智能化肌肉功能增强训练器

技术领域

本发明涉及智能可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种智能化肌肉功能增强训练器。

背景技术

目前血流限制(BFR)训练，通过环形袖带在四肢的近端施加一定的压力以限制动、静脉血流，而后进行较低强度的抗阻训练，大量的对照研究证实了血流限制训练在预防肌肉萎缩、促进肌肉肥大、提高肌力方面具有媲美传统高强度训练的效果，特别适合老年人、伤后或术后病人及训练基础较薄弱的人群进行骨骼肌训练使用，部分学者认为血流限制条件下的骨骼肌局部缺氧环境及代谢产物堆积是诱导肌纤维获得正向效益的最重要因素，目前血流限制训练的具体方案和相关参数包括袖带的选择、加压值等尚没有科学统一的标准。

现有技术中的近红外光谱(NIRS)技术，通过向目标肌肉投射近红外光，可以根据光吸收比率计算得出肌肉组织中氧合血红蛋白、肌红蛋白占总体血红蛋白、肌红蛋白的比例，即肌肉组织氧饱和度(SmO

但是目前市场所有的血流限制训练设备中，并没有将肌氧检测与袖带加压相联系，而且肌氧检测设备与加压装置是两种不同的技术设备，无法直接将其连接进行联动智能加压控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化肌肉功能增强训练器，解决了血流限制训练缺乏实时监测指标的最大困局，并且将肌氧检测设备与加压装置相互联动，从而进行无创、高效、安全的智能加压控制调节。

为实现上述目的，本发明采用的一种智能化肌肉功能增强训练器，包括单片机控制模块、肌氧检测模块、电源模块和智能机构，所述电源模块与所述单片机控制模块电性连接，所述肌氧检测模块与所述单片机控制模块电性连接，

所述智能机构包括气压检测模块和电磁阀气泵模块，所述气压检测模块与所述单片机控制模块电性连接，所述气压检测模块可以对气泵压力大小进行检测，所述电磁阀气泵模块与所述单片机控制模块电性连接，所述电磁阀气泵模块对气泵压力大小进行调节。

其中，所述智能机构还包括按键模块，所述按键模块与所述单片机控制模块电性连接，所述按键模块对所述单片机控制模块进行控制，使得可以按需求进行控制。

其中，所述智能机构还包括声光警报单元，所述声光警报单元与所述单片机控制模块电性连接。

其中，所述声光警报单元包括声警报模块和光警报模块，所述声警报模块与所述单片机控制模块电性连接，所述声警报模块可以在肌氧检测数值小于或者大于预设的肌氧含量值时进行声音警报，所述光警报模块与所述单片机控制模块电性连接，所述光警报模块可以在肌氧检测数值小于或者大于预设的肌氧含量值时进行灯光闪烁警报。

其中，所述智能化肌肉功能增强训练器还包括数据显示机构，所述数据显示机构与所述单片机控制模块电性连接。

其中，所述数据显示机构包括OLED显示模块和显示屏，所述OLED显示模块与所述单片机控制模块电性连接，所述OLED显示模块对检测数据进行接收，所述显示屏与所述OLED显示模块电性连接，所述显示屏对检测数据进行接收与显示。

其中，所述肌氧检测模块包括发光二极管模块、接收探头和AD转换器，所述发光二极管模块分别与所述电源模块和所述单片机控制模块电性连接，所述接收探头与所述发光二极管模块电性连接，所述AD转换器与分别与所述接收探头和所述单片机控制模块电性连接。

本发明的智能化肌肉功能增强训练器，通过所述肌氧检测模块将不同波长在不同介质传播中的损耗不同，接收到的数据聚会不同，将所述肌氧检测模块检测的实时数据传给所述单片机控制模块，由所述单片机控制模块控制所述气压检测模块与所述电磁阀气泵模块，检测气压的实时大小，达到一个检测并实时进行控制的循环，以上结构的设置，可以对肌肉的肌氧量进行实时检测与传输，同时通过肌氧量的数值对气泵压力进行实时调节，可以使得通过肌氧量大小对应改变血流限制压力大小，以此使得设备达到智能加压控制的效果，并且可以进行无创、高效、安全的智能加压控制调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一实施例的系统结构示意图。

图2是本发明的第二实施例的系统结构示意图。

图3是本发明的第三实施例的系统结构示意图。

图4是本发明的智能化肌肉功能增强训练器的硬件工作流程图。

图5是本发明的智能化肌肉功能增强训练器的具体工作流程图。

图6是本发明的实验一的不同训练负荷分组图。

图7是本发明的实验二的不同血流限制压力分组图。

图8是本发明的实验三的施加不同的BFR压力的分组图。

101-单片机控制模块、102-电源模块、103-气压检测模块、104-电磁阀气泵模块、105-按键模块、106-声警报模块、107-光警报模块、108-发光二极管模块、109-接收探头、110-AD转换器、201-OLED显示模块、202-显示屏、301-蓝牙模块、302-Type-C模块、303-2.4GHz模块。

具体实施方式

本申请第一实施例为：

请参阅图1，其中图1为本实施例的智能化肌肉功能增强训练器的系统结构示意图，本发明提供一种智能化肌肉功能增强训练器包括：单片机控制模块101、肌氧检测模块、电源模块102和智能机构，所述肌氧检测模块包括发光二极管模块108、接收探头109和AD转换器110，所述智能机构包括气压检测模块103、电磁阀气泵模块104、按键模块105和声光警报单元，所述声光警报单元包括声警报模块106和光警报模块107。

针对本具体实施方式，通过所述发光二极管模块108对肌氧量进行检测，通过所述接收探头109对所述发光二极管返回的波长进行接收，同时通过所述AD转换器110将数据信号稳定的传输至所述单片机控制模块101之中，所述声光警报单元对肌氧含量起到警示作用，便于提醒使用者。

其中，所述电源模块102与所述单片机控制模块101电性连接，所述肌氧检测模块与所述单片机控制模块101电性连接，所述气压检测模块103与所述单片机控制模块101电性连接，所述气压检测模块103可以对气泵压力大小进行检测，所述电磁阀气泵模块104与所述单片机控制模块101电性连接，所述电磁阀气泵模块104对气泵压力大小进行调节，所述肌氧检测模块对使用者的肌氧含量进行检测，并且通过所述单片机控制模块101进行智能控制，通过检测的肌氧含量对气泵的压力大小进行实时调节，达到智能联动的效果。

其次，所述按键模块105与所述单片机控制模块101电性连接，所述按键模块105对所述单片机控制模块101进行控制，使得可以按需求进行控制，所述按键模块105对所需的功能进行控制与选择，同时便于对肌氧含量的参数范围进行调节。

同时，所述声光警报单元与所述单片机控制模块101电性连接，通过所述声光警报单元可以对使用者进行提醒。

另外，所述声警报模块106与所述单片机控制模块101电性连接，所述声警报模块106可以在肌氧检测数值小于或者大于预设的肌氧含量值时进行声音警报，所述光警报模块107与所述单片机控制模块101电性连接，所述光警报模块107可以在肌氧检测数值小于或者大于预设的肌氧含量值时进行灯光闪烁警报，通过所述光警报模块107与所述声警报模块106的同时启用，可以更好的提醒使用者，防止使用者在特殊环境中无法察觉。

进而，所述发光二极管模块108分别与所述电源模块102和所述单片机控制模块101电性连接，所述接收探头109与所述发光二极管模块108电性连接，所述AD转换器110与分别与所述接收探头109和所述单片机控制模块101电性连接，所述发光二极管模块108的波长对肌氧含量进行检测，通过所述接收探头109将数据传输至所述AD转换器110之中，再通过所述AD转换器110将检测的实时数据通过电压信号传输至所述单片机控制模块101之中。

使用本实施例的智能化肌肉功能增强训练器时，通过所述电源模块102对所述单片机控制模块101、所述肌氧检测模块和所述智能机构进行供电，所述发光二极管模块108通过波长对肌氧含量进行检测，所述发光二极管的分别有三个波长：730nm、805nm和850nm，通过不同波长在不同介质中传播的损耗不同对肌氧含量进行检测，将检测数据通过所述接收探头109进行接收，并且通过多数AD转换器110将数据通过电压信号传输至所述单片机控制模块101的内部，检测的肌氧含量通过所述单片机控制模块101进行智能控制，使得所述电磁阀气泵模块104对气泵的压力大小进行控制，所述气压检测模块103对施加的气泵压力进行实时检测，所述按键模块105可以根据使用者需求对数据和所述单片机控制模块101进行调节设置，其中所述压力检测模块中的压力传感器型号为XGZP6847，并且检测范围为-100kPa…0～2kPa…1000kPa，其中所述单片机控制模块101中的单片机采用型号为STM32F103C8T6核心，以此达到一个对肌氧含量实时检测并且通过所述电磁阀气泵模块104对气泵压力大小进行实时调节的循环，使得所述肌氧检测模块与所述电磁阀气泵模块104实现智能控制，并且实现无创、高效、安全的智能加压控制调节。

本申请第二实施例为：

在第一实施例的基础上，请参阅图2，其中图2为本实施例的智能化肌肉功能增强训练器的系统结构示意图，本发明提供智能化肌肉功能增强训练器还包括：数据显示机构，所述数据显示机构包括OLED显示模块201和显示屏202。

针对本具体实施方式，通过所述OLED显示模块201对所需显示的肌氧数据和压力大小进行处理，并且传输至所述显示屏202进行显示。

其中，所述数据显示机构与所述单片机控制模块101电性连接，所述OLED显示模块201与所述单片机控制模块101电性连接，所述OLED显示模块201对检测数据进行接收，所述显示屏202与所述OLED显示模块201电性连接，所述显示屏202对检测数据进行接收与显示，通过所述显示屏202可以对检测的肌氧含量数据和气泵压力大小数据进行实时显示，以便使用者进行观测。

使用本实施例的智能化肌肉功能增强训练器时，所述OLED显示模块201将所需显示的数据进行处理与传输，使得数据通过所述显示屏202展示出来，所述显示屏202使用型号为LCD1602，并且所述显示屏202的外壳采用材料为黑色类橡胶或者黑色类硅胶。

本申请第三实施例为：

在第二实施例的基础上，请参阅图3至图5，其中图3为本实施例的智能化肌肉功能增强训练器的系统结构示意图，图4是本实施例的智能化肌肉功能增强训练器的硬件工作流程图，图5是本实施例的智能化肌肉功能增强训练器的具体工作流程图，本发明提供智能化肌肉功能增强训练器还包括：连接机构，所述连接机构包括蓝牙模块301、Type-C模块302和2.4GHz模块303。

针对本具体实施方式，通过所述蓝牙模块301、所述Type-C模块302和所述2.4GHz模块303可以将所述智能化肌肉功能增强训练器与手机或者电脑进行连接，通过所述手机或者电脑对肌氧含量与气泵压力大小进行实时监控。

其中，所述连接机构与所述单片机控制模块101电性连接，所述蓝牙模块301与所述单片机控制模块101电性连接，所述Type-C模块302与所述单片机控制模块101电性连接，所述蓝牙模块301可以使得所述智能化肌肉功能增强训练器与手机或者电脑实现无线连接，便于所述智能化肌肉功能增强训练器进行使用，不会受到有线连接的局限，同时还可以选择Type-C对所述Type-C模块302与所述智能化肌肉功能增强训练器进行连接。

其次，所述2.4GHz模块303与所述单片机控制模块101电性连接，所述2.4GHz模块303可以使得数据传输更加稳定。

使用本实施例的智能化肌肉功能增强训练器时，可以通过连接机构与手机或者电脑进行连接，将实时数据传输至手机或者电脑之中进行显示或者管理，所述蓝牙模块301可以实现无线连接，避免了有限连接的局限性，还可以通过Type-C连接线将所述Type-C模块302与所述智能化肌肉功能增强训练器进行连接，使得传输数据更加稳定，同时传输速率更快，将所述2.4GHz模块303配套的接收器插入至所需监控的设备之中，通过所述2.4GHz模块303实现无线连接的效果，并且可以同时达到数据传输更加稳定，传输速率更快的效果，通过多种连接方式，可以更具使用者需求与调节进行选择性连接。

请参阅图4硬件的工作流程，在所述电源模块102开启过后，若有必要修改系统的默认参数、经过了这个阶段以后，系统将对某些参数和某些硬件内部的一些寄存器进行初始化工作，初始化完成之后，将读取当前肌氧参数值，等待读取转换结束，待采样的时间达1秒钟后将分析数据结果，求出当前肌氧量适合的气压大小，对应将血流限制装置的气压调到该值，运动过程中肌氧量实时变化，同时血流限制装置也会根据肌氧量的变化充气和放气。

通过以上的智能化肌肉功能增强训练器进行实验，探究Sm0

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。