TWI604824B - 肌肉訓練輔助裝置 - Google Patents

Description

肌肉訓練輔助裝置

本發明係關於一種肌肉訓練輔助裝置，尤其是一種透過肌肉的電阻值變化以判斷肌肉活動是否正確之訓練輔助裝置。

拜運動科學發達之賜，更為新穎且有效的訓練方式不斷產生，在陳舊且不適的訓練內容逐漸淘汰的情況下，不僅使運動選手的訓練效率大幅提升，更讓體育競技的比賽內容日益精彩。

其中，由於膝部屬於重要且容易受傷的活動部位，因此，在膝部肌肉的訓練過程中，為了有效鍛鍊肌肉及避免受傷，膝部肌肉訓練講求動作標準，是決定膝部肌肉訓練是否有效的一大關鍵。然而，習知膝部肌肉訓練輔助裝置通常僅能粗略地判斷動作或角度是否達某一預設標準，無法判斷膝部肌肉訓練姿勢動作是否到位，習知膝部肌肉訓練輔助裝置仍無法判斷膝部訓練動作是否確實到位使肌肉確實的達到訓練效果。

有鑑於此，本發明提供一種肌肉訓練輔助裝置，以解決習知肌肉訓練輔助裝置無法準確判斷肌肉訓練動作是否確實精確到位的問題。

本發明之目的係提供一種肌肉訓練輔助裝置，該裝置可根據肌肉表皮拉伸時可撓感測器本身的電阻值之變化以判斷肌肉活動的正確性，進而具有判斷肌肉訓練動作是否確實的功效。

本發明所述之「膝部彎曲角度」，係指一人體腿部之一大腿與一小腿之間的彎曲角度，當該大腿與小腿呈平行狀態時，係定義該膝部 彎曲角度為0°；當該大腿與小腿呈垂直狀態時，係定義該膝部彎曲角度為90°。

為達到前述發明目的，本發明之肌肉訓練輔助裝置，包含：一感測器，用以貼抵於一肌肉之皮膚表面，並依該感測器本身的電阻值產生一感測訊號；一資料擷取器，該資料擷取器電性連接該感測器以接收該感測訊號，並將該感測訊號轉換為一電阻值；及一儀控處理器，該儀控處理器具有一換算模組、一比對模組及一提示模組，該比對模組電性連接該換算模組及該提示模組，該儀控處理器電性連接該資料擷取器以接收該電阻值，該換算模組係根據該電阻值之變化量而換算產生一活動估算值，該活動估算值係為一膝部彎曲角度，該膝部彎曲角度係介於25度至100度之間，該比對模組係比對該活動估算值是否大於一活動基準值，該活動基準值係為一基準角度，該比對模組在該活動估算值大於該活動基準值時致動該提示模組以發出一提示訊息。藉此，可供使用者了解目前的肌肉活動的正確性，進而具有判斷肌肉訓練動作是否確實的功效。

其中，該感測器為一可撓性感測器。藉此，可使該感測器能簡單貼附固定於人體表皮或其它待應用的位置。

其中，該可撓性感測器包含一基材層及一導電層，該基材層係由可撓性之基材製成，該導電層覆蓋於該基材層，該導電層係由具延展性與導電性的金屬材質製成，且該導電層之二側分別電性連接一電極。藉此，具有維持該感測器正常作動的效果。

其中，該導電層係由銀、金、鎢或鋁製成。藉此，具有維持該感測器正常作動的效果。

其中，該基材層係由一人工皮膚構成。藉此，可使該感測器能簡單貼附固定於人體表皮或其它待應用的位置。

其中，該人工皮膚係由一半透膜及一膠體組成，該膠體塗佈 於該基材層遠離該導電層之一表面。藉此，可使該感測器能簡單貼附固定於人體表皮或其它待應用的位置。

其中，該可撓性感測器另包含一中介層，該中介層形成於基材層與該導電層之間，且該中介層採用鈦、鋁或鉻製成。藉此，具有維持該感測器正常作動的效果。

〔本發明〕

1‧‧‧感測器

11‧‧‧基材層

111‧‧‧表面

12‧‧‧導電層

13‧‧‧中介層

14‧‧‧電極

2‧‧‧資料擷取器

3‧‧‧儀控處理器

31‧‧‧換算模組

32‧‧‧比對模組

33‧‧‧提示模組

第1圖：本發明之肌肉訓練輔助裝置的方塊圖。

第2圖：本發明之感測器第一實施例的剖視圖。

第3圖：本發明之感測器第二實施例的剖視圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖所示，本發明之肌肉訓練輔助裝置包含一感測器1、一資料擷取器2及一儀控處理器3，該資料擷取器2電性連接該感測器1及該儀控處理器3。

該感測器1用以貼抵於一肌肉之皮膚表面，以對應於該皮膚表面的伸縮使該感測器1本身的電阻值產生變化。該感測器1係依其本身的電阻值產生一感測訊號。其中，該皮膚表面可為靠近膝部上方的大腿皮膚表面處。請參照第2圖所示，其係該感測器1之第一實施例之剖視圖，在本實施例中，該感測器1為一可撓性感測器，且該感測器1包含一基材層11及一導電層12，該導電層12係覆蓋於該基材層11，且該導電層12之二側可以分別電性連接一電極14，該二電極14較佳係分別結合該基材層11。

其中，該基材層11係由具有可撓性之基材製成，例如由一 人工皮膚構成。詳言之，該人工皮膚主要係由一半透膜(例如：聚氨酯半透膜)配合一膠體(例如：親水膠體)所組成，該膠體較佳塗佈於該基材層11遠離該導電層12之一表面111，藉此，該表面111可經由該膠體以貼附固定於人體表皮，具有提升使用便利性的效果。

該導電層12係經由濺鍍方式以結合於該基材層11，因此該導電層12可以採用延展性與導電性較佳的金屬材質(例如：金、銀、銅或鋁或鎢)，惟在本實施例當中受限於製程需求，該導電層12較佳採用銀、金、鎢或鋁製成。該電極14則可以為任意導體材質，本發明並不加以限制。

請參照第3圖所示，其係該感測器1第二實施例之剖視圖，與前述第一實施例相異之處在於：該基材層11與該導電層12之間另設有一中介層13，該中介層13較佳採用鈦、鋁或鉻製成。

更詳言之，該中介層13係經由濺鍍方式以結合於該基材層11，而該導電層12則經由濺鍍方式以結合於該中介層13。藉此，該中介層13能夠有效增強該導電層12於該基材層11的附著性，以避免該導電層12自該基材層11剝離或脫落，具有維持該感測器1正常運作的效果。

請再參照第1圖所示，該資料擷取器2電性連接該感測器1以接收該感測訊號，並將該感測訊號轉換為一電阻值。其中，該資料擷取器2可包含電阻計、電表或資料擷取紀錄器(data logger)等，且能夠將該感測器1之感測訊號由電訊號轉換為電阻值。

該儀控處理器3電性連接該資料擷取器2以接收該電阻值。其中，該儀控處理器3可以為電腦主機、嵌入式系統(embedded system)等習用運算裝置，並藉由有線實體(例如：乙太網路)、無線媒介(例如：無線網路)或其組合(例如：異質網路)等方式電性連接該資料擷取器2，使該儀控處理器3可接收由該資料擷取器2所傳遞之資料。

在本實施例中，該儀控處理器3具有一換算模組31、一比 對模組32及一提示模組33，該比對模組32電性連接該換算模組31及該提示模組33，該換算模組31係根據該電阻值之變化量而換算產生一活動估算值，該比對模組32係比對該活動估算值是否大於一活動基準值，並在該活動估算值大於該活動基準值時致動該提示模組33以發出一提示訊息。其中，該活動估算值及該活動基準值的種類在此並不設限，例如當該活動估算值係為一肌肉表皮長度變化量時，該活動基準值係為一基準變化量；或者當該活動估算值係為一膝部彎曲角度時，該活動基準值係為一基準角度。

舉例而言，該換算模組31可預先儲存該電阻值之變化量與該活動估算值之一關係表，以使該換算模組31可順利將該電阻值之變化量換算為該活動估算值。該關係表可為電阻值變化量與肌肉表皮長度變化量之關係表，或者電阻值變化量與膝部彎曲角度之關係表，且該電阻值變化量與膝部彎曲角度之關係表可如表一所示：

特別注意的是，此處雖未列出電阻值變化量與肌肉表皮長度變化量之關係表，惟，電阻值變化量與肌肉表皮長度變化量之關係表亦可與表一類似，此為本領域及數人員所熟知，於此不再贅述。

再者，該比對模組32亦可預先儲存該活動基準值，且該活 動基準值可為該基準變化量，或者為該基準角度。當該比對模組32判斷該活動估算值大於該活動基準值時，該比對模組32即可致動該提示模組33以發出該提示訊息。

另外，該提示模組33可為用以顯示影像之螢幕，以透過顯示影像之方式發出該提示訊息，或者該提示模組33可為一蜂鳴器，以透過產生警示聲音之方式發出該提示訊息。

更詳言之，以該活動估算值為該肌肉表皮長度變化量為例，當使用者將該感測器1貼附於靠近膝部上方的大腿皮膚表面處時，使用者可活動膝部而使小腿與大腿由平行狀態逐漸改變為垂直狀態，此時，該感測器1即可在使用者彎屈膝蓋的過程中連續輸出該感測訊號，且該儀控處理器3可藉由該資料擷取器2而得到貼附該感測器1處之皮膚表面的電阻值變化量。接著，該換算模組31可將該電阻值之變化量換算為該肌肉表皮長度變化量，再透過該比對模組32比對該肌肉表皮長度變化量是否大於該基準變化量，若是，則代表使用者目前的肌肉訓練動作已達標準，此時，該比對模組32會致動該提示模組33以發出該提示訊息，以提示使用者目前的膝部訓練動作已確實。藉此，本發明可根據貼附於肌肉表皮之感測器1本身的電阻值之變化量，判斷膝部肌肉訓練動作的正確性，並提示使用者當前的肌肉拉伸程度是否已達標準，進而具有判斷膝部肌肉訓練動作是否確實的功效。

再以該活動估算值為該膝部彎曲角度為例，當使用者將該感測器1貼附於靠近膝部上方的大腿皮膚表面處時，使用者可活動膝部而使小腿與大腿由平行狀態逐漸改變為垂直狀態，此時，該感測器1即可在使用者彎屈膝蓋的過程中連續輸出該感測訊號，且該儀控處理器3可藉由該資料擷取器2而得到貼附該感測器1處之皮膚表面的電阻值變化量。接著，該換算模組31可將該電阻值之變化量換算為該膝部彎曲角度，再透過該比 對模組32比對該膝部彎曲角度是否大於該基準角度，若是，則代表使用者目前的肌肉訓練動作已達標準，此時，該比對模組32會致動該提示模組33以發出該提示訊息，以提示使用者目前的膝部訓練動作已確實。藉此，本發明可根據貼附於肌肉表皮之感測器1本身的電阻值之變化量，判斷膝部肌肉訓練的正確性，並提示使用者當前的膝部彎曲角度是否已達標準，進而具有判斷膝部肌肉訓練動作是否確實的功效。

綜上所述，本發明之肌肉活動感測裝置可根據肌肉的電阻值變化以判斷肌肉訓練的正確性，並提示使用者當前的肌肉訓練動作是否已達標準，進而具有判斷肌肉訓練動作是否確實的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧感測器

2‧‧‧資料擷取器

3‧‧‧儀控處理器

31‧‧‧換算模組

32‧‧‧比對模組

33‧‧‧提示模組

Claims (7)

1. 一種肌肉訓練輔助裝置，包含：一感測器，用以貼抵於一肌肉之皮膚表面，並依該感測器本身的電阻值產生一感測訊號；一資料擷取器，該資料擷取器電性連接該感測器以接收該感測訊號，並將該感測訊號轉換為一電阻值；及一儀控處理器，該儀控處理器具有一換算模組、一比對模組及一提示模組，該比對模組電性連接該換算模組及該提示模組，該儀控處理器電性連接該資料擷取器以接收該電阻值，該換算模組係根據該電阻值之變化量而換算產生一活動估算值，該活動估算值係為一膝部彎曲角度，該膝部彎曲角度係介於25度至100度之間，該比對模組係比對該活動估算值是否大於一活動基準值，該活動基準值係為一基準角度，該比對模組在該活動估算值大於該活動基準值時致動該提示模組以發出一提示訊息。
2. 如申請專利範圍第1項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該感測器為一可撓性感測器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該可撓性感測器包含一基材層及一導電層，該基材層係由可撓性之基材製成，該導電層覆蓋於該基材層，該導電層係由具延展性與導電性的金屬材質製成，且該導電層之二側分別電性連接一電極。
4. 如申請專利範圍第3項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該導電層係由銀、金、鎢或鋁製成。
5. 如申請專利範圍第3項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該基材層係由一人工皮膚構成。
6. 如申請專利範圍第5項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該人工皮膚係由 一半透膜及一膠體組成，該膠體塗佈於該基材層遠離該導電層之一表面。
7. 如申請專利範圍第3項所述之肌肉訓練輔助裝置，其中該可撓性感測器另包含一中介層，該中介層形成於基材層與該導電層之間，且該中介層採用鈦、鋁或鉻製成。