具有加装智能功能的运动器材的系统及其方法与流程

1.本公开大体涉及智能运动器材领域，尤其涉及具有加装智能功能的运动器材的系统及其方法。

背景技术：

2.传统的运动器材，尤其是在健身中心或是复健机构中用于力量训练的运动器材，通过反复的移动来为人们身体的各个部位提供健身运动(physical exercise)。然而，传统的运动器材缺乏监控及回馈(反馈)的功能。因此，往往需要一个健身教练追踪使用者的运动过程，并提供使用者健身指导。这种方式既耗费金钱且并不实用。
3.在另一方面，传统的运动器材是一种巨大的投资，且仍然可以很好地用于方便运动。因此，所期望(desired)的是对于传统的运动器材进行智能功能的改装、改造或是加装(retrofit)的系统及方法。

技术实现要素：

4.一种改造运动器材的方法包含将一感测模块可拆卸地连接至一运动器材的一移动部，其中感测模块用以检测移动部的旋转，并通过与一控制模块之间的一无线通信连接来传输检测到的数据；且控制模块与运动器材分离，其中控制模块用以接收检测到的数据，根据检测到的数据来计算一角度值，以及通过一无线通信连接来传输角度值；提供一云端应用程序服务器(cloud-based application server)，云端应用程序服务器远端连接运动器材，其中云端应用程序服务器用以通过无线通信连接来接收角度值，验证一使用者，根据角度值及已验证的使用者信息来产生数据封包，以及传输数据封包至显示装置；及添附一识别码至运动器材，其中识别码是由网络而被链接至云端应用程序服务器。本公开更进一步描述有一种经改造的运动器材系统。
附图说明
5.图1为本公开依据一实施例的改造传统的运动器材的系统的方框示意图。
6.图2示出由图1的控制模块执行的角度计算方法的示意图。
7.图3为本公开一实施例的检测反复健身的完成度的程序的流程示意图。
8.图4a～图4c为感测模块被连接至不同的运动器材的各种位置的示意图。
9.图5为本公开的加装智能系统至运动器材的程序的流程示意图。
10.图6为使用经改造的智能运动器材的程序的流程示意图。
11.图7为经改造的运动器材的校正程序的流程示意图。
12.图8为通过控制模块检测角度的程序的流程示意图。
13.图9为本公开依据实施例的决定每一马达速度级的速度范围的程序的流程示意图。
14.图10为本公开依据实施例的在健身过程中，检测马达速度级的程序的流程示意
图。
15.图11为角加速度与时间之间的测量示意图。
16.图12为具有两个控制模块的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两个控制模块分别控制其对应的运动器材。
17.图13为具有两个运动器材的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两个运动器材共用一个大屏幕显示器。
18.图14为具有两个运动器材的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两个运动器材共用一个控制模块。
19.图15a～图15b为本公开的在使用者的运动过程中，经改造的智能运动器材系统的数据流向的流程示意图。
20.图16a～图16d示出示范的训练结果与训练指导之间的比较示意图。
21.随附并形成部分的本公开说明书的附图被涵盖于本文中，以描述本公开的一些特征。通过参考附图中的示例性且非限制性的实施例，对本公开的清楚概念，以及对随本公开提供的系统的元件及操作的清楚概念，能够变得更加地明了。其中，相同的元件符号(例如，若多个附图中出现相同的元件符号)表示为同一元件。通过参考一个或多个这些附图，并结合本文的描述，可以更好地理解本公开的内容。
22.附图标记说明：
23.110、110a、110b：感测模块
24.112：处理单元
25.122：无线传输模块
26.131：加速计
27.133：陀螺仪
28.135：磁力计
29.140、140a、140b、140c：控制模块
30.145：处理单元
31.152：蓝牙模块
32.155：无线热点(wi-fi)模块
33.160：云端应用程序服务器
34.172、172a、172b、172c：本地使用者界面装置
35.178：使用者终端
36.202：角度估计演算法
37.211：起始旋转的角度位置
38.214：结束旋转的角度位置
39.217：旋转角度
40.1212、1223：运动器材
41.a～f：位置
42.t1、t2：时间点
43.310～370：步骤
44.510～560步骤
45.610～690：步骤
46.710～770：步骤
47.810～860：步骤
48.910～980：步骤
49.1010～1080：步骤
50.1502～1590：步骤
具体实施方式
51.本公开涉及对传统的运动器材进行智能功能的加装。以下将参照附图来对本公开的优选实施例进行描述。
52.参照图1，图1为本公开依据一实施例的改造传统的运动器材的系统的方框示意图。改造系统(或是加装系统)包含感测模块110、控制模块140、云端应用程序服务器160、本地使用者界面装置172及远端使用者终端178。感测模块110通过特别设计的夹具(例如夹子或是磁铁)而被设置在指定的运动器材的移动部上，以检测器材部件的移动或是动作。由于感测模块110是可拆卸地，因此感测模块110也可以通过示例的带子(strap)，而被固定于使用者的身体部位，以直接检测身体的移动或是运动。在一实施例中，感测模块110包含加速计131、陀螺仪133、磁力计135、处理单元112及无线传输模块122。加速计131、陀螺仪133及磁力计135可以一起检测运动器材的部件的移动距离及移动角度。处理单元112通过加速计131、陀螺仪133及磁力计135来收集数据样本，并将取样的原始数据转换为加速度、角加速度、磁力值及四元数数据(quaternion data)，以供无线传输模块122传输。在一实施例中，无线传输模块122是由蓝牙技术实现，且数据的传输是以封包的形式进行传输。但是，其他无线传输技术，例如红外线通信(infrared communication)、广播无线电(broadcast radio)、微波通信(microwave communication)、移动通信(mobile communication)及无线热点通信(wi-fi communication)，也可以用于实现无线传输模块122。
53.当运动器材具有多个移动部时，多个感测模块110可以被使用，以使每一移动部具有其自己的感测模块110。再者，一般的健身设施可能具有多个运动器材，且每一运动器材可以具有其自己的一组感测模块110。为了识别每一感测模块110，因而可以给每一感测模块110分配一识别号。识别码可以是由厂商设定的，且可以被控制模块140读取，或是由控制模块140动态地写入至其本地的存储装置。控制模块140被设置在多个感测模块110附近，例如可设置在多个感测模块110与控制模块140可通信的通信距离内，并通过蓝牙技术而与感测模块110进行无线通信。
54.再参照图1，控制模块140包含处理单元145、蓝牙模块152及示例性无线热点(wi-fi)模块155。蓝牙模块152与感测模块110的无线传输模块122之间建立无线通信连接，以自感测模块110接收数据，并向感测模块110传输指令。wi-fi模块155用以通过网络而使控制模块140与云端应用程序服务器160之间进行无线通信。在一实施例中，可以使用单一的无线通信模块来替代蓝牙模块152及wi-fi模块155。在此情形下，控制模块140使用wi-fi技术来与感测模块110及云端应用程序服务器160进行通信。控制模块140被示例性地设置在与运动器材相隔不远(即运动器材的附近，但与运动器材分离，也就是说，控制模块140设置在运动器材的邻近位置，且与运动器材分离)的地面上或是被设置在运动器材上。取决于运动
器材所具有的感测模块110的数量，控制模块140可以是与一个运动器材或是多个运动器材相关联。在大型的健身设施中，多个运动器材可能被分散在不同的房间中，因而可以使用多个控制模块140。在此情形下，本地电脑(图未示)可以通过无线蓝牙或是以太网(ethernet)电缆来与控制模块140进行通信，并对控制模块140进行控制。本地电脑用于作为闸道器(gateway)，以与云端应用程序服务器160进行通信。
55.处理单元145自感测模块110接收加速度、角加速度、磁力值及四元数数据，并根据接收到的数据来计算对应的器材部件的旋转角度及角加速度。再者，处理单元145还根据该接收到的数据，检测对应的器材部件的速度范围。接着，旋转角度、角加速度及速度范围通过示例性的wi-fi模块155而被传输至云端应用程序服务器160。
56.如图1所示，处理单元145还耦接本地使用者界面装置172。本地使用者界面装置172例如是具有触碰感测输入的显示器。使用者可以通过本地使用者界面装置172而注册或是登录其帐户。为此，本地使用者界面装置172可以具有触碰感测屏幕，以及具有快速回应码(quick response code，qrcode)扫描器、读卡机及/或穿戴式感测器。当登录时，本地使用者界面装置172即允许使用者实时监控其健身特征。健身特征例如是动作范围、步调等。这些特征可以与预定目标进行比较。本地使用者界面装置172还允许使用者设定目标或是自云端应用程序服务器160取得训练计划。因此，每一运动器材可以与设置在附近的本地使用者界面装置172相关联，以供个人使用。本地使用者界面装置172还可以包含大型显示器，且本地使用者界面装置172与多个运动器材相关联，以方便团体健身。
57.再参照图1，云端应用程序服务器160用于作为根据本公开的实施例的智能运动器材系统的管理平台。管理平台提供由云端供应商托管的网页。云端供应商例如是亚马逊(amazon)网页服务、微软(microsoft)azure云端供应商等。该网页可以在任何有网络连接的地方而被使用者终端178存取。网页提供大量的训练及管理操作。训练及管理操作例如是实时指导、系列课程、训练信息显示界面(training information dashboard)、受训者的训练记录、训练安排与计划、管理者存取、设施管理、器材管理、代理管理等。举一例进行说明，实时训练指导可以将视频及/或音频内容串流至本地使用者界面装置172，以使使用者可以遵循选择的健身方式(workout routine)进行健身。同时，对应的感测模块110可以实时监控使用者的表现，以与选择的健身方式进行比较。之后，本地使用者界面装置172显示使用者的进度，例如使用者已反复进行了多少个(组)健身动作，以及还剩多少个(组)健身动作待进行。
58.云端应用程序服务器160还可以托管通过网页所存取的使用者帐户记录。使用者帐户记录存储使用者的联络信息、训练日志、体能测试记录、个人数据、使用者登录信息及使用者生理特征数据。再者，云端应用程序服务器160可以为设施管理者提供入口网站(web portal)，以使设施管理者可以监控器材的使用及指导活动。
59.在实施例中，云端应用程序服务器160可以通过网络而链接至使用者的社交媒体帐户(例如，line帐户)，以使使用者可以通过社交媒体分享其健身活动，使用者的家庭成员可以实时监控使用者的健身，且使用者的训练记录或是指导记录可以容易地被存取。通过链接至社交媒体帐户，使用者们可以在运动时相互交谈或是相互分享影片。再者，家庭成员可以通过社交媒体帐户来存取使用者的体能记录(或是健身记录)及生理特征数据。
60.参照图2，图2示出由控制模块140中的处理单元145执行的角度计算方法的示意
图。角度估计演算法202使用来自感测模块110的加速度、角加速度、磁力值及四元数数据，以计算对应的器材部件的翻转角度(turning angle)。从计算出的翻转角度，获得起始旋转的角度位置211、结束旋转的角度位置214及旋转角度217。
61.起始旋转的角度位置211及结束旋转的角度位置214可以从四元数数据计算得。若围绕四元数的旋转轴是正规化向量(normalizedvector)“ax、ay、az”，且旋转角度为“θ”，则四元数的“w、x、y、z”的分量为“ax
·
sin(θ/2)、ay
·
sin(θ/2)、az
·
sin(θ/2)、cos(θ/2)”。
62.旋转角度可以通过式子：“angle＝v*t」而从角加速度数据计算出，其中v为当前角加速度值，t为感测模块110的取样率，angle为旋转角度。在一例子中，t被设置为200毫秒(ms)。所述式子存储于控制模块140的内部存储设备或控制模块140的外部存储设备中。
63.在一实施例中，九轴感测模块可以用于检测三轴加速度、三轴角加速度、三轴磁力值及四元数数据。四元数数据由加速度、角加速度及磁力值数据所推导出。以下的表格为这些测量数据之间的关系。
64.表格i
[0065][0066]
从角度计算结果中，可以推导出反复健身的完成度。完成度被定义为特定器材部件的实际旋转角度与预定最大旋转角度之间的比率或是百分比。预定最大旋转角度是存储于控制模块140或是云端应用程序服务器160。
[0067]
参照图3，图3为本公开一实施例的检测反复健身的完成度的程序的流程示意图。程序始于步骤310。在步骤310中，检测当前的角度变化。在步骤320中，评估检测结果。若有角度变化，则程序进入步骤330。在步骤330中，累积当前的角度变化。在继续的步骤340中，计算完成度的百分比。在步骤350中，实时地输出当前的角度至本地使用者界面装置172及云端应用程序服务器160的其中任一者或是二者。
[0068]
返回至步骤320，若没有角度变化，则此程序启动一计时器(步骤360)。若计时器在预定时间后失效(expire)(例如在1秒后失效)，且仍没有检测到角度变化，则程序进入步骤370。在步骤370中，计算完成角度，并将完成角度实时地输出至本地使用者界面装置172及云端应用程序服务器160的其中任一者或是二者。
[0069]
参照图4a～图4c，其为感测模块被连接至不同的运动器材的各种位置的示意图。如图4a所示，对于双臂同步移动的简单的臂部推举器材(arm press machine)，仅需在反映手柄角度变化的位置a设置一个感测模块110。
[0070]
如图4b所示，对于扩胸器材(chest expansion machine)，由于左臂及右臂可能不同步地移动，因此需要两个感测模块110，其中一个设置于左臂部的位置a，另一个设置于右臂部的位置b。
[0071]
如图4c所示，组合式器材具有多个移动部，多个感测模块110设置于位置a、b、c、d、e、f，且每一位置对应一个移动部。
[0072]
在设置程序中，每一感测模块110由识别号或是识别码来识别，并与其所设置的运动器材相关联。
[0073]
参照图5，为本公开的加装智能系统至运动器材的程序的流程示意图。加装程序始于步骤510。在步骤510中，消费者先在云端应用程序服务器160中创立(注册)帐户。在注册完后，在步骤520中，消费者获得特定的运动器材的名称及识别码，该特定的运动器材旨在被加装智能功能。在步骤530中，指定控制模块140给运动器材。接着，提供控制模块140的通用唯一识别码(universally unique identifier，uuid)给云端应用程序服务器160。在步骤540中，安装感测模块110在运动器材上。接着，获得每一已安装的感测模块110的识别号或是识别码，并将其提供至云端应用程序服务器160。在步骤550中，校正已安装的感测模块110的动作范围。该校正包含检测及记录起始角度及结束角度。在一实施例中，动作范围、起始角度及结束角度存储于控制模块140的内部存储设备或控制模块140的外部存储设备中。在步骤560中，存储关于已改造(加装)的运动器材的信息至云端应用程序服务器160。该信息例如是设施的识别、器材的识别、控制模块140的uuid及感测模块110的起始角度及结束角度。
[0074]
参照图6，图6为使用经改造的智能运动器材的程序的流程示意图。为了开始使用智能运动器材，使用者使用其智能手机以扫描添附于运动器材的qr码或是通用产品代码(universal product code，upc)(步骤610)。登录过程还包含将使用者身分数据及运动器材的识别码传输至云端应用程序服务器160。若使用者非为已注册的消费者，且云端应用程序服务器160无法识别该使用者，则智能功能将不会被启动，因而使用者只能将运动器材作为传统的运动器材使用。若使用者为已注册的消费者，则云端应用程序服务器160传输起始令牌至与运动器材关联的控制模块140，以开始检测并传输训练数据(步骤620)。根据需求，云端应用程序服务器160还传输为使用者预存的训练计划至控制模块140(步骤630)。在步骤640，控制模块140通过感测模块110检测角度变化以作为使用者健身的结果。在步骤650中，计时器追踪角度变化的持续时间。若在预设时间(例如10分钟)中没有角度变化，则控制模块140传输闲置令牌至云端应用程序服务器160(步骤665)。在接收到闲置令牌时，云端应用程序服务器160反馈停止令牌至控制模块140以停止进一步检测训练数据(步骤690)。在另一方面，若在预设时段中有角度变化，代表使用者仍持续通过运动器材健身，则控制模块140将检测到的训练数据与训练计划进行比较，并通过本地使用者界面装置172向使用者提供实时反馈(步骤660)。控制模块140还上传训练数据至与使用者关联的帐号中的云端应用程序服务器160(步骤670)。在步骤680中，控制模块140检查训练计划是否完成。若完成，则运动过程结束且云端应用程序服务器160执行步骤690。反之，则训练程序返回至步骤660。
[0075]
参照图7，图7为经改造的运动器材的校正程序的流程示意图。校正程序始于选择运动器材(步骤710)。接着，选择感测模块110，其连接于运动器材的移动部，以进行校正(步骤720)。在步骤730中，将移动部移动至起始位置，并检测一角度。在步骤740中，将移动部移动至结束位置，并再一次检测一角度。在步骤750中，提示操作者选择将校正数据存储于何处。若“本地”被选择，则存储起始角度及结束角度至本地控制模块140(步骤760)。若“云端”被选择，则存储起始角度及结束角度至云端应用程序服务器160(步骤770)。在另一实施例中，本地控制模块140及云端应用程序服务器160中都存储有起始角度及结束角度。在又一实施例中，起始角度及结束角度先被存储至本地控制模块140，之后起始角度及结束角度可
被选择地存储至云端应用程序服务器160。
[0076]
参照图8，图8为通过控制模块140检测角度的程序的流程示意图。在步骤810中，控制模块140检验从感测模块110传输来的封包。在步骤820中，若没有接收到感测器封包，则控制模块140持续检验传入的封包(步骤810)。若接收到感测器封包，则控制模块140解析接收到的封包(步骤830)，并从感测器封包获得四元数数据(w、x、y、z)(步骤840)。在步骤850中，控制模块140计算角度偏移。在步骤860中，输出计算得的角度偏移至云端应用程序服务器160及本地使用者界面装置172的其中任一者或二者。
[0077]
参照图9，图9为本公开依据实施例的决定每一马达速度级的速度范围的程序的流程示意图。在步骤910中，操作者选择待校正的运动器材。在步骤920中，选择马达速度级。在步骤930中，操作者将运动器材的移动部调整至其起始角度。在步骤940中，控制模块140检测移动部的角加速度。在步骤950中，操作者将移动部调整至其结束角度。在步骤960中，在完成一个速度级的校正后，程序返回至步骤920，以执行另一速度级的校正，直至全部的速度级都被校正完。在步骤970中，控制模块140估计每一马达速度级的速度范围。在步骤980中，输出估计结果至本地使用者界面装置172。若有选择，估计结果还被输出至云端应用程序服务器160。
[0078]
表ii为马达速度级与速度范围之间的示例性结果。在此例中，具有六个马达速度级，对应六个速度范围，每一速度范围具有一个最高速度及一个最低速度。
[0079]
表ii
[0080]
马达速度级最低速度最高速度等级1等级1_最低(lv1_min)等级1_最高(lv1_max)等级2等级2_最低(lv2_min)等级2_最高(lv2_max)等级3等级3_最低(lv3_min)等级3_最高(lv3_max)等级4等级4_最低(lv4_min)等级4_最高(lv4_max)等级5等级5_最低(lv5_min)等级5_最高(lv5_max)等级6等级6_最低(lv6_min)等级6_最高(lv6_max)
[0081]
参照图10，图10为本公开依据实施例的在健身过程中，检测马达速度级的程序的流程示意图。在步骤1010中，使用者在运动器材上开始一健身过程。在步骤1020中，控制模块140自感测模块110接收角加速度数据。在步骤1030中，控制模块140检测角加速度变化，并在预定时段(例如1秒)中计算一总和。在步骤1040中，若总和大于n阶，其中n为根据智能运动器材的灵敏度而预定的经验阈值(empirical threshold value)，则程序进入步骤1043，在步骤1043中，检测旋转。在步骤1047中，记录角加速度，并返回至步骤1030。若总和不大于n阶，则程序进入步骤1050，即当运动器材未开始运行时，程序返回至步骤1030；当开始运行时，感测模块110检测马达速度(步骤1060)。当检测到停止时，通过检测马达速度演算法计算出当前的马达旋转速度。在步骤1070中，控制模块140决定属于一速度范围的一平均角加速度。在步骤1080中，控制模块140输出对应于速度范围的一马达速度级至云端应用程序服务器160及本地使用者界面装置172的其中任一者或二者。
[0082]
对于用于复健的运动器材，在旋转过程中所检测到的角加速度具有二种情形。在第一情形中，角加速度由马达及使用者的施力所造成。在第二情形中，角加速度仅由马达所造成。为了正确地检测实际马达速度，第二情形必需从第一情形中撷取出。在一实施例中，
实际马达速度使用下述方法所检测。
[0083][0084]
其中，δ表示标准差，m为根据运动器材的灵敏度而可调的经验阈值，当检测到旋转启动时，检测并记录角加速度，其在两个时间点t1及t2满足式1，其中在旋转停止之前的最后一次的角加速度的测量发生在t2。
[0085][0086]
在一实施例中，(式1)及(式2)存储于控制模块140的内部存储设备或控制模块140的外部存储设备中。
[0087]
参照图11，图11为角加速度与时间之间的测量示意图。该测量执行于经改造的具有两个独立的感测模块110的智能运动器材。直到时间点t1为止，角加速度测量剧烈波动，即连续测量值的差异超过预定阈值。这表示运动器材为处于情形(1)，其中角加速度由马达及使用者的施力所造成。对于马达速度级检测，情形(1)被忽略。在时间点t1及时间点t2之间，角加速度测量变得平稳。此时段被视为情形(2)，其中角加速度仅由马达所造成，且可以检测到正确的马达速度级。式1可以用于区分情形(1)及情形(2)。
[0088]
参照图12，图12为具有两个控制模块140a、140b的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两个控制模块140a、140b分别控制其对应的运动器材1212、1223。示例性的感测模块110a可拆卸地连接至运动器材1212，并通过蓝牙低功耗(bluetooth low energy，ble)连接来将感测数据传输至控制模块140a。控制模块140a将感测数据计算为所需的测量数据(例如角度值)，并通过wi-fi连接而将测量数据传输至云端应用程序服务器160。根据测量数据及预存的训练计划，云端应用程序服务器160将训练指导信息返还给控制模块140a，控制模块140a继而在本地使用者界面装置172a上显示该信息。相似地，示例性的感测模块110b可拆卸地连接至运动器材1223，并通过蓝牙低功耗连接来将感测数据传输至控制模块140b。控制模块140b将感测数据计算为所需的测量数据(例如角度值)，并通过wi-fi连接而将测量数据传输至云端应用程序服务器160。根据测量数据及预存的训练计划，云端应用程序服务器160将训练指导信息返还给控制模块140b，控制模块140b继而在本地使用者界面装置172b上显示该信息。
[0089]
参照图13，图13为为具有两个运动器材1212、1223的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两个运动器材1212、1223共用一个大屏幕显示器。与图12所示的系统的差异在于，图13的两个运动器材1212、1223并不具有自己的本地使用者界面装置，而是共享一个大屏幕的本地使用者界面装置172c，该本地使用者界面装置172c由控制模块140c控制。控制模块140c从云端应用程序服务器160接收两个运动器材1212、1223的给使用者的训练指导信息。
[0090]
参照图14，图14为具有两个运动器材1212、1223的经改造的智能运动器材系统的方框示意图，其中该两运动器材1212、1223共用一个控制模块140a。与图13所示的系统的差异在于，图14的两个运动器材1212、1223被设置在彼此附近，因而共享一个公共控制模块140a。
[0091]
参照图15a及图15b，图15a及图15b为本公开的在使用者的运动过程中，经改造的
智能运动器材系统的数据流向的流程示意图。如图15a所示，在步骤1502中，当使用者选择器材a来进行健身时，则器材a传输一信号。在步骤1505中，控制模块140查询传输信号的器材a是否在其范围内。若否，则控制模块140不接收数据(步骤1508)。若是，控制模块140查询器材a是否已被关联(步骤1510)。在步骤1520中，当器材a关联于控制模块140时，则控制模块140自器材a取得轴向信息。在步骤1530中，轴向信息用于使用与器材a相关联的方程式a来计算角度。在步骤1540中，存储计算得到的角度，且在步骤1550中，如图15b所示，该角度被传输至云端应用程序服务器160。在步骤1553中，检验该传输。若检验成功，则删除角度信息(步骤1556)。若检验不成功，则控制模块140返回至步骤1540，并重新执行步骤1550中的传输。
[0092]
再参照图15a，在步骤1510中，若器材a并未关联于控制模块140，则调用器材b(步骤1513)。在步骤1524中，控制模块140自器材b取得轴向信息。在步骤1535中，轴向信息用于使用与器材b相关联的方程式b来计算角度。由于器材b可能与器材a不同，因而方程式b可能与方程式a不同。在一实施例中，方程式b及方程式a存储于控制模块140的内部存储设备或控制模块140的外部存储设备中。接着，存储器材b的计算出的角度(步骤1540)，并如图15b所示，将计算出的角度传输至云端应用程序服务器160。
[0093]
如图15b所示，在自图15a的控制模块140接收角度信息(步骤1560)之后，云端应用程序服务器160识别控制模块140(步骤1562)。在步骤1570中，当使用者选择器材a来进行健身时，使用者使用智能手机以扫描添附至器材a的qr码。接着，在步骤1572中，传输使用者信息至云端应用程序服务器160。若使用者为已注册的消费者(步骤1565)，则接收使用者的训练计划(步骤1580)。若使用者非为已注册的消费者，则智能运动器材系统提供一般训练计划(步骤1581)从角度信息计算出使用者的训练结果及进度(步骤1585)，并将其存储(步骤1590)。使用者的训练结果及进度也可以被提供给本地使用者界面装置172显示(图15b未示)。
[0094]
再参照图15b，云端应用程序服务器160识别使用者(步骤1574)，并识别运动器材(步骤1576)。在步骤1578中，提取预存的使用者的训练信息，以便使用(步骤1580)。
[0095]
参照图16a～图16d，图16a～图16d示出示范的训练结果与训练指导之间的比较示意图。如图16a所示，横轴表示由使用者执行的以“度”为单位的测量角度；及纵轴表示以秒为单位而记录的时间。使用者在1秒时开始移动，并达到总动作范围的76％，之后在5秒时返回到起始点。在一例子中，训练指导将最小角度设置为总动作范围的10％，并将最大角度设置为总动作范围的40％。因此，图16a表明使用者已完成了一次(组)反复动作(健身动作)。
[0096]
如图16b所示，即使使用者在大约4秒时间歇了，并降低了移动角度，使用者最终达到总动作范围的40％以上，且在10秒时返回起始点。这种情形仍被视为完成一次(组)反复动作(健身动作)。
[0097]
如图16c所示，使用者从未达到总动作范围的40％，因此这种情形即被视为未完成一次(组)反复动作(健身动作)。
[0098]
如图16d所示，即使使用者达到了总动作范围的40％以上，然而使用者未返回至总动作范围的10％以下。这种情形也被视为未完成一次(组)反复动作(健身动作)。
[0099]
尽管在本文中以一或多个具体实施例来说明及描述本公开，但是这些实施例并非限制所示的细节，因在不脱离本公开的构思及在权利要求的范围及其均等范围内，可对这
些实施例进行各种修改及结构变化。因此，对权利要求进行广义的解释，且以与在所附权利要求中所阐述的本公开的范围一致的方式进行解释是适当的。

技术特征：

1.一种健身运动系统，包含：一第一感测模块，可拆卸地连接至一第一运动器材的一第一移动部，该第一感测模块用以检测该第一移动部的移动，并通过一第一通信连接传输检测到的数据；及一控制模块，设置在该第一运动器材的邻近位置，且该控制模块与该第一运动器材分离，该控制模块用以：接收该检测到的数据；根据该检测到的数据，计算一第一移动值；及传输该第一移动值至一显示装置。2.如权利要求1所述的健身运动系统，其中该第一感测模块包含一加速计单元、一陀螺仪单元及一磁力计单元。3.如权利要求1所述的健身运动系统，其中该第一移动值为根据从该第一感测模块传输的四元数数据所计算得到的该第一移动部的旋转角度或是速度范围。4.如权利要求1所述的健身运动系统，其中该控制模块用以：通过选择一马达的一速度级，来估计驱动该第一移动部的该马达其该速度级的一速度范围；及在该第一移动部被调整至一起始角度及一结束角度时，通过该第一感测模块来检测角加速度。5.如权利要求1所述的健身运动系统，其中该控制模块用以：检测一角加速度的变化；计算一预定时段中的该角加速度的变化的一总和；根据该总和，计算一平均角加速度；及决定与该平均角加速度相关的一速度范围所对应到的一马达速度级。6.如权利要求1所述的健身运动系统，其中该控制模块存储该第一感测模块的一第一动作范围及一第一方程式，该第一方程式用以计算该第一移动值。7.如权利要求1所述的健身运动系统，还包含一云端应用程序服务器，远端连接该第一运动器材，且该云端应用程序服务器用以：通过一第二通信连接来接收该第一移动值；验证一使用者；根据该第一移动值及已验证的使用者信息，产生数据封包；及传输该数据封包至该显示装置。8.如权利要求7所述的健身运动系统，其中该云端应用程序服务器提供该使用者存取的一第一网页、供一健身运动指导者存取的一第二网页、及提供该第一运动器材的操作者存取的一第三网页。9.如权利要求7所述的健身运动系统，还包含一使用者界面装置，包含设置在该第一运动器材附近的该显示装置，其中该使用者界面装置与该云端应用程序服务器之间进行通信传输。10.如权利要求7所述的健身运动系统，还包含一识别码，添附至该第一运动器材，且该识别码通过网络而链接该云端应用程序服务器。11.如权利要求1所述的健身运动系统，还包含一第二感测模块，可拆卸地连接至该第
一运动器材的一第二移动部，该第二感测模块用以检测该第二移动部的移动，以及将检测到的移动传输至该控制模块。12.如权利要求11所述的健身运动系统，其中该控制模块存储该第二感测模块的一第二动作范围及一第二方程式，该第二方程式用以根据该第二移动部的检测到的移动，计算出一第二移动值，其中该第二动作范围不同于一第一动作范围，且该第二方程式不同于一第一方程式。13.如权利要求1所述的健身运动系统，还包含一第三感测模块，可拆卸地连接至一第二运动器材的一第三移动部，该第三感测模块用以检测该第三移动部的移动，以及将检测到的移动传输至该控制模块。14.一种改造运动器材的方法，包含：将一感测模块可拆卸地连接至一运动器材的一移动部，该感测模块用以检测该移动部的移动，并通过一第一无线通信连接来传输检测到的数据；及将一控制模块设置在该运动器材的邻近位置，且该控制模块与该运动器材分离，该控制模块用以通过该第一无线通信连接来接收该检测到的数据，根据该检测到的数据来计算一角度值，以及通过一第二无线通信连接，将该角度值传输至一显示装置。15.如权利要求14所述的改造运动器材的方法，还包含：提供一云端应用程序服务器，该云端应用程序服务器远端连接该运动器材，其中该云端应用程序服务器用以：通过该第二无线通信连接来接收该角度值；验证一使用者；根据该角度值及已验证的使用者信息，产生一数据封包；以及传输该数据封包至该显示装置。16.如权利要求14所述的改造运动器材的方法，还包含：选择驱动该移动部的一马达的一速度级；调整该移动部至一起始角度；通过该感测模块，检测一角加速度；调整该移动部至一结束角度；及估计该速度级的一速度范围。17.如权利要求14所述的改造运动器材的方法，还包含：检测一角加速度的变化；计算一预定时段中的该角加速度的变化的一总和；根据该总和，计算一平均角加速度；及决定与该平均角加速度相关的一速度范围所对应到的一马达速度级。18.如权利要求17所述的改造运动器材的方法，还包含：将该角加速度的变化与一预定阈值进行比较；及在该角加速度的变化超过该预定阈值时，忽略已决定的该马达速度级。19.如权利要求14所述的改造运动器材的方法，还包含：校正该感测模块的一动作范围；及存储该动作范围于该控制模块或一云端应用程序服务器。
20.如权利要求14所述的改造运动器材的方法，还包含：在一使用者经一云端应用程序服务器验证为一已注册使用者时，传输一起始令牌至该控制模块，以开始检测及计算该角度值；当在一预定时段内没有检测到角度变化时，通过该控制模块以传输一闲置令牌至该云端应用程序服务器；及在检测到多个角度变化以满足存储在该云端应用程序服务器中的一预定需求之后，通过该云端应用程序服务器以传输一停止令牌至该控制模块。

技术总结

改造运动器材的方法包含将一感测模块可拆卸地连接至一运动器材的一移动部，感测模块用以检测移动部的移动，并通过一第一无线通信连接来传输检测到的数据；控制模块用以接收检测到的数据，根据检测到的数据来计算一角度值及一速度范围，及通过一第二无线通信连接，传输角度值及速度范围；及提供一远端的云端应用程序服务器，其用以通过第二无线通信连接来接收角度值及速度范围，验证一使用者，根据角度值、速度范围及已验证的使用者信息，产生数据封包，及传输数据封包至显示装置。及传输数据封包至显示装置。及传输数据封包至显示装置。