一种应用于杠铃的安全防护系统的制作方法

1.本发明涉及训练安全技术领域，具体为一种应用于杠铃的安全防护系统。


背景技术：

2.矿山生产过程中存在着许多可能导致矿山伤亡事故的潜在的不安全因素，这些不安全因素导致矿山开采存在着一定的危险性，而在矿山发生伤亡事故时，通常会有矿山救护队参与到矿山救援中。但矿山救护队员须在高温、湿热、毒害气体和爆炸性气体构成的复杂、狭小及封闭性的环境中工作，对体能的要求极为严苛，所以矿山救护队员需在日常生活中进行大量的体能训练。
3.其中，力量训练对于矿山救护队员是必不可少的训练项目，而杠铃是一种核心训练运动的训练器材，通过杠铃进行大重量的力量训练，从而迅速提高肌肉力量和肌肉力量，因此现有的力量训练中通常会通过杠铃来提升救护队员的力量。但是杠铃训练因为是大重量的力量训练，训练人员在训练时极易因身体素质导致的力量不足或动作不标准而导致的重心不稳等原因被杠铃砸伤，因此其存在着一定的危险性，所以现在亟需一种应用于杠铃的安全防护系统。


技术实现要素：

4.本发明所解决的技术问题在于现有的杠铃训练过程中，杠铃下坠时容易砸伤训练人员。
5.本发明提供的基础方案：一种应用于杠铃的安全防护系统，包括下坠防护模块，所述下坠防护模块包括加速度采集模块、下坠分析模块和紧急防护模块；
6.所述加速度采集模块用于检测杠铃两端的加速度数据；
7.所述下坠分析模块用于根据杠铃两端的加速度数据分析杠铃的下坠状态，所述下坠状态包括正常下坠状态和危险下坠状态；
8.所述紧急防护模块包括设置于杠铃片上的应急气囊以及控制应急气囊快速充气的充气防护模块，所述充气防护模块用于在危险下坠状态时控制应急气囊快速充气。
9.本发明的原理及优点在于：本方案中，通过获取杠铃两端的加速度数据来分析杠铃的下坠状态，并在杠铃处于危险下坠状态时控制应急气囊快速充气，通过气囊的缓冲作用来避免用户被杠铃砸伤的情况，从而保障了用户的生命健康安全，使得用户在力量训练的过程中更为安全。
10.进一步，所述下坠分析模块包括状态分析模块、类型判定模块和措施选取模块；
11.所述状态分析模块用于根据杠铃两端的加速度数据分析杠铃的下坠状态；
12.所述类型判定模块用于分析杠铃处于危险下坠状态时的危险类型；
13.所述措施选取模块用于根据杠铃下坠时的危险类型采取对应的应对措施。
14.有益效果：根据杠铃的下坠状态采取不同的应对措施，使得安全防护措施更具备针对性。
15.进一步，所述危险类型包括人员损伤类型、器材损伤类型和地面损伤类型。
16.有益效果：人员损伤类型、器材损伤类型和地面损伤类型，依人体损伤和财产损失来进行损伤划分，相较于现有技术仅考虑到杠铃对人体造成的伤害而言，本方案将杠铃落地的冲击力所造成到的财产损失也纳入到考量范围显然是保护到了用户的财产利益安全。
17.进一步，还包括计数模块，所述计数模块用于根据杠铃两端的加速度数据计算用户的运动次数。
18.有益效果：计算用户的运动次数有利于用户计算自己每次的运动量，防止了因过量运动对身体造成损伤的情况。
19.进一步，还包括身份认证模块，所述身份认证模块包括电子标签和感应识别模块；
20.所述电子标签存储了用户信息，当所述电子标签进入感应识别模块监测的目标区域时，所述感应识别模块将会获取电子标签内携带的用户信息。
21.有益效果：通过电子标签来确认训练人员的身份信息，便于在器材破损时进行溯源追责。
22.进一步，还包括信息录入模块和任务管理模块；
23.所述信息录入模块用于录入包括人体体能信息在内的用户信息；
24.所述任务管理模块用于根据人体体能信息生成对应的用户训练方案。
25.有益效果：根据用户的人体体能信息生成对应的训练方案，有利于针对性地提高用户体能，提升用户的救援能力。
26.进一步，还包括绩效模块，所述绩效模块用于根据用户训练方案和识别电子标签携带的用户信息记录用户每月的训练记录。
27.有益效果：记录用户的训练记录，有利于通过数据督促用户自觉进行训练。
28.进一步，还包括压力采集模块、动作捕捉模块、重心分析模块和动作指导模块；
29.所述压力采集模块用于采集用户的脚底压力数据和手掌压力数据；所述动作捕捉模块用于捕捉用户的动作姿态；
30.所述重心分析模块用于根据压力数据和动作姿态分析用户的身体重心位置；
31.所述动作指导模块用于根据用户的身体重心位置提示用户调整动作姿态。
32.有益效果：根据用户的身体重心位置来调整用户的动作姿态，有利于用户维持身体平衡，防止用户被杠铃砸伤，为用户的生命健康安全提供了保障。
附图说明
33.图1为本发明一种应用于杠铃的安全防护系统实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
35.具体实施过程如下：
36.实施例一
37.实施例一基本如附图1所示，一种应用于杠铃的安全防护系统，包括下坠防护模块、计数模块、身份认证模块、信息录入模块、任务管理模块和绩效模块。
38.本实施例中，所述下坠防护模块包括加速度采集模块、下坠分析模块和紧急防护
模块。所述加速度采集模块包括两个加速度传感器，所述加速度传感器分别设置于杠铃杆的左右两端由于测试杠铃两侧的加速度数据；所述下坠分析模块包括状态分析模块、类型判定模块和措施选取模块，所述状态分析模块用于根据杠铃两端的加速度数据分析杠铃的下坠状态，所述下坠状态包括正常下坠状态和危险下坠状态，当杠铃处于危险下坠状态时，所述类型判定模块用于分析杠铃处于危险下坠状态时的危险类型，所述危险类型包括人员损伤类型、器材损伤类型和地面损伤类型，所述措施选取模块根据杠铃下坠时的危险类型采取对应的应对措施。具体的，当杠铃处于地面损伤类型或器材损伤类型的危险下坠状态时，措施选取模块会通过语音提示的方式提醒用户小心放置，当杠铃处于人员损伤类型的危险下坠状态时，措施选取模块会向紧急防护模块发送防护指令，所述紧急防护模块包括设置于杠铃片上的应急气囊以及控制应急气囊快速充气的充气防护模块，充气防护模块接收到防护指令后将会控制应急气囊快速充气，通过气囊形成缓冲，从而减少杠铃下砸对人体造成的伤害。
39.所述信息录入模块用于录入用户信息，其中，用户信息包括用户的个人信息、人体体能信息和历史救援信息，所述人体体能信息包括力量数据、速度数据、耐力数据、柔韧度和协调能力。身份认证模块中包括电子标签和感应识别模块，本实施例中的电子标签和感应识别模块分别采用rfid电子标签和阅读器，所述rfid电子标签由用户随身携带，rfid中存储了用户信息，所述阅读器设置于杠铃杆内部，当用户靠近杠铃杆时，所述阅读器会自动识别出rfid中的用户信息。
40.本实施例中的任务管理模块用于通过人工智能算法根据用户的个人体能信息来分析出用户的训练方案。具体的，所述任务管理模块中包括bp神经网络模块，用于根据个人体能信息，生成用户的训练方案。bp神经网络模块包括bp神经网络模型，bp神经网络模块使用bp神经网络技术来生成用户的训练计划，具体的，首先构建一个三层的bp神经网络模型，包括输入层、隐层和输出层，本实施例中，以力量数据、速度数据、耐力数据、柔韧度和协调能力作为输入层的输入，因此输入层有5个节点，而输出是用户的训练计划，因此有1个节点；针对于隐层，本实施例使用了以下公式来确定隐层节点的数量：其中l为隐层的节点数，n为输入层的节点数，m为输出层的节点数，a为1至10之间的一个数，本实施例中取为6，因此隐层共有9个节点。bp神经网络通常采用sigmoid可微函数和线性函数作为网络的激励函数。本实施例选择s型正切函数tansig作为隐层神经元的激励函数。在bp网络模型构建完毕后，利用历史数据库中的历史训练记录作为样本对模型进行训练，通过历史训练记录训练完成后得到的模型可以取得较为符合用户身体状态的训练方案。
41.所述绩效模块包括记录模块与评估模块，所述记录模块用于根据用户的训练方案以及识别出的用户信息来记录用户每月的训练记录，所述评估模块用于计算用户每次实际训练量与训练方案中计划量的比值，通过绩效来提醒用户控制自身训练量。
42.实施例二
43.实施例二与实施例一的区别仅在于，实施例二中还包括压力采集模块、动作捕捉模块、中心分析模块和动作指导模块；
44.所述压力采集模块包括四个压力传感器，分别用于采集用户脚底和手掌的压力数据，其中，本实施例中手掌上的压力数据采集是通过设置于手套内的压力传感器进行采集；动作捕捉模块采用三个摄影机进行采集，分别从正面和左右两侧采集用户的图像数据，从
而捕捉到用户的动作姿态；所述中心分析模块用于根据压力数据和动作姿态分析用户的身体重心位置，分析出重心位置后，动作指导模块根据身体重心位置来提示用户调整动作姿态，从而维持身体的平衡，防止因身体重心失衡导致杠铃下砸，对用户的身体造成伤害。
45.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。