CN220530632U - 一种折返跑体能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及体质测试器材技术领域，尤其涉及一种折返跑体能测试装置，包括立于测试场地一侧的主机部分和放置在测试场地上的采集器部分，主机部分包括主机本体，主机本体内设有主控制模块，主控制模块上电连接有显示模块、图像采集模块、第一数据传输模块、第一供电模块和第一扩展模块，采集器部分包括集成盒体，集成盒体内部设有副控制模块，副控制模块上电连接有激光发射模块、激光接收模块、第二供电模块、第二数据传输模块、报警模块、测距模块和第二扩展模块。该装置利用计算机等通讯网络技术对本身进行优化，保证设备测试过程中性能方面的稳定性和准确性，装置结构方面更加紧凑，更加合理，效果更好，可方便快捷的铺设安装测试装置。

Description

一种折返跑体能测试装置

技术领域

本实用新型涉及体质测试器材技术领域，尤其涉及一种折返跑体能测试装置。

背景技术

近年来，学生体质与健康水平不断迈上新台阶。学生身高、体重、胸围等形态发育指标持续向好，学生肺活量水平全面上升，根据全国学生体质与健康调研情况公布并显示，我国学生体质健康达标优良率总体呈上升趋势，学生体质与健康水平持续提高。

我司针对不同的提测项目设计并开发了多种体能测试装置及系统，均已陆续应用到学生体能测试的各个项目中，如视力测试仪、肺活量测试仪、仰卧起坐测试仪、引体向上测试仪等等，都是结合目前的计算机技术，将传统的以人为主的监考测试，逐渐由计算机及一些附属配件完成。

“折返跑”，顾名思义，是根据两个标志物，从其中一个标志物起点开始，按照要求跑至另一标志物终点，用脚或手触碰标志物后立即转身跑回起点，然后再继续转身跑向终点，但是测试过程是为了更好的测出学生真实的体能，所以要求在折返跑过程中一定要跑足所设定的近距离，比如15米、25米、50米等等，目前中国专利公开的折返跑相关专利技术并不多，经过检索，与本技术方案相近的包括两个对比文件，其一为公开号是CN105457250A，名称是折返跑引导系统；其二为公开号是CN 204170391 U，名称是折返跑测试仪的两项实用新型专利，这两个对比文件公开的技术工作原理基本一致，都是在终点和起点分别设置检查装置，然后判断人是否到达，然后通过后台的计算机进行数据分析得到测试成绩。

经过对以上技术分析存在以下几个不足之处：1、都是采用设置大约1-1.2米左右的支架方式将测试的传感器架起，测试用的传感器在顶部，那么在测试过程中，有的同学会提前将手伸出，在身体没到达设定位置，即跑的距离不够的情况下，就可以用手触发传感器，存在作弊情形；2、数据采集过程中校准的一般都是激光发射器和激光接收器，对比文件有的有红外传感器，红外传感器在一定范围内即可触发，也存在泡不到位的情况；如果使用激光发射器和激光接收器，要求位置精度相对较高，但激光发射器和激光接收器是采用可伸缩的支架固定，稳定性差，如果遇到刮风的天气，支架会产生摇晃，当晃动达到一定的幅度时，激光接收器接受不到激光发射器的信号，误判为被测学生到达；3、支架万一被吹倒或者碰到，会对激光发射器或激光接收器造成损坏；4、其中一个对比文件中利用设置的若干灯逐渐点亮的方式引导跑动，白天效果不好，且能源消耗较大，此外还是采用的外接电源，在操场上线缆乱拉，危险性较高；5、支架底部一般都较大，设放置在跑道上占地较多，跑动过程中容易被踢到，如果不想被踢到，两个接收器之间距离会较大，一般会占用2根跑道，占用测试场地较大；6、虽然激光发射器和激光接收器作为信号触发设备较为成熟，但遇到刮风天气，被挂起的树叶等杂物飞到测试区域可能会触发信号，造成误判；7、因为是折返跑测试设备，起点和终点的距离需要事先用皮尺测量，测量准确度低、操作方便等问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种折返跑体能测试装置，该装置首先利用计算机等通讯网络技术，能够带体人工对学生进行检测，另外装置本身进行优化，保证了设备测试过程中的性能方面的稳定性和准确性，装置结构方面更加紧凑，设计更加合理，效果更好，可方便快捷的铺设安装测试装置，自带电源，无需外接电源。

本实用新型的技术解决方案是，提供如下一种折返跑体能测试装置，包括立于测试场地一侧的主机部分和放置在测试场地上的采集器部分，所述主机部分包括主机本体，所述主机本体内设有主控制模块，所述主控制模块上电连接有显示模块、图像采集模块、第一数据传输模块、第一供电模块和第一扩展模块，所述采集器部分包括集成盒体，所述集成盒体内部设有副控制模块，所述副控制模块上电连接有激光发射模块、激光接收模块、第二供电模块、第二数据传输模块、报警模块、测距模块和第二扩展模块。

作为优选，所述主控制模块和副控制模块均为PLC控制器，所述PLC控制器为51单片机。

作为优选，所述显示模块为显示屏，所述图像采集模块为人脸识别摄像头。

作为优选，所述激光发射模块为激光发射器，所述激光接收模块为激光接收器，所述测距模块为激光测距仪。

作为优选，所述第一扩展模块和第二扩展模块均为USB数据扩展接口，所述第一扩展模块上接有音乐播放音响，所述第二扩展模块上接有压力传感器或鞋子识别摄像头。

作为优选，所述第一数据传输模块和第二数据传输模块均为无线传输模块为LORA或WIFI无线通信模块，所述第一数据传输模块和第二数据传输模块上均设有天线。

作为优选，所述报警模块包括蜂鸣器和LED灯组，所述LED灯组包括红、黄、绿三色灯组。

作为优选，所述集成盒体为长方体结构，所述集成盒体包括底板和上壳盖，所述底板底部设有支撑脚，所述底板上表面设有若干用于固定各个模块凸起的隔板或安装凸起，所述上壳盖为底部开口的盒体，所述底板塞入上壳盖底部开口并通过螺钉或卡扣固定，所述底板与上壳盖之间设有密封圈。

作为优选，所述上壳盖前部侧面设有用于安装测距仪探头的测距通孔，所述上壳盖顶部顶面设有安装LED灯组的三个灯罩安装孔，所述灯罩安装孔上设有灯罩，所述上壳盖顶部顶面还设有方向指示箭头，所述上壳盖后部侧面设有USB扩展接口和电源充电口，所述上壳盖的其中一个侧面设有用于安装激光发射器探头的发射通孔，所述上壳盖的另一个侧面设有用于安装激光接收器探头的接收通孔，所述上壳盖的侧面还设有若干个小孔组成的声音外放孔组，所述上壳盖的侧面还设有用于安装鞋子识别摄像头的安装部。

作为优选，所述主机本体包括机架，机架顶部设有倾斜设置的机头，所述主控制模块上电连接有显示模块、图像采集模块、第一数据传输模块、第一供电模块和第一扩展模块集成在机头内，所述机架上设有用于放置音乐播放音响的挂钩或平台，所述机架底部设有基座。

采用本技术方案的有益效果：1、设备主机本体立于一旁，通过人脸扫描可完成测设这人员信息采集和登记，实现无人值守，方便快捷；2、采集器部分体积设计为长条状的长方体，一般设计的与跑道上画线尺寸宽度基本一致，占地面积小，且舍去传统支架升起的结构，稳定性强，有效避免了测试者用手提前伸出触发信号的情况；3、当遇到周边环境相对较差的情况，比如落叶较多，因为刮风可能导致的树叶触发激光检查信号时，可通过第二扩展模块外接压力传感器，将压力传感器铺设在跑道上，需要测试者用脚踩压才能触发信号，使用场景更多；4、设置激光测距仪，通过激光测距仪可精准确定起点和终点两者之间的距离，无需再用皮尺等测量，提高设备安装效率和设备的安装精度；5、如果条件运行，可将信号采集设备更换为鞋子识别摄像头；6、设置蜂鸣器和LED灯光作为报警装置，在听到报警凤鸣器发出警报时，在结合自己这一组设备上的灯光可快速判断自己是否合格；7、由于采集器部分尺寸相对较小，可以跑道为测试场所，每一根跑道作为一个独立的测试场所，可并列多位同学，按组同时进行测试；8、设置音乐播放用的音响，播放当时较为流行或轻松的音乐，有助于测试者心态身体的放松，更好的将实际水平发挥出来；9、装置自带电源，避免了传统设备需要提前铺设电缆的问题，尤其是在空旷的操场，电源并不好找的情况下，更加方便。

附图说明

图1为主机本体内各模块连接的结构示意图。

图2为集成盒体内各模块连接的结构示意图。

图3为主机本体的结构示意图。

图4为主机内各模块布置结构示意图。

图5为采集盒体结构示意图。

图6为图5的俯视结构示意图。

图7为图5的仰视结构示意图。

图8为图7的左视结构示意图。

图9为图7的右视结构示意图。

图10 为集成盒体内各模块布置结构示意图。

具体实施方式

为便于说明，下面结合附图1-10，对实用新型的折返跑体能测试装置做详细说明。

一种折返跑体能测试装置，包括立于测试场地一侧的主机部分和放置在测试场地上的采集器部分，所述主机部分包括主机本体1，所述采集器部分包括集成盒体8，所述主机本体1包括机架1.1，机架1.1顶部设有倾斜设置的机头1.2，所述主控制模块2上电连接的显示模块3、图像采集模块4、第一数据传输模块5、第一供电模块6和第一扩展模块7集成在机头1.2内，所述机架1.1上设有用于放置音乐播放音响7.1的挂钩或平台1.3，所述机架1.1底部设有基座1.4。

所述集成盒体8为长方体结构，副控制模块9上电连接的激光发射模块10、激光接收模块11、第二供电模块12、第二数据传输模块13、报警模块14、测距模块15和第二扩展模块16集成在集成盒体8内。

所述主控制模块2和副控制模块9均为PLC控制器，所述PLC控制器为51单片机；所述显示模块3为显示屏3.1，所述图像采集模块4为人脸识别摄像头4.1；所述激光发射模块10为激光发射器，所述激光接收模块11为激光接收器，述测距模块15为激光测距仪；所述第一扩展模块7和第二扩展模块16均为USB数据扩展接口，所述第一扩展模块7上接有音乐播放音响7.1，所述第一数据传输模块5和第二数据传输模块13均为无线传输模块为LORA或WIFI无线通信模块，所述第一数据传输模块5和第二数据传输模块13上均设有天线；所述报警模块14包括蜂鸣器14.2和LED灯组14.1，所述LED灯组包括红、黄、绿三色灯组。

当遇到外界环境不方便使用激光发射器和激光接收器进行信号采集时，可在所述第二扩展模块16上接有压力传感器或鞋子识别摄像头代替激光发射器和激光接收器进行信号采集。

所述集成盒体8包括底板8.1和上壳盖8.2，所述底板8.1底部设有支撑脚801，所述底板8.1上表面设有若干用于固定各个模块凸起的隔板或安装凸起，所述上壳盖8.2为底部开口的盒体，所述底板8.1塞入上壳盖8.2底部开口并通过螺钉或卡扣固定，所述底板8.1与上壳盖8.2之间设有密封圈。

所述上壳盖8.2前部侧面设有用于安装测距仪探头的测距通孔8.3，所述上壳盖8.2顶部顶面设有安装LED灯组的三个灯罩安装孔，所述灯罩安装孔上设有灯罩8.4，所述上壳盖8.2顶部顶面还设有方向指示箭头，所述上壳盖8.2后部侧面设有USB扩展接口8.5和电源充电口8.6，所述上壳盖8.2的其中一个侧面设有用于安装激光发射器探头的发射通孔8.7，所述上壳盖8.2的另一个侧面设有用于安装激光接收器探头的接收通孔8.8，所述上壳盖8.2的侧面还设有若干个小孔组成的声音外放孔组8.9，所述上壳盖8.2的侧面还设有用于安装鞋子识别摄像头的安装部802，上述通孔处都设计密封圈，有效防止水渍进入集成盒体8内部。

在此声明，被技术方案保护的是该装置的硬件部分，并不涉及信号被收集后的系统是如何利用软件系统完成被测试者的成绩判定，以下描述仅仅为了表达工作原理。

使用时，首先将主机本体1和集成盒体按位置要求摆放好，接通电源后通过无线传输模块为LORA或WIFI无线通信模块实现互联，保证能够实现数据互传；然后被测试者通过主机上的人脸识别完成信息采集，以5组同时测试为例，使用激光发射器和激光接收器为信号触发的情况，在跑道之间的跑道线上摆放6个集成盒体，均按照箭头方向指示方向布置，这样相邻两个集成盒体组成一组信号触发组件，一个集成盒体8的激光发射器整好与另一个集成盒体的激光接收器整好构成一组信号触发组件，被测者按采集顺序进入到对应的跑道，再开始测试指令发出后开始沿着跑道进行折返跑，从起点到终点，测试者的脚落入终点的信号触发区域后，信号被阻挡，电信号将指令传给副控制器，副控制器根据规定时间内是否所有人都当到达做出判断，如果判断都到达，发出往回跑的信号，该信号再通过蜂鸣器发生，给出从终点往起点跑动的声音，同时所有人脚边的集成盒体上显示绿色指示灯，如果副控制器没有在规定时间内收到信号，则判断3号跑道的人没有按规定时间到达，副控制器会将3号跑道人员第一次不达标的情况予以警报提醒，警报提醒方式包括两个，一个蜂鸣器发声，同时测试者脚边的集成盒体上会显示黄灯，如果3号跑道上的人在多次的折返跑中出现2次没有按照规定时间到达并触发信号，则继续报警，警报提醒方式包括两个，一个蜂鸣器发声，同时测试者脚边的集成盒体上会显示红灯，此时判断3号跑道人员不达标，改组人员全部完成测试后，副控制器会通过第二数据传输模块和第一数据传输模块建立的数据传输互联将测试结果数据发送给主控制器，最终主控制在通过第一数据传输模块将整体测试结果数据回传给后台的计算机进行数据存储，相关数据分析软件会将数据进行分析，将所有测试项目进行整合，得出学生体质情况说明。

在上述实施例中，对本实用新型的最佳实施方式做了描述，很显然，在本实用新型的发明构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本实用新型的发明构思下所做出的任何改变都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种折返跑体能测试装置，其特征是：包括立于测试场地一侧的主机部分和放置在测试场地上的采集器部分，所述主机部分包括主机本体（1），所述主机本体（1）内设有主控制模块（2），所述主控制模块（2）上电连接有显示模块（3）、图像采集模块（4）、第一数据传输模块（5）、第一供电模块（6）和第一扩展模块（7），所述采集器部分包括集成盒体（8），所述集成盒体（8）内部设有副控制模块（9），所述副控制模块（9）上电连接有激光发射模块（10）、激光接收模块（11）、第二供电模块（12）、第二数据传输模块（13）、报警模块（14）、测距模块（15）和第二扩展模块（16）。

2.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述主控制模块（2）和副控制模块（9）均为PLC控制器，所述PLC控制器为51单片机。

3.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述显示模块（3）为显示屏（3.1），所述图像采集模块（4）为人脸识别摄像头（4.1）。

4.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述激光发射模块（10）为激光发射器，所述激光接收模块（11）为激光接收器，所述测距模块（15）为激光测距仪。

5.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述第一扩展模块（7）和第二扩展模块（16）均为USB数据扩展接口，所述第一扩展模块（7）上接有音乐播放音响（7.1），所述第二扩展模块（16）上接有压力传感器或鞋子识别摄像头。

6.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述第一数据传输模块（5）和第二数据传输模块（13）均为无线传输模块为LORA或WIFI无线通信模块，所述第一数据传输模块（5）和第二数据传输模块（13）上均设有天线。

7.根据权利要求1所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述报警模块（14）包括蜂鸣器（14.2）和LED灯组（14.1），所述LED灯组包括红、黄、绿三色灯组。

8.根据权利要求1-7任一所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述集成盒体（8）为长方体结构，副控制模块（9）上电连接的激光发射模块（10）、激光接收模块（11）、第二供电模块（12）、第二数据传输模块（13）、报警模块（14）、测距模块（15）和第二扩展模块（16）集成在集成盒体（8）内，所述集成盒体（8）包括底板（8.1）和上壳盖（8.2），所述底板（8.1）底部设有支撑脚（801），所述底板（8.1）上表面设有若干用于固定各个模块凸起的隔板或安装凸起，所述上壳盖（8.2）为底部开口的盒体，所述底板（8.1）塞入上壳盖（8.2）底部开口并通过螺钉或卡扣固定，所述底板（8.1）与上壳盖（8.2）之间设有密封圈。

9.根据权利要求8所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述上壳盖（8.2）前部侧面设有用于安装测距仪探头的测距通孔（8.3），所述上壳盖（8.2）顶部顶面设有安装LED灯组的三个灯罩安装孔，所述灯罩安装孔上设有灯罩（8.4），所述上壳盖（8.2）顶部顶面还设有方向指示箭头，所述上壳盖（8.2）后部侧面设有USB扩展接口（8.5）和电源充电口（8.6），所述上壳盖（8.2）的其中一个侧面设有用于安装激光发射器探头的发射通孔（8.7），所述上壳盖（8.2）的另一个侧面设有用于安装激光接收器探头的接收通孔（8.8），所述上壳盖（8.2）的侧面还设有若干个小孔组成的声音外放孔组（8.9），所述上壳盖（8.2）的侧面还设有用于安装鞋子识别摄像头的安装部（802）。

10.根据权利要求1-7任一所述的折返跑体能测试装置，其特征是：所述主机本体（1）包括机架（1.1），机架（1.1）顶部设有倾斜设置的机头（1.2），所述主控制模块（2）上电连接的显示模块（3）、图像采集模块（4）、第一数据传输模块（5）、第一供电模块（6）和第一扩展模块（7）集成在机头（1.2）内，所述机架（1.1）上设有用于放置音乐播放音响（7.1）的挂钩或平台（1.3），所述机架（1.1）底部设有基座（1.4）。