CN105457250A - 折返跑引导系统 - Google Patents

Abstract

一种折返跑引导系统，主要包括主机和与跑道对应设置的引导装置，两者之间通过数据线相连，主机上设有触摸显示屏，引导装置主要包括光带，光带上等距离间隔设置有多个LED灯，光带的长度与跑道的长度对应设置；主机包括有控制部，控制部根据设置好的测试参数发送测试命令给光带，驱动光带按照测试参数将多个LED灯逐一点亮，引导被测者在跑道上进行折返运动。本发明通过均匀排列的LED构成的光带来指引被测者测试，光带指引被测者按照各个级别下规定的速度进行测试，速度均匀准确，使测试速度和指定速度匹配恰当，确保测量出的各项运动指标，更加准确有效；同时，在折返处设有折返点检测装置，对被测者的运动速度进行监控。

Description

折返跑引导系统

技术领域

本发明涉及一种引导装置，尤其是一种折返跑引导系统，属于康体设备制造技术领域。

背景技术

折返跑是一项常见的测试科目，根据不同的需求测试距离也有所区别，比如：常规的距离包括10米折返跑、20米折返跑等等。折返跑通常用来评定被测者的运动指标。一般来说，折返跑是分级别的，每个级别中都需要往返多趟、各个级别中的跑步速度不同，各个级别中的趟数也不尽相同。因此，为了保证测试的准确性，被测者要按照各个级别中指定的速度，跑完该级别中指定的趟数后，才能够进入下一级别的测试。在现有技术中，通常在折返处设置蜂鸣器音，提示一下被测者应该到达折返位置，被测者根据提示音发出的时刻和自己距离折返处的距离远近，来调整运动速度。很显然，现有技术采用提示音的方式，不能比较好的引导被测者按照指定的速度进行测试，只是在折返处有一个简单的提示音来引导被测者，被测者无法自行掌握和控制按照指定的速度进行测试，因此会对后续各项运动指标的评判带来比较大的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种折返跑引导系统，通过均匀排列的LED构成的光带来指引被测者测试，光带指引被测者按照各个级别下规定的速度进行测试，速度均匀准确，使测试速度和指定速度匹配恰当，确保测量出的各项运动指标，更加准确有效；同时，在折返处设有折返点检测装置，对被测者的运动速度进行监控。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种折返跑引导系统，主要包括主机和与跑道对应设置的引导装置，两者之间通过数据线相连，所述主机上设有触摸显示屏，所述引导装置主要包括光带，所述光带上等距离间隔设置有多个LED灯，所述光带的长度与跑道的长度对应设置；所述主机包括有控制部，所述控制部根据设置好的测试参数发送测试命令给光带，驱动光带按照测试参数将多个所述LED灯逐一点亮，引导被测者在所述跑道上进行折返运动。

根据测试场地的实际需要，光带可以设置在不同位置，比如，光带可以设置在跑道的一侧，且所述光带的两端分别与支撑架固定连接；或者，直接将光带铺设在跑道上。

为了对被测者进行准确引导，所述测试参数包括：折返跑级别数、各级别下的点亮速度和折返趟数。

根据需要，所述LED灯的设置密度为：0.5个/米至100个/米，优选为：10个/米。

为了准确监测被测者的运动速度，所述折返跑引导系统还包括折返点检测装置，该装置包括分别设置在所述跑道折返端两侧的红外线对射开关，所述红外线对射开关与所述主机之间通过无线通讯链接并输出检测信号给主机。

具体来说，所述控制部主要包括主控制模块、光带控制模块和触摸显示屏；其中，主控制模块用于处理和保存通过触摸显示屏录入的数据，并下发数据给光带控制模块，返回测试数据给触摸显示屏；光带控制模块根据主控制模块下发的数据驱动光带按一定速度逐一点亮LED灯；触摸显示屏用于录入数据和接收用户命令并转发给主控制模块，以及将主控制模块返回的数据显示出来。

更具体地，所述控制部还包括折返点检测模块，所述折返点检测模块通过无线通讯模块与所述主控制模块之间进行通讯链接，折返点检测模块将检测数据反馈给主控制模块，并与主控制模块中预设的折返时间进行比较，对被测者的运动速度进行实时监控。

综上所述，本发明通过均匀排列的LED构成的光带来指引被测者测试，光带指引被测者按照各个级别下规定的速度进行测试，速度均匀准确，使测试速度和指定速度匹配恰当，确保测量出的各项运动指标，更加准确有效；同时，在折返处设有折返点检测装置，对被测者的运动速度进行监控。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本发明折返跑引导系统的整体结构示意图；

图2为本发明的控制结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明折返跑引导系统的整体结构示意图。如图1所示，本发明提供一种折返跑引导系统，主要包括主机100和与跑道300对应设置的引导装置200，两者之间通过数据线130相连，所述主机100上设有触摸显示屏110。所述引导装置200主要包括光带210，所述光带210上等距离间隔设置有多个LED灯230，且该多个LED灯230是等距离间隔设置的。所述光带210的长度与跑道300的长度对应设置，比如，两者的长度可以完全相等，或者光带的长度比跑道的长度略长。跑道300的两端分别是起跑线310和折返线320，当然，对于折返跑来说，只有在第一次单程跑时为起跑线，随后的折返过程中，起跑线310也是折返线。所述主机100包括有控制部，所述控制部根据设置好的测试参数发送测试命令给光带，驱动光带按照测试参数将多个所述LED灯逐一点亮，引导被测者在所述跑道上进行折返运动。为了对被测者进行准确引导，所述测试参数包括：折返跑级别数、各级别下的点亮速度和折返趟数。根据测试场地的实际需要，光带可以设置在不同位置，在图1所示的实施例中，光带210是设置在跑道300一侧的，且所述光带210的两端分别与支撑架220固定连接。当然，为了便于引导被测者运动，也可以直接将光带210铺设在跑道300上。在所述光带210上等距离间隔设置的多个LED灯230，其设置密度决定了折返跑运动速度的匀速性，密度越高，点亮的速度就能更好的符合指定的速度，通常情况下，根据测试组别的要求不同，LED灯230的排列密度在0.5个/米至100个/米范围内，在如图1所示的实施例中，LED灯的排列密度为10个/米。光带210上的LED灯230的数量也是由折返跑的单程距离和LED灯的排列密度来决定的。假设折返跑的单程距离，即：跑道300的起跑线310和折返线320之间的距离为d，光带210上LED灯230的排列密度设为ρ，LED灯的数量为N，则：N＝d×ρ。在使用过程中，主机100需要通过预设的程序，控制设置在光带210上的多个LED灯230依次点亮，LED灯230的点亮速度可以根据测试需要进行改变。如果将折返跑中某级别下的速度设为v，LED灯排列密度设为ρ，相邻的两个LED灯点亮的时间间隔设为t，则t＝1/(v×ρ)。

为了准确监测被测者的运动速度，所述折返跑引导系统还包括折返点检测装置，该装置包括分别设置在所述跑道折返端两侧的红外线对射开关500，所述红外线对射开关500与所述主机100之间通过无线通讯链接并输出检测信号给主机100。

折返点检测装置用于检测被测者到达折返点的时间，每个跑道的两端分别为折返点，在每条跑道的折返点处的两侧都设有红外线对射开关500。这种红外线对射开关包括红外线发射点和接收点，两者相距一定的距离，并对齐。设置距离的远近根据每条跑道300的宽度而定，一般为5米内，远的可以到10多米。从发射点发送的红外线，如果没有遮挡，可以被接收点收到，这时可设定接收点的输出状态为1，如果中间有遮挡物，遮住了红外线，接收点没有接收到红外线，这时设定接收点的输出状态为0。主机100会根据接收点输出状态的不同计时，并将所记录的时间与预设的运动时间进行比较，从而检测被测者到达折返点的时间，用来判断被测者是否准确跟随光带点亮速度运动。如果设定单趟运动时间为T，最大延迟时间的范围是：0.2×T-0.7×T，通常控制在0.5×T。当折返点检测装置测试出被测者到达折返点时间有所延迟，且延迟的时间已经超过了0.5×T，则判定被测者不能再继续完成测试，即：被测者不能跟随光带点亮的速度运动，此时主机100发出自动停止信号，该被测者的测试停止并在触摸显示屏110上显示其最终的测试数据。

图2为本发明的控制结构示意图。如图2所示，在主机100中设有控制部400，采用双芯片控制，所述控制部主要包括主控制模块、光带控制模块和触摸显示屏。其中，主控制模块用于保存通过触摸显示屏录入的设置参数、接收触摸显示屏的控制命令、测试中把把测试数据返回给触摸显示屏、测试开始时，把测试数据和命令发给光带控制模块，并同时通过无线模块把测试命令发送给折返点检测模块；光带控制模块根据主控制模块下发的数据驱动光带按一定速度逐一点亮LED灯；触摸显示屏用于录入数据和接收用户命令并转发给主控制模块，以及将主控制模块返回的数据显示出来。更具体地，所述控制部还包括折返点检测模块，所述折返点检测模块通过无线通讯模块与所述主控制模块之间进行通讯链接，折返点检测模块将检测数据反馈给主控制模块，并与主控制模块中预设的折返时间进行比较，对被测者的运动速度进行实时监控。

上述各个模块之间的通讯、控制和数据比较，需要通过设置在各个模块中相应的功能电路来实现，基于上文中所描述的各个模块所要实现的功能和作用，本领域技术人员可以通过对常规技术的合理组合而实现，因此，该部分内容在此不再赘述。

如图1并结合图2所示的内容，以下对本发明的工作过程进行详细地描述。

首先，在使用前，先通过触摸显示屏和主控制模块设置好测试参数，该测试参数包括：折返跑级别数、各级别下的速度和趟数。

其次，在测试过程中，主控制模块根据设置好的测试参数，每级别下的测试速度和趟数，一次性的发送给光带控制模块，并同时通过无线模块发送测试命令给折返点检测模块。

随后，光带控制模块接收到主控制模块发出的测试命令后，驱动光带按照指定的速度，运动指定的趟数，并在运动的过程中把数据返回给主控制模块。

当折返点检测模块收到主控制模块的测试命令后，启动红外线对射开关，记录被测者到达折返点的时间，并把该时间返回给主控制模块；主控制模块根据光带控制模块和折返点检测模块返回的数据，处理和分析，并把数据发送给触摸屏显示模块，让其显示当前已经完成测试的级别数，趟数等信息。被测者根据光带的指引速度，进行测试，测试中，如果被测者不能继续测试，不能跟随光带点亮的速度，被测者到达折返点时间会有延迟，会被折返点检测模块检测出来，主控制模块比对时间，如果延迟时间达到最大延迟时间，判断被测者不能检测测试，则自动停止该被测者的测试，并最终显示其最终的测试数据。

另外，除了上述自动停止测试的方式之外，如果被测者在测试过程中在认为自己不能继续完成全部折返跑路程，还可以通过设置在主机上的触摸显示屏上的结束按钮手动输入停止命令给主控制模块，被测者已经完成的级别数和该级别下的趟数就会在显示屏上显示出来。也就是说，本发明所提供的折返跑引导系统可以通过自动和手动两种方式终止工作。

由于LED灯的点亮速度是受控于输入参数的，在某一级别下，运动速度是相同的，而不同级别下的速度和趟数会有所不同。比如说，在级别1下，速度是8公里/小时，该级别1下要跑7趟，则这7趟的速度全是8公里/小时；在级别2下，速度是9公里/小时，该级别2下要跑8趟，则这8趟的速度全是9公里/小时。

折返跑的意义并不在于简单的往返运动，通常情况下，可以通过在折返跑的过程中测量或推算出与人体有关的某些参数，与身体素质有关的运动参数，或者人体在运动过程中的生理参数，比如摄氧量。在实际应用中，折返跑常用于测量人体的最大摄氧量。

以下通过具体实施例和数据，对本发明的技术方案进行详细地说明，同时可以了解到折返跑在测量人体最大摄氧量中的应用。

实施例一

在本实施例中，为10米折返跑，即：单程距离为10米，光带210的长度为10米，LED灯230在光带210上的设置密度为10个/米，具体数据如下表所示：

从上表可知，在本实施例中设置的折返跑参数表，一共包括20个级别，每个级别中有各自对应的速度和趟数，以单程10米计算，可以得到每级下的运动距离。通过每趟的运动时间和趟数，可以得到运动的累计时间，并参照上述各个参数，最终获得被测者的最大摄氧量。

首先，在使用前，被测者先通过触摸显示屏和主控制模块设置参数，主控制模块会一次性把整个表格数据中的级别数、趟数和该级别下的速度数据，全部发给光带控制模块，这样可以在测试中减少延时误差，同时，通过无线模块发送测试命令给折返点检测模块。以12级为例，设置好的测试参数包括：折返跑12级、速度12.9km/h、往返23趟、累计运动时间768.7s、每趟运动时间2.8s。光带控制模块接收到主控制模块发出的测试命令后，驱动光带按照12.9km/h的速度，往返依次点亮LED等23趟，并在运动的过程中把数据返回给主控制模块。同时，当折返点检测模块收到主控制模块的测试命令后，启动红外线对射开关，被测者起跑时计时开始，被测者跑到折返点时，身体对折返点检测装置的红外线对射开关进行遮挡的同时，红外线对射开关输出检测信号给主机，主控制模块控制计时停止，并将该实际记录时间与预设的2.8秒时间进行比较，判断实际时间比预设时间是否有所延迟，如果是，则自动停止该被测者的测试，否则测试继续，循环往复，直至测试者完成往返23趟折返跑，主控制模块根据光带控制模块和折返点检测模块返回的数据，处理和分析，并把数据发送给触摸屏显示模块，显示完成测试的级别数，趟数等信息。同样地，如果被测者没有完成全部级别而中途终止，触摸显示屏会将已经完成的测试级别数和趟数等信息显示出来。上述数据可以通过附加的人体参数分析软件，分析获得与数据相关的运动参数或生理参数结果，比如在上表中，对应12级的最大摄氧量为54.1ml/kg·min。需要说明的是，由于1-3级中的运动量很少，视为热身运动，因此最大摄氧量为零。

实施例二

在本实施例中，为20米折返跑，即：单程距离为20米，光带长20米，LED灯的密度为10个/米，具体数据如下表所示：

同样的，从上表可知，在本实施例中设置的折返跑参数表，也共包括20级，每级中有各自对应的速度和趟数，以单程20米计算，可以得到每级下的运动距离。通过每趟运动时间和趟数，可以得到运动累计时间，并参照上述各个参数，最终获得被测者的最大摄氧量。

从上述工作过程和两个具体的实施例可知，本发明所提供的这种折返跑引导系统是一种引导被测者按照指定速度进行折返跑或其他运动的系统，引导的主体是一条由若干个LED灯均匀排列构成的光带，光带的长度与折返单程距离或其他运动的运动距离相等。根据预先设定好的速度，逐个点亮设置在光带上的LED灯，使其点亮的速度匹配好指定运动速度，点亮的速度和要求的速度相等，被测者跟随点亮的LED灯运动，从而使被测者运动的速度就是指定的速度。由于需要测试人体的一些运动指标，折返跑的速度有恒速、加速、甚至减速的要求，因此，被测者的运动速度可以通过预设的方式进行改变，比如：可以是匀速运动、加速运动或者减速运动。在实际应用中，折返跑测试常用来评定被测者的运动能力、机能状态和训练效果，借助光带的折返跑引导系统可以很均匀的引导被测者按照指定的速度运动，使测试速度和指定速度匹配恰当，确保测量出的各项运动指标，更加准确有效。同时，在折返处，有折返点检测装置，用来检测被测者到达折返处的时间，该时间和LED灯点亮到折返处的时间相比对，可以用来判断被测者是否能跟随光带的速度。

Claims (9)

1.一种折返跑引导系统，主要包括主机和与跑道对应设置的引导装置，两者之间通过数据线相连，所述主机上设有触摸显示屏，其特征在于，所述引导装置主要包括光带，所述光带上等距离间隔设置有多个LED灯，所述光带的长度与跑道的长度对应设置；所述主机包括有控制部，所述控制部根据设置好的测试参数发送测试命令给光带，驱动光带按照测试参数将多个所述LED灯逐一点亮，引导被测者在所述跑道上进行折返运动。

2.如权利要求1所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述光带设置在跑道的一侧，且所述光带的两端分别与支撑架固定连接。

3.如权利要求1所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述光带铺设在跑道上。

4.如权利要求2或3所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述测试参数包括：折返跑级别数、各级别下的点亮速度和折返趟数。

5.如权利要求1所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述LED灯的设置密度为：0.5个/米至100个/米。

6.如权利要求5所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述LED灯的设置密度优选为：10个/米。

7.如权利要求1所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述折返跑引导系统还包括折返点检测装置，该装置包括分别设置在所述跑道折返端两侧的红外线对射开关，所述红外线对射开关与所述主机之间通过无线通讯链接并输出检测信号给主机。

8.如权利要求1所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述控制部主要包括主控制模块、光带控制模块和触摸显示屏；

其中，主控制模块用于处理和保存通过触摸显示屏录入的数据，并下发数据给光带控制模块，返回测试数据给触摸显示屏；

光带控制模块根据主控制模块下发的数据驱动光带按一定速度逐一点亮LED灯；

触摸显示屏用于录入数据和接收用户命令并转发给主控制模块，以及将主控制模块返回的数据显示出来。

9.如权利要求8所述的折返跑引导系统，其特征在于，所述控制部还包括折返点检测模块，所述折返点检测模块通过无线通讯模块与所述主控制模块之间进行通讯链接，折返点检测模块将检测数据反馈给主控制模块，并与主控制模块中预设的折返时间进行比较，对被测者的运动速度进行实时监控。