CN110124287B - 一种攀岩对称训练检测方法及训练检测系统 - Google Patents

一种攀岩对称训练检测方法及训练检测系统 Download PDF

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Abstract

一种攀岩对称训练检测方法及训练检测系统。本发明公开了一种攀岩对称训练检测方法，所述对称检测方法包括以下步骤：在攀岩壁上提供不同形状且表面不平的抓体，每个抓体内至少设置一个压力传感装置；选取不同高度上任意一个抓体为支撑点，在支撑点之上的任意一个方向的抓体为抓点，在支撑点之下的任意一个方向的抓体为踩点，攀岩训练者以支撑点为中心并结合抓点和踩点进行排列组合形成“米”字型区域作为攀岩训练路径；通过压力传感装置分别采集心支撑点、抓点和踩点的各受力点的受力状况，并将压力传感装置采集到的受力大小发送至数据处理器进行处理分析，以获取训练用力训练方案。本发明根据攀岩训练路径检测各个受力点的受力大小情况，以掌握训练时的用力大小，减轻力的浪费。

Description

一种攀岩对称训练检测方法及训练检测系统
技术领域
本发明涉及攀岩项目辅助训练技术领域，尤其涉及一种攀岩对称训练检测方法及训练检测系统。
背景技术
攀岩是从登山运动中衍生出来的竞技运动项目，特别是近几年的发展已初具规模，并吸引了越来越多的年轻人参加，发展前景十分可喜，而且也成为国际性重要的竞技体育项目。虽然攀岩运动广为人知，攀岩运动也可作为锻炼人体肌肉力量的好方式，并且攀岩运动也很容易在室内外进行，而攀岩运动运动模式看似简单，却不是每个人都可以轻易进行的，因为攀岩运动对人体的要求的条件比一般运动更高，由于攀岩的难度较大，危险系数较高，它要求攀岩爱好具备很大的力量和柔软性。攀岩者在进行攀岩时，需要以手指抓住(或勾住)岩石块，进而以手指和手臂的力量抵抗重力将身体撑起，所以手指、手臂肌肉的强度对于能否顺利的进行攀岩运动相当重要。因此，攀岩运动的爱好者对人体核心力量进行训练是必修的过程。
由于攀岩训练场地是不规则的，在训练过程中可能随时方式变化(各种几何面的变化)，这将要求训练者具备各种各样的动作应变能力和掌握各种脚点、手点的配合训练，而攀岩者不清楚需要多大的力量才能完成各种动作的训练，以减轻训练过程中或攀岩过程中力的浪费，所以人们想要在独立的完成攀岩运动，需要完整的学习攀岩知识，并且反复的练习攀岩动作以及分解动作练习，以提高人体的肌肉力量、柔软性承、承受能力和协调能力，快速了解训练者身体各部位的力量情况，为攀岩训练者在进行攀岩综合训练时提供科学的训练指导，以减少在运动过程中造成意外伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种攀岩对称训练检测方法，本发明根据攀岩训练路径检测各个受力点的受力大小情况，以掌握各种动作在支撑点、抓点和踩点进配合训练时的用力大小，不仅减轻力的浪费；还保证了训练者自适应地进行平衡训练任务，使训练者循序渐进地完成手指力量、手臂力量、腿部训练和身体其他部位训练的目的。为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：
根据本发明的一个方面，提供了一种攀岩对称训练检测方法，所述对称检测方法包括以下步骤：
在攀岩壁上提供不同形状且表面不平的抓体，每个抓体内至少设置一个压力传感装置；
选取不同高度上任意一个抓体为支撑点，在支撑点之上的任意一个方向的抓体为抓点，在支撑点之下的任意一个方向的抓体为踩点，攀岩训练者以支撑点为中心并结合抓点和踩点进行排列组合形成“米”字型区域作为攀岩训练路径；
在“米”字型区域内选取的支撑点、抓点和踩点之间形成任意角度进行训练，并通过压力传感装置分别采集心支撑点、抓点和踩点的各受力点的受力状况，获取各受力点的受力大小和受力方向，并将压力传感装置采集到的受力大小Fa和受力方向发送至数据处理器进行处理分析，以获取训练用力训练方案；
上述方案进一步优选的，在攀岩训练者皮肤表面紧贴一片或两片以上的电极片，用于检测攀岩训练者的训练部位的用力大小Fb，并将电极片检测的用力大小Fb发送至数据处理器， 分别提取多组受力大小Fa和用力大小Fb，用于验证和判断攀岩训练者在每个训练路径过程中训练部位的受力情况和各受力点的受力状况。
上述方案进一步优选的，验证和判断攀岩训练者在每个训练路径过程中训练部位的受力情况包括以下步骤：获取每个训练路径过程中的受力大小Fa和用力大小Fb，分别对比训练部位的用力大小Fb与压力传感装置采集到的受力大小Fa的匹配程度；
确定攀岩训练者的训练部位用力情况和各受力点的受力状况，统计训练部位在每个训练路径用力大小和发力方向，以获得对应训练部位的用力训练方案，攀岩训练者按照所述对应的用力训练方案进行训练。
上述方案进一步优选的，将压力传感装置采集到的受力大小Fn发送至数据处理器进行处理分析包括以下步骤：提取每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n) (a=1,2,3，…，n)，以及每个攀岩训练路径的时间Ti(n) (i=1,2,3，…，n)，n表示训练路径数量；
建立某个攀岩训练路径的时间Ti(n)的受力大小Fa(n)与其他时间受力大小的相关系数B，根据该次攀岩训练路径的相关系数B以及受力情况给出用力训练方案；其中，B=E[Ti(n)Fa T(n)]，式中的n表示训练路径，Ti(n)表示n个训练路径的时间序列矩阵，Fa T(n)表示n个训练路径的受力序列矩阵转置，E[·]是期望值。
上述方案进一步优选的，所述支撑点与抓点之间的距离不小于5cm，相邻所述抓点之间的距离不小于1cm。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种攀岩对称训练检测系统，所述系统包括数据处理器、设置在攀岩壁上的支撑点、抓点和踩点以及用于检测支撑点、抓点和踩点的受力点的压力传感装置、用于检测训练者训练部位的用力采集装置，所述数据处理器分别与所述压力传感装置和用力采集装置信号连接，所述数据处理器用于接收压力传感装置采集的受力大小数据和用力采集装置采集的用力大小数据，所述数据处理器用于根据所述受力大小数据和用力大小数据在满足预设条件后生成用力训练方案。
上述方案进一步优选的，所述数据处理器包括数据分类单元、数据统计单元、数据提取单元和数据报告生成单元；所述数据分类单元分别接收受力大数据小和用力大小数据，并对训练部位在每个攀岩训练路径的数据进行分类，所述数据统计单元对分类的数据进行排序并统计相互接近的受力大小、用力大小和发力方向数据，所述数据提取单元用于提取相互接近的受力大小、用力大小和发力方向数据，并将提取的数据送入数据报告生成单元生成用力训练方案。
上述方案进一步优选的，所述数据报告生成单元生成的用力训练方案包括支撑点的受力反馈情况、抓点的受力反馈情况、踩点的力反馈对比情况和有效的训练路径方案。
综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明根据攀岩训练路径检测各个受力点的受力大小情况，以掌握各种动作在支撑点、抓点和踩点进配合训练时的用力大小和发力方向，不仅减轻力的浪费；还保证了训练者自适应地进行平衡训练任务，从而显提供攀岩者平衡训练的效率；同时为攀岩者提供良好的攀岩体验，掌握更多的攀岩知识，提高攀岩者的各身体部位的力量，使训练者循序渐进地完成手指力量、手臂力量、腿部训练和身体其他部位训练的目的，并减少攀岩过程中受伤情况的发生。
附图说明
图1是本发明的攀岩壁的结构示意图；
图2是本发明的训练区域的米字型的示意图；
图3是本发明的抓体的安装示意图；
图4是本发明的用力大小与受力大小的匹配程度示意图；
图5是本发明的数据处理器的原理示意图；
附图中，攀岩壁1，抓体2，螺孔21，螺杆22，抓点30，踩点40。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
如图1和图2所示，由于在攀岩竞技比赛中是按照比赛设计线路和竞技规则进行的，由于参赛者的手臂和腿的力量以及其他身体部位的用力情况不相同，在比赛过程中手臂、腿或身体其他部位使力不当时，容易导致有受伤情况发生。为此，需要对攀岩者进行日常训练进行检测和运动诊断，以为攀岩者提供科学训练的参考依据，从而实现帮助攀岩墙进行可持续攀爬，为攀岩者提供良好的攀岩体验，掌握更多的攀岩知识，提高攀岩者的各身体部位的力量，减少攀岩过程中受伤情况的发生。在进行专门训练时，在攀岩壁上选取某一训练区域A作为参考面，该训练区域A由规则或不规则的岩壁组成，攀岩壁上的训练区域A的几何面包含各种变化，根据本发明的一个方面，提供了一种攀岩对称训练检测方法，所述对称检测方法包括以下步骤：
步骤S1：在攀岩壁1上提供不同形状且表面不平的抓体2，抓体2上还这设置手指孔进行手指训练，在每个抓体2内至少设置一个压力传感装置；如图3所示，在抓体2上开设有螺孔21，并采用螺杆22穿过抓体2的螺孔21将抓体2固定在攀岩壁1上，可以在螺杆22外壁上与螺孔21壁内之间设置压力传感装置，该螺杆22可附带预应力检测装置，可采用但不限制于非接触式位移传感器和球头拉杆预紧力传感器，例如以球头拉杆预紧力传感器22作为压力传感装置穿过所述抓体2的螺孔21固定在攀岩壁1上，抓体2受力时使压力传感装置检测的压力变化转换输出电信号；
步骤S2：选取不同高度上任意一个抓体2为支撑点20，在支撑点20之上的任意一个方向的抓体2为抓点30，每个抓体2采用不同大小不同形状的几何体，在支撑点20之下的任意一个方向的抓体2为踩点40，攀岩训练者以支撑点20为中心并结合抓点30和踩点40进行排列组合形成“米”字型区域作为攀岩训练路径，在“米”字型区域用左手抓住支撑点20(或右手抓住支撑点20)，右手抓住抓点30(或左手抓住支撑点20)，两脚或单脚踩住踩点40，使训练者在“米”字型区域内选取的支撑点20、抓点30和踩点40之间形成任意角度进行训练，所述支撑点20与抓点30之间的距离不小于5cm，相邻所述抓点30之间的距离不小于1cm；在训练区域A以支撑点20为中心点(可以按照任意排列组合，所有支撑点20、抓点30和踩点40都可以作为中心点)，攀岩者用手抓住支撑点20和抓点30，用脚踩一个或两个踩点40，但不限于该操作方式，按照排列组合应该包含所有的支撑点20、抓点30和踩点40，使其都作为受力点进行检测，所采集到的受力点数据作为对称训练的依据；
步骤S3：在“米”字型区域内选取的支撑点20、抓点30和踩点40之间形成任意角度进行训练，并通过压力传感装置分别采集心支撑点20、抓点30和踩点40的各受力点的受力状况，获取各受力点的受力大小和受力方向，并将压力传感装置采集到的受力大小Fa和受力方向发送至数据处理器进行处理分析，以获取训练用力训练方案，各受力点的受力状况包括各受力点的受力大小和受力方向，训练者在“米”字型区域内选取的支撑点20、抓点30和踩点40之间形成任意角度时，分别对任意角度受力点的受力大小和受力方向分析分析，从而检测出训练者的用力大小和发力的方向，获取力大小和发力的方向以便于做出更专业的训练技术指导；每个支撑点20、抓点30和踩点40通过非接触式位移传感器、球头拉杆预紧力传感器或螺杆固定于岩壁上，可能会收到360度任意方向发出的力，这些力都能体现攀岩动作是否标准、合理，通过采集各方位的力以及分别的大小，多次同一个动作的用力方向比较等的分析有利于帮助实现攀岩对称训练。
作为本发明的最佳实施例，在每个抓体2内至少设置一个压力传感装置检测每个抓体的受力情况，还同时结合在攀岩训练者的皮肤表面紧贴一片或两片以上的电极片，用于检测攀岩训练者的训练部位的用力大小Fb，并将电极片检测的用力大小Fb发送至数据处理器，分别提取多组受力大小Fa和用力大小Fb，用于验证和判断攀岩训练者在每个训练路径过程中训练部位的受力情况和各受力点的受力状况；结合图2所示，验证和判断攀岩训练者在每个训练路径过程中训练部位的受力情况包括以下步骤：
步骤S21：获取每个训练路径过程中的受力大小Fa和用力大小Fb，分别对比训练部位的用力大小Fb与压力传感装置采集到的受力大小Fa的匹配程度；如图4所示，训练时可先使用左手抓住支撑点20，并以该支撑点20作为圆心O，用单脚或双脚踩一个或两个踩点40，且还不断更换踩点40，使右手沿A0至A10n方向形成任意一角度(1°~180°之间的任一角度或0°~360°之间的任一角度)抓取所述抓点30，根据不同的训练标准，从而形成各种攀岩训练路径组合来进行攀岩训练，也可以先使用右手抓住支撑点20，再用左手沿A0至A20n方向形成任意一角度抓取所示抓点30进行攀岩训练；
步骤S22：确定攀岩训练者的训练部位用力情况和各受力点的受力状况，统计训练部位在每个训练路径用力大小，以获得对应训练部位的用力训练方案，攀岩训练者按照所述对应的用力训练方案进行训练，以米字型形成任意一角度抓取所示抓点30进行攀岩训练时，手臂用力情况、脚部、腿部以及腹部等部位的用力情况都不相同，从而导致各受力点的受力状况不相同，每个攀岩训练者的左手或右手能用力的大小不一样，每个部位用力的大小不同，容易导致攀岩运动中受伤，为此需要对每个部位进行针对性训练，根据不同的攀岩训练路径检测各个受力点和用力点之间的力矩，可以清楚哪各部位用多大力，用力多少，针对不同攀岩训练者需要做出多大的力矩，结合图4所示，根据受力大小Fa(虚线)和用力大小Fb(实现)的匹配程度(相互接近点)，在攀岩训练路径L中的各个受力点和用力点之间的用力匹配程度，提取到相互接近的受力大小和用力大小数据，根据匹配的用力反馈情况，为训练者提出各种训练动作以及各种应变动作，掌握各种动作在支撑点、抓点和踩点进配合的训练，用多大力以减轻力的浪费。
作为本发明的另一实施例，结合图2所示，只以压力传感装置检测每个抓体的受力情况作为对称训练的指导依据，将压力传感装置采集到的受力大小Fn发送至数据处理器进行处理分析包括以下步骤：
步骤S31：提取每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n) (a=1,2,3，…，n)，以及每个攀岩训练路径所需要的时间Ti(n) (i=1,2,3，…，n)，n表示训练路径数量，其中每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n)至少还包含了一次或多次尝试产生的受力大小以及每次尝试训练的时间长度；
步骤S32：建立某个攀岩训练路径的时间Ti(n)的受力大小Fa(n)与其他时间受力大小的相关(或相似)系数B，根据该次攀岩训练路径的相关系数B以及受力情况给出用力训练方案；其中，B=E[Ti(n)Fa T(n)]，n表示训练路径数量，Ti(n)表示n个训练路径的时间序列矩阵，Fa T(n)表示n个训练路径的受力序列矩阵转置，E[·]是期望值；在每个攀岩训练路径中，训练者的某个部位作用在支撑点20、抓点30和踩点40的次数(比例或概率)，以相关系数B作为参考，相关系数B作为训练者每次完成规定的动作任务标准时，某个部位作用在支撑点20、抓点30和踩点40的次数(比例或概率)。训练时可先使用左手抓住支撑点20，并以该支撑点20作为圆心O，用单脚或双脚踩一个或两个踩点40，且还不断更换踩点40，使右手沿A0至A10n方向形成任意一角度(1°~180°之间的任一角度)抓取所述抓点30，从而形成各种攀岩训练路径组合来进行攀岩训练，也可以先使用右手抓住支撑点20，再用左手沿A0至A20n方向形成任意一角度抓取所示抓点30进行攀岩训练；以抓点位于A10位置为例，在训练时，记录A10位置进行训练的次数、持续的时间长度以及每次训练所需要的受力大小，通过基于相关系数B基础上，能够使训练者在平衡训练中保证自身的安全，自适应地完成各种平衡对称训练，从而显著增加人体对称平衡训练的效率。
在本发明中，本发明还提供了一种攀岩对称训练检测系统，包括数据处理器、设置在攀岩壁上的支撑点20、抓点30和踩点40以及用于检测支撑点20、抓点30和踩点40的受力点的压力传感装置、用于检测训练者训练部位的用力采集装置，所述数据处理器分别与所述压力传感装置和用力采集装置信号连接，所述数据处理器用于接收压力传感装置采集的受力大小数据和用力采集装置采集的用力大小数据，所述数据处理器用于根据所述受力大小数据和用力大小数据在满足预设条件后生成用力训练方案；所述数据处理器包括数据分类单元、数据统计单元、数据提取单元和数据报告生成单元；所述数据分类单元分别接收受力大数据小和用力大小数据，并对训练部位在每个攀岩训练路径的数据进行分类，所述数据统计单元对分类的数据进行排序并统计相互接近的受力大小、用力大小和发力方向数据，所述数据提取单元用于提取相互接近的受力大小、用力大小和和发力方向数据，并将提取的数据送入数据报告生成单元生成用力训练方案；所述数据报告生成单元生成的用力训练方案包括支撑点的受力反馈情况、抓点的受力反馈情况、踩点的力反馈对比情况和有效的训练路径方案，更为具体的是根据攀岩训练路径检测检测各个受力点和用力点持续训练的次数、时间长度以及每次训练所需要的受力大小，根据攀岩训练路径检测各个受力点的受力大小情况，以掌握各种动作在支撑点、抓点和踩点进配合训练时的用力大小、发力方向，以减轻力的浪费。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种攀岩对称训练检测方法，其特征在于：所述对称检测方法包括以下步骤：
在攀岩壁(1)上提供不同形状且表面不平的抓体(2)，每个抓体(2)内至少设置一个压力传感装置；
选取不同高度上任意一个抓体(2)为支撑点(20)，在支撑点(20)之上的任意一个方向的抓体(2)为抓点(30)，在支撑点(20)之下的任意一个方向的抓体(2)为踩点(40)，攀岩训练者以支撑点(20)为中心并结合抓点(30)和踩点(40)进行排列组合形成“米”字型区域作为攀岩训练路径；
在“米”字型区域内选取的支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)之间形成任意角度进行训练，并通过压力传感装置分别采集心支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)的各受力点的受力状况，获取各受力点的受力大小和受力方向，并将压力传感装置采集到的受力大小Fa和受力方向发送至数据处理器进行处理分析；
在攀岩训练者皮肤表面紧贴一片或两片以上的电极片，用于检测攀岩训练者的训练部位的用力大小Fb，并将电极片检测的用力大小Fb发送至数据处理器；分别提取多组受力大小Fa和用力大小Fb，用于验证和判断攀岩训练者在每个攀岩训练路径过程中训练部位的受力情况和各受力点的受力状况，其中，验证和判断攀岩训练者在每个攀岩训练路径过程中训练部位的受力情况包括以下步骤：
获取每个训练路径过程中的受力大小Fa和用力大小Fb，分别对比训练部位的用力大小Fb与压力传感装置采集到的受力大小Fa的匹配程度；确定攀岩训练者的训练部位用力情况和各受力点的受力状况，统计训练部位在每个攀岩训练路径用力大小和发力方向，攀岩训练者按照对应训练部位的用力训练方案进行训练其中，数据处理器进行处理分析包括以下步骤：提取每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n)，其中a=1,2,3，…，n；以及每个攀岩训练路径的时间Ti(n) 其中，i=1,2,3，…，n；n表示训练路径数量；建立某个攀岩训练路径的时间Ti(n)的受力大小Fa(n)与其他时间受力大小的相关系数B，根据相关系数B以及受力情况给出用力训练方案；其中，B=E[Ti(n)Fa T(n)]，式中的n表示训练路径数量，Ti(n)表示n个训练路径的时间序列矩阵，Fa T(n)表示n个训练路径的受力序列矩阵转置，E[·]是期望值，在每个攀岩训练路径中，训练者的某个部位作用在支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)的次数以相关系数B作为参考。
2.根据权利要求1所述的一种攀岩对称训练检测方法，其特征在于：每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n)至少还包含了一次或多次尝试产生的受力大小以及每次尝试训练的时间长度。
3.根据权利要求1所述的一种攀岩对称训练检测方法，其特征在于：所述支撑点(20)与抓点(30)之间的距离不小于5cm，相邻所述抓点(30)之间的距离不小于1cm。
4.一种攀岩对称训练检测系统，其特征在于：包括数据处理器、设置在攀岩壁上的支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)以及用于检测支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)的受力点的压力传感装置、用于检测训练者训练部位的用力采集装置，所述数据处理器分别与所述压力传感装置和用力采集装置信号连接，所述数据处理器用于接收压力传感装置采集的受力大小数据和用力采集装置采集的用力大小数据，所述数据处理器用于根据所述受力大小数据和用力大小数据在满足预设条件后生成用力训练方案；所述数据处理器包括数据分类单元、数据统计单元、数据提取单元和数据报告生成单元；所述数据分类单元分别接收受力大数据小和用力大小数据，并对训练部位在每个攀岩训练路径的数据进行分类，所述数据统计单元对分类的数据进行排序并统计相互接近的受力大小、用力大小和发力方向数据，所述数据提取单元用于提取相互接近的受力大小、用力大小和发力方向数据，并将提取的数据送入数据报告生成单元生成用力训练方案，其生成用力训练方案的过程为：提取每个攀岩训练路径过程中的受力大小Fa(n)，其中a=1,2,3，…，n；以及每个攀岩训练路径的时间Ti(n)，其中i=1,2,3，…，n；n表示训练路径数量；建立某个攀岩训练路径的时间Ti(n)的受力大小Fa(n)与其他时间受力大小的相关系数B，根据相关系数B以及受力情况给出用力训练方案；其中，B=E[Ti(n)Fa T(n)]，式中的n表示训练路径数量，Ti(n)表示n个训练路径的时间序列矩阵，Fa T(n)表示n个训练路径的受力序列矩阵转置，E[·]是期望值，在每个攀岩训练路径中，训练者的某个部位作用在支撑点(20)、抓点(30)和踩点(40)的次数以相关系数B作为参考。
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