技术领域
[0001] 本发明与运动训练系统有关，特别涉及一种运动强度评估系统及其评估方法。
相关背景技术
[0002] 一般的健身器材大多具有允许运动者在训练过程中随时查看生理资讯的功能，或者可以根据运动者自行设定的运动模式让运动者进行训练，但是整个训练过程是否符合自身需求仅能单凭个人认知，并没有办法根据运动者的生理资讯调整出适当的运动强度。因此，传统的运动训练方法难以达到良好的运动效果。
具体实施方式
[0035] 申请人首先在此说明，在整篇说明书中，包括以下介绍的实施例以及申请专利范围的请求项中，有关方向性的名词皆以附图中的方向为基准。其次，在以下将要介绍的实施例以及附图中，相同的元件标号，代表相同或近似的元件或其结构特征。
[0036] 如图1所示，本发明的运动强度评估系统10包含有运动测试机20、生理资讯感测器30、信号传输器40、中控主机50，以及云端资料库60。
[0037] 运动测试机20用于供运动者12进行运动测试，在本实施例中，运动测试机20为健身脚踏车，以取得预测的最大摄氧量。
[0038] 生理资讯感测器30配戴于运动者12，用于感测运动者12在操作运动测试机20前后的生理资讯。当运动者12在操作运动测试机20前，生理资讯感测器30取得运动者12的安静心率(Resting Heart Rate，RHR)。举例来说，如表1和表2所示，表1和表2为两位不同运动者的基本资料和数据，在表1当中，让运动者12保持静止一段时间(约3分钟)所取得的安静心率为74bpm，另外在表2当中，让位运动者12保持静止一段时间(约3分钟)所取得的安静心率为62bpm。
[0039] 信号传输器40在本实施例中为电视棒(仅为示例，并不限制信号传输器40种类)。信号传输器40通过蓝牙连接生理资讯感测器30，用于接收生理资讯感测器30所感测的生理资讯，并将前述生理资讯经由荧幕42显示出来(如图2所示)。
[0040] 中控主机50通过Wi‑Fi或蓝牙连接信号传输器40，用于收集信号传输器40所接收的生理资讯，并且由健身教练16自中控主机50对生理资讯进行诊断分析。另外，中控主机50用于供运动者12建立基本资料，使中控主机50由基本资料取得运动者12的最大心率(Maximum Heart Rate，MHR)，在本实施例中，中控主机50通过运动者12的基本资料以(220‑年龄)的公式估算出运动者12的最大心率。举例来说，如表1所示，运动者的年龄为48，最大心率即估算为220‑48＝172bpm，另外在表2当中，运动者的年龄为31，最大心率即估算为220‑31＝189bpm。
[0041] 云端资料库60通过Wi‑Fi或蓝牙连接中控主机50，一方面储存运动者经由中控主机50所建立的基本资料，另一方面记录中控主机50所收集的生理资讯。基于此，云端资料库60利用前述生理资讯取得与其相对应的预测瓦特值并根据预测瓦特值取得不同健身器材所相对应的阻力系数。
[0042] 更进一步的，云端资料库60利用安静心率(RHR)和最大心率(MHR)计算出一储备心率(Heart Rate Reserve，HRR)，并利用储备心率取得运动者12在不同训练强度下的心率值。在本实施例中，云端资料库60以最大心率(MHR)减去安静心率(RHR)得到储备心率(HRR)，另外，训练强度分为暖身、低、中、高及危险共五个等级(区间)，当训练强度为暖身时，心率值为RHR+(HRR×20％)，当训练强度为低时，心率值为RHR+(HRR×40％)，当训练强度为中时，心率值为RHR+(HRR×60％)，当训练强度为高时，心率值为RHR+(HRR×85％)。
[0043] 举例来说，如表1所示，当训练强度为暖身时，心率值为74+(172‑74)×20％＝93.6bpm，以四舍五入法取为94bpm，另外在表2当中，当训练强度为中时，心率值为62+(189‑
62)×60％＝138.2bpm，以四舍五入法取为138bpm，其他心率值的算法以此类推，在此不再赘述。
[0044] 表1
[0045]
[0046] 表2
[0047]
[0048] 以上为本发明的运动强度评估系统10的架构，以下就本发明的运动强度评估系统10的评估方法进行说明，如图3所示，评估方法包括步骤S1‑S6所示：
[0049] 首先，运动者12在首次训练前需要先在中控主机50建立基本资料，中控主机50会将前述基本资料传到云端资料库60进行储存，至于在下一次训练时只要用手机14扫描QR Code即可从云端资料库60调出先前所建立的基本资料，不需要重新再建立一次。在完成首次基本资料的建立之后，云端资料库60即可根据运动者12的基本资料估算出运动者12的最大心率，接着让运动者12戴上生理资讯感测器30并使其保持静止一段时间(约3分钟)，通过生理资讯感测器30取得运动者12的安静心率，接下来即可让运动者12开始操作运动测试机20进行运动测试，以取得最大摄氧量，并利用最大摄氧量和储备心率取得运动者12的代谢当量(Metabolic Equivalent of Tasks，METs)，通过代谢当量获得运动者12在不同训练强度下的能量消耗。
[0050] 当运动者12在操作运动测试机20一段时间后，系统会实时监控运动者12的心跳，并利用自觉运动量表(Rating of perceived exertion scale，RPE scale)将运动者12在不同心跳下所对应的自身感受资讯储存于云端资料库60。举例来说，当运动者12心跳尚未达到危险区间，但运动者12的自身已感觉不舒服或不适感，此资讯则会被储存于云端资料库60中，以便监控运动者12的运动状态并提供适当的训练强度。
[0051] 在本实施例中，代谢当量由下列公式计算而得：METs＝VO2 max×MHRR÷3.5÷60，其中，METs为代谢当量，VO2 max为最大摄氧量，MHRR为储备心率在不同训练强度下的最大值。举例来说，请配合参阅表1，若运动者的最大摄氧量为41.2ml/kg/min，在低训练强度下运动60秒时，METs＝(41.2×0.39÷3.5÷60)×60(秒)＝4.59，在中训练强度下运动60秒时，METs＝(41.2×0.59÷3.5÷60)×60(秒)＝6.95，在高训练强度下运动60秒时，METs＝(41.2×0.85÷3.5÷60)×60(秒)＝10.01，如此一来，在完成三个不同训练强度下所得到的Total METs＝4.59+6.95+10.01＝21.55。
[0052] 另一方面，当运动者12在操作运动测试机20一段时间后，云端资料库60会取得在暖身、低、中、高等不同训练强度的预测瓦特值(如表1和表2)，如图4所示，图4的横轴为健身器材的阻力系数，图4的纵轴为健身器材的瓦特值，以云端资料库60所取得的预测瓦特值对照图4所示的不同曲线即可得到健身器材(在此以椭圆机为例)在不同转速下的阻力系数，在本实施例中，曲线L1所对应的转速为50rpm，曲线L2所对应的转速为60rpm，曲线L3所对应的转速为70rpm。举例来说，如表1所示，当预测瓦特值为49，对照图4的曲线L2即可得到阻力系数介于3‑4之间并取其中较大的阻力系数为主，另外在表2当中，当预测瓦特值为95，对照图4的曲线L2即可得到阻力系数介于8‑9之间并取其中较大的阻力系数为主。
[0053] 在取得阻力系数的后，健身教练16会分配运动者12至立式脚踏车、椭圆机、划船机或任何可以控制其转速、阻力系数或瓦特值的运动器材，并经由中控主机50控制运动者12所使用的健身器材提供相对应的阻力系数，让运动者12进行相关训练。在进行相关训练时，运动者12的生理资讯都会被记录并上传至云端资料库60，健身教练16会从中控主机50根据上传到云端资料库60的生理资讯评估运动者12的运动处方是否需要调整(例如增减阻力系数或是分配到其他的健身器材)，举例来说，当健身教练16发现在相同的阻力系数下所取得的预测瓦特值有变化时，例如在阻力系数为9的情况下，预测瓦特值从曲线L2所对应的97掉到曲线L1所对应的78，代表运动者的体能下降，造成健身器材的转速下降，或者在阻力系数为9的情况下，预测瓦特值从曲数L2所对应的97上升至曲线L3所对应的117，代表运动者的体能变好，使得健身器材的转速提升，不论是上述哪一种状况，健身教练16都可以根据生理资讯实时调整阻力系数，让运动者的训练达到最佳化的效果，抑或健身教练16可以根据生理资讯调整下一次使用时的阻力系数，抑或健身教练16也可以根据生理资讯来判断是否和运动者12的实际运动状况之间有太大的落差。另外，运动者12也能通过荧幕42直觉看到自身的体能状态，如图2所示，荧幕42用不同的色块来区别不同的训练强度，例如蓝色(B)表示暖身、绿色(G)表示低、黄色(Y)表示中、橘色(O)表示高、红色(R)表示危险，如此一来，运动者通过色块的辨别更直觉地了解自己的训练情况，当运动者12想要积极减肥，系统会将原本橘色(O)(高强度)区块的时间拉长，或增加橘色区块的阻力，以增加强度。
[0054] 综上所述，本发明的运动强度评估系统10可以追踪纪录运动者12每一次的运动状况，健身教练16在分析相关数据后可以自行决定运动者12的运动处方是否需要调整，或者也可以配合云端资料库60所提供的生理资讯来调整运动者12的运动处方，亦即，健身教练16可以做为独立判断或辅助判断的角色，如此即可让运动者12的运动训练达到最佳化的效果。
[0055] 本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
[0056] 以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围的内。
