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项目名称:智能健身机器人
组别:高中组 奖项:二等奖
代表团:广西 参赛队:南宁市第二中学
队员:覃思源 宋明达 唐若钦 教练员:林边菊 周龙 方向红
项目摘要:

针对社区里的健身器材较单调枯燥、使用率不高的问题,本项目开展了调查研究。为了提高健身器材对人们的吸引力,让人们更积极健身,本项目研究开发了一款智能健身机器人。机器人有如下功能: 1、运动健身。 将运动频率采集器戴在腿上,健身者做原地高抬腿跑,赛车会按高抬腿的频率改变速度,频率高则车速快,频率低则车速慢。高抬腿能刺激足部的穴位,加速身体血液循环;同时高抬腿还能增强全身的动力。 2、趣味挑战。 赛道起点设置有超声波计时器,自我挑战模式可查看自己让赛车跑完赛道所需的时间,可多次挑战自我、超越自我。多人对战模式,可以2至3人同时比赛,高抬腿频率快的选手其对应的赛车将先通过终点。紧张激烈的比赛更能提高参与健身的积极性。健身锻炼更有趣味性会让人喜欢并坚持运动。 3、拓展使用。 运动频率采集器佩戴在身体的不同部位可以实现不同的健身效果。如可以戴在手臂上进行摆臂训练,也可以进行俯卧撑等训练。 本项目集健身娱乐于一体,希望改善社区里传统健身器材的冰冷和枯燥,实现健身者和健身器材的互动,改变健身器材的角色。尝试通过机器人在健身方面的应用让健身更有趣,让运动更快乐。

演示视频

演示图片

设计目标

近年来,各地政府为了满足居民在家门口健身的需求,在社区的空地上都为居民安装了健身器材。但健身器材类别相对单一,多为站在原地摆弄的器材。对于年轻人而言,冰冷的器械缺乏吸引力,枯燥乏味。对于儿童而言,社区里的健身器材又太过“成人化”,小朋友没力气,也够不着。通过调查问卷发现,社区居民更希望能健身器材能多人参与、且具有互动性与趣味性。本项目的设计旨在通过人与机器人的互动,让运动变得更加有趣、好玩;让人既能感受到快乐,又能锻炼身体。集健身娱乐于一体,同时传递出全民健身人人参与、人人受益,天天健身、天天快乐的健身理念。

研制过程

本项目集健身娱乐于一体,希望改善社区里传统健身器材的冰冷和枯燥,实现健身者和健身器材的互动,改变健身器材的角色,让机器人成为可以陪伴人们一起健身的伙伴。尝试通过机器人在健身方面的应用让健身更有趣,让运动更快乐。

科学性、创新性、实用性

科学性: 概念、原理、和论证符合客观事实,数据、符号、单位、业术语准确。实验材料、实验数据、实验结果可靠。项目开展有计划有步骤,分工明确,实施严谨。 创新性: 1、互动健身,有趣有益。 健身机器人克服了传统健身器材的冰冷和枯燥,实现了健身者和健身器材的互动,让机器人成为可以陪伴人们一起健身的伙伴。多人参与的健身模式,增进了亲人朋友间的情感交流。 2、巧取器材,创新运用。 无线发射模块改装自汽车无线遥控钥匙,原来的遥控钥匙是按下开关即发射信号,我们将开关部分加入了手机中用的重力传感器,设定好角度,当转动到一定的角度即促使继电器闭合,继电器每次闭合就相当于原来的按下按钮发射一次信号,这样就可以采集运动频率了。 3、功能拓展,灵活使用。 目前的健身器材只能针对唯一的身体部位进行锻炼,而智能机器人主要是靠运动频率采集器工作,只要运动时身体部位发生角度变化,都可以实现运动频率的采集与传输。所以,不一定是高抬腿,象摆臂训练、俯卧撑都可以使用机器人。 实用性: 健身机器人可用于社区活动中心,用于家庭。无线传输的设置让运动没有束缚,多种运动模式和供健身者灵活选择使用。老少皆宜。

进一步提高的设想

1、降低成本。目前机器人成本较多的部分在于赛车上的NXT,实际上对于采集到的频率来控制马达快慢功能的实现,我们也可以通过单片机和部分电路来实现,这样必将大大降低成本,使得健身机器人可以进入千家万户。 2、增加身体状态监测功能。在人身上再增加实时监测的小仪器,比如可以制作成戴在手腕上的象手表大小的监测仪,通过脉搏的监测,健身者可以随时了解自己的心跳,血压等指数,让健身运动更科学。