CN110478878B - 一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶。所述基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶包括：测试系统；测试系统包括人形多区位打击装置和数据采集模块，人形多区位打击装置包括骨架、弹簧底座和多个气囊。本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶具有相对可靠的采集数据，对打击区位进行分析，也可以对多区位打击进行同步运算，后端如配套针对性设计开发的软件系统也能针对中华传统武术打击套路进行量化测训，通过气囊的结构方便对多区位打击力检测，为运动员或武术爱好者打击力综合评分提供参考指标，也诞生了标准计量指导技击训练的全新模式，采用多气囊进行多区位打击构建、气囊与骨架的结合锁定技术为使用者提供多分区位的压力值。

Description

一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶

技术领域

本发明涉及体育训练器械领域，尤其涉及一种基于气囊形变原理的攻击力 测试拳靶。

背景技术

在自由搏击以及拳击等技击运动中，运动员的实战能力只能通过实际对抗 进行考量，在考量时需要使用专属的拳击测试装置进行攻击力进行检测。

市面上具有数据收集功能的电子沙袋或测试机以及所谓的智能型拳靶，必 须指定打击位置，只是将指定打击部份用压力或加速度传感器为主要元件取得 的参数进行采集，受制于设计原理，往往非人外观造形，受受力面积影响，测 试指标单一，数据可靠性差。

因此，有必要提供一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶解决上述技术 问题。

发明内容

本发明提供一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶，解决了沙袋非人外 观造形，受受力面积影响，测试指标单一，数据可靠性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶 包括：测试系统；所述测试系统包括人形多区位打击装置和数据采集模块，所 述人形多区位打击装置包括骨架、弹簧底座和多个气囊；所述弹簧底座的顶部 与所述骨架的底部固定连接；多个所述气囊均安装于所述骨架的表面，并且气 囊包括外壁、侧壁、金属固定块和气管接口；多个所述气囊和所述骨架之间结构锁定。

优选的，所述骨架采用合金材料制作，多个所述气囊均采用TPU材料制 作，并且多个气囊构建成多区位打击囊袋。

优选的，所述外壁的表面为弧形的结构，并且外壁的厚度为5mm，所述 侧壁厚度为3mm。

优选的，所述数据采集模块包括气压传感模块、通讯连接模块、运算控制 模块和通讯接口模块，所述气压传感模块安装于所述金属固定块上位于所述气 囊的内部。

优选的，所述气管接口采用硫化工艺内嵌于所述侧壁的内侧，所述金属固 定块的厚度为3mm。

优选的，所述气压传感模块接收所述气囊内部的气压信号，并且气压传感 器将气压信号输出为电信号传输至所述通讯连接模块的内部。

优选的，所述通讯连接模块设置于所述气压传感模块与所述运算控制模块 之间，并且通讯连接模块将气压传感模块输出的电信号输送至所述运算控制模 块的内部。

优选的，所述运算控制模块根据所述通讯连接模块接收的电信号对所述气 囊的受力数据进行峰值采样和数字化处理。

优选的，所述通讯接口模块的输入端与所述运算控制模块的输出端电性连 接，并且通讯接口模块的输出端外接设备。

与相关技术相比较，本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶具 有如下有益效果：

本发明提供一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶，采用新型的打击材 料和结构设计，还原实战人体触感,准确可靠的采集数据，对打击区位进行分 析，也可以对多区位打击进行同步运算，多区位体现击打破坏力，后端如配套 针对性设计开发的软件系统也能针对中华传统武术打击套路进行量化测训，通 过气囊的结构方便对多区位打击力检测，为运动员或武术爱好者打击力综合评 分提供参考指标，也诞生了标准计量指导技击训练的全新模式，采用多气囊进 行多区位打击构建、气囊与骨架的结合锁定技术为使用者提供多分区位的压力值。

附图说明

图1为本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶的一种较佳实 施例的系统框图；

图2为图1所示的人形多区位打击装置的整体的结构示意图；

图3为图2所示的人形多区位打击装置的拆分的结构示意图；

图4为图2所示的气囊的部分的结构示意图；

图5为图4所示的金属固定块的结构示意图；

图6为图2所示的气囊内部的骨架的下方部分的结构示意图；

图7为图2所示的气囊内部的骨架的上方部分的结构示意图；

图8为图6所示的气管接头的部分的连接结构示意图；

图9为本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶的测量后误差 变化值曲线示意图。

图中标号：1、测试系统，2、人形多区位打击装置，21、骨架，22、弹簧 底座，23、气囊，231、外壁，232、侧壁，233、金属固定块，234、气管接口， 3、数据采集模块，31、气压传感模块，32、通讯连接模块，33、运算控制模 块，34、通讯接口模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1-9，其中，图1为本发明提供的基于气囊形变原理的攻击 力测试拳靶的一种较佳实施例的系统框图；

图2为图1所示的人形多区位打击装置的整体的结构示意图；

图3为图2所示的人形多区位打击装置的拆分的结构示意图；

图4为图2所示的气囊的部分的结构示意图；

图5为图4所示的金属固定块的结构示意图；

图6为图2所示的气囊内部的骨架的下方部分的结构示意图；

图7为图2所示的气囊内部的骨架的上方部分的结构示意图；

图8为图6所示的气管接头的部分的连接结构示意图；

图9为本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶的测量后误差 变化值曲线示意图。一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶包括：包括：测 试系统1；所述测试系统1包括人形多区位打击装置2和数据采集模块3，所述人形多区位打击装置2包括骨架21、弹簧底座22和多个气囊23；所述弹簧 底座22的顶部与所述骨架21的底部固定连接；多个所述气囊23均安装于所 述骨架21的表面，并且气囊23包括外壁231、侧壁232、金属固定块233和 气管接口234；多个所述气囊23和所述骨架21之间结构锁定，测试系统1将 运动员攻击时对人体各部位打击的出拳出腿力度进行量化分析，用新型的打击材料和结构设计，还原实战人体触感,准确可靠的采集数据，对打击区位进行 分析，也可以对多区位打击进行同步运算，多区位体现击打破坏力，后端如配 套针对性设计开发的软件系统也能针对中华传统武术打击套路进行量化测训， 通过气囊23的结构方便对多区位打击力检测，为运动员或武术爱好者打击力综合评分提供参考指标，也诞生了标准计量指导技击训练的全新模式，采用多 气囊23进行多区位打击构建、气囊23与骨架21的结合锁定技术为使用者提 供多分区位的压力值。

所述骨架21采用合金材料制作，多个所述气囊23均采用TPU材料制作， 并且多个气囊23构建成多区位打击囊袋，多区位打击囊袋模拟人形设计，采 用TPU材料，调整每气囊的不同厚度可以得到不同的取值和手感。

实现原理：由于受到外力挤压，气囊产生变形，内部空气体积变小，压强 增大，假设气体温度不发生变化，根据玻义尔定律：P1V1＝P2V2形变大小为 V1-V2；

等效外力＝有效击打部位面积*压力差；

由于气囊本身的弹力、应力、张力等作用，实际形变V2与外力产生形变 V3并不相等；

为克服此项误差，通过等力打击实验测得关系：

F＝f(P，S)

方法：以各气囊某一点为中心，采取不同受力面积施加等同外力，测量后 误差变化值如附图9；

以某一为例，通过曲线模拟后，近似得到压强变化值与外力F的函数关系， 作为该气囊受击打后端取值计算预设关系式。

所述外壁231的表面为弧形的结构，并且外壁231的厚度为5mm，所述 侧壁232厚度为3mm。

所述数据采集模块3包括气压传感模块31、通讯连接模块32、运算控制 模块33和通讯接口模块34，所述气压传感模块31安装于所述金属固定块233 上位于所述气囊23的内部，气压传感模块31为气体压力传感器，通过气体压 力传感器结合气囊23来收集运动员攻击力时产生的压力，压力加压气囊23， 气囊23内部的压强增加，气囊23内部的压强对气体压力传感器将气体压强转 换为电信号，从而进行数据采集峰值，并且电信号通过通讯连接模块32输送 至运算控制模块33进行计算，得到出拳腿最大压力值，气压传感器采用现有技术中的XGZP6857型压力传感器模块，采集频率达到2400Hz可以多分区同 时工作，所得到峰值数据通过每部位的不同比值进行计算，从而得出攻击力数 值，相比压力传感器和加速度传感器相对可靠。

所述气管接口234采用硫化工艺内嵌于所述侧壁232的内侧(留有与骨架 连接内丝口)，所述金属固定块233的厚度为3mm。

所述气压传感模块31接收所述气囊23内部的气压信号，并且气压传感器 3将气压信号输出为电信号传输至所述通讯连接模块32的内部。

所述通讯连接模块32设置于所述气压传感模块31与所述运算控制模块 33之间，并且通讯连接模块32将气压传感模块31输出的电信号输送至所述 运算控制模块33的内部。

所述运算控制模块33根据所述通讯连接模块32接收的电信号对所述气囊 23的受力数据进行数字化处理。

所述通讯接口模块34的输入端与所述运算控制模块33的输出端电性连接， 并且通讯接口模块34的输出端外接设备。

所述的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶可以解决多区域击打的问题， 可以包括以上智能模块，也可不包括智能模块，只需要达到可以多区域击打的 效果即可，以上智能模块的型号以及连接方式均属于现有技术。

本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶的工作原理如下：

使用时，拳脚攻击气囊23，橡胶气囊23产生形变，气囊23形变后内部 的压强增大，通过测试气囊23内部空腔对气体的压力，通过气体压力传感器 结合气囊23来收集运动员攻击力时产生的压力，压力加压气囊23，气囊23 内部的压强增加，气囊23内部的压强对气体压力传感器将气体压强转换为电 信号，从而进行数据采集峰值，并且电信号通过通讯连接模块32输送至运算 控制模块33进行计算，得到出拳腿最大压力值，气压传感器采用现有技术中 的XGZP6857型气体压力传感器模块，采集频率达到2400Hz可以多分区同时 工作，所得到峰值数据通过每部位的不同比值进行计算，从而得出攻击力数值， 相比压力传感器和加速度传感器相对可靠，气压传感器进行采集峰值数据，通 过计算，得到出拳腿最大压力值及攻击力数据。

与相关技术相比较，本发明提供的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶具 有如下有益效果：

用新型的打击材料和结构设计，还原实战人体触感,相对可靠的采集数据， 对打击区位进行分析，也可以对多区位打击进行同步运算，多区位体现击打破 坏力，后端如配套针对性设计开发的软件系统也能针对中华传统武术打击套路 进行量化测训，通过气囊23的结构方便对多区位打击力检测，为运动员或武 术爱好者打击力综合评分提供参考指标，也诞生了标准计量指导技击训练的全新模式，采用多气囊23进行多区位打击构建、气囊23与骨架21的结合锁定 技术为使用者提供多分区位的压力值。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶，其特征在于，包括：测试系统；所述测试系统包括人形多区位打击装置和数据采集模块，所述人形多区位打击装置包括骨架、弹簧底座和多个气囊；

所述弹簧底座的顶部与所述骨架的底部固定连接；

多个所述气囊均安装于所述骨架的表面，并且气囊包括外壁、侧壁、金属固定块和气管接口；

多个所述气囊和所述骨架之间结构锁定；

所述骨架采用合金材料制作，多个所述气囊均采用TPU材料制作，并且多个气囊构建成多区位打击囊袋；

所述数据采集模块包括气压传感模块、通讯连接模块、运算控制模块和通讯接口模块，所述气压传感模块安装于所述金属固定块上位于所述骨架的内部；

所述气管接口采用硫化工艺内嵌于所述侧壁的内侧，所述金属固定块的厚度为3mm；

所述气压传感模块通过接口导管感知所述气囊内部的气压大小，并且气压传感器将气压信号输出为电信号传输至所述通讯及运算模块；

所述通讯连接模块设置于所述气压传感模块与所述运算控制模块之间，并且通讯连接模块将气压传感模块输出的电信号输送至所述运算控制模块的内部；

所述运算控制模块根据所述通讯连接模块接收的电信号对所述气囊的受力数据进行数字化处理；

所述通讯接口模块的输入端与所述运算控制模块的输出端电性连接，并且通讯接口模块的输出端外接设备。

2.根据权利要求1所述的基于气囊形变原理的攻击力测试拳靶，其特征在于，所述外壁的表面为弧形的结构，并且外壁的厚度为5mm，所述侧壁厚度为3mm。