CN112075941A - 一种激光测距坐位体前屈测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种激光测距坐位体前屈测试装置，包括座板和智能检测组件，所述座板一端设有用于限制被检测者脚位置的限位挡板，所述限位挡板顶部平行于座板设置用于引导被测试者手掌定向移动的导向杆，所述智能检测组件位于导向杆远离座板的一端，所述导向杆上设有不少于两个导向槽。该装置在满足激光自动智能测距、数据自动采集分析和处理的基础上，进一步简化设计方案，省去了挡板、滑道等复杂的辅助设备，制造成本更低，使用更加便捷，省去了对挡板等机械结构的维护与保养。
Description
技术领域
本发明涉及身体素质测试技术领域，尤其涉及一种身体体育素质检测设备，具体是指一种激光测距坐位体前屈测试装置。
背景技术
坐位体前屈(Sit And Reach)是大中小学体质健康测试项目，它的测试目的是测量在静止状态下的躯干、腰、髋等关节可能达到的活动幅度，主要反映这些部位的关节、韧带和肌肉的伸展性和弹性及身体柔韧素质的发展水平。
目前常用的坐位体前屈检测设备是采用激光取标尺的方式实现数据的读取，标尺上设有刻度，然后通过激光检测读取标尺上的刻度实现度数，一般标尺上右明暗交替出现的刻度线，数据显示屏幕显示移动的距离，需要监考老师的现场记录，凡是有人工参与的地方，就会出现人为错误出现的概率，再就是整个过程比较缓慢，测试前先将有效证件给监考老师，老师核对后才让学生进行测试，效率低下。
中国专利公开了CN209464572U，名称为坐位体前屈测试仪及基于物联网的坐位体前屈测试系统的实用新型专利，该技术包括坐垫及测试电路，坐垫上设置有支撑杆，支撑杆下端设置有脚踏板，支撑杆上端设置有平行于坐垫的测量杆，测量杆上设置有可移动手推板，测量杆上设置有显示屏；测试电路包括提示灯、单片机模块、传感器模块、脉冲输入模块、实时时钟模块、通讯模块以及人机交互模块，人机交互模块包括上述显示屏及按键控制模块，人机交互模块通过通讯模块与单片机进行通讯；本实用新型还公开基于物联网的坐位体前屈测试系统，本实用新型可得出更准确的坐位体前屈测试数据以及能够将测试数据快速上传到物联网云平台，结构依然相对复杂，需要设置测量杆、手推板、显示屏等机械构件，凡是设置过多的机械构件，就需要定期维护保养，比如需要保证推板的顺滑性，需要定期保养涂抹润滑油等，另外增加的辅助设备就意味着增加制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种激光测距坐位体前屈测试装置，该装置在满足激光自动智能测距、数据自动采集分析和处理的基础上，进一步简化设计方案，省去了手推板、测量杆等复杂的辅助设备，制造成本更低，使用更加便捷，省去了后期对机械结构的维护与保养，使用效果更好。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种激光测距坐位体前屈测试装置，包括座板和智能检测组件，所述座板一端设有用于限制被检测者脚位置的限位挡板，所述限位挡板顶部平行于座板设置用于引导被测试者手掌定向移动的导向杆，所述智能检测组件位于导向杆远离座板的一端，所述导向杆上设有不少于两个导向槽。
作为优选，所述导向杆与限位挡板之间为固定连接，或者导向杆与限位挡板之间为可调节固定连接。
作为优选，所述智能检测组件包括集成盒体，所述集成盒体与导向杆临近的一侧设有与智能检测组件电连接的激光测距传感器。
作为优选，所述激光测距传感器发射的激光脉冲的方向平行于导向杆。
作为优选，所述集成盒体为矩形，所述集成盒体外形尺寸大于导向杆的外形尺寸，所述集成盒体顶部与导向杆顶部形成台阶立面，所述激光测距传感器设置在台阶立面上。
作为优选，所述激光测距传感器发送的激光脉冲下边缘的位置高度位于被检测者手指放在导向槽上后指尖上表面的高度以下位置。
作为优选，还包括位于导向杆远离集成盒体一端，且与智能检测组件电连接的红外感应传感器，位于限位挡板上与智能检测组件电连接的光感应传感器。
作为优选，所述座板底部设有支撑脚。
作为优选，所述座板两侧设有固定带卡扣，所述固定带卡扣上设有可拆卸的固定带。
作为优选，所述导向杆为铝制型材加工而成，内部为中空结构，上表面设有两个平行设置向下凹陷的导向槽，所述导向杆靠近人体一端设有盖板，所述盖板通过螺钉、铆钉或凸起插接槽中的一种或几种进行连接，所述盖板上设有安装红外感应传感器的安装孔。
作为优选，所述智能检测组件还包括用于PLC控制模块，所述PLC控制模块上接有无线传输模块，所述无线传输模块为LORA或WIFI无线通信模块。
采用本技术方案的有益效果：该装置在满足激光自动智能测距、数据自动采集分析和处理的基础上，进一步简化设计方案，省去了挡板、滑道等复杂的辅助设备，制造成本更低，使用更加便捷，省去了对挡板等机械结构的维护与保养。
附图说明
图1为激光测距坐位体前屈测试装置的结构示意图。
图2为图1的立体图增加了固定带。
图3为图2中导向杆与集成盒体的结构示意图。
图4为激光测距坐位体前屈测试装置中智能检测组件的电连接示意图。
具体实施方式
为便于说明，下面结合附图，对发明的激光测距坐位体前屈测试装置做详细说明。
如图1至图4中所示，一种激光测距坐位体前屈测试装置，包括座板1和智能检测组件，所述座板1一端设有用于限制被检测者脚位置的限位挡板2，所述限位挡板2顶部平行于座板1设置用于引导被测试者手掌定向移动的导向杆3，所述智能检测组件位于导向杆3远离座板1的一端，所述导向杆3上设有不少于两个导向槽4；所述导向杆3与限位挡板2之间为固定连接，或者导向杆3与限位挡板2之间为可调节固定连接；之所以将导向杆设置在限位板上为可调节固定连接，是因为在平常的检测过程中发现，有的人柔韧性很差，有的人柔韧性很好，柔韧性好的人如果全部向前伸展开来，手指会碰到激光测距传感器，柔韧性差的人，手指都有时候摸不到导向杆，针对这样的极端学生，可以通过调节导向杆与限位挡板之间的位置关系完成测试。
所述智能检测组件包括集成盒体5，所述集成盒体5与导向杆3临近的一侧设有与智能检测组件电连接的激光测距传感器6；所述激光测距传感器6发射的激光脉冲的方向平行于导向杆3；所述集成盒体5外形尺寸大于导向杆3的外形尺寸，所述集成盒体5顶部与导向杆3顶部形成台阶立面7，所述激光测距传感器6设置在台阶立面7上；所述激光测距传感器6发送的激光脉冲下边缘的位置高度位于被检测者手指放在导向槽4上后指尖上表面的高度以下位置；所述座板底部设有支撑脚11；所述座板两侧设有固定带卡扣12，所述固定带卡扣12上设有可拆卸的固定带13，被测试者坐下后，用固定带13固定腿部，防止在坐位体前屈动作时腿向上弯曲，影响测试效果。根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：还包括位于导向杆3远离集成盒体5一端，且与智能检测组件电连接的红外感应传感器18，位于限位挡板2上与智能检测组件电连接的光感应传感器17。
所述导向杆3为铝制型材加工而成，内部为中空结构，上表面设有两个平行设置向下凹陷的导向槽4，所述导向杆3靠近人体一端设有盖板3.1，所述盖板3.1通过螺钉、铆钉或凸起插接槽中的一种或几种进行连接，所述盖板3.1上设有安装红外感应传感器的安装孔3.2。
所述座板1上设有若干个压力传感器8，所述压力传感器8与智能检测组件电连接；所述智能检测组件还包括用于PLC控制模块9，所述PLC控制模块9上接有无线传输模块10，所述无线传输模块10为LORA或WIFI无线通信模块；还包括与PLC控制模块9电连接的人脸识别模块14；还包括通过无线传输模块10连接的云平台服务器15，所述云平台服务器15通过4G/5G与手机16上的APP客户端数据传输；所述人脸识别模块14通过可拆卸固定座安装在支撑架上、或者人脸识别模块14通过支架竖立在坐位体前屈测试装置旁边的地面上；所述集成盒体5上安装有内部与无线传输模块10连接的天线。
所述导向杆为铝制型材加工而成，内部为中空结构，上表面设有两个平行设置向下凹陷的导向槽，导向槽截面为扇形、U型或者矩形、燕尾型均可，人在进行坐位体前屈动作时，手指中指按在导向槽上，沿着导向槽向前滑动。所述导向杆靠近人体一端设有盖板，所述盖板通过螺钉、铆钉或凸起插接槽中的一种或几种进行连接，本实施例为了方便采用螺钉连接，之所以使用铝制的导向杆，主要因为铝型材具有制造简单，铝型材设有若干个沟槽凸起，强度高，不易变形，铝型材还就有防锈功能。
激光测距传感器为了更好的工作，一般激光测距传感器发出的激光脉冲最低部要低于铝型材上表面。
工作原理：使用时，首先考生信息已经全部录入到云平台服务器中，在此前提下，考生进入考试区域，来到坐位体前屈测试装置前，传统方式需要监考考试先进行考生身份确认，比如查看准考证、学生证等等，本技术方案利用人脸识别系统前，无需监考老师的指引，考生走到人脸识别系统前，无线查看学生身份证明等，人脸识别系统即人脸识别模块，所述人脸识别系统上设有一个人脸识别摄像头，进行考试前的信息确认，人脸识别系统目前技术较为成熟，就是一个高清摄像头的图像采集工作，在银行系统等已经普遍使用，在此不在详述具体结构，人脸识别系统将信号采集后经过PLC控制模块，也就是单片机作用，通过LORA或者WIFI等无线传输模块将采集到的人脸图形与云平台服务器中事先录入的信息对比，无论是LORA还是WIFI数据传输，都是目前较为成熟的技术，如何实现传输是本领域技术人员公知技术，如果信息对比正确，即可开始考试测验。
考生屁股坐到坐位体前屈测试装置的坐垫上，坐垫内部设有压力传感器，压力传感控制器接收信号后将考生开始测试信号发送给PLC控制模块，或者利用导向杆端部的红外感应传感器，将信号发送给PLC控制器模块，本实施例采用51单片机控制，PLC控制模块发送信号给激光测距传感器，激光测距传感器开始工作，此时激光测距传感器测到的距离数值较大，为人体与激光测距传感器之间的距离，虽然被检测者脚踏在限位挡板上，两个手指的中指沿着导向杆上的导向槽向前移动，激光测距传感器与手指中指的之间位置逐渐缩短，当该距离达到最小值时，即为测试的最终结果数值。
为了提高检测效率，在限位挡板上设置了限定脚位置的区域，并且在该区域设置光敏电阻制成的光感应传感器，当人的脚底板全部贴合在限定脚位置区域时，可以将该区域的光感应传感器用脚底板遮挡，没有光的情况下光感应传感器不工作，这种情况下测得的坐位体前屈数值有限，如果脚底板脱离限位挡板，有光进入，光感应传感器将信号传递给PLC控制模块，则以后产生的数据无效，主要是因为人体脚后跟脱离限位挡板后，虽然能够使得坐位体前屈数值增大，但是已经不准确，并不是测验的要求。
考生从坐垫上下来，压力传感器将没有压力的信号传递给PLC控制器，或者红外感应传感器将人离开的信号传递给PLC控制器，PLC控制器再将数值信号通过PLC控制器上的无线LORA还是WIFI数据传输传送给云平台服务器，服务器将数值进行处理、分析，该过程是软件系统处理，并非本技术方案保护的客体，该方法目前的很多激光测距软件中应用较为普遍，本领域技术人员所公知，再次不在详述具体数据测算的原理。
云平台服务器将数据与设定的达标数量对比，分优秀、良好、及格等，经过云平台服务器的处理后，将结果通过4G/5G网络实时发送给考生手机上的APP客户端，考生如果发现不合格，可继续重新补考测试，设备的电源采用外接可充电电池组。
51单片机是一种非常成熟且运行稳定的单片机控制器，在微系统控制中应用广泛，写入程序即可使用，程序不是本技术保护的重点，本专利包括的重点在于利用现有的一些电器功能模块实现数据采集、比对和输送，省去人工监考存在的弊端，避免人工后期数据整理过程中的人为错误的出现。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光测距坐位体前屈测试装置，包括座板（1）和智能检测组件，其特征是：所述座板（1）一端设有用于限制被检测者脚位置的限位挡板（2），所述限位挡板（2）顶部平行于座板（1）设置用于引导被测试者手掌定向移动的导向杆（3），所述智能检测组件位于导向杆（3）远离座板（1）的一端，所述导向杆（3）上设有不少于两个导向槽（4）。
2.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述导向杆（3）与限位挡板（2）之间为固定连接，或者导向杆（3）与限位挡板（2）之间为可调节固定连接。
3.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述智能检测组件包括集成盒体（5），所述集成盒体（5）与导向杆（3）临近的一侧设有与智能检测组件电连接的激光测距传感器（6）。
4.根据权利要求3所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述激光测距传感器（6）发射的激光脉冲的方向平行于导向杆（3）。
5.根据权利要求4所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述集成盒体（5）外形尺寸大于导向杆（3）的外形尺寸，所述集成盒体（5）顶部与导向杆（3）顶部形成台阶立面（7），所述激光测距传感器（6）设置在台阶立面（7）上。
6.根据权利要求5所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述激光测距传感器（6）发送的激光脉冲下边缘的位置高度位于被检测者手指放在导向槽（4）上后指尖上表面的高度以下位置。
7.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：还包括位于导向杆（3）远离集成盒体（5）一端，且与智能检测组件电连接的红外感应传感器（18），位于限位挡板（2）上与智能检测组件电连接的光感应传感器（17）。
8.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述座板两侧设有固定带卡扣（12），所述固定带卡扣（12）上设有可拆卸的固定带（13），所述座板底部设有支撑脚（11）。
9.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述导向杆（3）为铝制型材加工而成，内部为中空结构，上表面设有两个平行设置向下凹陷的导向槽（4），所述导向杆（3）靠近人体一端设有盖板（3.1），所述盖板（3.1）通过螺钉、铆钉或凸起插接槽中的一种或几种进行连接，所述盖板（3.1）上设有安装红外感应传感器的安装孔（3.2）。
10.根据权利要求1所述的激光测距坐位体前屈测试装置，其特征是：所述智能检测组件包括用于PLC控制模块（9），所述PLC控制模块（9）上还接有无线传输模块（10），所述无线传输模块（10）为LORA或WIFI无线通信模块。
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