紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置制造方法
【專利摘要】紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，它涉及一種力量訓練及信息反饋裝置。本發明為解決沒有專門的下固定轉體核心力量訓練裝置，無法量化監控運動參數，運動員的體能提高存在不便的問題。平衡座的弧面與底座之間轉動連接，底盤固定在平衡座的上端面上，踏板與底盤之間通過豎直設置的固定軸連接，固定軸的上端與踏板的下端面固定連接，固定軸的下端與底盤之間固定連接，軸套套裝在踏板下端的固定軸上，旋轉阻力器安裝在固定軸與軸套之間，轉動架的下端與軸套的外端面固定連接，轉動架的上端設置有兩個轉動把手；兩個測距傳感器的信號輸出端分別連接控制電路的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端。本發明用于轉體力量訓練。
【專利說明】紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置
【技術領域】
[0001]本發明及一種人體體能力量訓練及信息反饋裝置，具體涉及一種紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置。
【背景技術】
[0002]核心力量的訓練主要作用在于穩定運動員的脊柱、骨盆，保持正確的身體姿勢，穩定重心，提高身體的控制力和平衡能力，提高運動時由核心肌群向四肢及其他肌群的能量輸出。 [0003]核心力量強調動作的發力應依靠身體的中心，肢體末端的用力以軀干和腰的發力為起點，能夠延長力臂，增大力矩，獲得更大的力量，運動員在運動時，腰至髖部的位置是整個身體的中心地帶，對全身的運動起著紐帶的作用。核心力量越發達的運動員，其在做動作時就會越協調，運動效果就越好，核心力量練習強調的是在不平衡的條件下進行的抗阻練習，可以使更多的小肌肉群特別是關節周圍的輔助肌參加運動，提高運動員在運動中穩定關節和控制重心的能力。
[0004]下固定轉體核心力量訓練是指:當運動員做轉體動作時是在下身固定的情況下，即腰、腹、髖部肌肉群在下端固定，完成轉體動作；
[0005]現代高水平科學化訓練講究融入接近專項動作的力量練習手段，即經過優化設計的專項力量訓練裝置并結合最新訓練熱點-核心力量訓練，利用運動員運動信息對運動員動作技術過程進行信息反饋，目前，沒有專門的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，無法量化監控運動參數。
【發明內容】
[0006]本發明為解決沒有專門的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練裝置，更無法量化監控運動參數的問題，進而提供一種紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控
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[0007]本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是:本發明的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置包括底座、底盤、平衡座、轉動架、固定軸、軸套、旋轉阻力器、踏板、信息反饋組件和兩個壓力傳感器，底座上設有第一凹槽，所述平衡座的底面是半徑為R的弧面，平衡座的弧面與底座之間轉動連接，底盤固定在平衡座的上端面上，踏板設置在底盤的正上方，踏板與底盤之間通過豎直設置的固定軸連接，且固定軸的上端與踏板的下端面固定連接，固定軸的下端與底盤之間固定連接，軸套套裝在踏板下端的固定軸上，旋轉阻力器安裝在固定軸與軸套之間，轉動架的下端與軸套的外端面固定連接，轉動架的上端設置有兩個轉動把手，每個轉動把手上設置有一個壓力傳感器；
[0008]所述信息反饋組件包括測速反饋單元、扭力反饋單元、兩個測距傳感器、控制電路和顯示器，兩個測距傳感器分別位于平衡底座的弧面的兩側；兩個測距傳感器的信號輸出端分別連接控制電路的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路的顯示驅動信號輸出端連接顯示器的信號輸入端；所述踏板的底端面上設有第二凹槽，控制電路設置在踏板的第二凹槽內；
[0009]所述控制電路內嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0010]數據采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號；
[0011]比較單元，用接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；
[0012]顯示單元，用于將信號差轉換成數字信息或圖形信息發送給顯示器；
[0013]所述扭力反饋單元包括扭力傳感器、扭力放大器和電壓驅動顯示器，扭力傳感器、扭力放大器和電壓驅動顯示器依次串聯；
[0014]所述測速反饋單元包括測速發電機、信號處理電路和測速顯示器，測速發電機設置在底盤上，且測速發電機與固定軸的下端連接，測速發電機的輸出端與信號處理電路連接，經過信號處理電路處理的數據發送給測速顯示器。
[0015]本發明與現有技術相比具有以下效果:
[0016]1.本發明的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置能夠使運動員為克服不穩定狀態并保持正確的用力姿勢，需要通過腰、骨盆、髖關節以及下肢配合，調動募集激活更多的核心部位的肌肉纖維參與與穩定身體平衡及動作的發力；
[0017]2.本發明在訓練過程中，能夠實時顯示運動員訓練時身體的平衡狀態，量化并監控運動參數，進而讓運動員獲知其訓練的狀態，進而實時調整其姿態，有利于提高運動員核心力量訓練效果；
[0018]3.本發明量化信息通過串行通信端口或無線通信電路發送給遠距離的計算機等信息讀取設別，進而可以用于分析運動員的訓練狀態，進而為教練提供指導依據；
[0019]4.本發明結構簡單，便于生產制造；
[0020]5.本發明的旋轉阻力器能夠隨時調整運動員站在踏板上進行轉體時，固定軸與軸套之間的阻力，可以獲知運動員克服阻力的大小，扭力反饋單元能夠測量運動員轉體時力的速度曲線，對整個運動技術過程實時有效監控；
[0021]6.本發明的測速電路能夠實時測量出運動員的轉體練習速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置的整體結構主視圖，圖2是圖1的右視圖，圖3是【具體實施方式】中底盤和平衡座的仰視圖，圖4是信息反饋組件中扭力反饋單元的電氣部分原理圖；圖5是信息反饋組件除扭力反饋單元以外的電氣部分原理圖；圖6是信息反饋組件中帶有控制電路具體結構的電氣部分原理圖；圖7是測速反饋單元的原理圖。
[0023]【具體實施方式】。
[0024]【具體實施方式】一:結合圖1-圖7說明，本實施方式的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置包括底座8、底盤1、平衡座2、轉動架5、固定軸15、軸套16、旋轉阻力器17、踏板18、信息反饋組件和兩個壓力傳感器20，底座8上設有第一凹槽8-1，所述平衡座2的底面是半徑為R的弧面，平衡座2的弧面與底座8之間轉動連接，底盤I固定在平衡座2的上端面上，踏板18設置在底盤I的正上方，踏板18與底盤I之間通過豎直設置的固定軸15連接，且固定軸15的上端與踏板18的下端面固定連接，固定軸15的下端與底盤I之間固定連接，軸套16套裝在踏板18下端的固定軸15上，旋轉阻力器17安裝在固定軸15與軸套16之間，轉動架5的下端與軸套16的外端面固定連接，轉動架5的上端設置有兩個轉動把手5-1，每個轉動把手5-1上設置有一個壓力傳感器20 ；
[0025]所述信息反饋組件包括測速反饋單元、扭力反饋單元、兩個測距傳感器3、控制電路4和顯示器6，兩個測距傳感器3分別位于平衡底座2的弧面的兩側；兩個測距傳感器3的信號輸出端分別連接控制電路4的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路4的顯示驅動信號輸出端連接顯示器6的信號輸入端；所述踏板18的底端面上設有第二凹槽，控制電路4設置在踏板18的第二凹槽內；
[0026]所述控制電路4內嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0027]數據采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號；
[0028]比較單元，用接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；
[0029]顯示單元，用于將信號差轉換成數字信息或圖形信息發送給顯示器；
[0030]所述扭力反饋單元包括扭力傳感器20、扭力放大器21和電壓驅動顯示器22，扭力傳感器20、扭力放大器21和電壓驅動顯不器22依次串聯；
[0031]所述測速反饋單元包括測速發電機24、信號處理電路25和測速顯示器26，測速發電機24設置在底盤I上，且測速發電機24與固定軸15的下端連接，測速發電機24的輸出端與信號處理電路25連接，經過信號處理電路25處理的數據發送給測速顯示器26。
[0032]本實施方式中，測距傳感器輸出的為數字信號。
[0033]所述采樣時間為0.5秒至3秒之間的任意時間參數。
[0034]本實施方式所述的有信息反饋功能的平衡訓練裝置在實際應用時，將平衡底座2置于平整的區域中，運動員雙腳站立在踏板I上，訓練開始后，當踏板I發生傾斜時，兩個測距傳感器3輸出的信號不同，控制電路通過采集和對比兩個距離信號獲得踏板的傾斜度，并將該傾斜度以數字或圖形的方式通過顯示器顯示輸出。
[0035]當以數字形式顯示時，可以顯示帶有正負號的信號差值，數字越大表示傾斜度越大。
[0036]當以圖形的形式顯示時，可以顯示平衡訓練裝置的整體圖像，然后根據傾斜度顯示所述平衡訓練裝置的傾斜狀態。還可以通過簡易的圖像，例如僅僅顯示踏板的平衡狀態。
[0037]本實施方式信號處理電路25的處理測速發電機24輸出信號方法為現有技術。
[0038]【具體實施方式】二:結合圖1和圖2說明，本實施方式所述轉動架5包括上水平上支架5-2、豎直支架5-3和水平下支架5-4,水平下支架5-4的一端固定在軸套16的外端面上，水平下支架5-4的另一端與豎直支架5-3的下端固定連接，上水平上支架5-2的中部與豎直支架5-3的上端固定連接，上水平上支架5-2的兩端各設置有一個轉動把手5-1。如此設計，便于運動員訓練時安全的站在踏板18上，為運動員提供方便，并且在轉動時隨著運動員的轉體力量轉動。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0039]【具體實施方式】三:本實施方式水平上支架5-2為圓弧形支架。如此設計，方便運動員抓握兩個轉動把手5-1。其它組成和連接關系與【具體實施方式】二相同。
[0040]【具體實施方式】四:結合圖2說明本實施方式，本實施方式的第一凹槽8-1的底面為弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座2的半徑，弧面的弦高為平衡底座2的高度的0.2至
0.6倍之間。如此設置，更容易保證平衡底座2位于凹槽81的中間位置，使得其左右擺動幅度相同。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一、二或三相同。
[0041]【具體實施方式】五:結合圖2說明本實施方式，本實施方式的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括兩個限位裝置10，兩個限位裝置10對稱設置在底座8上，每個限位裝置10包括一根滑軌、一根頂柱14、一根擋桿13和多對限位塊12 ；所述滑軌與底座的上表面固定連接；所述頂柱14固定在滑軌的滑塊上；在滑軌的兩側沿其滑動方向等間距設置有多對限位擋塊12，每對限位擋塊12上均設置有擋桿固定槽，所述擋桿固定槽用于放置擋桿13。如此設置，本實施方式中的限位裝置10采用滑道的方式實現間距的調整，通過在滑道側面設置限位擋塊實現固定位置的作用，操作方便、快捷，并且使得限位裝置I的高度保持不變，更能保證在每個檔位所限定的踏板I能夠左右擺動的最大角度的一致性；同時，設置兩個限位裝置10，便于初學者練習轉體時，平衡座2的擺動幅度適宜。其它組成和連接關系與【具體實施方式】四相同。
[0042]【具體實施方式】六:結合圖2說明本實施方式，本實施方式的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括雙腳限位凸起19，所述雙腳限位凸起19設置在踏板18上。如此設置，便于運動員使用。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一、二、三或五相同。
[0043]【具體實施方式】七:結合圖6說明本實施方式，本實施方式的控制電路4包括兩個信號調理電路41信號調理電路41、A/D轉換電路42和控制器43 ;所述控制模塊嵌入在控制器43內，所述兩個信號調理電路41信號調理電路41的信號輸入端分別是控制電路4的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述兩個信號調理電路41信號調理電路41的信號輸出端分別連接A/D轉換電路42的兩個模擬信號輸入端，所述A/D轉換電路42的數字信號輸出端連接控制器43的信號采集信號輸入端，所述控制器43的A/D轉換控制信號輸出端連接A/D轉換電路42的轉換控制信號輸入端，所述控制器的顯示驅動信號輸出端連接顯示器6的信號輸入端。如此設置，本實施方式中，兩個測距傳感器輸出的為模擬信號，該模擬信號通過信號調理電路處理之后發送給A/D轉換電路，該A/D轉換電路將模擬信號轉換成數字信號之后發送給控制器。本實施方式中的控制器43可以采用單片機實現。信息反饋更加及時準確。其它組成和連接關系與【具體實施方式】六相同。
[0044]【具體實施方式】八:結合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括鍵盤5，所述鍵盤5的信號輸出端連接控制電路4的鍵盤信號輸入端；所述控制模塊還包括如下單元:
[0045]按鍵信息采集單元，用于接收鍵盤5輸入的按鍵信息；
[0046]按鍵信息解碼單元，用于判斷獲得按鍵信息的內容，當按鍵信息位采樣時間信息時，將該采樣時間信息作為采樣時間信息；當按鍵信息為輸出數字顯示信息時，發送數字顯示命令給顯示單元；當按鍵信息位圖像顯示信息時,發送圖形顯示命令給顯示單元；
[0047]顯示單元，根據接收到的命令發送相應的顯示信息給顯示器6。
[0048]如此設置，便于運動員使用。其它組成和連接關系與【具體實施方式】七相同。
[0049]【具體實施方式】九:結合圖6說明本實施方式，本實施方式的控制電路4還包括兩個調零電路44，所述兩個調零電路44分別與兩個信號調理電路41信號調理電路41相對應，每個調零電路44的信號輸出端連接一個信號調理電路41信號調理電路41的調零信號輸入端。如此設置，本實施方式中增加了鍵盤5，能夠實現對參數的設置，例如可以設置采樣間隔的采樣時間，或者設定顯示信號的種類是數字還是圖形等等。其它組成和連接關系與【具體實施方式】七或八相同。
[0050]工作原理:
[0051]進行紅外線下固定轉體核心力量訓練及量化監控時，運動員站在處于不穩定狀態下的帶有量化監控功能的下固定轉體核心力量訓練裝置上，并結合優化設計的接近投擲、摔跤、籃球等專項力量的特點，用手握住轉動把手5-1上的壓力傳感器20，并調整旋轉阻力器17的阻力，然后進行轉體練習，此時信息反饋監控組件開始工作，可以測得運動員的擺動幅度進行信息的量化處理，可以測得運動員運動時身體的平衡狀態并量化監控，壓力傳感器可以顯示力-速度曲線，對整個動作過程實時信息反饋監控；
[0052]運動員在轉體時，平衡座2在第一凹槽8-1內擺動；本發明的測速電路能夠實時測量出運動員的轉體練習速度；
[0053]運動員為克服不穩定狀態并保持正確的用力姿勢，需要通過腰、骨盆、髖關節以及下肢配合，調動募集激活更多的核心部位的肌肉纖維參與與穩定身體平衡及動作的發力。
【權利要求】
1.一種紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:它包括底座(8)、底盤(I)、平衡座(2)、轉動架(5)、固定軸(15)、軸套(16)、旋轉阻力器(17)、踏板(18)、信息反饋組件和兩個壓力傳感器(20)，底座(8)上設有第一凹槽(8-1)，所述平衡座(2)的底面是半徑為R的弧面，平衡座(2)的弧面與底座(8)之間轉動連接，底盤(I)固定在平衡座(2)的上端面上，踏板(18)設置在底盤(I)的正上方，踏板(18)與底盤(I)之間通過豎直設置的固定軸(15)連接，且固定軸(15)的上端與踏板(18)的下端面固定連接，固定軸(15)的下端與底盤(I)之間固定連接，軸套(16)套裝在踏板(18)下端的固定軸(15)上，旋轉阻力器(17)安裝在固定軸(15)與軸套(16)之間，轉動架(5)的下端與軸套(16)的外端面固定連接，轉動架(5)的上端設置有兩個轉動把手(5-1)，每個轉動把手(5-1)上設置有一個壓力傳感器(20)； 所述信息反饋組件包括測速反饋單元、扭力反饋單元、兩個測距傳感器(3)、控制電路(4)和顯示器(6)，兩個測距傳感器(3)分別位于平衡底座(2)的弧面的兩側；兩個測距傳感器(3)的信號輸出端分別連接控制電路(4)的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路(4)的顯示驅動信號輸出端連接顯示器(6)的信號輸入端；所述踏板(18)的底端面上設有第二凹槽，控制電路(4)設置在踏板(18)的第二凹槽內； 所述控制電路(4)內嵌入有軟件實現的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:數據采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號； 比較單元，用接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；顯示單元，用于將信號差轉換成數字信息或圖形信息發送給顯示器； 所述扭力反饋單元包括扭力傳感器(20)、扭力放大器(21)和電壓驅動顯示器(22)，扭力傳感器(20)、扭力放大器(21)和電壓驅動顯示器(22)依次串聯； 所述測速反饋單元包括測速發電機(24)、信號處理電路(25)和測速顯示器(26)，測速發電機(24 )設置在底盤(I)上，且測速發電機(24 )與固定軸(15 )的下端連接，測速發電機(24)的輸出端與信號處理電路(25)連接，經過信號處理電路(25)處理的數據發送給測速顯不器(26)。
2.根據權利要求1所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述轉動架(5)包括上水平上支架(5-2)、豎直支架(5-3)和水平下支架(5-4)，水平下支架(5-4)的一端固定在軸套(16)的外端面上，水平下支架(5-4)的另一端與豎直支架(5-3)的下端固定連接，上水平上支架(5-2)的中部與豎直支架(5-3)的上端固定連接，上水平上支架(5-2 )的兩端各設置有一個轉動把手(5-1)。
3.根據權利要求2所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:水平上支架(5-2)為圓弧形支架。
4.根據權利要求1、2或3所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述第一凹槽(8-1)的底面為弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座(2)的半徑，弧面的弦高為平衡底座(2)的高度的0.2至0.6倍之間。
5.根據權利要求4所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括兩個限位裝置(10)，兩個限位裝置(10)對稱設置在底座(8)上，每個限位裝置(10)包括一根滑軌、一根頂柱(14)、一根擋桿(13)和多對限位塊(12);所述滑軌與底座的上表面固定連接；所述頂柱(14)固定在滑軌的滑塊上；在滑軌的兩側沿其滑動方向等間距設置有多對限位擋塊(12)，每對限位擋塊(12)上均設置有擋桿固定槽，所述擋桿固定槽用于放置擋桿(13)。
6.根據權利要求1、2、3或5所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括雙腳限位凸起(19)，所述雙腳限位凸起(19)設置在踏板(18)上。
7.根據權利要求6所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述控制電路(4)包括兩個信號調理電路(41)信號調理電路(41)、A/D轉換電路(42 )和控制器(43 );所述控制模塊嵌入在控制器(43 )內，所述兩個信號調理電路(41)信號調理電路(41)的信號輸入端分別是控制電路(4)的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述兩個信號調理電路(41)信號調理電路(41)的信號輸出端分別連接A/D轉換電路(42)的兩個模擬信號輸入端，所述A/D轉換電路(42)的數字信號輸出端連接控制器(43)的信號采集信號輸入端，所述控制器(43)的A/D轉換控制信號輸出端連接A/D轉換電路(42)的轉換控制信號輸入端，所述控制器的顯示驅動信號輸出端連接顯示器(6)的信號輸入端。
8.根據權利要求7所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置還包括鍵盤 (5)，所述鍵盤(5)的信號輸出端連接控制電路(4)的鍵盤信號輸入端；所述控制模塊還包括如下單元: 按鍵信息采集單元，用于接收鍵盤(5)輸入的按鍵信息； 按鍵信息解碼單元，用于判斷獲得按鍵信息的內容，當按鍵信息位采樣時間信息時，將該采樣時間信息作為采樣時間信息；當按鍵信息為輸出數字顯示信息時，發送數字顯示命令給顯示單元；當按鍵信息位圖像顯示信息時，發送圖形顯示命令給顯示單元； 顯示單元，根據接收到的命令發送相應的顯示信息給顯示器(6)。
9.根據權利要求7或8所述的紅外線測速下固定轉體核心力量訓練及信息反饋監控裝置，其特征在于:所述控制電路(4)還包括兩個調零電路(44)，所述兩個調零電路(44)分別與兩個信號調理電路(41)信號調理電路(41)相對應，每個調零電路(44)的信號輸出端連接一個信號調理電路(41)信號調理電路(41)的調零信號輸入端。
【文檔編號】A63B22/16GK103691123SQ201310745550
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】宮士君, 馬進榮, 張雷, 林偉賢 申請人:韓山師范學院