了，越来越多的人加入到了自行车运动的队伍中。

自行车运动属于户外运动，能提高人体的新陈代谢，对人体组织的锻炼大有裨益，同时对人体的血液循环系统、神经系统、呼吸系统、内分泌系统和免疫系统等，都可以产生良好的刺激作用。所以合理的进行自行车运动对个人的身心健康是很有帮助的，但是这个“合理”需要科学的指导。为了能够指导人们合理地进行健康运动，我们需要将运动强度和运动量表示出来，以便于人们能及时的了解自己在骑行时的身体状况，并根据这些信息调节自己的运动，以达到健康运动的效果。而最能表达运动强度和运动量的参数便是运动消耗量。

目前，关于能量消耗的计算方法有很多，例如双标水技术(DLW)、间接测热法、心率记录法[3]和加速度传感器法以及两者联合的方法等。双标水技术和间接测热法由于操作比较复杂、成本高等原因，不适合用来实时检测人在自由生活状态下的能量消耗。心率记录法通过心率的大小反映运动强度，进而计算出能量消耗，但是心率的个体差异性较大，与年龄、体重、身体素质和性别等有密切的关系，所以对不同的人导致其结果误差较大[7]。加速度计法测量身体运动能量消耗的原理是根据牛顿力学定律，Brouha于1960年就首先提出了人体运动加速度绝对值对时间的积分与人体运动的能量消耗之间具有较好的线性关系。但是对于自行车运动，保持相同的骑行状态不代表克服相同的力做功，例如在有风和无风的情况下保持相同的加速度人体消耗的能量肯定时不一样的。

现有技术的缺点在于：现有的能量消耗计算方法都有一定的局限性，计算的能量消耗量存在较大的误差。

发明内容

针对上述现有能量消耗的计算方法存在较大的误差的缺陷，本发明提出了一种自行车运动能耗计算系统及其方法，该系统能精准测量出测试者的身体指标，并结合身体特征得出能量消耗量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种自行车运动能耗计算系统，其关键在于：包括心率采集装置，该心率采集装置的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器的输出端连接有无线模块，该无线模块与终端的心率信号采集端无线连接；

还包括力矩传感器，该力矩传感器的信号输出端连接蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述终端蓝牙连接；

所述终端上设有人机交互模块，所述人机交互模块用于对所述终端输入数据。

采用上述方案，心率采集装置采集测试者的心率信号，传送到微处理器进行信号处理后传送给终端；力矩传感器采集获取腿部对自行车施加的力矩，终端结合心率、力矩以及测试者的年龄、身高和体重进行综合计算，得出运动消耗量。

进一步地，所述心率采集装置固定安装在指夹上，所述指夹通过所述心率采集装置的数据线连接有腕带，所述微处理器和无线模块均安装在腕带中。

更进一步的，所述心率采集装置为PPG信号采集装置，该PPG信号采集装置由双光源LED和光强探测器组成，所述双光源LED和光强探测器分别安装在指夹的两个夹块内侧。