智能化健身器械的研究与应用设计.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina■位论文论文题目智能化鍵》身械研免与用设作者姓名料学科专业控科学与工程导师姓名舰高级工料完成时间二—五年五月肀函科嗲敉术火嗲硕士学位论文智能化健身器械的研究与应用设计作者姓名：刘洋学科专业：控制科学与工程导师姓名：周旭高级工程师完成时间：二〇一五年五月十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor'sdegreeResearchandApplicationDe

2、signofIntelligentFitnessEquipmentAuthor'sName:YangLiuspeciality:ControlScienceandEngineeringSupervisor:SeniorEngineerXuZhouFinishedtime:May10th,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在

3、论文中作了明确的说明。作者签名：年签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。开口保密（一年）导师签名：作者签名：签字曰期签字日期：“摘要摘要健康问题是人类关注的

4、永恒话题，近现代尤为重视，器械健身是当今时代人们健身活动的重要组成部分。由于健身目的、健身环境、健身者身体状况等因素各不相同，与之对应的健身活动形式也就多种多样，导致作为器械健身的载体—健身器械种类繁多，形式各异。尽管外在呈现不同，各种健身器械在本质上是满足民众健身活动需求，促进身体健康的装置装备，具有以下共性的功能需求：科学合理的健身引导、安全有效的过程约束或控制、健身数据的互联互通、直观明晰的健身效果展现以及适度的娱乐趣味性。随着科学技术发展和意识观念变化，人们对健身器械的要求更加趋于理性化，上述功能需求是制约

5、传统健身器械进一步发展的主要因素。因此，引进其它领域的先进科技手段，改进传统健身器械，研发智能化健身装备是当前健身器械产业亟待解决的重大难题，业内至今尚未形成关于智能化健身器械的统一定义或规范。本文以健身俱乐部为应用场景，基于共性功能需求，提出了智能化健身器械的特征要求：通过设备标识、身份认证、环境感知与数据互联等技术，获取个性化运动处方，生成健身流程引导或过程控制方案，通过设备可视化终端执行过程引导控制，实时跟踪监测健身行为和运动体征，根据个体特征适时调整控制参量。本文主要的研究内容包括：智能化健身器械的功能需求

6、与设计提出了智能化健身器械，研究了人们对智能化健身器械的健身指导、有效性、安全性、娱乐性等方面的需求，并且针对需求方面提出了具体的功能设计方案，分析了目前健身俱乐部中有氧训练区以及力量训练区中健身器械亟待解决的关键技术。运动处方的数字化提出了关于有氧训练、力量训练器械运动处方的数字化接口，搭建了力量训练器的实验平台，验证运动处方的执行效果。基于步法的跑步机速度跟踪控制方法研究了目前限制电动跑步机技术升级的瓶颈，提出了一种基于步法的速度摘要跟踪控制方法，搭建了实验平台，证明该方法的有效性。最后，经过实验验证表明，本课

7、题的研究有效克服了传统力量训练器以及跑步机的不足，智能化健身器械改变人们的健身方式，具有很大的市场应用前景，为未来的健身物联的实现提供了一定的参考。关键词：健身俱乐部智能化健身器械运动处方速度跟踪跑步机力量训练器AbstractABSTRACTHealthistheeternaltopicthathumanconcern5especiallyinmoderntimes，，，，，，，，，Abstracttheintelligentfitnessequipmentandstudyguidance，，，，，，，，目录目录

8、摘要第一章绪论：研究幡景与意义健身器械的现状与发展趋势传统健身器械智能化健身器械论文的研究目标与研究内容论文的组织结构第二章智能化健身器械的需求分析与功能设计智能化健身器械的需求分析健身指导健身过程感知与安全保障设备互联化娱乐趣味性智能化健身器械的功能设计运动处方的数字化运动参数在线检测生理参数在线监测身份认证健身器械互联本章小结目录第三章智能化健身器械应用