【摘要】：近年來,生活水平日益提高,然而國民體質(zhì)健康調(diào)查報告顯示國民體質(zhì)卻呈現(xiàn)下滑趨勢。為了提高國民身體素質(zhì),作為體質(zhì)健康核心要素之一的心肺耐力水平,受到越來越多的關(guān)注。心肺耐力衡量指標(biāo)中,最大攝氧量V02max成為測試和評估心肺耐力的常用標(biāo)準(zhǔn)。心肺耐力的研究主要涉及心肺耐力的測試和訓(xùn)練,其測試方法分為分析呼出氣體的直接測試法和利用運動負荷和心率的關(guān)系預(yù)測最大攝氧量V02max的間接測試方法;心肺耐力水平很大程度上受到遺傳等客觀因素的影響,但仍可通過機體鍛煉得到提升。傳統(tǒng)的心肺耐力測試所需的儀器設(shè)備價格高昂,其測試方法也較為復(fù)雜,不利于在大眾群體中推廣使用。而且,作為單一的心肺耐力測試設(shè)備,無法為受試者提供提升心肺耐力的訓(xùn)練。提升心肺耐力的訓(xùn)練方式有很多,但大多難以確定運動強度以制定訓(xùn)練方案,缺乏科學(xué)性和有效性。因此,本文基于普通健身車設(shè)計了一種適用大眾人群的心肺耐力測試系統(tǒng),同時可用于執(zhí)行訓(xùn)練計劃,提高心肺耐力水平。本文主要內(nèi)容包括:(1)系統(tǒng)設(shè)計理論研究。分析了基于功率車的二級負荷間接心肺耐力測試的原理,提出了心肺耐力測試系統(tǒng)的設(shè)計方案。研究了心率信號的特點和測量方式,設(shè)計了外磁式磁阻發(fā)生裝置,并說明了恒功率設(shè)計的必要性和設(shè)計原理。(2)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過對設(shè)計原理的分析總結(jié),及軟件和硬件的設(shè)計,實現(xiàn)了心率測量、功率測量和恒功率控制,并設(shè)計了融入心肺耐力測試方案的人機交互軟件。通過與金標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備摩納哥MONARK功率車的對比實驗驗證了本系統(tǒng)測試的準(zhǔn)確性和有效性。(3)系統(tǒng)應(yīng)用研究�；谠撓到y(tǒng)制定HIIT(High intensity interval training)高強度間歇性訓(xùn)練計劃,分析了 HIIT的理念和其刺激機體增強心肺耐力的作用機制和訓(xùn)練的實現(xiàn)方式,并針對本系統(tǒng)可作為心肺耐力測試和訓(xùn)練計劃執(zhí)行的設(shè)備,設(shè)計了包括心肺耐力測試與HIIT訓(xùn)練的實驗。實驗表明,受試者的最大攝氧量VO2max有所提升,體重、體脂率、BMI等身體指標(biāo)也得到改善,證實了本系統(tǒng)應(yīng)用 HIIT訓(xùn)練方式提高心肺耐力水平的有效性,形成了集心肺耐力測試與訓(xùn)練于一體的系統(tǒng)。本文主要創(chuàng)新點:(1)基于健身車實現(xiàn)了心肺耐力測試,設(shè)計外磁式的阻力發(fā)生裝置,通過PWM調(diào)節(jié)力矩電機控制磁阻大小,系統(tǒng)反饋調(diào)節(jié)磁阻裝置的阻力,使對外輸出功率保持穩(wěn)定,保證了心肺耐力測試的準(zhǔn)確性。(2)利用該心肺耐力測試系統(tǒng)同時具備心肺耐力測試和訓(xùn)練的特點,針對該系統(tǒng)設(shè)計了 HIIT訓(xùn)練方案,為普通人群提供了有效的心肺耐力測試系統(tǒng)和訓(xùn)練方案。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH776;TP274

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本文編號：2672917