技术领域
[0001] 本
发明涉及一种引导运动的装置，特别涉及一种基于心率反馈引导运动的装置。背景技术：
[0002] 随着人们生活
水平的不断提高，健康越来越受到人们的重视，人们希望通过各种运动形式来提高身
体素质和免疫能
力。但是，人们普遍缺乏科学的、量化的运动锻炼的相关知识和指导。体育锻炼时，运动量太小，达不到锻炼身体的目的；运动量过大，又会引起过度疲劳、肌肉损伤，影响身体健康。在当今社会的健身行业，健身者主要进行的是强健肢体、加强心
肺功能与肌肉的锻炼，而忽略对脏腑的养护。在中医的养生观念中，气血充足和脏腑的健康才是身体真正健康的关键，只是很多人不得其
门而入。
发明内容
[0003] 本发明克服了
现有技术中的不足，提供一种基于心率反馈引导运动的装置。该装置主要适用于运动健身，对专业运动员和普通锻炼者都非常有益。该装置通过基于运动者心率反馈来提示进行高低强度的切换，引导运动者的运动节奏，从而达到一个最佳的运动效果。
[0004] 为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] 一种基于心率反馈引导运动的装置，所述装置包括红外反射管
传感器、处理器、蓝牙模
块、音效装置和电源模块；
[0006] 所述红外反射管传感器用于实时采集运动者运动时的心率，当动脉血管随心脏周期性收缩与舒张时，红外接收
探头便能采集到相应的光脉冲
信号，经过去噪和放大后送到蓝牙模块，经过蓝牙模块处理器检测到心率
波形图的波峰和波谷、运算处理便得到了心率数据值；
[0007] 所述处理器包括微
控制器、主机端及应用程式，结合一个优异的无线射频传送接收器及一个工业标准的加强型
微控制器，它包括连接类比及数位感应器的周边，内建可程式的快闪记忆体，精确的无线射频讯号强度指示，全速USB2.0界面，内建AES-128加密引擎；所述处理器能够对人体包括身高、体重、血脂和血
氧指标进行存储、分析和处理，同时给运动者定制一份专属的运动计划；当运动者运动时，能够测量出运动者的心率，经处理后同步发出声音，引导运动者按自己的心脏跳动
频率或倍频进行运动；能够根据运动者一段时间内的心率进行评估，确定最适合运动的心率范围；当超出该范围时发出提示，让运动者有意识地选择有氧运动或是无氧运动；同时计算各个运动状态，提示运动者进行高低强度的切换，从而达到最佳运动效果；
[0008] 所述蓝牙模块主要有两个功能一是进行无线传输作用；二是
数据处理器作用；能够检测出
脉搏信号的波峰和波谷，并对数据进行记录存储；
[0009] 所述音效装置用于实时模拟心率频率发声，能够随着蓝牙处理后的心率信号自动发出引导音乐频率；
[0010] 所述电源模块包括充电模块和锂
电池；充电模块用于给锂电池充电，锂电池用于给所述装置提供电力。
[0011] 本发明应用情况说明：
[0012] 首先，红外反射管传感器对运动者的心率进行采集，经过处理器处理得出心率-时间曲线，将心率数据发送至蓝牙模块连接的
耳机直接播放，或者发送至手机APP，通过手机APP下发引导节奏、控制喇叭的音效，播放不同效果的音效对不同类别的健身者运动起到区别的引导作用。本发明装置不仅仅连接耳机或手机使用，也可以安置在健身器材和电脑等设备上，还可以制成心率带、腕带、耳夹、或者指夹等的各种形式，能够广泛的满足健身者的各类形式需求。
[0013] 本发明装置能够对人体各项指标，比如身高、体重、血脂、血氧等指标进行存储、分析和处理，同时根据所存储的信息给运动者定制一份专属的运动计划。
[0014] 本发明装置根据心率的变化，设置了各个阶段的提示功能，让运动者在开始运动前就根据自身情况设置好运动量，根据运动量本发明装置会在运动中适时发出转换运动强度的提示音，进而帮助运动者保证最佳运动效果。
[0015] 本发明装置的主要功能包括：
[0016] 1、改善气血功能：人的心脏通过左心室收缩使血液注入主动脉，这时主动脉会克服弹性膨胀起来，达到峰值后，心脏停止收缩转为舒张并关闭主动脉瓣，这时主动脉弹性回缩，回缩到最低值时又开始膨胀，这样通过一粗一细的脉动来驱动血液流动和使养分进入组织液。本发明装置引导运动者在关闭主动脉瓣，主动脉弹性回缩时使肌肉收缩发力来加剧主动脉回缩，当左心室又开始射血时，主动脉弹性舒张，运动者肌肉也放松，让主动脉充分回弹膨胀。如此反复按照心跳的节律，运动者收缩舒张肌肉，交替提高动脉的脉动
势能和
动能，促进运动者的动脉血中养分流入组织液并促进静脉血回流，让心脏供血更充分，解决中医所谓“心肾不交”的症状。经试验，按照该方式运动者运动比平时更容易身体发热出汗，在很短时间内达到运动效果，对
失眠焦虑等症状有非常好的改善效果；
[0017] 2、体育锻炼时，运动量太小，达不到锻炼身体的目的；运动量过大，又会引起过度疲劳、肌肉损伤，影响身体健康。为解决这个问题，本发明装置根据心率的变化，设计了各个阶段的提示功能，让运动者在开始运动前就根据自身情况设置好运动量，根据运动量本装置会在运动中适时发出转换运动强度的提示音，进而帮助运动者保证最佳运动效果；
[0018] 3、中国传统养生功法中，特别强调呼吸与心跳的配合来对五脏六腑进行按摩，而只有经过长期特殊训练的人才能感受到自己的心跳，本发明装置通过采集心跳并发出声音来帮助练习者轻松听到自己心跳，配合呼吸及相应功法进行强化脏腑机能增强自身自愈能力。
[0019] 本发明装置主要适用于健身行业，对专业运动员和普通锻炼者都非常有益。当运动者运动时，本发明装置会测量出运动者的心率，经处理后同步发出声音，引导运动者按自己的心脏跳动频率或倍频进行运动。同时会根据运动者一段时间内的心率进行评估，确定最适合运动的心率范围，当超出范围时发出提示音，让运动者可以有意识的选择进行有氧运动或是无氧运动。同时计算各个运动状态的情况，提示运动者进行高低强度的切换，进而达到一个最佳的运动效果。
[0020] 由于采用上述技术方案，本发明提供的一种基于心率反馈引导运动的装置，与现有技术相比具有这样的有益效果：
[0021] 本发明装置不仅仅可以连接耳机或手机使用，也可以安置在健身器材、电脑等设备上，还可以制成心率带、腕带、耳夹、或者指夹等等的各种形式，能够广泛的满足健身者的需求。本发明装置的主要特点是根据心率实时引导运动节奏、达到最佳运动效果。它具有灵敏性高、准确度高、抗干扰强、使用方便灵活以及
电路设计简单、生产成本低等特点。
附图说明
[0022] 图1是一种基于运动心率反馈调节的引导装置的工作原理图；
具体实施方式
[0023] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
[0024] 一种基于心率反馈引导运动的装置，如图1所示，所述装置包括红外反射管传感器、处理器、蓝牙模块、音效装置和电源模块；
[0025] 所述红外反射管传感器用于实时采集运动者运动时的心率，当动脉血管随心脏周期性收缩与舒张时，血管中的血液容积也会发生变化；这时红外接收探头便能采集到相应的光脉冲信号，经过去噪和放大后送到蓝牙模块，经过蓝牙模块处理器检测到心率波形图的波峰和波谷、运算处理便得到了心率数据值；
[0026] 所述处理器能够对人体包括身高、体重、血脂和血氧指标进行存储、分析和处理，同时给运动者定制一份专属的运动计划；当运动者运动时，能够测量出运动者的心率，经处理后同步发出声音，引导运动者按自己的心脏跳动频率或倍频进行运动；能够根据运动者一段时间内的心率进行评估，确定最适合运动的心率范围；当超出该范围时发出提示，让运动者有意识地选择有氧运动或是无氧运动；同时计算各个运动状态，提示运动者进行高低强度的切换，从而达到最佳运动效果；
[0027] 所述处理器采用CC2540，CC2540是一个超低消耗功率的真正系统单晶片，它整合了包含微控制器、主机端及应用程式在一个元件上。CC2540结合一个优异的无线射频传送接收器及一个工业标准的加强型8051微控制器，它包括连接类比及数位感应器的周边，内建可程式的快闪记忆体，精确的无线射频讯号强度指示，全速USB2.0界面，内建AES-128加密引擎。
[0028] CC2540可让强固的主控或从属式
节点以很低的成本建立起来，它具有很低的睡眠模式功率消耗及不同工作模式间短暂的转换时间，适用于需要超低消耗功率的系统。
[0029] 所述蓝牙模块主要有两个功能一是进行无线传输作用；二是数据处理器作用；能够检测出脉搏信号的波峰和波谷，并对数据的进行记录存储；
[0030] 所述音效装置用于实时模拟心率频率发声，能够随着蓝牙处理后的心率信号自动发出引导音乐频率；
[0031] 所述电源模块包括充电模块和锂电池；充电模块用标准充电芯片tp4056对锂电池进行充电，
电压达到4.2V；并对已经充好电的锂电池进行降压，将4.2V电压降至3.3V进行供电。
[0032] 心率引导适用于多功能的训练，下面就心率引导慢跑、快走或骑动感单车等(运动频率与心跳同频或倍频)等作具体说明：
[0033] 本发明提供的基于运动心率反馈调节的引导装置，其主要特征是能够有效引导健身者运动的心率，使运动效率达到最佳效果。
[0035] 腕带主要采用
手腕携带式，将本发明的基于心率反馈引导运动的装置集装在带子上，其尺寸可以根据人的手腕尺寸进行调节，方便配戴，同时腕带的采集部分为了能在各种条件下使用，采用防高温、耐低温、防水的
外壳，使其使用环境更加扩大化。
[0036] 当运动者慢跑、快走或骑动感单车时,腕带通过测量运动者的心率，经过处理后发出节
拍音，方便运动者随着
节拍声音同步运动；在运动时通过心率提示进行运动强度转换。
[0037] 腕带引导慢跑、快走和骑行时(运动频率与心跳同频或者倍频)：
[0038] 将腕带提前绑在运动者的手腕上，当运动者运动时，腕带会实时采集运动者的心率，经过处理后同步发出声音，引导运动者按照自己的心脏跳动频率或者倍频进行运动，同时处理器会根据运动者运动一段时间的心率对其进行评估，确定适合运动者合适的心率范围，当运动的节奏超出评估的心率范围，将会出现报警提示音，让运动者有意识的选择有氧运动还是无氧运动。同时记录各个时刻运动的状态，提示运动者进行高低强度的切换，进而达到一个最佳的运动效果。
[0039] 当运动者跑步时,跑步中心率的变化是随跑速的变化而改变，即跑速慢心率慢，跑速快心率也快。通常用120次/min-130次//min的心率表明跑步者从心理上能够得到恢复，可以开始下一次跑步。进行高强度练习时，为了减少乳酸积累，必须等待心率下降至120次/min后，再开始下一次最大用力跑；而以心率170/min-180次/min进行中距离跑的练习时，只要等心率下降至130次/min时，便可以开始下一个跑的练习，这能更有效地发展有氧、无氧
代谢能力，使练习者从生理、心理上适应速度、耐力训练的艰苦性。可以提前设置好运动的强度，设备就可以根据运动者的实时心率，发出提示音，帮助运动者进行运动强度转换，提高运动效果。心率引导太极拳、八段锦、呼吸训练、静坐冥想训练等：
[0040] 当健身者进行太极拳或八段锦、呼吸训练、静坐冥想训练等功法的时候，呼吸与心跳的频率配合非常重要。以前这些需要名师亲临口传心授和长期的学习才有可能领会做到。本发明装置能大幅提升运动效果和缩短大量的学习时间，使普通运动者能很快的掌握内脏运动要领而达到内脏运动的效果。
