CN102160926B - 赛艇实船运动生物力学测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赛艇实船运动生物力学测试系统，由滑座加速度传感器、滑座力传感器、桨力传感器、船桨角度传感器、脚蹬力传感器、船速传感器、船体加速度传感器、中央控制盒构成。本发明采集并储存赛艇实船训练中生物力学信息，在采集信息的同时，可以显示桨力-时间曲线、脚蹬力－时间曲线、拉桨角度-时间曲线和功率曲线、船速-时间曲线、船体加速度-时间曲线和桨频等关键信息，是赛艇运动中的运动生物力学信息获取重要手段。

Description

赛艇实船运动生物力学测试系统
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及体育科研用赛艇实船及水上训练系统，具体为一种赛艇实船运动生物力学测试系统。
背景技术
目前，赛艇运动水上训练缺乏必要的信息获取手段，使得教练员、运动员难以深入把握赛艇项目运动生物力学特性，制约了技术水平的提高。因此，需要一种测试系统从实时训练信息的有效获取入手，研究相关参数感知和采集方法，解决赛艇运动中的运动生物力学信息获取这一难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种赛艇实船运动生物力学测试系统，以实现在实船训练过程中对实时训练生物力学信息的有效获取。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：包括有安装于赛艇滑座上的滑座加速度传感器、滑座力传感器，安装于赛艇船桨上的桨力传感器、船桨角度传感器，安装于赛艇中运动员脚蹬处的脚蹬力传感器，安装于赛艇船体上的船速传感器、船体加速度传感器，还包括有中央控制盒，所述滑座加速度传感器、滑座力传感器、桨力传感器、船桨角度传感器、脚蹬力传感器、船速传感器、船体加速度传感器分别与中央控制盒电连接，由所述中央控制盒对各个传感器所采集的数据进行处理。
所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒包括嵌入式微处理器，以及分别电接入嵌入式微处理器的信号处理电路、显示屏、带有充电接口的电源模块、传感器信号接口、USB通信接口、外部设备同步接口和存储器，所述滑座加速度传感器、滑座力传感器、桨力传感器、角度传感器、脚蹬力传感器、船速传感器、船体加速度传感器分别通过传感器信号接口接入中央控制盒，所述中央控制盒通过USB通信接口与外部的计算机通讯，中央控制盒通过所述外部设备同步接口与其他中央控制盒同步连接。
所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒的嵌入式微处理器根据各个传感器采集到的数据，绘制出桨力-时间曲线、脚蹬力－时间曲线、拉桨角度-时间曲线和功率曲线、船速-时间曲线、船体加速度-时间曲线，以及计算出划桨频率，并通过中央控制盒的显示屏显示绘制的各个曲线及计算出的划桨频率。
所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒的存储器对各个传感器所采集的数据进行存储，并通过USB接口将各个传感器采集的数据传输至外部计算机中。
所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒有多个时，多个中央控制盒通过各自的外部设备同步接口彼此同步连接，使测试系统既适用于单人艇，也可用于多人艇。
本发明的有益效果为：
（1）本发明中的赛艇实船运动生物力学测试系统可以同步采集多人的桨力、脚蹬力、桨柄角度、滑座加速度、滑座力、船体加速度、船速等生物力学信息。
（2）本发明中的赛艇实船运动生物力学测试系统在采集数据的同时，可以将桨力-时间曲线、脚蹬力－时间曲线、拉桨角度-时间曲线和功率曲线、船速-时间曲线、船体加速度-时间曲线和桨频等关键信息通过显示屏实时地显示给运动员。
（3）本发明中的中央控制盒可扩展为多个，并同步使用，因此本发明的赛艇实船运动生物力学测试系统适用于所有的赛艇艇型。
附图说明
图1为赛艇实船运动生物力学测试系统的结构示意图。
图2为中央控制盒面板及其显示屏示意图。
图3为中央控制盒的电路结构原理方框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明由安装在赛艇1.1内的各个传感器和中央控制盒1.4构成，传感器包括安装在赛艇滑座上的滑座加速度传感器和滑座力传感器1.2、安装在船桨上的桨力传感器和角度传感器1.3、安装在船体上的船速传感器和船体加速度传感器1.5以及安装在运动员脚蹬处的脚蹬力传感器1.6构成。滑座加速度传感器可采用单轴加速度传感器，滑座力传感器可采用多维力传感器，桨力传感器可以采用二维十字梁结构应变式传感器，脚蹬力传感器采用多维压力传感器，传感器采集桨力、脚蹬力、桨柄角度、滑座加速度、滑座力、船体加速度、船速等生物力学信息，中央控制盒1.4的液晶显示屏可以显示桨力-时间曲线、脚蹬力－时间曲线、拉桨角度-时间曲线和功率曲线、船速-时间曲线、船体加速度-时间曲线和桨频等关键信息。
如图2所示，液晶显示屏2.4在中央控制盒面板2.1的中央区域，运动员通过操作按钮2.2来显示实时训练中系统所采集的关键信息与时间的曲线2.3，同时，液晶显示屏2.4可以显示电量和储存容量信息。
如图3所示，通过传感器接口3.6连接各个传感器，传感器信号经信号处理电路3.3处理后传输至嵌入式微处理器3.7中，嵌入式微处理器3.7对传输信号进一步处理后，将关键信息与时间的曲线显示于液晶显示屏3.1中，存储器3.4用于存储处理后数据，存储数据可通过USB接口3.6上传至计算机中，电源模块3.2对中央控制盒进行供电并可通过充电接口充电，当多个中央控制器同时工作时，中央控制盒通过各自的外部设备同步接口3.5彼此同步连接。

Claims (4)

1.赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：包括有安装于赛艇滑座上的滑座加速度传感器、滑座力传感器，安装于赛艇船桨上的桨力传感器、船桨角度传感器，安装于赛艇中运动员脚蹬处的脚蹬力传感器，安装于赛艇船体上的船速传感器、船体加速度传感器，还包括有中央控制盒，所述滑座加速度传感器、滑座力传感器、桨力传感器、船桨角度传感器、脚蹬力传感器、船速传感器、船体加速度传感器分别与中央控制盒电连接，由所述中央控制盒对各个传感器所采集的数据进行处理；所述中央控制盒包括嵌入式微处理器，以及分别电接入嵌入式微处理器的信号处理电路、显示屏、带有充电接口的电源模块、传感器信号接口、USB通信接口、外部设备同步接口和存储器，所述滑座加速度传感器、滑座力传感器、桨力传感器、角度传感器、脚蹬力传感器、船速传感器、船体加速度传感器分别通过传感器信号接口接入中央控制盒，所述中央控制盒通过USB通信接口与外部的计算机通讯，中央控制盒通过所述外部设备同步接口与其他中央控制盒同步连接。
2.根据权利要求1所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒的嵌入式微处理器根据各个传感器采集到的数据，绘制出桨力-时间曲线、脚蹬力－时间曲线、拉桨角度-时间曲线和功率曲线、船速-时间曲线、船体加速度-时间曲线，以及计算出划桨频率，并通过中央控制盒的显示屏显示绘制的各个曲线及计算出的划桨频率。
3.根据权利要求1所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒的存储器对各个传感器所采集的数据进行存储，并通过USB接口将各个传感器采集的数据传输至外部计算机中。
4.根据权利要求1所述的赛艇实船运动生物力学测试系统，其特征在于：所述中央控制盒有多个时，多个中央控制盒通过各自的外部设备同步接口彼此同步连接，使测试系统既适用于单人艇，也可用于多人艇。
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