蒋政　郑艳　陈成　徐凯文　杨艳　周鉴

摘要：随着人们对科技认知程度的不断加深和强化，对智能产品需求也越来越强烈，因此智能跳绳应声出现。智能跳绳在设计之初就立足于全民健身，让更多的人坚持运动和健身，使运动更有乐趣。

关键词：跳绳运动;智能跳绳;跳绳APP;

引言

随着现代人们的生活质量和水平的进一步提高，越来越多的年轻人在日常工作或者学习之余利用跳绳进行健身，而跳绳健身运动作为一项不限场地随时都可以自由开展的综合性有氧体育健身运动，一直以来深受跳绳者和年轻人的广泛喜爱。跳绳健身运动不仅可以有效地帮助训练和提高跳绳者的生理反应和运动耐力，而且还有利于其保持个人体态的健美和其协调性，从而更好地达到强身健体的目的。跳绳运动发展开始阶段，其配备十分简单，只需一根绳子，但随着智能科技的发展进步，兼具多种功能的智能跳绳逐渐出现在人们的生活中，使跳绳者在运动健身的同时增加了诸多趣味性。

1 智能跳绳的功能

随着科技的发展和生活水平的提高，人们对运动体验感的要求也越来越高，在跳绳手柄上加入科技因素，与智能设备上的app相连，使人们在进行跳绳运动时，增加了很多的趣味性。市面上的智能跳绳主要有以下几种功能：

（1）计数功能。很多运动品牌都推出了价格低廉具有屏显计数功能的跳绳，连接了磁传感器，帮助跳绳者准确记录跳绳次数，可以摆脱传统跳绳计数麻烦、不准确等问题。部分智能跳绳在计数功能的基础上又增加了计时、计卡路里等相应功能。

（2）数据同步功能。智能跳绳把传统跳绳通过蓝牙和手机APP或运动手表联动，把数据同步到匹配的智能设备的APP上，不仅可以记录跳绳的各种数据，还可以记录身体运动数据信息，如卡路里消耗、脂肪消耗等，并最终将这些数据通过APP量化，体现运动的细节。

（3）社交分享功能。部分智能跳绳还将APP云端数据同步，可显示跳绳速度、伴绳次数、平均频次等，还能记录每天、每月、每年的跳绳数据。还能在软件APP中与好友竞赛PK，分享运动数据，参与运动排行榜。

2 智能跳绳的方案

一般智能跳绳包括几个部分组成，即控制模块、传感器模块、显示模块、无线传输模块、存储模块、供电模块以及绳体。传感器一般与绳体相互连接，传感器检测跳绳转轴转动，通过内置算法准确获取运动者跳绳次数;而传感器的输入端与供电模块的输出端连接，由供电模块提供电量，传感器的输出端與控制模块的输入端相互连接，将由传感器感应到的数据输送到控制模块中;控制模块将数据进行整理，可通过显示模块进行显示，也可通过无线传输模块与移动终端设备相互连接，进行数据存储、显示、分析、交换。

手柄是智能跳绳区别传统跳绳的重要部件，除绳体外，智能跳绳的其他部件均需内嵌到手柄中，智能跳绳的相应功能也需要在手柄处一一体现，方便跳绳者操作和选择。跳绳手柄处还需要设置能够自由调节绳子长短的设计，一般使用凹槽结构，满足不同身高的人对绳长的要求，提高跳绳的有效利用率。除满足以上功能外，为使用户有更好的运动体验，手柄还需兼具握感好、重量轻、体积小的特点。

3 智能跳绳的APP研究

智能跳绳也可以有专属的跳绳APP，应用于手机、智能手表等移动终端设备上，以智能硬件搭配专属跳绳运动领域的App，为用户提供多样化的训练模式、提供趣味性的竞技挑战。跳绳APP内置功能丰富，不仅有云端同步功能、社交分享功能，还可以有专业指导免费课程训练等。用户首先将智能跳绳和跳绳APP相连，最常见的连接方式是蓝牙连接，连接成功后跳绳手柄和终端设备均有相应提示。在APP界面上有多种模式多种功能可供用户选择，训练模式、竞技模式、定时、计数、强心挑战等等，每项功能都能够给用户带来不一样的体验。实时和历史跳绳数据会自动同步到APP云端，方便运动者查看和分析。APP中，各种数据还会通过柱状图、折现图进行显示，运动情况一目了然。

跳绳者还可以通过终端设备上的APP线上功能发起各种活动，也可以参与到别人发起的活动中去，并可将APP生成的运动报表分享到社交平台，从而满足身体健康层面的需求和精神层面的需求。

4 智能跳绳装置的研究

国内对跳绳运动装置的智能化研究也很早就开始了。

早在1990年，国内便已开发出一种“跳绳自动计数器”的装置。该装置由智能手柄和回零计数器组成，回零计数器中的蜗杆部件与跳绳的接头部分相互配合。进行跳绳运动时，绳子的转动带动跳绳接头动作，进而带动计数器中的蜗杆部件转动，与蜗杆相配合的涡轮和变速齿轮也相应转动，最后带动计数轮转动完成跳绳自动计数工程。该装置结构简单、方便，计数准确、读数直观，解决了当时跳绳运动计数不准确、耗费人力的难题，为智能跳绳的发展奠定了一定的基础。

郑州大学常丰田等人在2013年设计了一种“双绳联动跳绳机”的装置。该装置由5大部分组成，包括单片机、显示部分、控制部分、电机、红外检测部分。该器材打破传统单绳的设计，既可用于大众娱乐，也可用于体能训练，提高人体反应能力达到锻炼身体协调性的目的。“双绳联动跳绳机”的功能在设计之初就向多样化方向展开：单、双绳自由切换，双绳可联动;计数、计时;自动控制;智能制动和终端保护;语音播报;能量消耗估算。

郑州大学郭艺璇等人在2014年开发了一种“自发电跳绳”装置。该装置的两个手柄中各有一个发电机，在其中一个手柄中还设置有蓄电池。运动过程中，跳绳的转动带动两个发电机发电，产生的电能进行整合并储存在蓄电池中。蓄电池储存的电量不仅能够满足该跳绳装置的正常运作，而且还能有多余的电量满足使用者的其他需求。该装置的内部电路设计巧妙，发电机工作可靠，电能存储速度快，为智能跳绳的发展提供了新的思路。

徐州工程学院滕腾等人在2015年开发了一种“跳绳人体基本耗能检测仪”的装置。研究人员将跳绳的能耗分为三个部分，重心升高能耗、手臂摆动能耗和跳绳转动能耗，并围绕这些能耗进行检测仪的设计，包括单片机、传感器、计数显示。传感器利用三轴加速度霍尔传感器进行运动感应，单片机对感应的信号进行数据处理，最后由数据显示部分显示所需的数据。该检测仪通过对人体跳绳能耗的检测，可帮助用户根据个人真实情况制定锻炼计划，取得更好的锻炼效果。

5 结束语

跳绳运动起源于中国汉代，历经数千年的发展，现已成为当下最受大众欢迎的健身运动项目之一，也是一项世界性的体育竞技项目和表演项目。得益于现代科技的进步，跳绳运动也从单一的绳子向智能化发展，也有相应跳绳APP配套使用，更有对智能跳绳装置的相关研究。智能跳绳体积小，样式新颖多样，携带方便，易上手，功能丰富，具有较好的发展前景。

参考文献

[1]罗云.智能跳绳测评系统的设计与实现[D].重庆理工大学，2017.

[2]常丰田，陈文超，马勋举，王汝家.双绳联动跳绳机的结构与功能设计[J].机电技术，2013（04）：57-59.

[3]郭艺璇，唐玉儒，王慧，李世伟.浅谈一种自发电跳绳[J].科技创新与应用，2014（33）：46.

基金项目

江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（省级一般项目）：动能回收式跳绳，项目编号：201912056019Y。

作者简介

蒋政，男，本科生，南通理工学院 交通运输专业学生;郑艳（通讯作者），女，山东济宁人，车辆工程专业教师，工程师，研究方向为新能源汽车技术;陈成，男，本科生，南通理工学院 交通运输专业学生;徐凯文，女，本科生，南通理工学院 交通运输专业学生;杨艳，女，本科生，南通理工学院 交通运输专业学生;周鉴，男，本科生，南通理工学院 交通运输专业学生。