ITMO20110315A1 - EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF A RUNNING PLATFORM - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: Description of Patent for Industrial Invention entitled:
“APPARECCHIATURA E METODO PER IL CONTROLLO DI UNA PEDANA DA CORSA”. “EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF A RUNNING PLATFORM”.
A nome: On behalf:
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un’apparecchiatura e ad un metodo per il controllo di ima pedana da corsa. The present invention refers to an apparatus and a method for controlling a running platform.
Visto il crescente aumento della sedentarietà nella vita quotidiana delle persone ed il conseguente aumento di condizioni di sovrappeso o di vere proprie patologie come l’obesità, è sempre più diffuso e frequente il verificarsi di malattie cardiovascolari. Given the growing increase in sedentary lifestyle in people's daily lives and the consequent increase in conditions of overweight or real diseases such as obesity, cardiovascular diseases are becoming more and more widespread and frequent.
Per tali motivi, è sempre più sentita l’esigenza di utilizzare e quindi di realizzare strumenti in grado di migliorare la condizione fìsica delle persone, al fine di limitare la possibilità che si presentino disturbi fìsici o vere e proprie malattie cardiovascolari, o di strumenti in grado di consentire il recupero della condizione fisica a tutte quelle persone colpite da tali malattie. For these reasons, the need is increasingly felt to use and therefore to create tools capable of improving the physical condition of people, in order to limit the possibility of physical disorders or real cardiovascular diseases, or tools in able to allow the recovery of the physical condition to all those people affected by these diseases.
In particolare, è noto l’impiego di pedane da corsa, comunemente conosciute come “tapis roulant”, per effettuare Γ allenamento cardiaco e/o la riabilitazione delle normali funzioni cardiache di un utilizzatore. In particular, the use of running platforms, commonly known as "treadmills", is known to perform Γ cardiac training and / or the rehabilitation of the normal cardiac functions of a user.
L’attività fisica condotta mediante la pedana deve essere comunque effettuata seguendo precisi criteri di massima sicurezza che tutelino la salute deH’utilizzatore. Physical activity carried out using the platform must in any case be carried out following precise criteria of maximum safety that protect the health of the user.
Uno dei criteri più utilizzati, in particolare, si basa sul controllo del battito cardiaco dell’utilizzatore. One of the most used criteria, in particular, is based on the control of the user's heartbeat.
Nello specifico, è noto l’impiego di particolari dispositivi per la misura della frequenza cardiaca dell’utilizzatore, costituiti da opportuni strumenti posizionabili a contatto o non a contatto con l’utilizzatore, in grado di comunicare con il sistema di controllo elettronico del tapis roulant via cavo o tramite una comunicazione wireless. Specifically, the use of particular devices for measuring the user's heart rate is known, consisting of suitable instruments that can be positioned in contact or not in contact with the user, capable of communicating with the electronic control system of the treadmill. via cable or wireless communication.
Tali dispositivi, ad esempio, possono essere costituiti da una fascia toracica con cardiofrequenzimetro o da un opportuno sensore di contatto posizionabile sulle mani o sulle dita delTutilizzatore. Such devices, for example, can be constituted by a chest strap with heart rate monitor or by a suitable contact sensor that can be positioned on the user's hands or fingers.
In pratica, il cardi oftequenzimetro rileva in tempo reale i battiti cardiaci delTutilizzatore durante l’allenamento e, quindi, consente di rallentare od aumentare la velocità del tappeto mobile della pedana da corsa, e quindi di aumentare o diminuire lo sforzo delTutilizzatore, in modo da mantenere il battito del cuore ad un livello ottimale, generalmente costante, calcolato in base al peso corporeo ed all’età delTutilizzatore. In practice, the heart rate monitor detects the user's heartbeats in real time during training and, therefore, allows to slow down or increase the speed of the treadmill of the running platform, and therefore to increase or decrease the user's effort, in order to keep the heartbeat at an optimal level, generally constant, calculated on the basis of the user's body weight and age.
Ad esempio, se l’allenamento è condotto ad un battito cardiaco troppo elevato questo rischia di diminuire l’efficacia dell’ allenamento stesso e, pertanto, il cardioffequenzimetro segnala la frequenza del battito all'apparecchiatura di controllo della pedana, che riduce la velocità del tappeto mobile o, in alternativa, segnala all’ utilizzatore stesso, tramite un display od un simile dispositivo, di ridurre la velocità, lasciando poi la regolazione alPutilizzatore stesso. For example, if the training is carried out with a heart rate that is too high, this risks reducing the effectiveness of the training itself and, therefore, the heart rate monitor signals the frequency of the beat to the control equipment of the platform, which reduces the speed of the training. moving walkway or, alternatively, it signals to the user himself, through a display or similar device, to reduce the speed, then leaving the adjustment to the user himself.
Al contrario, se l’allenamento è condotto ad un ritmo troppo blando non consente di raggiungere risultati ottimali e, pertanto, il cardiofrequenzimetro segnala la frequenza del battito all'apparecchiatura di controllo della pedana, che aumenta la velocità del tappeto mobile o, in alternativa, segnala alPutilizzatore stesso, tramite un display od un simile dispositivo, di aumentare la velocità, lasciando poi la regolazione alPutilizzatore stesso. On the contrary, if the training is conducted at a too slow pace it does not allow to reach optimal results and, therefore, the heart rate monitor signals the frequency of the beat to the control equipment of the platform, which increases the speed of the treadmill or, alternatively , signals to the user himself, via a display or similar device, to increase the speed, then leaving the adjustment to the user himself.
Pedane di tipo noto, provviste di un sistema di controllo di tipo proporzionale della velocità del tappeto mobile calcolata in funzione della frequenza cardiaca dell'utilizzatore, sono descritte ad esempio nei documenti n. US 6,033,344 e n. US 2005/0026750. Footboards of known type, provided with a proportional control system of the speed of the moving walk calculated as a function of the user's heart rate, are described for example in documents no. US 6,033,344 and no. US 2005/0026750.
Dal documento n. US 3,518,985 é noto, inoltre, l’impiego di pedane da corsa provviste di apparecchiature di gestione della velocità del tappeto mobile in grado di effettuare un controllo dinamico della frequenza cardiaca dell'utilizzatore di tipo proporzionale, che prevede: From document no. US 3,518,985 also known is the use of running platforms equipped with equipment for managing the speed of the moving walkway capable of carrying out a dynamic control of the user's heart rate of a proportional type, which provides:
una verifica della frequenza del battito cardiaco dell'utilizzatore; una verifica dei valori di accelerazione della frequenza cardiaca dell'utilizzatore, calcolata mediante la derivata del valore di frequenza cardiaca. a check of the user's heartbeat rate; a verification of the acceleration values of the user's heart rate, calculated by means of the derivative of the heart rate value.
Le pedane da corsa di tipo noto presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti. In particolare, le pedane di tipo noto non consentono di effettuare ima regolazione della velocità e/o dell’inclinazione del tappeto mobile della pedana in modo da inseguire dinamicamente, in modo efficace e con precisione un profilo di frequenza cardiaca variabile nel tempo. However, known running footpegs have some drawbacks. In particular, the known types of platforms do not allow to adjust the speed and / or the inclination of the moving walkway of the platform in order to dynamically, effectively and precisely follow a variable heart rate profile over time.
Generalmente, infatti, le pedane di tipo noto si limitano a regolare la velocità del tappeto mobile in funzione unicamente della frequenza del battito cardiaco rilevato e di una frequenza di riferimento predeterminata e costante. Generally, in fact, the platforms of the known type are limited to adjusting the speed of the moving walk only as a function of the frequency of the heartbeat detected and of a predetermined and constant reference frequency.
Le pedane di tipo noto, quindi, non consentono di ottimizzare l’allenamento in funzione del battito cardiaco dello specifico utilizzatore. Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un’apparecchiatura ed un metodo per il controllo di una pedana da corsa che consentano di effettuare un allenamento cardiaco che segua con precisione il battito cardiaco di un utilizzatore nel tempo, evitando condizioni di lavoro non ottimali che possano risultare inutili e/o dannose per Putilizzatore stesso. Therefore, the known types of footplates do not allow to optimize training according to the heartbeat of the specific user. The main task of the present invention is to devise an apparatus and a method for the control of a running board that allow to carry out a cardiac training that accurately follows the heartbeat of a user over time, avoiding non-optimal working conditions. which may be useless and / or harmful to the user himself.
Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un’apparecchiatura ed un metodo per il controllo di una pedana da corsa che consentano di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Another object of the present invention is to devise an apparatus and a method for controlling a running platform which allow to overcome the aforementioned drawbacks of the prior art in the context of a simple, rational, easy and effective solution to use and with low cost.
Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente apparecchiatura per il controllo di una pedana da corsa, comprendente almeno un’unità elettronica di controllo collegata ad almeno un tappeto mobile di una pedana da corsa e provvista di mezzi di regolazione della velocità di detto tappeto mobile e mezzi di rilevamento collegati a detta unità elettronica di controllo ed atti a rilevare la frequenza del battito cardiaco di almeno un utilizzatore di detta pedana, caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo comprende mezzi di memorizzazione atti a memorizzare informazioni relative a detto utilizzatore e/o all'attività svolta da detto utilizzatore mediante la pedana e mezzi di elaborazione di detto valore di velocità del tappeto mobile in funzione di: The objects set out above are achieved by the present apparatus for controlling a running board, comprising at least an electronic control unit connected to at least one moving walkway of a running board and provided with means for adjusting the speed of said moving walkway and detection means connected to said electronic control unit and suitable for detecting the heartbeat frequency of at least one user of said platform, characterized in that said electronic control unit comprises storage means suitable for memorizing information relating to said user and / or to the activity carried out by said user by means of the platform and means for processing said speed value of the moving walk as a function of:
- almeno un valore di errore di frequenza cardiaca, calcolato come differenza tra detta frequenza del battito cardiaco rilevata ed almeno una frequenza del battito cardiaco di riferimento; - at least one heart rate error value, calculated as the difference between said detected heart rate and at least one reference heart rate;
- almeno un termine di apprendimento, calcolato a partire da detto valore di errore di frequenza cardiaca ed a partire da almeno un termine di apprendimento precedente memorizzato su detti mezzi di memorizzazione. - at least one learning term, calculated starting from said heart rate error value and starting from at least one previous learning term stored on said storage means.
Gli scopi sopra esposti sono inoltre raggiunti dal presente metodo per il controllo di una pedana da corsa, comprendente il passo di rilevare la frequenza del battito cardiaco di almeno un utilizzatore di una pedana da corsa, caratterizzato dal fatto che comprende il passo di elaborare un valore di velocità di un tappeto mobile di detta pedana da corsa in funzione di: The objects set out above are also achieved by the present method for controlling a running board, comprising the step of detecting the heartbeat frequency of at least one user of a running board, characterized in that it comprises the step of processing a value speed of a moving walkway of said running board as a function of:
- almeno un valore di errore di frequenza cardiaca, calcolato come differenza tra detta frequenza del battito cardiaco rilevata ed almeno una frequenza del battito cardiaco di riferimento; - at least one heart rate error value, calculated as the difference between said detected heart rate and at least one reference heart rate;
- almeno un termine di apprendimento, calcolato a partire da detto valore di errore di frequenza cardiaca ed a partire da almeno un termine di apprendimento precedente. - at least one learning term, calculated starting from said heart rate error value and starting from at least one previous learning term.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un'apparecchiatura e di un metodo per il controllo di una pedana da corsa, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of an apparatus and method for controlling a running platform, illustrated by way of example, but not of limitation, in the join tables of drawings in which:
la figura 1 è una vista laterale che illustra, a titolo puramente esemplificativo, una pedana da corsa provvista dellapparecchiatura secondo il trovato; Figure 1 is a side view illustrating, purely by way of example, a running platform provided with the apparatus according to the invention;
la figura 2 è uno schema funzionale dell'apparecchiatura secondo il trovato; la figura 3 é uno schema a blocchi che illustra il metodo secondo il trovato; la figura 4 é un grafico che illustra un esempio della funzione non lineare di apprendimento impiegabile per il calcolo della velocità del tappeto mobile nell'apparecchiatura e nel metodo secondo il trovato; Figure 2 is a functional diagram of the apparatus according to the invention; Figure 3 is a block diagram illustrating the method according to the invention; Figure 4 is a graph illustrating an example of the non-linear learning function that can be used for calculating the speed of the moving walk in the apparatus and in the method according to the invention;
la figura 5 é un grafico che illustra un esempio del guadagno di inclinazione impiegabile per il calcolo deH'inclinazione del tappeto mobile nell'apparecchiatura e nel metodo secondo il trovato. Figure 5 is a graph which illustrates an example of the inclination gain which can be used for the calculation of the inclination of the moving walk in the apparatus and in the method according to the invention.
Con particolare riferimento alla figura 1, si è indicato globalmente con 1 una pedana da corsa provvista di un tappeto mobile 2 di tipo convenzionale. With particular reference to Figure 1, the reference numeral 1 generally designates a running platform provided with a moving walkway 2 of a conventional type.
Utilmente, la pedana 1 é impiegabile per effettuare l’allenamento cardiaco o la riabilitazione delle normali funzioni cardiache di un utilizzatore U. In particolare, la pedana 1 consente la regolazione della velocità U(t) ed, eventualmente, deH'inclinazione U_incl(t) del tappeto mobile 2 al fine di effettuare un allenamento cardiaco che segue nel tempo e con precisione il battito cardiaco deH’utilizzatore U, evitando condizioni di lavoro non ottimali che possono risultare inutili e/o dannose per l’utilizzatore stesso. La pedana 1 é provvista di un'apparecchiatura, indicata complessivamente nelle figure con il riferimento 3, atta a consentire il controllo del tappeto mobile 2. Usefully, the platform 1 can be used to carry out cardiac training or the rehabilitation of the normal cardiac functions of a user U. In particular, the platform 1 allows the adjustment of the speed U (t) and, possibly, of the inclination U_incl (t ) of the moving walkway 2 in order to carry out a cardiac training that follows the heartbeat of the user U over time and with precision, avoiding non-optimal working conditions which may be useless and / or harmful for the user. The platform 1 is provided with an apparatus, indicated as a whole in the figures with the reference number 3, suitable for allowing control of the moving walkway 2.
In particolare, l'apparecchiatura 3 comprende un'unità elettronica di controllo 4, illustrata nel dettaglio in figura 2, operativamente collegata ai mezzi di movimentazione del tappeto mobile 2 e provvista di mezzi di regolazione 5 della velocità del tappeto mobile 2. In particular, the apparatus 3 comprises an electronic control unit 4, illustrated in detail in Figure 2, operatively connected to the means for moving the moving walkway 2 and provided with means 5 for adjusting the speed of the moving walkway 2.
L’unità elettronica di controllo 4 ed i relativi mezzi di regolazione 5 della velocità U(t) possono essere costituiti da un opportuno hardware, del tipo di un sistema a microprocessore o simili, e da un opportuno software dedicato. The electronic control unit 4 and the relative means 5 for adjusting the speed U (t) can be constituted by a suitable hardware, such as a microprocessor system or the like, and by an appropriate dedicated software.
L'apparecchiatura 3 comprende, inoltre, mezzi di rilevamento 6, collegati all'unità elettronica di controllo 4 ed atti a rilevare la frequenza del battito cardiaco ym(t) dell’ utilizzatore U. The apparatus 3 also comprises detection means 6, connected to the electronic control unit 4 and suitable for detecting the frequency of the heartbeat ym (t) of the user U.
I mezzi di rilevamento 6 possono essere costituiti da opportuni dispositivi per la misura della frequenza cardiaca quali, ad esempio, una fascia toracica con cardiofrequenzimetro o da uno o più sensori atti ad essere posizionati a contatto con le mani o le dita dell'utilizzatore. The detection means 6 can be constituted by suitable devices for measuring the heart rate such as, for example, a chest strap with a heart rate monitor or by one or more sensors adapted to be positioned in contact with the user's hands or fingers.
Tali mezzi di rilevamento 6 possono essere collegati all'unità elettronica di elaborazione 4 mediante un apposito cavo o mediante dispositivi di comunicazione a radioonde. Said detection means 6 can be connected to the electronic processing unit 4 by means of a suitable cable or by means of radio wave communication devices.
Vantaggiosamente, l'unità elettronica di controllo 4 comprende mezzi di memorizzazione, schematizzati in figura 2 ed indicati con il riferimento 7, atti a memorizzare informazioni relative all'utilizzatore U della pedana 1, quali ad esempio la frequenza del battito cardiaco ym(t) rilevata nel tempo, e/o informazioni relative alla velocità U(t) od inclinazione U incl(t) del tappeto mobile 2 durante ciascuna attività svolta mediante la pedana 2. I mezzi di memorizzazione 7 possono essere costituiti, ad esempio, da una RAM, da una EEPROM o da un qualsiasi altro dispositivo di memorizzazione di tipo convenzionale. Advantageously, the electronic control unit 4 comprises storage means, schematised in Figure 2 and indicated with the reference number 7, suitable for storing information relating to the user U of the platform 1, such as for example the heart rate ym (t) detected over time, and / or information relating to the speed U (t) or inclination U incl (t) of the moving walk 2 during each activity carried out by means of the platform 2. The storage means 7 can be constituted, for example, by a RAM , from an EEPROM or from any other conventional storage device.
L'unità elettronica di controllo 4, inoltre, comprende mezzi di elaborazione, indicati in figura 2 con il riferimento 8, atti ad elaborare il valore di velocità U(t) del tappeto mobile in funzione di: The electronic control unit 4 also comprises processing means, indicated in Figure 2 with the reference 8, suitable for processing the speed value U (t) of the moving walk as a function of:
- un valore di errore di frequenza cardiaca y(t), calcolato come differenza tra la frequenza del battito cardiaco ym(t) rilevata ed una predeterminata frequenza del battito cardiaco di riferimento yr(t); - un termine di apprendimento u_leam(t), calcolato a partire dal valore di errore di frequenza cardiaca y(t) ed a partire da almeno un termine di apprendimento precedente u learn(t-T) elaborato in corrispondenza di almeno un istante di tempo precedente e memorizzato sui mezzi di memorizzazione 7. - a heart rate error value y (t), calculated as the difference between the detected heart rate ym (t) and a predetermined reference heart rate yr (t); - a learning term u_leam (t), calculated starting from the heart rate error value y (t) and starting from at least one previous learning term u learn (t-T) processed at at least one instant of previous time and stored on the storage media 7.
In particolare, nella preferita forma di realizzazione del trovato il termine di apprendimento u_leam(t) è calcolato con la seguente formula: u_leam(t) = — K_pl*Phi(t)*y(t) u_leam(t-T) In particular, in the preferred embodiment of the invention the learning term u_leam (t) is calculated with the following formula: u_leam (t) = - K_pl * Phi (t) * y (t) u_leam (t-T)
dove where is it
Phi(t) è una funzione non lineare di apprendimento; Phi (t) is a non-linear learning function;
K_pl è il guadagno del termine ad apprendimento u_leam(t); K_pl is the gain of the learning term u_leam (t);
u_leam(t-T) è termine ad apprendimento relativo al periodo precedente di un generico segnale periodico di periodo T. u_leam (t-T) is a learning term relative to the previous period of a generic periodic signal of period T.
In particolare, a titolo esemplificativo, in figura 4 è riportato un grafico che illustra un possibile andamento della funzione non lineare di apprendimento Phi(t) impiegabile per il calcolo della velocità U(t), in cui Phi(t)=l per ogni t>T e Phi(t)=0 per 1=0. In particular, by way of example, Figure 4 shows a graph that illustrates a possible trend of the non-linear learning function Phi (t) that can be used for the calculation of the speed U (t), in which Phi (t) = l for each t> T and Phi (t) = 0 times 1 = 0.
Utilmente, con particolare riferimento ad una preferita forma di attuazione del trovato descritta ed illustrata nelle figure, i mezzi di elaborazione 8 sono atti ad elaborare il valore di velocità U(t) del tappeto mobile 2 anche in funzione di valori passati del valore di errore di frequenza cardiaca y(t), calcolati come integrale alpha_0(t) dell’errore di frequenza cardiaca y(t). In particolare, il termine proporzionale all’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t) è calcolato con la seguente formula: Conveniently, with particular reference to a preferred embodiment of the invention described and illustrated in the figures, the processing means 8 are able to process the speed value U (t) of the moving walk 2 also as a function of past values of the error value heart rate y (t), calculated as integral alpha_0 (t) of heart rate error y (t). In particular, the term proportional to the integral of the heart rate error value y (t) is calculated with the following formula:
-Ki*alpha_0(t) -Ki * alpha_0 (t)
dove where is it
alpha_0(t) è l’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); alpha_0 (t) is the integral of the heart rate error value y (t);
Ki è il guadagno del termine integrale alpha_0(t). Ki is the gain of the integral term alpha_0 (t).
Inoltre, sempre con particolare riferimento alla preferita forma di attuazione del trovato descritta ed illustrata nelle figure, i mezzi di elaborazione 8 sono atti ad elaborare il valore di velocità U(t) del tappeto mobile 2 anche in funzione della velocità di variazione del valore di errore di frequenza cardiaca y(t), calcolata come derivata y_dot(t) del valore di errore di frequenza cardiaca y(t). Furthermore, again with particular reference to the preferred embodiment of the invention described and illustrated in the figures, the processing means 8 are able to process the speed value U (t) of the moving walkway 2 also as a function of the speed of variation of the value of heart rate error y (t), calculated as the y_dot (t) derivative of the heart rate error value y (t).
In particolare, la velocità di variazione del valore di errore di frequenza cardiaca y(t) è calcolata con la seguente formula: In particular, the rate of change of the heart rate error value y (t) is calculated with the following formula:
-Kd*y_dot(t) -Kd * y_dot (t)
dove where is it
y dot(t) è la derivata di detto valore di errore di frequenza cardiaca y(t); Kd è il guadagno del termine derivativo y_dot(t). y dot (t) is the derivative of said heart rate error value y (t); Kd is the gain of the derivative term y_dot (t).
Preferibilmente, la velocità U(t) del tappeto mobile è calcolata con la seguente formula: Preferably, the speed U (t) of the moving walk is calculated with the following formula:
U(t) = -Kp*y(t) - Ki*alpha_0(t) - Kd*y_dot(t) u_leam(t); U (t) = -Kp * y (t) - Ki * alpha_0 (t) - Kd * y_dot (t) u_leam (t);
dove where is it
U(t) è la velocità del tappeto mobile; U (t) is the speed of the moving walk;
y(t) = ym(t) - yr(t) è il valore di errore di frequenza cardiaca, calcolato come la differenza tra detta frequenza del battito cardiaco ym(t) misurata e detta frequenza del battito cardiaco di riferimento yr(t); y (t) = ym (t) - yr (t) is the heart rate error value, calculated as the difference between said measured heart rate ym (t) and reference heart rate yr (t) ;
Kp è il guadagno del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); Kp is the gain of the heart rate error value y (t);
alpha O(t) è l’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); alpha O (t) is the integral of the heart rate error value y (t);
Ki è il guadagno del termine integrale alpha_0(t); Ki is the gain of the integral term alpha_0 (t);
y_dot(t) è la derivata del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); y_dot (t) is the derivative of the heart rate error value y (t);
Kd è il guadagno del termine derivativo y dot(t); Kd is the gain of the derivative term y dot (t);
u_leam(t) è il termine ad apprendimento. u_leam (t) is the learning term.
Vantaggiosamente, i mezzi di elaborazione 4 comprendono mezzi di determinazione, indicati in figura 2 con il riferimento 9, atti a determinare un valore di inclinazione U_incl(t) del tappeto mobile in funzione del valore elaborato di velocità U(t). Advantageously, the processing means 4 comprise determining means, indicated in Figure 2 with the reference 9, suitable for determining an inclination value U_incl (t) of the moving walk as a function of the processed speed value U (t).
In particolare, con riferimento alla preferita forma di realizzazione del trovato, i mezzi di determinazione 9 sono atti a determinare l’inclinazione U_incl(t) del tappeto mobile 2 con la seguente formula: In particular, with reference to the preferred embodiment of the invention, the determination means 9 are suitable for determining the inclination U_incl (t) of the moving walk 2 with the following formula:
U_incl(t) = K_incl*U(t); U_incl (t) = K_incl * U (t);
dove where is it
U_incl(t) è l’inclinazione del tappeto mobile 2; U_incl (t) is the inclination of the moving walk 2;
K incl è il guadagno tra velocità ed inclinazione del tappeto mobile 2; U(t) la velocità del tappeto mobile. K incl is the gain between speed and inclination of the moving walk 2; U (t) the speed of the moving walk.
In particolare, a titolo esemplificativo, in figura 5 è riportato un grafico che illustra un possibile andamento del guadagno K incl impiegabile per il calcolo dell’ inclinazione U_incl(t). In particular, by way of example, Figure 5 shows a graph that illustrates a possible trend of the gain K incl usable for the calculation of the inclination U_incl (t).
In alternativa, rinclinazione del tappeto mobile 2 può essere impostata e regolata manualmente dall’utilizzatore U. Alternatively, the inclination of the moving walkway 2 can be set and adjusted manually by the user U.
In tal caso, Γ apparecchiatura 3 non comanda più rinclinazione del tappeto mobile 2 ma si limita a regolarne la velocità U(t). In this case, the appliance 3 no longer commands the inclination of the moving walkway 2 but limits itself to adjusting its speed U (t).
Una particolare forma di realizzazione del metodo secondo il trovato è descritta di seguito ed è illustrata schematicamente in figura 3. A particular embodiment of the method according to the invention is described below and is schematically illustrated in Figure 3.
Il metodo comprende il passo A di rilevare la frequenza del battito cardiaco ym(t) delPutilizzatore U mediante i mezzi di rilevamento 6 collegati all’unità elettronica di controllo 4. The method comprises step A of detecting the frequency of the heartbeat ym (t) of the user U by means of the detection means 6 connected to the electronic control unit 4.
Vantaggiosamente, il metodo comprende il passo B di elaborare il valore di velocità U(t) del tappeto mobile 2 della pedana 1 in funzione di: Advantageously, the method comprises step B of processing the speed value U (t) of the moving walk 2 of the platform 1 as a function of:
- un valore di errore di frequenza cardiaca y(t); - a heart rate error value y (t);
- la velocità di variazione del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); - the rate of change of the heart rate error value y (t);
- l’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); - the integral of the heart rate error value y (t);
- un termine di apprendimento u_leam(t). - a learning term u_leam (t).
In particolare, l’elaborazione della velocità U(t) comprende il passo C di calcolare il valore di errore di frequenza cardiaca y(t) come differenza tra la frequenza del battito cardiaco ym(t) rilevata ed almeno una frequenza del battito cardiaco di riferimento yr(t). In particular, the processing of velocity U (t) comprises step C of calculating the heart rate error value y (t) as the difference between the detected heart rate ym (t) and at least one heart rate rate of reference yr (t).
Utilmente, al passo D è calcolato un termine proporzionale al valore di errore di frequenza cardiaca y(t) mediante la formula: Usefully, in step D a term proportional to the heart rate error value y (t) is calculated using the formula:
-Kp*y(t), dove Kp è il guadagno. -Kp * y (t), where Kp is the gain.
L’elaborazione della velocità U(t) comprende, inoltre, il passo F di calcolare la velocità di variazione del valore di errore di frequenza cardiaca y(t) come derivata y_dot(t) del valore di errore di frequenza stesso. The processing of the speed U (t) also includes step F of calculating the rate of change of the heart rate error value y (t) as the derivative y_dot (t) of the frequency error value itself.
In particolare, la variazione del valore di errore di frequenza cardiaca y(t) è calcolato con la seguente formula: In particular, the variation of the heart rate error value y (t) is calculated with the following formula:
-Kd*y_dot(t) -Kd * y_dot (t)
dove where is it
y dot(t) è la derivata dell’errore di frequenza cardiaca y(t); y dot (t) is the derivative of the heart rate error y (t);
Kd è il guadagno del termine derivativo y dot(t). Kd is the gain of the derivative term y dot (t).
L’elaborazione della velocità U(t) comprende, inoltre, il passo E di calcolare i valori passati dell’errore di frequenza cardiaca y(t) come integrale alpha_0(t) del valore di errore di frequenza cardiaca y(t). The processing of the speed U (t) also includes step E of calculating the past values of the heart rate error y (t) as integral alpha_0 (t) of the heart rate error value y (t).
In particolare, il termine proporzionale all’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t) è calcolato con la seguente formula: In particular, the term proportional to the integral of the heart rate error value y (t) is calculated with the following formula:
-Ki*alpha_0(t) -Ki * alpha_0 (t)
dove where is it
alpha_0(t) è l’integrale del valore di errore di frequenza cardiaca y(t); alpha_0 (t) is the integral of the heart rate error value y (t);
Ki è il guadagno del termine integrale alpha_0(t). Ki is the gain of the integral term alpha_0 (t).
L’elaborazione della velocità U(t) comprende, inoltre, il passo G di calcolare il termine di apprendimento u_leam(t) a partire dal valore di errore di frequenza cardiaca y(t) ed a partire da almeno un termine di apprendimento precedente u_leam(t-T), memorizzato sui mezzi di memorizzazione 7. The processing of the speed U (t) further comprises step G of calculating the learning term u_leam (t) starting from the heart rate error value y (t) and starting from at least one previous learning term u_leam (t-T), stored on the storage media 7.
In particolare, il termine di apprendimento u_leam(t) è calcolato con la seguente formula: In particular, the learning term u_leam (t) is calculated with the following formula:
dove where is it
Phi(t) è la funzione non lineare di apprendimento; Phi (t) is the nonlinear learning function;
K_pl è il guadagno del termine ad apprendimento u_ìeam(t); u_leam(t-T) è il termine ad apprendimento precedente, relativo al periodo precedente di un generico segnale periodico di periodo T. K_pl is the gain of the learning term u_ìeam (t); u_leam (t-T) is the term with previous learning, relative to the previous period of a generic periodic signal of period T.
L’elaborazione della velocità U(t) comprende, infine, il passo H di sommare i valori tra loro i valori calcolati Kp*y(t), Ki*alpha_0(t), -Kd*y_dot(t) e u_leam(t). Finally, the processing of the speed U (t) includes the step H of adding the values together the calculated values Kp * y (t), Ki * alpha_0 (t), -Kd * y_dot (t) and u_leam (t ).
In particolare, la velocità U(t) del tappeto mobile 2 è calcolata con la seguente formula: In particular, the speed U (t) of the moving walkway 2 is calculated with the following formula:
U(t) = Kp*y(t) - Ki*alpha_0(t) - Kd*y_dot(t) u_leam(t). U (t) = Kp * y (t) - Ki * alpha_0 (t) - Kd * y_dot (t) u_leam (t).
Vantaggiosamente, il metodo secondo il trovato comprende il passo I di determinare il valore di inclinazione U_incl(t) del tappeto mobile 2 in funzione del valore di velocità U(t). Advantageously, the method according to the invention comprises step I of determining the inclination value U_incl (t) of the moving walk 2 as a function of the speed value U (t).
In particolare, il valore di inclinazione U_incl(t) è calcolato con la seguente formula: In particular, the slope value U_incl (t) is calculated with the following formula:
U_incl(t) = K__incl*U(t); U_incl (t) = K__incl * U (t);
dove where is it
U_incl(t) è l’inclinazione del tappeto mobile 2; U_incl (t) is the inclination of the moving walk 2;
K incl è il guadagno tra velocità ed inclinazione del tappeto mobile; K incl is the gain between speed and inclination of the moving walk;
U(t) è la velocità del tappeto mobile. U (t) is the speed of the moving walk.
Infine, al passo L viene valutato se il programma di allenamento mediante la pedana 1 è concluso oppure no. Finally, at step L it is evaluated whether the training program using the platform 1 is concluded or not.
Nel caso in cui il programma non è concluso, allora il metodo prevede una retroazione e vengono ripetuti tutti i passi A, B e I del metodo. If the program is not completed, then the method provides a feedback and all steps A, B and I of the method are repeated.
Nel caso in cui, invece, il programma di allenamento è concluso, allora il tappeto mobile 2 viene fermato. If, on the other hand, the training program is concluded, then the moving walkway 2 is stopped.
Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti. In practice it has been found that the described invention achieves the intended aim and objects.
In particolare, si sottolinea il fatto che Γ impiego del termine di apprendimento u_leam(t) per il calcolo della velocità U(t) del tappeto mobile consente di effettuare un allenamento cardiaco che segue con precisione il battito cardiaco di un utilizzatore nel tempo, evitando condizioni di lavoro non ottimali che possano risultare inutili e/o dannose per l’utilizzatore stesso. In particular, it is emphasized that Γ use of the learning term u_leam (t) for the calculation of the speed U (t) of the treadmill allows to perform a cardiac training that accurately follows the heartbeat of a user over time, avoiding non-optimal working conditions that may be useless and / or harmful to the user himself.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000315A ITMO20110315A1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF A RUNNING PLATFORM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000315A ITMO20110315A1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF A RUNNING PLATFORM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMO20110315A1 true ITMO20110315A1 (en) | 2013-06-03 |
Family
ID=45507774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000315A ITMO20110315A1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF A RUNNING PLATFORM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITMO20110315A1 (en) |
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