[发明专利]一种基于动力学特性辨识的哑铃健身参数检测方法

说明书

本发明涉及一种基于动力学特性辨识的哑铃健身参数检测方法，属于自动化领域。该方法为：将应变片附属于质量块上下两端，并连接入电桥，构成双臂半桥测量电路；举升哑铃过程中，应变片发生形变，电桥失去平衡而输出电压信号；输出电压信号先经过LM358运放放大，再由ADS1115将电压模拟量转换为数字量信号，然后将其输入下位机，即STM32单片机；下位机主动传输数据指令或在接收上位机通过蓝牙模块发送传输数据指令，将存储的数据由蓝牙模块传输至上位机，并显示。使人们在锻炼过程中能够看到自己运动时力量的大小和举升高度，实现监视化管理，以保证能够根据实际需求改变自己的运动强度，达到最好的锻炼效果。

技术领域

本发明属于自动化领域，涉及一种基于动力学特性辨识的哑铃健身参数检测方法。

背景技术

当今社会，人们的需求已经不止是吃饱睡足，而是要追求更加健康的生活方式。体育运动无疑是其中之一。而举哑铃是我们生活中很常见的运动，它不仅能够锻炼我们的手臂的力量，还能提升身体的稳定性。但是，在锻炼的过程中，人们不清楚自己力量的大小和举升高度，不能监测到自身的运动强度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于动力学特性辨识的哑铃健身参数检测方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于动力学特性辨识的哑铃健身参数检测方法，该方法为：

将应变片附属于质量块上下两端，并连接入电桥，构成双臂半桥测量电路；

举升哑过程中，应变片发生形变，电桥失去平衡而输出电压信号；

输出电压信号先经过LM358运放放大，再由ADS1115将电压模拟量转换为数字量信号，然后将其输入下位机，即STM32单片机；

下位机主动传输数据指令或在接收上位机通过蓝牙模块发送传输数据指令，将存储的数据由蓝牙模块传输至上位机，并显示。

可选的，所述举升哑过程中，由惯性力引起的应变使变片阻值发生变化ΔR，电桥失去平衡而输出电压，通过测量电压求得对应加速度；再根据运动学和动力学，得出运动过程中的健身参数。

可选的，所述健身参数包括举升幅度和所做的功。

可选的，所述举升哑过程中，质量块在加速度a作用下产生惯性力:F_a＝ma；其中，m-质量块的质量；

梁在惯性力的作用下产生应变:其中，E-质量块连接横梁的弹性模量，L、b、h-质量块连接横梁的长、宽、厚度；

应变片阻值变化率：其中，K-质量块连接横梁的应变灵敏度系数；

双臂板桥输出电压:其中，U-电桥供电电源电压；

经运放放大后的电压:其中，D-运放放大倍数；

求得加速度与电压值的关系式：

从开始到t₀时刻，哑铃举升幅度：

从开始到t₀时刻，哑铃举升总路程，即累计举升幅度：

从开始到t₀时刻，运动所做的总功：

其中，M-哑铃总质量。

本发明的有益效果在于：使人们在锻炼过程中能够看到自己运动时力量的大小和举升高度，实现监视化管理，以保证能够根据实际需求改变自己的运动强度，达到最好的锻炼效果。