CN111530051A - 一种多功能反应靶 - Google Patents
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Abstract
一种多功能反应靶，包括机架、体重测量架、测试靶、动力装置、滑台块及控制器；所述测试靶包括上、中、下三段，每一段均设置有左右及前三个靶面，靶面上均设置有感应采集力量的测试片，靶面上还是有灯带，所述测试靶的后端设置有连接杆，连接杆固定在滑台块上；所述动力装置、测试片、灯带、身高测量器及距离传感器与控制器连接。新型结构的多功能反应靶，用被击打位置发光传送信号的方法，使运动员更有目标感，每次只能提供一个点位。而本发明有9个或者更多个发光靶面，运动员不知道哪个亮，难度增加且更接近实战，所以能够更好的锻炼反应能力和启动速度。
Description
技术领域
本发明涉及格斗设备领域，具体为一种多功能反应靶。
背景技术
随着科技的发展运动健身已经初步进入了智能时代。所谓智能体育，就是以全民健身为目的，通过体育设备和健身器材这些基本设备，运用虚拟现实、物联网、云计算、大数据等高新技术植入，将设备器材数据化、网络化、智能化、娱乐化，类似于电气控制领域的模拟量向数字量的转化，简称 AD转换，并且通过可以量化的数据统计，进行排名，开拓个人的社交。大多为一些采集心跳，步数等身体特征参数的穿戴设备，涉及到专业体育项目的智能设备相对要少。
后奥运时代的到来,全民健身大众化已成为一种发展趋势,成为群众日常生活中不可或缺少的基本部分，重竞技体育作为体育项目的一部分，约占奥运会20％金牌，是中国体育的金牌大户。尽管该类运动项目属于冷门，但是对抗性很强，对于内行来说仍有很高的观赏性。特别是青少年的跆拳道，拳击等一些俱乐部如雨后春笋出现在全国各个城市。
反应速度在重竞技体育中是至关重要的，没有足够的反应速度，对手有空档你不能及时抓住，对手的拳脚袭来你都没有反应，只能被动挨打，一切技术训练都等于白练。
在重竞技体育中最重要的反应是‘视—动反应’，即由看到对方动作——大脑判断分析——大脑指挥身体作出相应动作的过程，一般人的视动反应为0.3秒左右，而经过严格训练的运动员的视动反应速度为0.2秒左右，这也几乎接近人的极限了，不要小看这0.1秒，足以决定对方一拳打来时你是成功防守还是挨打了。而这种感觉对于拳手的心理稳定性有很大的影响，对方的拳脚你能轻松地反应过来予以有效防守，自然心理上就不会紧张，也能充分地发挥自身的技术。对于运动员来说，反应训练是穿插在整个训练过程中的主要项目，进行严格的反应训练也是快速提高实战能力的法宝。
进攻反应训练：进攻反应训练练习的是运动员在实战中能迅速抓住对手空档并予以有效攻击的能力，实战中对手的空档稍纵即逝，没有人会摆着姿势等你去攻击，所以要在那一瞬间观察到对手的可攻击点并及时跟上正确的攻击动作，就必须进行严格的攻击反应训练。
反应靶：这是各个项目中运用最广泛的训练方法，可以很有效地培养拳手的瞬间观察判断能力和攻击的准确性。可以先进行单个动作的反应练习，然后过渡到固定组合动作，最后再进行自由反应靶的练习，避免为追求反应速度而导致技术动作变形，得不偿失。此外执靶人一定要注意出靶动作的快速隐蔽，不可动作拖沓或幅度太大，就失去了练习反应的意义。
现有的靶子一种是固定的靶子，沙袋，壁挂的靶子，运动员想怎么踢都可以，能起到提高力量、速度和熟练度的作用，固定的靶子不能上下移动，无论身高是多少的运动员都是一个高度。
还一种是手持靶子，这种靶子相对于固定的靶子要灵活一些，但是手持的靶子训练效果和持靶人技术水平成正比，持靶人技术越好运动员训练效果越高，根据以往的经验总结大部分实用的组合模拟对抗亮靶，能够锻炼运动员的反应能力。
现有的传统靶子不能精准的反应出运动员训练时的技术参数，力量，速度，反应时间，身高，体重。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种在运动员训练时，根据运动员身高自动调整靶子高度，能够通过靶位亮灯的方式直观的表示运动员需要击打的目标，并且在运动员击打完后记录反应时间，力量和准确率储存以供查询和对比。能够有效的训练格斗运动员的反应能力，有助于提高比赛成绩的多功能反应靶。
二技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能反应靶，包括机架、体重测量架、测试靶、动力装置、滑台块及控制器；
所述机架的顶端设置有身高测量器，所述体重测量架设置在机架的底部，所述机架下端设置有距离传感器；
所述测试靶包括上、中、下三段，每一段均设置有左右及前三个靶面，靶面上均设置有感应采集力量的测试片，靶面上还是有灯带，所述测试靶的后端设置有连接杆，连接杆固定在滑台块上；
所述机架上还设置有丝杆及导轨，所述滑台块与导轨配合并能在滑轨上上下移动，所述丝杆与动力装置相连，由动力装置控制丝杆旋转，所述滑台块与丝杆相连并在丝杆旋转过程中控制滑台块上下移动；
所述动力装置、测试片、灯带、身高测量器及距离传感器与控制器连接。
为了实现滑动台的精确移动，本发明改进有，所述动力装置为步进电机。
为了实现丝杆的精确旋转，本发明改进有，所述步进电机与丝杆之间设置有联轴器。
为了限制移动台的移动位置，本发明改进有，所述机架上还设置有限制滑台块上下移动的上限位块及下限位块。
为了实现整个控制器的控制，本发明改进有，所述单片机包括应变器模块、放大电路模块、模数转化器及单片机主操作模块，所述应变器模块输出端与放大电路模块输入端相连，所述放大电路模块输出端与模数转换器输入端相连，模数转换器输出端与单片机主操作模块相连，单片机主操作模块与外界电脑相连。
三有益效果
与现有技术相比，新型结构的多功能反应靶，用被击打位置发光传送信号的方法，使运动员更有目标感，和传统的反应靶相比目标来的更突然。传统的反应靶预动太大，持靶人拿靶靶抬手的那一瞬间，运动员根据经验能判断出大概的技术动作，可以做出提前准备。且每次只能提供一个点位。而本发明有9个或者更多个发光靶面，运动员不知道哪个亮，难度增加且更接近实战，所以能够更好的锻炼反应能力和启动速度。
用超声波测距，滑台，信息处理的技术自动调整靶子高度，弥补的固定靶位不能根据运动员身高调整高度的弊端。
能够采集运动员训练时产生的一些参数，比传统的测量方式更加精准。
速度采集，以往都是手持秒表，按下的快慢有微小误差，本产品采用计算机计时，从亮灯开始计时到传感器发回数据精度都是毫秒为单位
力量采集，力量越大传感器发回的数值越大，力量和击打位置及运动员击打方向有很重要的关系。传感器只反应靶面形变的量。正面击打和30度击打相等的力传感器的返回数值是不一样的，传感器贴在靶面后面的钢板中间与地面垂直，运动员击打时力量是横向水平的且命中靶面中间时钢板形变最多采集数值越高，因此数值越大越能证明技术动作的标准，准确和力的大小。根据工作原理来判断并不是每次同样大的力量击打都能得出同样结果的，所以本值仅供参考。
附图说明
图1为本发明的多功能反应靶的结构示意图；
图中：1-机架；2-体重测量架；3-测试靶；4-动力装置； 5-滑台块；6-身高测量器；7-距离传感器；8-靶面；9-灯带； 10-连接杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图，本发明提供一种技术方案：一种多功能反应靶，包括机架1、体重测量架2、测试靶3、动力装置4、滑台块5及控制器；
所述机架1的顶端设置有身高测量器6，所述体重测量架2设置在机架 1的底部，所述机架1下端设置有距离传感器7；距离传感器7在本实施例中采用的是超声波测距。
所述测试靶3包括上、中、下三段，每一段均设置有左右及前三个靶面8，靶面8上均设置有感应采集力量的测试片，靶面8上还是有灯带9，所述测试靶3的后端设置有连接杆10，连接杆10固定在滑台块5上；
所述机架1上还设置有丝杆及导轨，所述滑台块5与导轨配合并能在滑轨上上下移动，所述丝杆与动力装置4相连，由动力装置4控制丝杆旋转，所述滑台块5与丝杆相连并在丝杆旋转过程中控制滑台块5上下移动；导轨在本实施中月可以采用光杆代替，只要能实现滑台块5的移动即可，本发明并不做具体限制。
所述动力装置4、测试片、灯带9、身高测量器6及距离传感器7与控制器连接。
所述动力装置4在本实施例中为电机，具体可以是步进电机或者伺服电机，只要能带动丝杆转动即可，具体的电机和丝杆之间通过普通联轴器连接即可。丝杆在本实施例中采用滚珠丝杆。
控制器在本实施例中为单片机，单片机对这些电器进行控制。
使用时，在计算机打开软件，注册用户，填入运动员信息，根据训练内容输入程序，开始运行，先让运动员站在体重测量架2上，同时体重测量架2、身高测量器6及距离传感器7对运动员进行测量，将体重、身高及距离反馈至控制器上，控制器根据信息控制动力装置4启动，带动测试靶3上下移动，移动至运动员需要的位置，例如运动员水平普遍偏高需要提高训练要求，可以设定将靶子提高到比运动员高2-5厘米的位置，反之则降低2-5厘米。
本发明的所有靶面8上均设有长条的发光带，这些发光带也和控制器相连，使用时，根据预设程序点亮，运动员站在的位置都能清晰可见，目标感清晰，锻炼时运动员感觉更直观，判断更迅速，当发光带亮的时候，运动员就对发光的靶面8进行打击，相对于传统的靶面8更加接近实战。
测试片对打击的力度和时间进行反馈，并且传输至控制器，能够记录运动员的技术参数，教练员能够准确的看到体能指标，并且能够储存到服务器以供分析查询。无论运动员是否正确的击打到对应的靶位主板都能采集到压力数据，根据传回数据的信息分析出有效数据，1，从亮灯到压力传感器输出数据的时间，2，压力的大小，3是不是击打的亮灯靶位。从亮灯到数据采集完毕为一个技术动作里设备内部工作的一个循环。在使用时可根据运动员的技术水平来预设多种技术动作供使用。
1，用被击打位置发光传送信号的方法，使运动员更有目标感，和传统的反应靶相比目标来的更突然。传统的反应靶预动太大，持靶人拿靶靶抬手的那一瞬间，运动员根据经验能判断出大概的技术动作，可以做出提前准备。且每次只能提供一个点位。而本发明有9个或者更多个发光靶面，运动员不知道哪个亮，难度增加且更接近实战，所以能够更好的锻炼反应能力和启动速度。
技术原理：计算机向单片机发送亮灯命令，单片机对应管脚输出高电平，开关管接到高电平信号输出12V电压点亮LED灯，灯光通过导光带使其发光。
2，用超声波测距，滑台，信息处理的技术自动调整靶子高度，弥补的固定靶位不能根据运动员身高调整高度的弊端。
技术原理：计算机发送测距命令，超声波传感器测距并返回数据，程序根据超声波传感器距离差，算出运动员身高，向单片机发送指令，单片机控制私服电机转动带动丝杆使装有脚靶的滑台移动。
3，能够采集运动员训练时产生的一些参数，比传统的测量方式更加精准。
速度采集，以往都是手持秒表，按下的快慢有微小误差，本产品采用计算机计时，从亮灯开始计时到传感器发回数据精度都是毫秒为单位。
力量采集，力量越大传感器发回的数值越大，力量和击打位置及运动员击打方向有很重要的关系。传感器只反应靶面形变的量。正面击打和30度击打相等的力传感器的返回数值是不一样的，传感器贴在靶面后面的钢板中间与地面垂直，运动员击打时力量是横向水平的且命中靶面中间时钢板形变最多采集数值越高，因此数值越大越能证明技术动作的标准，准确和力的大小。根据工作原理来判断并不是每次同样大的力量击打都能得出同样结果的，所以本值仅供参考。
技术原理：脚靶靶面的底板由多块贴有应变片的锰钢组成，实际生产时锰钢板的厚度根据运动员技术水平调整厚度，使其在一定量程内精度更高。每一个应变片都连接到电路板的AD模数转换器，本产品有1个体重采集和9 个靶面采集共计10个通道。工作时采集速度能达到每秒600次，每个通道60 次。
在这个基础上来判断靶子是否被击打要满足以下条件：
1，应变片产生0.002％的形变，在高速采集的情况下AD芯片噪点偏高，所以需要更大些的阈值。碳钢板厚度约小精度越高，最大力量越小，厚度大精度越低，最大力量越大。
2，产生形变的时间要大于50毫秒，单次采集的时间为1/60＝0.016秒，第一个阈值是启动值产生0.002％的形变后面最少记录2次才能产生有效数据，接触时间越长应变片受力越长精度越高。
3，一个受力波形要有6-10次才能体现出最大值，次数越多精度越高。
根据以上参数AD模数转换器最多能检测每个通道每秒6次的击打，所有通道的6*9＝54次击打。
虽然体育运动项目的不同会有不同速度和力量击打，但是这个参数能供绝大部分的运动员使用了。
传感器只反应靶面形变的量。所以力量和击打位置及运动员击打方向有很重要的关系。正面击打和30度击打相等的力传感器的返回数值是不一样的，传感器贴在靶面后面的钢板中间与地面垂直，运动员击打时力量是横向水平的且命中靶面中间时钢板形变最多采集数值越高，因此数值越大越能证明技术动作的标准，准确和力的大小。根据工作原理来判断并不是每次同样大的力量击打都能得出同样结果的，所以本值仅供参考。
反应靶智能是比较常用的反应训练方法，应该始终贯穿于整个训练过程中。格斗毕竟是对抗项目，两个人练才能达到最佳的训练效果，队友的作用不是任何高科技手段能够取代的。智能脚靶使学员的目标感更加直观清晰，反应更加迅速,在基础技术训练到实战应用过渡中提供帮助。
竞技体育中攻防是在不停转换的，除了实力相关极其悬殊外，一般不会出现全攻或全守的情况，所以专项反应训练只是一个基础，智能反应靶把对手受到进攻时可能会出现的空档模拟成你打的靶，这样运动员的心态就自然平和下来了，也能更好地发挥自己的技术，越是激烈的对抗越是要调整好自己的心态，才能适应实战格斗的要求。
控制器在本实施例中为单片机，单片机分为不同区域，应变片模块连接有电阻及可滑动电阻，应变片模块的输出端连接有放大电路，放大电路对接受的信号进行放大，放大电路后端连接有模数转换器，把经过与标准量或参考量比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号，模数转换器连接至单片机主操作模块，单片机再将处理后的型号传输至电脑，让电脑进行数据整理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种多功能反应靶，其特征在于，包括机架(1)、体重测量架(2)、测试靶(3)、动力装置(4)、滑台块(5)及控制器；
所述机架(1)的顶端设置有身高测量器(6)，所述体重测量架(2)设置在机架(1)的底部，所述机架(1)下端设置有距离传感器(7)；
所述测试靶(3)包括上、中、下三段，每一段均设置有左右及前三个靶面(8)，靶面(8)上均设置有感应采集力量的测试片，靶面(8)上还设有提示物，所述测试靶(3)的后端设置有连接杆(10)，连接杆(10)固定在滑台块(5)上；
所述机架(1)上还设置有丝杆及导轨，所述滑台块(5)与导轨配合并能在滑轨上上下移动，所述丝杆与动力装置(4)相连，由动力装置(4)控制丝杆旋转，所述滑台块(5)与丝杆相连并在丝杆旋转过程中控制滑台块(5)上下移动；
所述动力装置(4)、测试片、灯带(9)、身高测量器(6)及距离传感器(7)与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的多功能反应靶，其特征在于，所述动力装置(4)为步进电机。
3.根据权利要求2所述的多功能反应靶，其特征在于，所述步进电机与丝杆之间设置有联轴器。
4.根据权利要求1所述的多功能反应靶，其特征在于，所述机架(1)上还设置有限制滑台块(5)上下移动的上限位块及下限位块。
5.根据权利要求1所述的多功能反应靶，其特征在于，所述靶面(8)上测试片底部设置有锰钢。
6.根据权利要求1所述的多功能反应靶，其特征在于，所述提示物为灯带(9)或者发光片。
7.根据权利要求1所述的多功能反应靶，其特征在于，所述单片机包括应变器模块、放大电路模块、模数转化器及单片机主操作模块，所述应变器模块输出端与放大电路模块输入端相连，所述放大电路模块输出端与模数转换器输入端相连，模数转换器输出端与单片机主操作模块相连，单片机主操作模块与外界电脑相连。
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