技术领域
[0001] 本
发明属于健身技术领域，更具体地说，尤其涉及一种便携式综合智能交互健身系统，同时还涉及一种便携式综合智能交互健身方法。
背景技术
[0002] 健身是一种体育项目，如各种徒手健美操、韵律操、形体操以及各种自抗
力动作，体操可以增强力量、柔韧性，增加耐力，提高协调，控制身体各部分的能力，从而使身体强健。如果要达到缓解压力的目的，至少一周锻炼3 次。
[0003] 游泳、快走、慢跑、骑
自行车，及一切有
氧运动都能锻炼心脏。有氧运动好处多：能锻炼心
肺、增强循环系统功能、燃烧脂肪、加大肺活量、降低血压，甚至能
预防糖尿病，减少心脏病的发生。运动医学院建议，想知道有氧运动强度是否合适，可在运动后测试心率，以达到最高心率的60％—90％为宜。如果想通过有氧运动来减肥，可以选择低度到中度的运动强度，同时延长运动时间，这种方法消耗的热量更多。运动
频率每周3—5次，每次20—60 分钟。想要锻炼肌肉，可以练举重、做体操以及其他重复伸、屈肌肉的运动。肌肉锻炼可以
燃烧热量、增强骨
密度、减少受伤，尤其是关节受伤的几率，还能预防骨质疏松。
[0004] 随着人们生活
水平日益提高，保持健康的身体状况已经成为人们的基本追求，随着室内健身运动越来越普及，人们已经把健身运动作为改善身体状况的日常项目。但是，现有的健身器械及系统，体积大、重量大、不便于移动，也不能构成沉浸式健身场景，更不能相互调整健身器械的功能。
[0005] 如中国发明
申请号201710472158.2的文献所公开的一种数据交互健身系统，该系统包括智能网关、智能健身器械、移动端app、pc端应用系统。所述智能网关与智能健身器械、移动端app以及pc端应用系统之间通过无线网络进行连接通信；所述智能网关配备私有
云、无线路由、健身器械控制枢纽；所述智能健身器械需要配置人体
传感器、NFC控
制芯片以及ZigBee模
块；所述移动端app，用于通过NFC通信获取用户健身健康指标信息；所述pc端应用系统，用于获取智能网关通过无线网络上传至私有云的用户健身信息，针对用户
指定健康目标以及用户健身信息进行数据的分析处理。该发明提供了一种智能化高、专业性强的健身系统，帮助人们针对个人特性进行科学的锻炼，达到最优效果。
[0006] 但该健身系统不能实现采用较少的组件对较多种类的健身器械进行模拟，也不能为用户构建沉浸式的健身场景；其也不能实时显示运动数据，且不能对用户做出修正，使得用户不能主动引导根据自身的健身信息进行针对性的锻炼，影响用户的健身主动性和锻炼效果。因此，我们提出一种便携式综合智能交互健身系统及方法。
发明内容
[0007] 本发明的目的是为了解决
现有技术中存在的缺点，而提出的一种便携式综合智能交互健身系统及方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009] 一种便携式综合智能交互健身方法，包括如下步骤：
[0010] S1.设置一外置音视频设备及一便携式综合智能健身器械、其内置有
数据采集传感模块，设置至少一移动终端并安装用来与该智能健身器械交互、配合工作的app程序，在该app程序内置用户健身信息档案管理模块、AI
算法修正模块和音视频同步控
制模块；
[0011] S2.数据采集传感模块，或移动终端通过app程序，获取用户身份信息、并生成相应的用户ID序列号，并通过app程序建立该用户的健身信息档案；
[0012] S3.用户通过app程序选择智能健身器械多种套件组合搭配、即可模拟特定健身器材的健身模式、设定健身强度，该智能健身器械即按照用户所选取的模拟的健身模式和强度进行工作，使用户通过便携式综合智能健身器械及外置音视频设备构建的沉浸式健身场景，进行健身活动；
[0013] S4.智能健身器械通过数据采集传感模块采集用户的实时运动数据，并通过无线通讯模块传输给移动终端的app程序，同时用户可通过移动终端的app 程序同步控制音视频频设备输出
信号，实现该健身器械与音视频场景的沉浸式交互式健身；
[0014] S5.app程序内置的AI算法修正模块，将用户产生的运动状态的实时运动数据与参考数据进行运输、比较、分析，给出健身活动修正提示或者改进建议，并通过外置音视频设备进行显示，对用户进行健身辅导，实现智能交互引导式健身教练功能。
[0015] 本发明还提供了一种便携式综合智能交互健身系统，包括：便携式综合智能健身器械及至少一个移动终端、外置音视频设备；
[0016] 所述的便携式综合智能健身器械包括成套组件，及在该成套组件内置的数据采集传感模块和无线通讯模块，该成套组件用于相互搭配模拟多种健身器械，并与移动终端、外置音视频设备配合为用户构建多种沉浸式健身场景；
[0017] 所述的移动终端内置app程序，该app程序内置有用户健身信息档案管理模块、AI算法修正模块和音视频同步
控制模块；
[0018] 所述数据采集传感模块包括
人脸识别单元、指纹识别单元和运动数据传感单元，进行人脸识别或指纹识别；
[0019] 所述人脸识别单元、指纹识别单元和运动数据传感单元安装于便携式综合智能健身器械上，所述人脸识别单元和指纹识别单元用于获取用户的身份信息并生成相应的用户ID序列号，所述运动数据传感单元用于获取用户的实时运动数据；
[0020] 所述用户健身信息档案管理模块用于获取和识别数据采集传感模块采集到的用户ID序列号及用户实时运动数据，并建立健身信息档案，并通过用户ID序列号实现私有云
数据库中用户信息与采集到的用户健身信息档案进行绑定匹配；
[0021] 所述AI算法修正模块用于根据用户的运动状态的实时运动数据给出参考数据，对用户进行实时指正、实现主动引导式健身教练服务；
[0022] 所述音视频同步控制模块用于对外置音视频设备进行控制；
[0023] 所述无线通讯模块用于建立和维持与app程序之间的无线通讯连接，发送数据采集传感模块采集的用户ID序列号和实时运动数据。
[0024] 优选的，所述便携式综合智能健身器械成套组件包括自重力学
底板、弹力带、单杠和腕带，所述自重力学底板上开设有通孔，所述通孔中铰接有固定环，所述弹力带的一端通过扣环扣合在固定环上，所述腕带、单杠通过扣环扣合在弹力带的另一端。
[0025] 优选的，所述自重力学底板上设置有折叠线，所述折叠线的两侧均设置有
脚踏位(防滑涂层)，所述单杠为通过
螺纹连接的两段式结构。
[0026] 优选的，所述便携式综合智能健身器械可以模拟举杠铃、举
哑铃等健身器械，实现负荷深蹲、负荷仰卧起坐、负重跑步、拳击等多种健身方式。
[0027] 优选的，所述运动数据传感单元包括多个惯性量传感器和多个力学传感器。
[0028] 优选的，所述移动端的app程序中还包括有使用说明视频、教学课程、互动小游戏和互动社区组。
[0029] 优选的，所述外置音视频设备为
平板电脑、带有投影功能的大屏显示屏、智能手机中的任意一种。
[0030] 优选的，所述无线通讯模块为WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块中的任意一种。
[0031] 本发明的技术效果和优点：
[0032] 本发明提供的健身系统，可以实现采用较少的组件对较多种类的健身器械进行模拟，也可以通过与移动终端、外置音视频设备的交互配合，为用户构建沉浸式的健身场景；可以实时显示运动数据，对用户做出修正，主动引导用户根据自身的健身信息进行针对性的锻炼，提高用户的健身主动性和锻炼效果。
[0033] 本发明提供的便携式综合智能健身器械占用空间小，通过多种套件组合的不同搭配、即可实现模拟多种健身器械、构建多种健身场景、及选择多种健身方式的目的；其与移动终端、外置音视频设备配合可为用户构建多种健身场景，如客厅、阳台、卧室、户外等；通过移动终端的app程序、无线通讯模块、数据采集传感模块和外置音视频设备组成的数据生态链，当识别用户身份信息后，可在用户运动的过程中实时采集和显示用户的运动数据，使用户可实时了解运动时的运动数据，同时可在健身时播放教学视频进行音频交互健身，通过AI算法修正模块可修正用户的健身动作，将健身方式与
物联网技术结合起来，构建沉浸式的健身场景，主动引导用户进行更专业、更高效的健身训练，获得更好的健身效果，实现科学健身。适合室内、阳台、户外等多种应用场景。
附图说明
[0034] 图1为本发明的便携式综合智能交互健身方法的流程示意图；
[0035] 图2为本发明的便携式综合智能交互健身系统的模块结构
框图；
[0036] 图3为本发明的便携式综合智能健身器械成套组件的整体结构示意图；
[0037] 图4为
实施例中将系统及成套组件模拟举哑铃时的结构示意图；
[0038] 图5为图4中成套组件的用户使用状态示意图(阳台)；
[0039] 图6为本发明实施例中将系统及成套组件模拟举杠铃时的结构示意图；
[0040] 图7为图6中成套组件的用户使用状态示意图(室内)。
[0041] 其中：100、便携式综合智能健身器械(成套组件)；1、自重力学底板； 2、弹力带；3、单杠；4、腕带；5、固定环；6、折叠线；7、脚踏位(防滑涂层)；8、外置音视频设备。
具体实施方式
[0042] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043] 参见图1-7，本发明提供的便携式综合智能交互健身方法，包括如下步骤：
[0044] S1.设置一外置音视频设备8，一便携式综合智能健身器械100、其内置有数据采集传感模块，设置一移动终端并安装用来与该智能健身器械交互、配合工作的app程序，在该app程序内置用户健身信息档案管理模块、AI算法修正模块和音视频同步控制模块；
[0045] S2.数据采集传感模块，或移动终端通过app程序，获取用户身份信息、并生成相应的用户ID序列号，并通过app程序建立该用户的健身信息档案；
[0046] S3.用户通过app程序选择智能健身器械100多种套件组合搭配、即可模拟特定的健身器材(哑铃、杠铃、拉力器等)的健身模式(负荷深蹲、负荷仰卧起坐、拳击、举重、跑步等)、设定健身强度(高、中、低)，该智能健身器械即按照用户所选取的模拟的健身模式和强度进行工作，使用户通过便携式综合智能健身器械100及外置音视频设备8构建的沉浸式健身场景，进行健身活动；
[0047] S4.智能健身器械100通过数据采集传感模块采集用户的实时运动数据，并通过无线通讯模块传输给移动终端的app程序，同时用户可通过移动终端的app程序同步控制外置音视频设备8
输出信号，实现该健身器械与音视频场景的沉浸式交互式健身；
[0048] S5.app程序内置的AI算法修正模块，将用户产生的运动状态的实时运动数据与参考数据进行运输、比较、分析，给出健身活动修正提示或者改进建议，并通过外置音视频设备8进行显示，对用户进行健身辅导，实现引导式智能交互健身教练功能。
[0049] 参见图2-7，本发明还提供了一种实施上述方法的便携式综合智能交互健身系统，包括：便携式综合智能健身器械100及至少一个移动终端、外置音视频设备8；
[0050] 所述的便携式综合智能健身器械包括成套组件100，及在该成套组件100 内置的数据采集传感模块和无线通讯模块，该成套组件100用于相互搭配模拟多种健身器械(哑铃、杠铃、拉力器等)、并结合外置音视频设备8为用户构建多种沉浸式健身场景(阳台、客厅、卧室、户外等)；
[0051] 所述的移动终端内置app程序，该app程序内置有用户健身信息档案管理模块、AI算法修正模块和音视频同步控制模块；
[0052] 所述数据采集传感模块包括人脸识别单元、指纹识别单元和运动数据传感单元，进行人脸识别或指纹识别；
[0053] 所述人脸识别单元、指纹识别单元和运动数据传感单元安装于便携式综合智能健身器械上，所述人脸识别单元和指纹识别单元用于获取用户的身份信息并生成相应的用户ID序列号，所述运动数据传感单元用于获取用户的实时运动数据；
[0054] 所述用户健身信息档案管理模块用于获取和识别数据采集传感模块采集到的用户ID序列号及用户实时运动数据，并建立健身信息档案，并通过用户ID序列号实现私有云数据库中用户信息与采集到的用户健身信息档案进行绑定匹配；
[0055] 所述AI算法修正模块用于根据用户的运动状态的实时运动数据给出参考数据，对用户进行实时指正；
[0056] 所述音视频同步控制模块用于对外置音视频设备8进行控制；
[0057] 所述无线通讯模块用于建立和维持与app程序之间的无线通讯连接，发送数据采集传感模块采集的用户ID序列号和实时运动数据。
[0058] 具体的，所述便携式综合智能健身器械成套组件100包括自重力学底板1、弹力带2、单杠3和腕带4，所述自重力学底板1上开设有通孔，所述通孔中铰接有固定环5，所述弹力带2的一端通过扣环扣合在固定环5上，所述腕带 4、单杠3通过扣环扣合在弹力带2的另一端，腕带4固定在用户
手腕或腿腕上，可进行调节大小。
[0059] 具体的，所述自重力学底板1上设置有折叠线6，所述折叠线6的两侧均设置有脚踏位7(该
位置设有防滑涂层)，所述单杠3为通过
螺纹连接的两段式结构。
[0060] 具体的，参见图5-图7，所述便携式综合智能健身器械成套组件100，通过不同的搭配，可以分别模拟举杠铃、举哑铃等多种器械，以及负荷深蹲、负荷仰卧起坐、拳击、举重等多种健身方式；适合室内、阳台、户外等多种应用场景。其他实施例中，还可以模拟其他的器械及健身方式。
[0061] 具体的，所述运动数据传感单元包括多个惯性量传感器和多个力学传感器。
[0062] 具体的，所述移动端的app程序中还包括有使用说明视频、教学课程、互动小游戏和互动社区组。
[0063] 具体的，所述外置音视频设备8为平板电脑、带有投影功能的大屏显示屏、智能手机中的任意一种。
[0064] 具体的，所述无线通讯模块为WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块中的任意一种。
[0065] 综上所述：本发明提供的便携式综合智能交互健身系统及方法，该便携式综合智能健身器械占用空间小，便于进行携带，通过多种套件组合的不同搭配、即可实现模拟多种健身器械、并配合外置音视频设备共同构建多种沉浸式健身场景、及选择多种健身方式的目的；该方法通过移动终端的app程序、无线通讯模块、数据采集传感模块和外置音视频设备组成的数据生态链，当识别用户身份信息后，可在用户运动的过程中实时采集和显示用户的运动数据，使用户可实时了解运动时的运动数据，同时可在健身时播放教学视频进行音频交互健身，通过AI算法修正模块可修正用户的健身动作，将健身方式与物联网技术结合起来，主动引导用户进行更专业、更高效的健身训练，获得更好的健身效果，实现科学健身。
[0066] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
