CN105879358B - 引体向上成绩测试仪 - Google Patents

Abstract

一种引体向上成绩测试仪，解决了现有使用引体向上连续完成次数记录成绩时存在的误差过大，鉴别力低下的问题，其技术要点是：测试传感单元采用带有拉线下拉绳的拉线式位移传感器，通过挂接件与穿戴在被测者身上的重心位置位移量检测点固定带相连接，测试传感单元输出人体重心位移脉冲信号，传输到运算处理单元，运算处理单元只累积记录重心向上位移量，再传递给显示器实时显示；上下杠感知单元感知的人体上、下杠信号，自动控制运算处理单元。其结构设计合理，以连续型数据作为计量单位记录连续引体向上的重心累积向上位移量，测试结果准确，具有使用简便，拆装快捷，宜于携带，核心部件使用寿命长，维护成本低等优点。

Description

引体向上成绩测试仪

技术领域

本发明涉及一种用于记录连续引体向上成绩的全新测试方法及测试仪器，特别是一种在连续引体向上测试中，采用具有连续型数据属性的数据记录被测者重心累积的向上位移量的引体向上成绩测试仪。

背景技术

力量素质是评价国民体质水平的一项重要指标，由于单杠连续引体向上具有测试方法简单、器材简易，测试过程安全等优点。所以国内、外都将连续引体向上的成绩作为评定上肢及躯干力量的主要指标。

现有的连续引体向上成绩测量方法是规定每次引体向上的初始位置与终止位置，初始位置为身体伸直，直臂悬垂时的位置，终止位置为下颚达到单杠杠杆高度的位置，动作过程中身体伸直，不能摆动。达到规定要求的引体向上动作予以计数，达不到规定要求的不予计数，可分为人工计数与利用仪器计数两种形式，均采用引体向上连续完成次数作为成绩的计量单位，记录的成绩属于离散型数据。

在测试实践中发现，使用离散型数据记录与评价连续引体向上成绩，存在误差过大，鉴别力低下等不足。这主要体现在：

第一、不同臂长的被测者，在同样体重的情况下，完成一次现有测试标准规定的引体向上所做功不同，这导致相同力量素质的人由于臂长的不同得出不同的测量结果；

第二、在人工记录连续引体向上的测试过程中，测试人员常常出现对现有测试标准掌握不严的情况，往往会导致测量的公平性受到质疑；

第三、当受试者开始引体时，两臂没有充分伸直或没有按照要求完成规定的引体高度时，无论相差多少均不记录成绩。这导致测量结果与真实力量水平出现较大偏离，不能准确反应被测者真实力量水平；

第四、实际测试中，有很多被测者甚至无法完成一次符合要求的引体向上，在这种情况下，以次数作为计量单位记录成绩，会导致成绩差异无法鉴别。

测量连续引体向上，其本质目的是记录被测者使用自身力量做功，克服自身体重向上运动的能力，重心向上运动的累积距离越大则相对力量水平越高。这里涉及到力量、距离、做功等物理量值都是连续型数据。

众所周知，离散型数据是指其数值只能用自然数或整数单位计算的数据，一般用计数方法取得。连续数据是在一定区间内可以任意取值的数据，其数值是连续不断的，相邻两个数值可作无限分割后仍然有意义，即可取无限个数值。在力量素质评价方面，连续型数据的精准程度与鉴别能力远高于离散型数据。所以，使用重心累积向上位移量记录与评价连续引体向上成绩的方法，其效果要优于使用连续完成次数记录与评价成绩的方法。

据已公开的资料和有关专利文献的报导，现在的测试都是采用具有离散型数据属性的次数作为计量单位。其原因就在于迄今为止，还没有可供使用的能够准确采集具有连续型数据属性的重心累积向上位移量的仪器。如：公告号为CN204891143U的“自动防作弊引体向上测试仪”中，公开的主要结构是：通过漫反射红外传感器作为防作弊检测传感器及含有压力传感器的防作弊垫，由计数控制器采集检测被测者是否按规定要求完成引体向上的次数信号，对符合要求的给予计数。受其结构的约束，采集的引体向上成绩的计量单位只能是次数，不能实现引体向上测试过程中对被测者重心累积向上位移量的采集。

公告号为CN204582506U的“一种引体向上测试仪器”，记载的主要结构是：通过固定在手臂上的连杆，检测被测者肘关节的屈伸角度以确定引体向上是否达到要求，并通过固定在连杆顶端的计数器自动记录次数。该结构仍然是采用计数器，使用时不仅需要用多条绑带将测试仪固定在上臂上，而且无法实现对引体向上测试中的重心累积向上位移量的采集。

公告号为CN204563545U的“一种引体向上计数装置”，公开的技术方案中包括计数器和磁性感应头，其目的是在引体向上测试过程中，由计数器替代人工计数。有效防止在测试引体向上的计数时多数和漏数的情况发生，大大减轻了体育老师的工作量。但是，也不能实现对引体向上测试中重心累积向上位移量的采集。

公告号为CN203989794U的“引体向上测试仪”，记载的结构主要包括控制部、计数部和结构支架。其主要根据分别与计数部连接的上、下体位传感器的状态，确定被测者完成有效引体向上的次数，并将计数结果实时传输给控制部并在显示屏上显示出来。其虽然准确采集引体向上连续完成次数，仍无法实现对引体向上测试中重心累积向上位移量的采集。

公告号为CN201179316Y的“引体向上检测装置”其结构主要包含一个检测计数单元以及一个计时计数通知单元，检测单元具有对照式红外线侦测器，通过被测者头部进入对照式红外线侦测器，遮段红外线光束检测引体向上完成次数。该检测装置将次数作为计量单位，无法实现对引体向上测试中重心累积向上位移量的采集。

公告号为CN202983136U的一种引体向上测试器，其结构包括信号发射器、至少一个信号接收器、显示模块、计数模块；信号接收器通过支撑杆固定于单杠上，接收佩戴于被测者身上的信号发射器发送的信号；信号接收器与计数模块连接，根据收到的信号判断被测者所处的位置；引体向上测试器通过信号接收器收到的信号判断被测者的位置从初始高度到达设定的及格高度时，计数模块增加一个计数，并通过所述显示模块显示计数值。该计数结构还是无法实现对引体向上测试中重心累积向上位移量的采集。

公开号为CN101716417A的“人体引体向上无线测试系统”，其结构由32个无线姿态传感器和测试主机组成测试系统。可以同时对32名被测者进行测试，主机通过固定在被测上臂的姿态传感器，判断被测者完成的引体向上动作是否达到要求，并对符合要求的动作进行计数。该计数测试系统也不能实现对引体向上测试中重心累积向上位移量的采集。

综上所述，现有测试连续引体向上记录成绩的技术方案，均无法实现对连续引体向上测试中重心累积向上位移量的连续型数据采集。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有连续型数据属性的引体向上成绩测试仪，解决现有使用离散型数据记录与评价连续引体向上成绩时存在的误差过大，鉴别力低下的问题，其结构设计合理，以连续型数据作为计量单位记录连续引体向上的重心累积向上位移量，测试结果准确，可为制定更科学的连续引体向上成绩评价标准创造必要的条件，具有使用简便，拆装快捷，宜于携带，核心部件使用寿命长，维护成本低等优点。

本发明所采用的技术方案是：该引体向上成绩测试仪包括固定支架，组装在固定支架上的测试传感单元、运算处理单元和显示器组成的记录及显示单元，与杠杆连接的上下杠感知单元以及连接各单元的电源，其技术要点是：所述测试传感单元采用带有拉线下拉绳的拉线式位移传感器，在拉线下拉绳上设置有挂接件，通过挂接件与穿戴在被测者身上的重心位置位移检测点固定带相连接，组装拉线式位移传感器的固定支架采用设置在单杠或双杠杠杆上方的悬架或直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带采用肩带或腰带；测试传感单元输出的人体重心位移脉冲信号，直接传输到运算处理单元，运算处理单元只累积纪录被测者重心位置向上的位移量，再传递给显示器实时显示；当上下杠感知单元感知到人体上杠信号后，将此信号传输到运算处理单元，运算处理单元清零初始化，开始记录测试传感单元输出的位移脉冲信号，对被测者重心向上位移量执行累加计算，并刷新显示器，实时显示累加的重心向上位移量；当上下杠感知单元感知到人体下杠信号，传输到运算处理单元，运算处理单元停止记录测试传感单元输出的脉冲信号，并显示最终累积的被测者重心位置向上位移量。

通过手握杠杆或脱离杠杆的变化触发控制逻辑的所述上下杠感知单元采用压力感应传感器或电导传感器。

所述固定支架采用设置在单杠或双杠的杠杆上方的悬架，被测者重心位置位移量检测点固定带采用肩带，组装在固定支架上的测试传感单元拉线式位移传感器，通过拉线下拉绳上的挂接件与肩带连接固定在一起，重心位置位移量检测点固定带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动测试传感单元同步动作。

所述固定支架直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带采用腰带，组装在固定支架上的测试传感单元拉线式位移传感器，通过拉线下拉绳上的挂接件与腰带连接固定在一起，重心位置位移量检测点固定带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动测试传感单元同步动作。

所述运算处理单元采用单片机。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用带有拉线下拉绳的拉线式位移传感器作为测试传感单元，当被测者上杠后，运算处理单元自动清零初始化，被测者做连续引体向上时身体重心不断地上下运动，拉线式位移传感器就将位移脉冲信号，直接传递给作为运算处理单元的单片机，运算处理单元只累积记录被测者重心位置向上位移量，再传递给显示器实时显示，所以其结构设计合理，能以连续型数据作为计量单位记录被测者连续引体向上时重心累积向上的位移量。另外，因拉线式位移传感器是通过拉线下拉绳上的挂接件与穿戴在被测者身上的重心位置位移量检测点固定带相连接的，故具有使用简便、拆装快捷，宜于携带，核心部件使用寿命长，维护成本低等优点。

特别需要强调的是，本发明因采用压力传感器或电导传感器作为上下杠感知传感单元，故当被测者手握杠杆或脱离杠杆时就输出相应的信号，自动控制运算处理单元，实现累积记录被测者重心向上位移量，测试结果准确，可为制定更科学的连续引体向上成绩评价标准创造必要的条件。因此，本发明是对连续引体向上测量仪器与测量方法手段的创新，从根本上解决了现有使用离散型数据测量与评价连续引体向上成绩时存在的误差过大，鉴别力低下的问题，利于推广应用。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种电气控制原理框图；

图3是本发明的一种测试工作程序框图；

图4是本发明的第一种实施方式示意图；

图5是本发明的第二种实施方式示意图；

图6是本发明的第三种实施方式示意图。

图中序号说明：1拉线式位移传感器、2记录及显示单元、3固定支架、4挂接件、5重心位置位移量检测点固定带、6拉线下拉绳、7上下杠感知单元。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本发明的具体结构。该引体向上成绩测试仪包括固定支架3，组装在固定支架3上的测试传感单元、运算处理单元和显示器组成的记录及显示单元2，与杠杆连接的上下杠感知单元7以及连接各单元的电源等零部件。其中测试传感单元采用带有拉线下拉绳6的拉线式位移传感器1，在拉线下拉绳6上设置有挂接件4，通过挂接件4与穿戴在被测者身上的重心位置位移量检测点固定带5相连接。组装拉线式位移传感器1的固定支架3可以采用设置在单杠或双杠杠杆上方的悬架，被测者重心位置位移量检测点固定带5可以采用肩带（如图1、图4、图6所示）。拉线式位移传感器1组装在单杠或双杠杠杆上方悬架上，通过拉线下拉绳6上的挂接件4与肩带连接固定在一起，肩带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动拉线式位移传感器1同步动作。固定支架3也可以直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带5采用腰带，安装在单杠的杠杆上的测试传感单元拉线式位移传感器1，通过拉线下拉绳6上的挂接件4与腰带连接固定在一起，腰带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动拉线式位移传感器1同步动作。本实施例中，优先采用压力传感器或电导传感器作为上下杠感知传感单元7，当被测者手握杠杆或脱离杠杆时就输出相应的信号，自动控制运算处理单元，实现累积记录被测者重心向上位移量，测试结果准确，可为制定更科学的连续引体向上成绩评价标准创造必要的条件。

电气控制原理如下：

被测者做连续引体向上时身体重心不断地上下运动，带动拉线式位移传感器1，输出的位移脉冲信号，直接传输到记录及显示单元2中的运算处理单元，运算处理单元只累积记录人体重心上移时的位移量，再传递给显示器实时显示。运算处理单元由单片机构成。

上下杠感知单元7可以采用压力感应传感器或采用电导传感器，通过手握杠杆或脱离杠杆的变化触发控制逻辑。当上下杠感知单元7感知到人体上杠信号后，传输到记录及显示单元2中的运算处理单元，运算处理单元完成清零初始化后，开始记录拉线式位移传感器1输出的位移量脉冲信号，只对被测者重心向上位移量执行累加计算，并刷新显示器，实时显示累加数值。当上下杠感知单元7感知到人体下杠信号后，运算处理单元停止累积记录拉线式位移传感器1输出的信号，并显示连续引体向上最终累积的重心向上位移量。再次有被测试者上杠时，重复上述测试过程。

测试工作程序如下：

开机启动，记录及显示单元2初始化显示开机界面，包括产品型号，厂商等内容，开始执行工作程序。

首先，上下杠感知单元7判断是否有人体上杠，如果没有人体上杠(N)，就继续查看是否有人体上杠，不停地循环，每秒数十万次循环，外部显示器不刷新，给人的感觉是没有任何动作。一旦被测者手握杠杆时，上下杠感知单元7感知有人体上杠，这个循环就停止了，记录及显示单元2的程序判断结果是（Y），触发控制逻辑内部自动清除所有记录，并令显示器回零准备开始计算成绩。被测者做连续引体向上时身体重心不断地上下运动，拉线式位移传感器1将采集的脉冲信号传递给运算处理单元，运算处理单元对被测者重心向上位移量执行累加计算，并刷新显示器，实时显示累加数值。

然后，再次判断被测者是否已经离杠，如果没离杠，则表明测试没有结束，继续查看是否有下一个位移脉冲信号进入，如果有，就记入累加值，如果没有，就查看被测者是否已经下杠，这种循环每秒运行数十万次。如果上下杠感知单元7感知被测者已经离杠，表明测试结束。此时显示器显示的就是最终累加的被测者重心向上位移量结果，并一直停在那里，直到下一次被测者上杠时被清除，内部程序运行到开始时等待被测者上杠的状态。如果没有被测者上杠时，运算处理单元始终在判断是否有被测者上杠的循环中，不能接受拉线式位移传感器1的脉冲信号，更不能改变显示结果。这意味着一旦离杠，不论怎样牵拉拉线式位移传感器1的拉线都不再计入成绩，客观上有防作弊功能。

第一种实施方式：如图4所示，组装拉线式位移传感器1的固定支架3采用设置在单杠的杠杆上方的悬架。被测者重心位置位移量检测点固定带5采用肩带，被测者测试前，通过拉线下拉绳6上的挂接件4与穿戴在被测者身上的肩带连接固定，然后跳起双手正握单杠，肩带随着被测者完成连续引体向上的移动带动拉线式位移传感器1同步动作。这时位于单杠手握区的上下杠感知单元7将感知信号传递给运算处理单元，运算处理单元对上次记录的成绩清零后，开始记录拉线式位移传感器1传递的信号，运算处理单元只累积记录人体重心向上的位移量，并传递给显示器，显示器将重心累积向上位移量实时显示出来。当被测者双手脱离杠杆时，上下杠感知单元7将感知信号传递给运算处理单元，运算处理单元停止记录拉线式位移传感器1传递的脉冲信号。

第二种实施方式：如图5所示，组装拉线式位移传感器1的固定支架3直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带5采用腰带，被测者测试前，通过拉线下拉绳6上的挂接件4与腰带连接固定。其测试工作程序同第一种实施方式。

第三种实施方式3：如图6所示，组装拉线式位移传感器1的固定支架3采用设置在双杠杠杆上方的悬架。被测者重心位置位移量检测点固定带5采用肩带，被测者测试前，通过拉线下拉绳6上的挂接件4与穿戴在被测者身上的肩带连接固定。其测试工作程序同第一种实施方式，可以测量在双杠上连续臂屈伸时的人体重心累积向上的位移量。

Claims (5)

1.一种引体向上成绩测试仪，包括固定支架，组装在固定支架上的测试传感单元、运算处理单元和显示器组成的记录及显示单元，与杠杆连接的上下杠感知单元以及连接各单元的电源，其特征在于：所述测试传感单元采用带有拉线下拉绳的拉线式位移传感器，在拉线下拉绳上设置有挂接件，通过挂接件与穿戴在被测者身上的重心位置位移量检测点固定带相连接，组装拉线式位移传感器的固定支架采用设置在单杠或双杠杠杆上方的悬架或直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带采用肩带或腰带；测试传感单元输出的人体重心位移脉冲信号，直接传输到运算处理单元，运算处理单元只累积记录被测者重心向上位移量，再传递给显示器实时显示；当上下杠感知单元感知到人体上杠信号后，将此信号传输到运算处理单元，运算处理单元清零初始化，开始记录测试传感单元输出的位移脉冲信号，对被测者重心向上位移量执行累加计算，并刷新显示器，实时显示累加的重心向上位移量；当上下杠感知单元感知到人体下杠信号，传输到运算处理单元，运算处理单元停止记录测试传感单元输出的脉冲信号，并显示最终累积的被测者重心位置向上位移量。

2.根据权利要求1所述的引体向上成绩测试仪，其特征在于：通过手握杠杆或脱离杠杆的变化触发控制逻辑的所述上下杠感知单元采用压力感应传感器或电导传感器。

3.根据权利要求1所述的引体向上成绩测试仪，其特征在于：所述固定支架采用设置在单杠或双杠的杠杆上方的悬架，被测者重心位置位移量检测点固定带采用肩带，组装在固定支架上的测试传感单元拉线式位移传感器，通过拉线下拉绳上的挂接件与肩带连接固定在一起，重心位置位移量检测点固定带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动测试传感单元同步动作。

4.根据权利要求1所述的引体向上成绩测试仪，其特征在于：所述固定支架直接采用单杠的杠杆，被测者重心位置位移量检测点固定带采用腰带，组装在固定支架上的测试传感单元拉线式位移传感器，通过拉线下拉绳上的挂接件与腰带连接固定在一起，重心位置位移量检测点固定带随着被测者完成连续引体向上时的不断运动，带动测试传感单元同步动作。

5.根据权利要求1所述的引体向上成绩测试仪，其特征在于：所述运算处理单元采用单片机。