CN2774586Y - 多功能程控拳击训练器 - Google Patents

Abstract

多功能程控拳击训练器属于一种拳击训练或体育健身装置，它包括多个击打靶标、开合靶标、测力器、指示器、显示器、键盘、语音及音乐芯片及放音装置，步进电机和相应机构，遥控发射与接收装置，上述电路均由内置的单片机控制。与已有的技术相比，它不仅能通过上述部件测出训练者的出拳力度速度进行实时显示和播报，而且能遥控或程控所述指示器指示将要击打的靶标，时分变位，静中取动，通过芯片和显示器能记录存储显示相关参数，用以分析，它还能用上述的遥控发射与接收装置实现练习者与教练的人人互动训练。上述开合靶标可实时受控构成多向靶面，用以对各种摆勾拳的训练。训练时乐曲或模式选择均可(默认或)由上述键盘或遥控器的相应操作而预置。

Description

多功能程控拳击训练器

所属技术领域：

本实用新型涉及的是一种训练拳击的体育训练器械，尤其是一种多模式多界面的多功能程控板式拳击训练器。

背景技术：

在现有技术中，公知的板式拳击训练器，以其结构简单容易安置见长，但未见由单片机控制的智能型的多功能程控训练器，本装置不仅运用单片机技术实现了人机对话的交互式人性化的训练方式，而且克服了板式训练器只能训练直拳，而不能训练摆拳和勾拳的问题。实际上，它可以根据要求设定多种模式进行所有拳法的练习。

发明内容：

为了实现交互式人机对话和单人或双人练习的智能化控制，本装置提供了五种界面方式，即以指示灯，数码管和语音系统分别完成相关参量的指示或显示及语音提示、乐曲的播放，以主机键盘和摇控器完成所需预置控制指令的输入。具体功能如下：指示灯用来指示应打击的靶位(共设置五个靶位，时分五选一)；数码管通过七个窗口分别显示设定训练时间、击拳的力量大小、由靶位显示到出拳的反应时间(反应时间)、当前击拳的次第、靶位的变换间隔时间(时分速率)、训练模式、播放曲目，也可根据要求显示有关设定参数或提取拳击结果列表等；语音系统可实时播报每次击拳的力度大小和伴奏乐曲；主机键盘用来进行模式的设定(共提供三种模式：默认、遥控和预置，预置即是训练者人为设定相关参量)，预置模式状态的各种参量的输入，设定靶位的时分速率(即变换时间300MS——5S六选一)，选定曲目(八选一)，拳击结果列表的提取，设定定时结束关机等；摇控器除了可以设定部分参数和实现一定控制功能外，主要用于两人的交互式训练(由教练人员利用摇控器随机选定靶位和保持时间，从而控制练习者的拳击节奏)。以上功能可以使练习者对出拳力度和速度及准确度有一个定量的认知和把握，同时增加了训练的趣味性，互动性。

本实用新型解决以上技术问题所采用的技术方案是：在装置的前面板上的五个击打靶位的四周，各均匀排列着八个发光管(五组)，五组发光管同一时刻只能选通一组，每一组的选通排序和保持时间由单片机通过驱动电路控制。面板上设置的七个窗口由数码管显示七个参数，分别由单片机控制驱动器完成，七个参量可分为两种类型，一种是设定量，是单片机根据默认模式、预置模式或摇控模式事先设定的量，如预置定时关机、训练模式、靶位的选通顺序及保持时间，播放曲目，另一种是实时量，它们是单片机根据训练者每次的出拳力度、反应时间、次数计数等参量，是通过测力传感器输入的模拟量进行AD转换计算后得出的或是由单片机的计数器、定时器的直接计算结果，其次，利用单片机的存储功能，还可将每次击拳的相关计量值依次存入单片机的RAM中，用主机键盘的复用功能键可将任意某次的击拳参量调出，也可依次自动调出全部，由窗口显示，以备分析之用。另外，窗口还可以根据需要(配合键盘的输入指令)显示预置时的某些参量(如靶位的时分速率)。本装置的语音系统由语音芯片、音乐芯片、音频功放输出级和喇叭构成，由单片机输出的寻址指令控制其实时参量(出拳的力度)的即时播报，而伴奏乐曲的选择和播放则是单片机在预置时根据键盘输入指令，寻址选通音乐芯片的某一曲目播放。主机键盘和键盘扫描电路则是将按键信号转化为对应的键值给单片机，单片机再将其变为相应指令或程序存储、执行，从而完成各种参量的预置和控制命令的执行。在预置的训练模式中，可用主机键盘任意设定五个靶位的选通时序、时分速率、摆勾直拳的选择、曲目等项内容。训练结束后，用键盘即可顺序调出每次出拳重量，也可输入次数调出某次拳重。摇控发射器和摇控接收电路可以将训练模式(三种：默认、摇控、预置)、静音(可选四种静音状态：静语音、静音乐、全静音、全放音)、定时关机、开关机等指令送达到单片机存储和执行。如果是摇控模式，则摇控器的键盘上的按键(1)-(5)是与主机面板上的五个靶位相对应的，如按一下键(1)，则对应的靶位(1)被选通，同时第一组的八个指示灯点亮，再按一下则关闭该靶位相应指示灯也熄灭，若一直按下则该靶位一直被选通，对应它的指示灯也一直点亮，五个靶位的选通和保持时间可由摇控器的操作者随意变换，这样可以实现两人配合练习。

为了能进行摆、勾拳法的训练，本实用新型所采用的技术方案是：在面板上的一个靶位上设计了一个能够旋转的开合受力组件，该组件的测力板(内装有应力传感器)被转轴铰链于旋转板上，旋转板能绕面板的法向轴线在与面板平行的平面内360°范围内转动，从而带动测力板在此范围内转动，同时该板能绕铰链轴(该轴同时在处于竖直平面位置的旋转板上)作90°开合，这样可以形成与旋转板(也可以说与主面板)成90°的，与水平面成多角度的立体测力靶面(本例中提供了八个固定位)，从而能够进行各种角度的摆、勾拳法的训练。该组件的旋转定位的角度大小，是否开合及开合时间长短，同选通靶位的指令相一致，是按照单片机的程序指令或摇控指令(一般旋转角为0°、90°和180°，可对应训练右、下、左摆勾拳)，输出一定量的触发脉冲经驱动电路控制步进电机精确动作实现的。这样本装置可以按照设定的程序或摇控指令实现直、摆、勾等各种拳法的训练。

本实用新型的有益效果是：界面丰富，模式灵活。提供了人机交流的五种界面方式(如前所述)，使用者可以根据需要设计不同的训练模式，不仅可以默认模式、预置模式，而且可以双人进行摇控模式的训练，训练中人机互动，人人互动，使训练者对自己的击拳参量能即时认知和把握，并可用伴奏乐曲和即时显示与语音播报，使训练过程更加趣味性，人性化和智能化，而且能对训练的参数记忆存储显示，便于定量分析，使拳击训练更加精确化。重要的是解决了板式器材不能进行摆、勾拳训练的难题，可实现各种拳法的全面练习。因此本装置具有结构简单，功能多样特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主机的电原理框图。

图2是遥控器的电原理框图。

图3是多功能程控拳击训练板电路图的一个实施例。

图4、图5分别是多功程控拳训练器的主视图和左视图，图4的下部为图3的C-C位局部剖，此时开合板(4)为合状态，键盘(20)为折叠状态。

图6、图7分别是多功程控拳训练器的主视图和左视图，此时开合板(4)是竖直位的开状态，键盘(20)是打开状态。

图8是图4的A-A剖画图。

图9是图6的B-B剖面图。

上图中为1底板，2为面板，3为指示灯(孔)，4为开合板(受力板)，5为旋转板，6为开合转轴，7为靶基，8为电动机及变速机构，9为旋转板主轴，10为开合板动作的传动机构，11为开合板的开合机构，12为开合板的(机械)定位机构，13为数码管显示窗，14喇叭，15为电路板，16为直击靶标的基板，17缓冲机构，18为传感器，19为直击靶标板，20为折叠式键盘，21为电源线插孔。

具体的实施方式

本电路的单片机PIC16F877的3、4、5、6、7脚分别与驱动管P1-P5的基极相联，五个驱动管的集电极负载分别对应指示靶位的五组发光管，每组发光管由八只并联组成，正极接5伏电源，负极分别接驱动管的集电极，同一时间内，单片机只能根据设定的程序提供一组发光管的选通地址并提供相应的驱动脉冲信号，它与五只PNP管(8550)构成了靶位指示灯的选通和驱动电路。

单片机的15、16、17脚分别与电子开关C4051的地址输入端9、10、11相联，2脚与前置放大器U1的输出端相联，C4051的12-15和1脚则分别与五个传感器的输出端相联，输出端同前置于放大器的输入端相联，单片机根据设定程序输出三路传感器的选出通地址提供给电子开关C4051，电子开关则选通某一路传感器的信号，经前置放大器放大，并输出给单片机的2脚，信号在单片机内部，经AD转换并计算后，得出数值结果显示并报数。这是传感器的选通和信号放大电路

单片机的24脚与三片74HC595锁存器的串行输入端14脚相联，同时三芯片的第9脚分别与后边同行的74HC595的14脚相联，锁存器的11脚与单片机的19脚相联，三行锁存器的12脚分别与单片机的8、9、10相联，14×74HC595的1-7脚和15脚别分别与七段数码管段控制脚相联，以上构成14位数据的锁存和显示电路。

单片机的37-39同语音芯片HY420的3、2、1相联，34-36脚分别与三只300Ω的一端相联，电阻的另一端分别与主键盘的行线的一端相联，行线的别一端分别与语音芯片的4、5、6相联，三只10KΩ的电阻一端分别与电源相联，另一端与键盘的列线相联，另外HY420的外围电路采用了它的典型电路。以上构成了语音和主键盘电路。

单片机的28、29、30脚分别与步进电机的驱动管P6、P7、P8的基极相联，每个管的集极则分别与同步电机的三相线圈相联。相线圈的另一端分别与续流二极管和电源相联，以上构成了同步电机的驱动电路。

单片机的26脚与KA2184的7脚相联，的1脚与光敏二极管的负极相联，2脚为阻容串联回路，5脚为22KΩ的频率调整电位器，以上构成了红外摇控接收电路。

单片机的19脚与音乐芯片U2的串行输入端相联，可输入串行选通脉冲以选曲，20脚与开关管P9的基极相联，P9的集电极与电源相联。该电路是音乐芯片的驱动与控制电路。

单片机的21脚与驱动管P10(9013)的基极相联，驱动管的集电极与二极管、电容和常开继电器并联电路一端相联，另一端与电源相联，继电器则控制定旋转开合动作的电磁离合器。它们构成了电磁控制电路。22脚的外接电路与21脚同，不同的是所控制的是定位用的电磁铁。

以下是面板机械方面的具体实施方式：

通过附图可以看出，本方案的板式拳击训练器，主要包括有底板(1)和面板(2)，在面板(2)上有按头、胸、腹部位排列的五个靶位，在每个靶位内装有靶标，本方案所述的上部靶标有一个旋转开合机构，它由测力受力靶板(也叫开合板，内装有受力传感器)(4)通过开合转轴(6)与开合板下面的旋转板(5)连接，并有开合和定位机构(12)控制开合板的张开(90°)与定位，所述的开合机构可以是拨叉机构或齿轮机构，所述的旋转板(5)有一个转轴(9)，转轴(9)再与转动机构(8)连接，该转动机构(8)可以用步进电机通过齿轮减速器驱动转轴转动。它通过一个电磁离合器驱动传动机构(10)和开合板的开合机构(11)，使开合板(4)受控张开(90°)。由于旋转板(5)上的开合板(4)可以(90°)张开，又可随旋转板转动一定角(360°内)，这使旋转开合板(4)成为一立体靶标，可以实施摆拳和勾拳的训练。

Claims (4)

1.一种用于拳击运动训练的多功能程控拳击训练器，该训练器包含五个靶标、测力传感器、指示灯、显示器、语音处理芯片和音乐芯片及放音部件、一个折叠键盘、一个遥控器和摇控接收器，一个或几个步进电机和相应驱动器，上述电路由一个单片机控制，其特征在于：所述测力传感器分别装在五个靶标的内部，它们各自的信号输出端通过一个选通电路和一个前置放大电路与上述单片机的模拟信号输入脚相连，上述选通电路的功能也可由所述单片机的内部程序模块取代，在所述靶标的四周，各有一组指示灯，每一组指示灯通过一个驱动器与单片机的脉冲输出脚相连，在同一时间内，单片机只能选通一组指示灯且与上述选通电路所选通的靶标一致，上述选通电路有三个地址线与单片机的输出控制脚相连，它可以按单片机的选通地址指令在某个时段内由上述五个靶标内的测力传感器选通一组。

2.根据权利要求1所述的多功能程控拳击训练器，摇控信号接收器的信号输出端与所述单片机的信号输入端相连，其特征是：在所述遥控器面板上，有五个按键与所述五个靶标相对应，当训练模式处于摇控设置时，能实时选通操纵对应的靶标及指示器工作。

3.根据权利要求1所述的多功能程控拳击训练器，其特征是：训练有三种模式，默认、预置、摇控，可通过所述键盘或摇控器预置，可任意设置每个靶标的选通顺序和时分，训练的结果参量可存储和调出，由上述显示器显示。

4.根据权利要求1所述的多功能程控拳击训练器，其特征是：所述的五个受力靶标中，有一个或一个以上装有一个具有旋转开合功能的开合板和旋转板，该开合板内有一个测力传感器和相关电路，它通过一个开合转轴又与旋转板连接，旋转板能绕固定在基板上的水平转轴转动和定位，开合板能绕开合转轴90°张开并定位，同时能随旋转板转动。

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