CN207477928U - 一种基于压电传感技术的拳击训练系统及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于压电传感技术的拳击训练系统及装置，包括被动式信号感知模块、信号处理模块、通信模块和显示模块，被动式信号感知模块与信号处理模块连接，信号处理模块与显示模块之间经通信模块连接。训练时，信号处理模块通电，被动式信号感知模块感知击打的次数、力度、击打间隔时间、频率和速度等信号，并由信号处理模块分析处理后转化为电信号输出，显示模块显示相应数据信息，可直观的了解击打次数、力度、频率和速度等运动数据，根据这些数据全面、准确、直观的了解拳击者的优势与不足，有利于提出进一步针对性的训练计划和改善建议，帮助用户提高运动技巧，降低运动受伤风险。

Description

一种基于压电传感技术的拳击训练系统及装置

技术领域

本实用新型属于体育训练器材技术领域，特别是涉及一种基于压电传感技术的拳击训练系统及装置。

背景技术

随着近些年人们对体育锻炼的重视度增加，拳击运动吸引了越来越多的人参与，具有可以燃烧热量、增强骨密度、减少关节受伤的几率、预防骨质疏松等效果；而为了提高拳击水平，会采用沙袋、靶、拳击手套等工具进行训练。

目前，公开了一种拳击测力抱靶，设有一呈条状的柔性靶体，该柔性靶体内设有测力装置，该测力装置包括依次电连接的压电传感器、信号处理器及无线通信模块，所述信号处理器电连接有用于供电的供电电池，在所述信号处理器的输入端还电连接有用于感应击打源的RFID模块。能记载拳击时的击打力量和击打次数，实现了智能测数，可方便进行训练和对训练情况进行测评。

但是，现有的拳击训练工具无法全面记录拳击数据，无法根据数据分析提高动作技巧。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可全面记载拳击次数、力度、速度、频率数据，并能根据记载的数据进行全面精准的分析，提出进一步改善建议和训练计划，提高动作技巧，降低运动风险的基于压电传感技术的拳击训练系统及装置。

一种基于压电传感技术的拳击训练系统，包括被动式信号感知模块、信号处理模块、通信模块和显示模块，所述被动式信号感知模块感知用户的击打次数、力度、击打间隔时间和每拳的击打时间信号，所述信号处理模块实时处理感知的信号并得到用户的击打频率和速度信号，所述显示模块接收所述信号处理模块输出的数据、并显示，所述被动式信号感知模块与信号处理模块连接，所述信号处理模块与显示模块之间经通信模块连接。

在其中一个实施例中，所述信号处理模块包括微控制器，所述微控制器内存储有一过滤算法，所述过滤算法根据被动式信号感知模块感知的高低通滤波信号计算得出用户的击打速度，并由所述显示模块显示。

在其中一个实施例中，所述被动式信号感知模块包括压电式传感器，所述压电式传感器包括压电薄膜传感器或压电电缆传感器，所述压电式传感器内设置有用于屏蔽环境噪音的屏蔽单元。

在其中一个实施例中，还包括数据存储模块，所述数据存储模块包括训练数据存储单元和账号存储管理单元，所述训练数据存储单元存储历史训练数据，所述账号存储管理单元存储用户账号信息，并将同一用户的训练数据存储于同一用户账号下；所述数据存储模块与所述信号处理模块和显示模块均经通信模块连接。

在其中一个实施例中，所述数据存储模块还包括提示单元，所述提示单元根据训练数据存储单元的历史数据分析做出训练提示，并经所述显示模块显示。

在其中一个实施例中，所述通信模块连接方式为有线通信连接或无线通信连接。

一种基于压电传感技术的拳击训练装置，包括拳击器具，采用上述基于压电传感技术的拳击训练系统，还包括压电传感器、信号处理器和显示终端，所述压电传感器设置于所述拳击器具，所述压电传感器连接所述信号处理器，所述信号处理器与所述显示终端之间通信连接。

在其中一个实施例中，所述压电传感器设置有定位件，所述压电传感器经所述定位件与所述拳击器具固定；或所述压电传感器封装与所述拳击器具内。

在其中一个实施例中，所述拳击器具间隔设置有两组所述压电传感器，两组所述压电传感器分别感知手部和腿部击打信号；所述压电传感器为压电薄膜传感器或压电电缆传感器。

在其中一个实施例中，所述拳击器具为拳击手套、拳击沙袋或拳击墙靶。

与现有技术相比，本实用新型至少包括以下优点：

本实用新型基于压电传感技术的拳击训练系统，训练时，信号处理模块通电，被动式信号感知模块感知击打的次数、力度、击打间隔时间、频率和速度等信号，并由信号处理模块分析处理后转化为电信号输出，显示模块显示相应数据信息，可对用户的运动参数进行提取，直观的了解用户的击打次数、力度、频率和速度等运动数据，对同一用户不同阶段或状态的数据进行对比，可根据这些数据全面、准确、直观的了解用户的优势与不足，可横向、竖向对比用户的运动特点，有利于提出进一步针对性的改善建议和训练计划，帮助用户提高运动技巧，降低运动受伤风险。

本实用新型基于压电传感技术的拳击训练装置，训练时，用户击打拳击沙袋、墙靶，或带上拳击手套即可感知击打的次数、力度、击打间隔时间、频率和速度等信号，并由显示终端显示相应数据，在拳击器具对用户本身的保护的同时，还可根据记录的各项数据全面、准确、直观的了解用户的优势与不足，可横向、竖向对比用户的运动特点，有利于提出进一步针对性的改善建议和训练计划，帮助用户提高运动技巧，降低运动受伤风险。

附图说明

图1是本实用新型基于压电传感技术的拳击训练系统结构框图；

图2是本实用新型基于压电传感技术的拳击训练装置为拳击沙袋的结构示意图；

图3是本实用新型基于压电传感技术的拳击训练装置为拳击手套的结构示意图；

图4是本实用新型基于压电传感技术的拳击训练装置为拳击墙靶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详述：

图1示出了本实用新型的实施例。

请参阅图1所示，该基于压电传感技术的拳击训练系统，包括被动式信号感知模块10、信号处理模块20、通信模块30和显示模块40，被动式信号感知模块10与信号处理模块20连接，信号处理模块20与显示模块40之间经通信模块30连接。训练时，信号处理模块20通电，开始工作；信号处理模块20经电源模块50通电，其通电的方式可以是使用电池供电或直接插接电源供电。

被动式信号感知模块10包括压电式传感器，可以是压电薄膜传感器或压电电缆传感器，压电式传感器内设置有用于屏蔽环境噪音的屏蔽单元12，可以使得感知到的信号更清晰、干净、准确。压电薄膜传感器感知信号的方式为被动无源式，当压电薄膜传感器感知到用户的击打时，可感知用户的击打次数、力度、击打间隔时间、每拳的击打时间、训练时长等信号，并将感知到的信号发送给信号处理模块20。通过击打力度数据可知用户的最大力量、当前力量、平均力量等信息，从击打次数、力度训练时长等数据可分析得知用户的爆发力和耐力。

压电薄膜传感器采用正压电效应原理：受到外力的作用而变形时会在两个电极表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉之后，又会恢复到不带电的状态；当压电薄膜传感器被动无源感知到用户的击打次数、力度、击打间隔时间和每拳的击打时间信号时，压电薄膜会根据用户击打的波动引起较大的应力，从而引起压电薄膜的变形，出现正压电效应，实现高灵敏度和高精确度监测用户击打信号。其中，压电薄膜为压电聚合物高分子膜，压电薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号，并且同拉伸或弯曲的形变成比例。

信号处理模块20与电源接通后通电工作，经微控制器22实时处理感知到的信号。

微控制器22内存储有一过滤算法，根据被动式信号感知模块10感知到的击打次数与击打间隔时间计算出击打频率信号；根据被动式信号感知模块10感知到的每拳的击打时间信号及高低通滤波信号计算得出用户的击打速度；可采集到用户拳击时较全面的数据，有利于用户根据相应的数据做出针对性的训练。击打频率和速度可得知用户的反应速度和爆发力。

信号处理模块20与显示模块40之间还设置有数据存储模块60，用以存储拳击训练相关的数据信息。

数据存储模块60包括训练数据存储单元62和账号存储管理单元64，训练数据存储单元62存储历史训练数据，即只要是同一个被动式信号感知模块10感知到的击打数据均会被记录存储下来，且可设定某一段时间内数据不清零，此某一段时间的设定可以是一星期、一个月、一季度或一年等，需要数据分析时可方便随时调取；账号存储管理单元64可将不同用户的击打数据信息进行分类，将同一用户的训练数据存储于同一用户账号下，需要进行数据分析时，可根据需要调出某一用户的运动数据，有利于资源的合理利用。

数据存储模块60还包括提示单元66，提示单元66根据训练数据存储单元62的某一段时间的数据分析做出训练提示，有利于用户提高运动技巧，避免不当姿势或动作造成受伤的风险。

显示模块40接收信号处理模块20输出的击打次数、力度、击打间隔时间和每拳的击打时间、频率、速度等信号数据、并以文字或图形的方式显示。

通信模块30连接方式为有线通信连接或无线通信连接，用于数据信号的传输；有线通信方式可以是设置USB接口连线，优选无线通信，其无线通信方式可包括蓝牙、wifi、GPRS等。

本实用新型基于压电传感技术的拳击训练系统，训练时，信号处理模块20通电，被动式信号感知模块10感知击打的次数、力度、击打间隔时间、频率和速度等信号，并由信号处理模块20分析处理后转化为电信号输出，显示模块40显示相应数据信息，可对用户的运动参数进行提取，直观的了解用户的击打次数、力度、频率和速度等运动数据，对同一用户不同阶段或状态的数据进行对比，可根据这些数据全面、准确、直观的了解用户的优势与不足，可横向、竖向对比用户的运动特点，有利于提出进一步针对性的改善建议和训练计划，帮助用户提高运动技巧，降低运动受伤风险。

图2、图3、图4示出了本实用新型的实施例。

请参阅图2、图3、图4所示，该基于压电传感技术的拳击训练装置，包括拳击器具70，采用上述基于压电传感技术的拳击训练系统，还包括压电传感器80、信号处理器90和显示终端，压电传感器80设置于拳击器具70，压电传感器80连接信号处理器90，信号处理器90与显示终端之间通信连接。

因为拳击时手部力量和腿部力量差异较大，为便于分别分析手部力量和腿部力量，并分别针对手部和腿部的击打做出不同指导，拳击器具70间隔设置有两组压电传感器80，两组压电传感器80分别感知手部和腿部击打信号。

压电传感器80可以为压电薄膜传感器或压电电缆传感器。

拳击器具70可以为拳击手套、拳击沙袋或拳击墙靶。

拳击器具70为拳击沙袋或拳击墙靶时，压电传感器80设置有定位件，压电传感器80经定位件与拳击器具70固定。其中，定位件可以是绑带、绑扣、预紧带等，压电传感器80绑缚或绑扣于拳击沙袋或拳击墙靶，便于拆装；且在现有的未设置压电传感器80的拳击沙袋或拳击墙靶基础上，直接绑缚或绑扣压电传感器80可减小更换成本。或者，压电传感器80封装于拳击沙袋或拳击墙靶内部。

拳击器具70为拳击手套时，压电传感器80封装与拳击手套内，特别是封装于拳击手套背部；此时，因拳击手套与皮肤贴合，运动时可感知用户的心率信号，根据用户运动时的心率信号，可判断用户的爆发力等。

显示终端可以是手机终端、平板电脑终端或计算机终端，具体的讲，在显示终端上安装对应的APP后，使压电传感器80与APP配对通信连接，显示用户拳击时的击打次数、力度、击打间隔时间和每拳的击打时间、频率、速度等信号数据、并以文字或图形的方式显示。

本实用新型基于压电传感技术的拳击训练装置，训练时，用户击打拳击沙袋、墙靶，或带上拳击手套即可感知击打的次数、力度、击打间隔时间、频率和速度等信号，并由显示终端显示相应数据，在拳击器具70对用户本身的保护的同时，还可根据记录的各项数据全面、准确、直观的了解用户的优势与不足，可横向、竖向对比用户的运动特点，有利于提出进一步针对性的改善建议和训练计划，帮助用户提高运动技巧，降低运动受伤风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种基于压电传感技术的拳击训练系统，其特征在于，包括被动式信号感知模块、信号处理模块、通信模块和显示模块，所述被动式信号感知模块感知用户的击打次数、力度、击打间隔时间和每拳的击打时间信号，所述信号处理模块实时处理感知的信号并得到用户的击打频率和速度信号，所述显示模块接收所述信号处理模块输出的数据、并显示，所述被动式信号感知模块与信号处理模块连接，所述信号处理模块与显示模块之间经通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于压电传感技术的拳击训练系统，其特征在于，所述信号处理模块包括微控制器，所述被动式信号感知模块包括压电式传感器，所述压电式传感器包括压电薄膜传感器或压电电缆传感器，所述压电式传感器内设置有用于屏蔽环境噪音的屏蔽单元。

3.根据权利要求2所述的基于压电传感技术的拳击训练系统，其特征在于，还包括数据存储模块，所述数据存储模块包括训练数据存储单元和账号存储管理单元，所述训练数据存储单元存储历史训练数据，所述账号存储管理单元存储用户账号信息，并将同一用户的训练数据存储于同一用户账号下；所述数据存储模块与所述信号处理模块和显示模块均经通信模块连接。

4.根据权利要求3所述的基于压电传感技术的拳击训练系统，其特征在于，所述数据存储模块还包括提示单元，所述提示单元根据训练数据存储单元的历史数据分析做出训练提示，并经所述显示模块显示。

5.根据权利要求4所述的基于压电传感技术的拳击训练系统，其特征在于，所述通信模块连接方式为有线通信连接或无线通信连接。

6.一种基于压电传感技术的拳击训练装置，包括拳击器具，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的基于压电传感技术的拳击训练系统，还包括压电传感器、信号处理器和显示终端，所述压电传感器设置于所述拳击器具，所述压电传感器连接所述信号处理器，所述信号处理器与所述显示终端之间通信连接。

7.根据权利要求6所述的基于压电传感技术的拳击训练装置，其特征在于，所述压电传感器设置有定位件，所述压电传感器经所述定位件与所述拳击器具固定；或所述压电传感器封装与所述拳击器具内。

8.根据权利要求7所述的基于压电传感技术的拳击训练装置，其特征在于，所述拳击器具间隔设置有两组所述压电传感器，两组所述压电传感器分别感知手部和腿部击打信号；所述压电传感器为压电薄膜传感器或压电电缆传感器。

9.根据权利要求8所述的基于压电传感技术的拳击训练装置，其特征在于，所述拳击器具为拳击手套、拳击沙袋或拳击墙靶。