一种多功能多应用的功率手杆的制作方法

1.本发明涉及健身器材技术领域，具体为一种多功能多应用的功率手杆。


背景技术：

2.随着经济的发展，人们也越来越注重自身的身体状态，而良好的身体状态往往离不开健身，健身往往离不开健身器材,拉力手杆是一个很普通健身器材配件，他的功能很简单，在运动中只起到了力的传到作用。
3.在使用拉力手杆运动中、运动功率、运动速度、运动时间、运动次数、运动频率、运动轨迹、运动拉力大小等运动信息对于科学健身是必不可少的，而市面上各种各样的拉力手杆都没有这个功能，通过手杆获取的运行信息来健康合理的指导运动必不可少的。
4.为此，本技术方案提出一种多功能多应用的功率手杆来解决上述问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能多应用的功率手杆，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能多应用的功率手杆，包括手杆本体以及集成主控电路系统，所述手杆本体上设置有集成主控电路系统，所述集成主控电路系统包括六轴传感器、拉力传感器、主控mcu、蓝牙模块以及ui显示模块，所述六轴传感器、拉力传感器、蓝牙模块以及ui 显示模块均与主控mcu电信连接，所述集成主控电路系统用于获取各种运动信息；
7.所述集成主控电路系统通过蓝牙无线连接有手机端，所述手机端用于实现显示运动信息和历史运动信息；
8.所述手机端通过无线网络连接有云端，手机端通过网络把所有运行信息发送到云端进行管理。
9.进一步优化本技术方案，所述手杆本体上集成主控电路系统可以获取到各种运动信息，如实时功率、实时速度、运动轨迹、运动做功、实时拉力、拉力曲线、运动次数、运动频率信息。
10.进一步优化本技术方案，所述六轴传感器可以采集到运动的速度信息和旋转角度信息，经过姿态解析算法分析可以得到运动的实时姿态和实时运动轨迹，之后就可以得到各种运动信息如运动频率、运动次数、运动速度、运动轨迹。
11.进一步优化本技术方案，所述拉力传感器可以获取到实时的拉力信息，可以得到运动的拉力曲线，结合六轴传感器得出来的运动信息可以计算出运动的功率和运动的做功。
12.进一步优化本技术方案，所述主控mcu主要用于算法运行，所述主控mcu 通过spi分别连接有六轴传感器以及拉力传感器，所述主控mcu通过iic连接有蓝牙模块，所述主控mcu通过io连接有ui显示模块。
13.进一步优化本技术方案，所述蓝牙模块用信息数据的传递，所述ui显示模块可以实时显示一些运动信息。
14.进一步优化本技术方案，所述姿态解析算法流程为：六轴传感器经过adc 模数转换后得到六轴信号(三轴加速度 三轴陀螺仪)，之后对数据进行滤波，滤除运动中的高频信号和低频信号，以保证后期数据处理的精度，得到滤波数据后，使用角速度和加速度相互结合进行姿态解析可以得出手杆的实时欧拉角(yaw、pitch、roll)、实时速度(v)、实时位移(s)、运动轨迹。
15.进一步优化本技术方案，运动轨迹：知道实时位移后就可以得出每个时刻的坐标点，从而得出运动轨迹。
16.进一步优化本技术方案，所述运动做功算法流程，运动所做的功w＝f*s。
17.进一步优化本技术方案，所述运动功率算法流程，运动功率p＝f*v
18.与现有技术相比，本发明提供了一种多功能多应用的功率手杆，具备以下有益效果：
19.该多功能多应用的功率手杆，功率手杆可以计算出运动实时功率、实时速度、实时频率、运动距离、运动次数、运动做功、运动轨迹，这种功率手杆可以用于多种健身器材中比如划船机、脚蹬拉力器、拉力器材，使用拉力手杆的器械都可以用本发明多功能功率手杆替代，科学合理的指导运动，提高运动效率，记录日常的运动信息。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的控制系统示意图；
21.图2为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的集成主控电路系统示意图；
22.图3为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的姿态解析算法流程示意图；
23.图4为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的力学解析算法流程示意图；
24.图5为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的运动次数和频率算法流程示意图；
25.图6为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的运动做功算法流程示意图；
26.图7为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的运动功率算法流程示意图；
27.图8为本发明提出的一种多功能多应用的功率手杆的结构示意图。
28.图中：1、手杆本体。
具体实施方式
29.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
30.实施例：
31.请参考图1-8所示，本发明公开了一种多功能多应用的功率手杆，包括手杆本体1以及集成主控电路系统，所述手杆本体1上设置有集成主控电路系统，所述集成主控电路系统包括六轴传感器、拉力传感器、主控mcu、蓝牙模块以及ui显示模块，所述六轴传感器、拉
力传感器、蓝牙模块以及ui显示模块均与主控mcu电信连接，所述集成主控电路系统用于获取各种运动信息，根据运动信息合理科学的指导运动锻炼；
32.所述集成主控电路系统通过蓝牙无线连接有手机端，所述手机端用于实现显示运动信息和历史运动信息；
33.所述手机端通过无线网络连接有云端，手机端通过网络把所有运行信息发送到云端进行管理。
34.该多功能多应用的功率手杆，功率手杆可以计算出运动实时功率、实时速度、实时频率、运动距离、运动次数、运动做功、运动轨迹，这种功率手杆可以用于多种健身器材中比如划船机、脚蹬拉力器、拉力器材，使用拉力手杆的器械都可以用本发明多功能功率手杆替代，科学合理的指导运动，提高运动效率，记录日常的运动信息。
35.如图2所示，所述手杆本体1上集成主控电路系统可以获取到各种运动信息，如实时功率、实时速度、运动轨迹、运动做功、实时拉力、拉力曲线、运动次数、运动频率信息，所述六轴传感器可以采集到运动的速度信息和旋转角度信息，经过姿态解析算法分析可以得到运动的实时姿态和实时运动轨迹，之后就可以得到各种运动信息如运动频率、运动次数、运动速度、运动轨迹，所述拉力传感器可以获取到实时的拉力信息，可以得到运动的拉力曲线，结合六轴传感器得出来的运动信息可以计算出运动的功率和运动的做功，运动功率是衡量运动的一个重要指标。
36.具体的，所述主控mcu主要用于算法运行，所述主控mcu通过spi分别连接有六轴传感器以及拉力传感器，所述主控mcu通过iic连接有蓝牙模块，所述主控mcu通过io连接有ui显示模块，所述蓝牙模块用信息数据的传递，所述ui显示模块可以实时显示一些运动信息。
37.如图3所示，所述姿态解析算法流程为：六轴传感器经过adc模数转换后得到六轴信号(三轴加速度 三轴陀螺仪)，之后对数据进行滤波，滤除运动中的高频信号和低频信号，以保证后期数据处理的精度，得到滤波数据后，使用角速度和加速度相互结合进行姿态解析可以得出手杆的实时欧拉角 (yaw、pitch、roll)、实时速度(v)、实时位移(s)、运动轨迹；
38.欧拉角(yaw,pitch,roll)计算：使用加速度和陀螺互滤波可以计算出旋转四元素q(q0,q1,q2,q3)，再计算出欧拉角；
39.yaw＝arctan(2(q0*q1 q2*q3)/(1-2(q1^2 q1^2)))；
40.pitch＝arcsin(2(q0*q2-q1q3))；
41.roll＝arctan(2(q0*q3 q1*q2)/(1-2(q2^2 q3^2)))；
42.实时速度(v)：根据加速度计读取的值a[x,y,z],和四元素q，可以得出手杆相对地球坐标系的加速度a’；用a'对时间进行积分就可以得到实时速度。
[0043]
a’＝q^-1*a*q；
[0044]
v＝v0 a’*
△
t；(
△
t是两个时刻的时间差，v0是上一个时间的速度)
[0045]
实时位移(s)：实时位移通过每个时刻走的位进行积分得到。
[0046]
s＝s0 v*
△
t；(s0是上一个时刻壶铃的位移)。
[0047]
运动轨迹：知道实时位移后就可以得出每个时刻的坐标点，从而得出运动轨迹。
[0048]
如图4所示力学解析算法流程，拉力传感器经过adc模数转换后得到拉力信号，之后对数据进行滤波，滤除运动中的高频信号和低频信号，以保证后期数据处理的精度。之后
就可以获取到实时的拉力(f)和拉力曲线图。
[0049]
如图5所示，运动次数和频率算法流程，每次手杆运动回到原点计一次运动，运动次数做一次累加。当壶铃回到原点的时候运动的位趋近于零，所以可以根据位移来判断运动是否已经完成了一次，当位移趋近于零的时候运动次数做一次累加。s(n)-s(0)≈0,即壶铃回到了原点。这个时候可以判断壶铃已经做完了一次运动。每两次运动的时间间隔我们可以很容易得到
△
t，运动频率cadence＝60/
△
t,即算出了每一分钟的频率。
[0050]
如图6所示，运动做功算法流程，运动所做的功w＝f*s。
[0051]
如图7所示，运动功率算法流程，运动功率p＝f*v。
[0052]
作为本实施例的具体优化方案，这种多功能多应用的功率手杆可以应用到各种健身器材中，如划船机必须要用到的，各种运动参数比传统划船机计算出来的更加精确，功率手杆；使运动更加的科学智能化，各种运动信息可以通过无线网络可以获取到各种运动信息，如：实时功率、实时速度、运动轨迹、运动做功、实时拉力、拉力曲线、运动次数、运动频率上发到运动，可以科学有效的对运动健身进行计划和安排。
[0053]
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
[0054]
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0055]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
[0056]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。