CN111544906A

CN111544906A - 一种体育教学用跑步助跑器

Info

Publication number: CN111544906A
Application number: CN202010396134.5A
Authority: CN
Inventors: 朱艳英; 张�杰; 王盼盼
Original assignee: Hebei GEO University
Current assignee: Hebei GEO University
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2040-05-12
Also published as: CN111544906B

Abstract

本发明公开了一种体育教学用跑步助跑器，包括：助跑器本体及可穿戴组件，其穿戴于跑者身体，至少包括第一控制板，所述第一控制板包括第一处理器以及与所述第一处理器电性连接加速度传感器、第一存储器和第一通讯单元，所述加速度传感器配置为获取跑者穿戴部位的瞬时加速度信息并存储于所述第一存储器，所述第一通讯单元配置为在通讯范围内与所述第二通讯单元建立通讯连接，所述第一处理器配置为在所述通讯连接建立时将存储在所述第一存储器的瞬时加速度信息发送至所述第二控制板。本发明提供的一种体育教学用跑步助跑器，通过可穿戴组件与助跑器本体配合的方式，采集跑者单次跑步的瞬时加速度信息。

Description

一种体育教学用跑步助跑器

技术领域

本发明涉及一种体育器材，特别是涉及一种体育教学用跑步助跑器。

背景技术

助跑器是一种田径助跑设备，用于各类大型赛事中。以往，短跑都是站着起跑的。澳大利亚短跑运动员舍里尔发现袋鼠跑跳前总是先向下屈身，把腹部贴近地面，然后一跃而起。舍里尔模仿袋鼠，发明了蹲式起跑，因而他在1896年的奥运会上创造了优异成绩。后来，许多运动员仿效。如另一位运动员布克在起跑线上蹲下的地方挖了一个小小的浅坑，一只脚放进浅坑，起跑时脚一蹬，便箭一般冲射而出，取得了100米短跑不到10秒的成绩。以后，所有的赛跑运动员都采用了蹲式起跑，于是田径运动场上出现了助跑器这种产品。一般的助跑器均是通过在一个可调底架上设置两个用于斜向支撑运动员脚部的脚蹬构成，这有助于运动员脚部发力并以爆发速度向前奔跑。目前针对一些需要跑步速度的体育训练项目，也都是需要使用专业的助跑器来实现。但是，对于常规的助跑器来说，并不能针对不同学员的跑步信息进行记录，而仅仅只能通过教练通过纸笔记录的方式进行。虽然目前已存在借助电子设备实现训练数据的综合分析的技术出现，但针对原始数据的获得，仍需人工进行。再者，由于跑步的姿势直接关系到跑步成绩及运动员的身体健康，因为不正确的跑步姿势或习惯，较容易发生运动损伤。而目前针对跑步训练中的错误姿势进行纠正，也只能靠教练人工进行判定或者通过视频采集跑步者姿态进行骨骼点分析，但是，借助计算机视觉的技术目前尚不成熟，不能广泛应用。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种体育教学用跑步助跑器，该助跑器可实现针对不同学院的跑步数据采集，并将采集数据统一存储，使得后续借助其他计算设备实现跑步姿态分析成为可能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供的一种体育教学用跑步助跑器，包括：

助跑器本体，其构造为具有固定在地面上的可调底架以及设置在所述可调底架上供跑者双脚交叉蹬踏的两个脚蹬，所述可调底架为条形型材，其上倾斜设置有多组第一卡槽，两个所述脚蹬分处于所述可调底架两侧且通过多个固定销卡设在所述第一卡槽内；所述脚蹬至少包括有一第二控制板，所述第二控制板上包括有第二处理器以及与所述第二处理器电性连接的第二存储单元和第二通讯单元，所述第二处理器配置为通过第二通讯单元接收跑步信息并存储于所述第二存储单元；

可穿戴组件，其穿戴于跑者身体，至少包括第一控制板，所述第一控制板包括第一处理器以及与所述第一处理器电性连接加速度传感器、第一存储器和第一通讯单元，所述加速度传感器配置为获取跑者穿戴部位的瞬时加速度信息并存储于所述第一存储器，所述第一通讯单元配置为在通讯范围内与所述第二通讯单元建立通讯连接，所述第一处理器配置为在所述通讯连接建立时将存储在所述第一存储器的瞬时加速度信息发送至所述第二控制板。

作为优选，所述可穿戴组件构造为跑鞋，其包括鞋体和可拆卸结合在所述鞋体底部的鞋底组件，所述第一控制板设置于所述鞋体或所述鞋底组件上。

作为优选，所述第一控制板上还设置有压力传感器，所述压力传感器配置为分别采集跑者两脚的触地压力信息并存储于所述第一存储器。

作为优选，所述第一控制板上还设置有NFC标签，所述NFC标签配置为表征跑者身份信息；所述第二控制板上还设置有读取所述NFC标签承载的所述跑者身份信息的NFC芯片，所述跑者身份信息与所述瞬时加速度信息及所述触地压力信息成组存储于所述第二存储单元。

作为优选，所述鞋底组件相对的两端分别设置有第一卡口和第二卡口，所述鞋体底部可拆卸连接有一鞋体连接件，所述鞋体连接件上对应于所述第一卡口和所述第二卡口位置构造为第一卡榫及第二卡榫，所述第一控制板位于所述鞋体连接件与所述鞋底组件之间且设置在所述鞋体连接件上。

作为优选，所述鞋体组件与所述鞋体连接件连接一侧构造为至少部分容纳所述鞋体连接件的容置腔，所述容置腔内设置有第一粘接组件，所述第一控制板的外侧设置有与所述第一粘接组件匹配的第二粘接组件。

作为优选，第一粘接组件和所述第二粘接组件分别构造为粘扣带的公扣和母扣。

作为优选，所述脚蹬包括连接在所述可调底架上的脚蹬座和设置在所述脚蹬座上的可动支撑板，所述可动支撑板与所述脚蹬座之间设置有角度调节机构，所述可动支撑板构成支撑跑者脚部的支撑面，且位于支撑面一侧设置脚蹬饰面板，所述第一控制板位于所述脚蹬饰面板与所述可动支撑板之间。

作为优选，所述角度调节机构包括一转轴和连接在所述转轴上并对所述可动支撑板形成支撑的撑杆。

作为优选，所述脚蹬座相对两侧设置有多组相对的第二卡槽，所述转轴的两端分别卡接在对应的所述第二卡槽内。

与现有技术相比较，本发明提供的一种体育教学用跑步助跑器，通过可穿戴组件与助跑器本体配合的方式，采集跑者单次跑步的瞬时加速度信息，并在跑者回到助跑器本体附近时建立通讯连接，完成单次跑步的信息采集并予以存储。这使得训练数据可以通过另一移动终端或其他智能设备从助跑器本体获取学院多次跑步数据成为可能。而瞬时加速度信息则可以进一步通过常规算法拟合得到跑者的身体姿态，相对于基于图像识别的方式，更准确且易于实现。并且瞬时加速度信息还可对跑者的身体爆发力得到客观评估，这将有助于指导后续力量训练及伤病发现。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明的一种体育教学用跑步助跑器的立体结构示意图(含局部爆炸)。

图2为本发明的一种体育教学用跑步助跑器的可穿戴组件的一种实施方式的结构示意图(含局部爆炸)。

图3为图2的可穿戴组件的鞋底组件的结构示意图。

图4为本发明的一种体育教学用跑步助跑器的助跑器本体的结构示意图。

图5为本发明的一种体育教学用跑步助跑器的助跑器本体的另一视角的结构示意图(含局部放大及局部爆炸视图)。

图6为本发明的一种体育教学用跑步助跑器的原理框图。

主要附图标记：

10…助跑器本体；20…可穿戴组件；30…移动终端；11…可调底架；12…脚蹬；13…第一固定件；14…第二固定件；21…鞋体；22…鞋体连接件；23…鞋底组件；111…第一卡槽；121…脚蹬座；122…可动支撑板；123…角度调节机构；124…脚蹬饰面板；125…第二控制板；126…固定销；221…第一卡榫；222…第二卡榫；223…第二粘接组件；224…第一控制板；231…第二卡口；232…第一卡口；233…第一粘接组件；234…容置腔；1231…转轴；1232…撑杆；1211…第二卡槽；1241…第二处理器；1242…NFC芯片；1243…第二存储单元；1244…第二通讯单元；2241…第一处理器；2242…第一存储器； 2243…加速度传感器；2244…压力传感器；2245…第一通讯单元；2246…NFC 标签；2247…第一纽扣电池。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1、图2、图3和图6所示，本发明一个实施例提供的一种体育教学用跑步助跑器，包括：

助跑器本体10，其构造为具有固定在地面上的可调底架11以及设置在所述可调底架11上供跑者双脚交叉蹬踏的两个脚蹬12，在这一实施例中，所述可调底架11为条形型材，并通过第一固定件13和第二固定件14固定在跑道上，其上倾斜设置有多组第一卡槽111，两个所述脚蹬12分处于所述可调底架11两侧且通过多个固定销126卡设在所述第一卡槽111内；所述脚蹬 12至少包括有一第二控制板125，所述第二控制板125上包括有第二处理器1241以及与所述第二处理器1241电性连接的第二存储单元1243和第二通讯单元1244，所述第二处理器1241配置为通过第二通讯单元1244接收跑步信息并存储于所述第二存储单元1243；跑步信息通常可包括跑者的瞬时加速度信息，脚掌触地的压力信息，跑步瞬时速度等等。在本发明提供的技术方案中，可通过可穿戴组件20实现这类信息的采集，可穿戴组件20穿戴于跑者身体，可例如包括手环、脚环、腰带、护膝及跑鞋等，但出于采集跑步信息需要，其至少包括第一控制板224，所述第一控制板224包括第一处理器2241 以及与所述第一处理器2241电性连接加速度传感器2243、第一存储器2242 和第一通讯单元2245，所述加速度传感器2243配置为获取跑者穿戴部位的瞬时加速度信息并存储于所述第一存储器2242，所述第一通讯单元2245配置为在通讯范围内与所述第二通讯单元1244建立通讯连接，所述第一处理器 2241配置为在所述通讯连接建立时将存储在所述第一存储器2242的瞬时加速度信息发送至所述第二控制板125。由于考虑到功耗及体积问题，在本发明中，用于对第一控制板224和第二控制板125供电的组件优选为纽扣电池，即图6中示出的第一纽扣电池2247和第二纽扣电池1245。且第一通讯单元 2245和第二通讯单元1244则优选为功耗较低的蓝牙模块。因此在本实施例中，通讯范围则指蓝牙的连接范围，在实际使用时，当跑者完成单次训练回到助跑器本体10附近时，即可自动完成蓝牙配对并实现数据转存。当完成所有训练之后，教练或跑步学院可同样可通过蓝牙连接与助跑器本体通信，获取训练数据，该训练数据可通过第三方应用进一步进行分析以对跑者身体姿态、身体爆发力得到客观评估，这将有助于指导后续力量训练及伤病发现。当然，这部分算法可依赖其他成熟技术实现，并不包含在本申请中。

另外，如图1至图3所示，在这一实施例中，所述可穿戴组件构造为跑鞋，其包括鞋体21和可拆卸结合在所述鞋体21底部的鞋底组件23，所述第一控制板224设置于所述鞋体21或所述鞋底组件23上。对于跑鞋这类可穿戴设备来说，一则可以通过加速度传感器2243顺利获取跑者脚部的瞬时加速度，连续的瞬时加速度信息可在后续通过第三方应用拟合为跑者身体姿态信息，有助于纠正不良跑步习惯。而跑鞋同样在每次触地时，便于采集脚掌与地面之间的压力，该压力信息也可以在一定程度上反映出跑者双脚是否在力量上均衡，有助于指导后续力量训练，也可防止长期一侧用力导致肌肉损伤。因此作为优选，所述第一控制板224上还设置有压力传感器2244，所述压力传感器2244配置为分别采集跑者两脚的触地压力信息并存储于所述第一存储器2242。由此可见，在优选实施方式中，跑者单次跑步信息可在瞬时加速度信息的同时增加触地压力信息，且第一存储器优选为暂存型存储器，也即只保留一次的瞬时加速度信息和触地压力信息。

而另外地，针对体育训练来说，同一助跑器本体10可能同时有多个跑者参与训练，因此，作为优选，所述第一控制板224上还设置有NFC标签2246，所述NFC标签2246配置为表征跑者身份信息；所述第二控制板125上还设置有读取所述NFC标签2246承载的所述跑者身份信息的NFC芯片1242，所述跑者身份信息与所述瞬时加速度信息及所述触地压力信息成组存储于所述第二存储单元1243。

再者，针对本申请中的可穿戴组件来说，对于跑步这类相对剧烈的运动来说，仍需考虑到舒适性问题，因此，作为优选，如图2和图3所示，所述鞋底组件23相对的两端分别设置有第一卡口232和第二卡口231，所述鞋体 21底部可拆卸连接有一鞋体连接件22，所述鞋体连接件22上对应于所述第一卡口232和所述第二卡口231位置构造为第一卡榫221及第二卡榫222，所述第一卡榫221与第二卡榫222分别可与第一卡口232及第二卡口232形成卡接，实现稳定的连接。在此方案中，所述第一控制板224位于所述鞋体连接件22与所述鞋底组件23之间且设置在所述鞋体连接件22上。

为了进一步增加连接稳定性，如图3所示，作为优选，所述鞋体组件23 与所述鞋体连接件22连接一侧构造为至少部分容纳所述鞋体连接件22的容置腔234，所述容置腔234内设置有第一粘接组件233，所述第一控制板224 的外侧设置有与所述第一粘接组件233匹配的第二粘接组件223。通常来说，为了便于拆卸更换鞋体21，第一粘接组件233和所述第二粘接组件223分别构造为粘扣带的公扣和母扣。

图4和图5示出了本发明中的助跑器本体的各部分结构示意图，如图所示，具体地，作为优选，所述脚蹬12包括连接在所述可调底架11上的脚蹬座121和设置在所述脚蹬座121上的可动支撑板122，所述可动支撑板122 与所述脚蹬座121之间设置有角度调节机构123，所述可动支撑板122构成支撑跑者脚部的支撑面(图中未标注)，且位于支撑面一侧设置脚蹬饰面板 124，所述第一控制板224位于所述脚蹬饰面板124与所述可动支撑板122 之间。角度调节机构123的作用在于调整支撑面的角度，以适应不同的跑者的不同身体条件，作为优选，所述角度调节机构123包括一转轴1231和连接在所述转轴1231上并对所述可动支撑板122形成支撑的撑杆1232。所述脚蹬座121相对两侧设置有多组相对的第二卡槽1211，所述转轴1231的两端分别卡接在对应的所述第二卡槽1211内。

与现有技术相比较，本发明提供的一种体育教学用跑步助跑器，通过可穿戴组件与助跑器本体配合的方式，采集跑者单次跑步的瞬时加速度信息，并在跑者回到助跑器本体附近时建立通讯连接，完成单次跑步的信息采集并予以存储。这使得训练数据可以通过另一移动终端30或其他智能设备从助跑器本体获取学院多次跑步数据成为可能。而瞬时加速度信息则可以进一步通过常规算法拟合得到跑者的身体姿态，相对于基于图像识别的方式，更准确且易于实现。并且瞬时加速度信息还可对跑者的身体爆发力得到客观评估，这将有助于指导后续力量训练及伤病发现。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种体育教学用跑步助跑器，包括：

2.如权利要求1所述的体育教学用跑步助跑器，所述可穿戴组件构造为跑鞋，其包括鞋体和可拆卸结合在所述鞋体底部的鞋底组件，所述第一控制板设置于所述鞋体或所述鞋底组件上。

3.如权利要求2所述的体育教学用跑步助跑器，所述第一控制板上还设置有压力传感器，所述压力传感器配置为分别采集跑者两脚的触地压力信息并存储于所述第一存储器。

4.如权利要求3所述的体育教学用跑步助跑器，所述第一控制板上还设置有NFC标签，所述NFC标签配置为表征跑者身份信息；所述第二控制板上还设置有读取所述NFC标签承载的所述跑者身份信息的NFC芯片，所述跑者身份信息与所述瞬时加速度信息及所述触地压力信息成组存储于所述第二存储单元。

5.如权利要求2所述的体育教学用跑步助跑器，所述鞋底组件相对的两端分别设置有第一卡口和第二卡口，所述鞋体底部可拆卸连接有一鞋体连接件，所述鞋体连接件上对应于所述第一卡口和所述第二卡口位置构造为第一卡榫及第二卡榫，所述第一控制板位于所述鞋体连接件与所述鞋底组件之间且设置在所述鞋体连接件上。

6.如权利要求5所述的体育教学用跑步助跑器，所述鞋体组件与所述鞋体连接件连接一侧构造为至少部分容纳所述鞋体连接件的容置腔，所述容置腔内设置有第一粘接组件，所述第一控制板的外侧设置有与所述第一粘接组件匹配的第二粘接组件。

7.如权利要求6所述的体育教学用跑步助跑器，第一粘接组件和所述第二粘接组件分别构造为粘扣带的公扣和母扣。

8.如权利要求1所述的体育教学用跑步助跑器，所述脚蹬包括连接在所述可调底架上的脚蹬座和设置在所述脚蹬座上的可动支撑板，所述可动支撑板与所述脚蹬座之间设置有角度调节机构，所述可动支撑板构成支撑跑者脚部的支撑面，且位于支撑面一侧设置脚蹬饰面板，所述第一控制板位于所述脚蹬饰面板与所述可动支撑板之间。

9.如权利要求8所述的体育教学用跑步助跑器，所述角度调节机构包括一转轴和连接在所述转轴上并对所述可动支撑板形成支撑的撑杆。

10.如权利要求9所述的体育教学用跑步助跑器，所述脚蹬座相对两侧设置有多组相对的第二卡槽，所述转轴的两端分别卡接在对应的所述第二卡槽内。