CN107050752A - 蹬摆测力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蹬摆测力机，属于体育器材领域。包括护栏插入护栏支撑支架套管内，通过调节按钮调节护栏高度，护栏支撑支架固定在外罩上方与踏板的前方位置，控制器支架一端固定触摸屏控制器，另一端固定在外罩前方与护栏处于上下位置，底部支撑支架焊接安装在外罩内部底部四面位置，弹簧减震器上端固定在踏板（4）下端位置，弹簧减震器下端固定在底部支撑支架上，压力传感器下端固定在底部支撑支架侧面位置上，压力传感器上面依次套入连接套，连接套上面套入压块，压块连接在踏板的下方，调节滑轨焊接安装在外罩的内部上端位置。该发明结构简单，制造成本低，是测量运动员蹬摆力量的科学仪器。

Description

蹬摆测力机

技术领域

本发明涉及一种蹬摆测力机，属于体育器材领域。

背景技术

随着竞技运动水平的不断提高，比赛竞争的激烈程度不断增强，使运动训练科学化的程度越来越高，对体育科研与科学训练的要求也日益增加。对于运动训练来说,准确获得训练过程中运动员的运动学参数和动力学数据，研究运动员发力状态与运动成绩的关系，具有重要意义。各级教练员和体育科研人员借助具体的数据分析不但可以直接用于指导教学训练，及时纠正错误技术动作，对高水平运动员进行技术分析诊断，尽快提高运动成绩,提高训练的技术含量, 而且还可以提高运动选材的科学性，摆脱以往完全靠经验主义的作法。当前，国内外教练员和体育科研工作者越来越重视科学训练手段，运用生理生化指标体系，及时了解运动员的身体负荷情况和身体机能状况，合理地安排和调整训练计划，避免造成过度疲劳，减少和预防运动损伤，最大限度的提高训练水平和运动能力。这就要通过各种身体测试仪器进行监控，及时了解和预测运动员即将达到极强度，科学预防运损伤，并且提高身体协调能力，降低能量消耗，产生更为经济有效的训练效果。体育锻炼由于受个人以及场地等的影响，有许多运动员在训练中经常发生受伤现象，重者瘫痪，轻者腰酸腿疼，给正常生活带来许多不便。

蹬摆力量是人体活动和训练各个环节中能够反映人体形态结构和质量分布特征的基本参数之一，能够在动态和静态状态下准确检测到人体运动步频、大腿蹬摆力量、下肢力量、足底压力、相关肌肉表面肌电、人体重心位移等数据，依据力矩平衡原理和测试信号AR模型编制一套集在线数据采集、图形显示、数据存储与查看及数据处理于一体的测试软件，由测试平台和计算机构成，是一套人体下肢力量运动数据采集分析系统及测试仪器。随着电子技术的发展，人们再要求产品质量的同时，开始关注设备的人机交互性能，要求设备能有一个友好的界面，方便数据在设备和个人电脑之前的共享.通过个人电脑的强大功能来更高效的完成一些信息录入，数据管理和数据分析等操作.

为了适应的这些需求，本发明在处理器上采用ARM 32位处理器，设备使用Fat32文件系统，可以通过USB接口，将数据和信息用U盘在设备和个人电脑上的便捷共享.由于设备植入了csv文件格式解析服务，因此可以充分使用excel软件快捷的对数据的操作。除此之外，设备还使用了指纹身份识别功能，使测试更方便，更安全。该发明会给运动员在训练中带来辅助康复的练习效果。也可以在家庭和办公娱乐场所使用，是学校及家庭必备的健身器械。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单，操作实用，不受场地和时间限制的蹬摆测力机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该蹬摆测力机，其特征在于：包括护栏、护栏支撑支架、弹簧减震器、踏板、压块、调节按钮、连接套、压力传感器、调节插销、调节滑轨、控制器支架、触摸屏控制器、外罩、地脚、底部支撑支架，护栏插入护栏支撑支架套管内，通过调节按钮调节护栏高度，护栏支撑支架固定在外罩上方与踏板的前方位置，控制器支架一端固定触摸屏控制器，另一端固定在外罩前方与护栏处于上下位置，底部支撑支架焊接安装在外罩内部底部四面位置，弹簧减震器上端固定在踏板下端位置，弹簧减震器下端固定在底部支撑支架上，压力传感器下端固定在底部支撑支架侧面位置上，压力传感器上面依次套入连接套，连接套上面套入压块，压块连接在踏板的下方，调节滑轨焊接安装在外罩的内部上端位置，护栏支撑支架下端的平行位置，调节插销将踏板与调节滑轨固定连接于一体，地脚安装在外罩底部的四个角上。

使用时，人体双腿站在踏板上，双手扶住护栏或支架上，接通电源，在触摸屏上设定原地蹬摆的时间，双腿依次原地蹬摆，通过压力传感器与传感导线将压力信号传输到程序管理集成电路芯片上，导致导线电流两端感生出电动势，利用集成电路及闭合电流把重量的输入信号转换成实际应用的电信号，此时传感器可以感应到在检验区域内所引起的变化及时将压力传感器的电信号通过电磁能量聚焦在探测器上，使信号放大器和信号处理电路按照目标发射率转变为被测目标向管理器发射电信号，电信号被接收后分别将信号输入到信号分析仪进行各种分析处理，通过集成电路、显示仪器等把成像技术、计算机技术、图像处理技术经过可偏程序控制器与现场总线集成电路芯片等处理后将其显示在微机荧光屏上，从而实现人体下肢在蹬伸过程中蹬伸力量数值的获取和监控，按照设定的时间及时记录双腿依次踏在踏板上的力量和次数，起到锻炼身体的目的。

所述的蹬摆测力机的材料可以用圆管，方管或钢板。

所述的压力传感器，在左脚、右脚各有一个测力传感器。开始前，设定测试持续时间，单位为秒，跑动时，记录每次脚产生的冲击力，并记录限定时间内跑动的次数。时间到有声音和显示提示。最终以图表形式显示力度。系统采用STM32系列芯片作为主控制器，测力传感器采用应变式称重传感器，每一个踏板连接一只传感器，传感器量程为300KG，应变传感器的输出信号很小，所以，采用小信号低噪声放大电路进行信号的前期调理，然后送入ADC，进行数字化处理，ADC采用24位ADC芯片ADS1230。为方便成员信息的输入与导出，系统留有USB接口和SD卡接口各一个。传感器及其外围电路封装于小型屏蔽容器内，固定于振动物体上，随之同步振动，输出测量信号；信号调理电路接收电信号，进行放大、滤波等必要处理；经过处理后的信号被送入显示部分，信号的频率和幅度以数值形式显示于LED数码管上，实现加速度和频率的实时测量。所述的触摸屏控制器具有身份识别号码输入功能，用以日后分析区分个体。为了保证个体数据的准确性，系统采用了指纹信息进行个体区分，据有指纹输入和信息存储功能，开机需要密码，U盘或SD卡读出数据，以便日后转入计算机分析数据，带有嵌入式微型打印机，测试完毕，打印测试结果，输入与显示均采用触摸屏，电源为220V，使用台式计算机电源线。本发明仪器能够准确测量出运动员双腿力量的大小、踝关节力量的大小、髋关节力量的大小，根据最大负荷力量来安排运动量，能够准确获得运动员的运动学参数和动力学数据，运动员的身体负荷情况和身体机能状况，对高水平运动员进行技术分析诊断，尽快提高运动成绩，及时纠正错误技术动作，提高训练的技术含量，有助于提高运动选材的科学性，运用生理生化指标体系，及时合理地安排和调整训练计划，避免造成过度疲劳，减少和预防运动损伤。传感器及其外围电路的设计选用了美国ADI公司生产的ADXL50加速度计作为振动传感器。它被集成了单片集成电路上，采用差动电容作为敏感元件，用闭环反馈力平衡技术和完整的信号调理电路构成闭环随动式加速度计，其输出电压与其感受的加速度成正比。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：为了方便于管理硬件和软件资源，系统采用ucos嵌入式操作系统作为平台，软件功能主要包括：密码管理，ADC操作，液晶屏显示与触控管理，打印管理，指纹信息读取与管理，成员指纹信息录入、查询、管理。通过安装地脚缓冲垫，增加安全系数，起到稳定支架作用。通过计算机软件系统，设计出运动员自身和负荷状态下弹跳高度曲线轨迹，大腿肌肉力量大小轨迹，足底压力曲线轨迹，负荷重物大小力量曲线轨迹，足底力矩的变化轨迹。以及在肌电图仪的配合下，测定脉搏跳动轨迹变化等生理状况，及时测出运动员力量负荷强度运动损伤，预防过度疲劳的现象。本发明具有健身功能，对消除肌肉疲劳，减轻肌肉酸痛，促进血液循环。对活动不方便的中老年人病人起到增加运动，促进康复作用。

本发明结构简单，体积小、不受场地和时间限制，搬运方便，容易操作。

附图说明

图1是本发明蹬摆测力机的最佳实例，其中：1、护栏 2、护栏支撑支架

3、弹簧减震器 4、踏板 5、压块 6、调节按钮7、连接套 8、压力传感器 9、调节插销 10、调节滑轨 11、控制器支架12、触摸屏控制器 13、外罩 14、地脚 15、底部支撑支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明蹬摆测力机作进一步说明：如图所示：蹬摆测力机，其特征在于：包括护栏、护栏支撑支架、弹簧减震器、踏板、压块、调节按钮、连接套、压力传感器、调节插销、调节滑轨、控制器支架、触摸屏控制器、外罩、地脚、底部支撑支架，护栏（1）插入护栏支撑支架（2）套管内，通过调节按钮（6）调节护栏（1）高度，护栏支撑支架（2）固定在外罩（13）上方与踏板（4）的前方位置，控制器支架（11）一端固定触摸屏控制器（12），另一端固定在外罩（13）前方与护栏（1）处于上下位置，底部支撑支架（15）焊接安装在外罩（13）内部底部四面位置，弹簧减震器（3）上端固定在踏板（4）下端位置，弹簧减震器（3）下端固定在底部支撑支架（15）上，压力传感器（8）下端固定在底部支撑支架（15）侧面位置上，压力传感器（8）上面依次套入连接套（7），连接套（7）上面套入压块（5），压块（5）连接在踏板（4）的下方，调节滑轨（10）焊接安装在外罩（13）的内部上端位置，护栏支撑支架（2）下端的平行位置，调节插销（9）将踏板（4）与调节滑轨（10）固定连接于一体，地脚（14）安装在外罩（13）底部的四个角上。

使用时，接通电源，在触摸屏上设定原地跑的时间，人体站立或半蹲在踏板上，双腿依次原地跑步，通过压力传感器与传感导线将压力信号传输到程序管理集成电路芯片上，导致导线电流两端感生出电动势，利用集成电路及闭合电流把重量的输入信号转换成实际应用的电信号，此时传感器可以感应到在检验区域内所引起的变化及时将压力传感器的电信号通过电磁能量聚焦在探测器上，使信号放大器和信号处理电路按照目标发射率转变为被测目标向管理器发射电信号，电信号被接收后分别将信号输入到信号分析仪进行各种分析处理，通过集成电路、显示仪器等把成像技术、计算机技术、图像处理技术经过可偏程序控制器与现场总线集成电路芯片等处理后将其显示在微机荧光屏上，从而实现人体下肢在蹬伸过程中蹬伸力量数值的获取和监控，按照设定的时间及时记录双腿依次踏在踏板上的力量和次数，起到锻炼身体的目的。

所述的蹬摆测力机固定支架的材料可以用圆管，方管或钢板。

本发明能够给中老年人和运动员在康复和训练过程中带来辅助的练习效果。也可以在家庭和办公娱乐场所使用，是专业运动队及医院必备的康复器械。

Claims (2)

1.蹬摆测力机，其特征在于：包括护栏、护栏支撑支架、弹簧减震器、踏板、压块、调节按钮、连接套、压力传感器、调节插销、调节滑轨、控制器支架、触摸屏控制器、外罩、地脚、底部支撑支架，护栏（1）插入护栏支撑支架（2）套管内，通过调节按钮（6）调节护栏（1）高度，护栏支撑支架（2）固定在外罩（13）上方与踏板（4）的前方位置，控制器支架（11）一端固定触摸屏控制器（12），另一端固定在外罩（13）前方与护栏（1）处于上下位置，底部支撑支架（15）焊接安装在外罩（13）内部底部四面位置，弹簧减震器（3）上端固定在踏板（4）下端位置，弹簧减震器（3）下端固定在底部支撑支架（15）上，压力传感器（8）下端固定在底部支撑支架（15）侧面位置上，压力传感器（8）上面依次套入连接套（7），连接套（7）上面套入压块（5），压块（5）连接在踏板（4）的下方，调节滑轨（10）焊接安装在外罩（13）的内部上端位置。

2.根据权利要求1所述的蹬摆测力机，其特征在于：护栏支撑支架（2）下端的平行位置，调节插销（9）将踏板（4）与调节滑轨（10）固定连接于一体，地脚（14）安装在外罩（13）底部的四个角上。