帶有量化監控功能的平衡訓練裝置制造方法
【專利摘要】帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，屬于體能訓練器材【技術領域】，具體涉及到一種平衡訓練用體育器材。本實用新型解決了現有平衡訓練裝置沒有量化監控及利用運動員的動作信息對運動員的動作技術訓練過程進行監控的問題。本實用新型中的平板狀踏板的底面固定有半球形的平衡底座，踏板底面的邊緣處分別固定有三個測距傳感器，其中參考測距傳感器和前測距傳感器輸出信號給比較器A，該比較器A輸出比較結果驅動前后平衡狀態顯示器用于顯示前后平衡狀態，參考測距傳感器和左測距傳感器輸出信號給比較器B，該比較器B輸出比較結果驅動左右平衡狀態顯示器，用于顯示左右平衡狀態。本實用新型適用于對運動員的平衡狀態的訓練。
【專利說明】帶有量化監控功能的平衡訓練裝置
【技術領域】
[0001]本申請屬于體能訓練器材【技術領域】，具體涉及到一種平衡訓練用體育器材。
【背景技術】
[0002]隨著體育技術的發展，現有體能訓練的分類越來越細，體育的基礎技能分為三大類:運動技能、平衡技能和綜合技能。運動技能指的是人從一個地方到另一個地方的能力，它包含了走、慢跑和疾跑，也包括游泳。平衡技能指的是運動中利用最小的支撐從而達到身體穩定的能力，平衡是運動最重要的因素，是很多運動項目的基礎技能。綜合技能是運動員通過手腳的綜合性運動來控制身體，包括投擲和擊打。
[0003]平衡能力是完成動作的保證。平衡能力可分為靜態平衡能力和動態平衡能力，靜態平衡能力值得是在靜止狀態下保持平衡的能力，如單腳站立時的平衡狀態。動態平衡能力指的是在運動中保持平衡和控制身體的能力。
[0004]在目前的訓練中，對平衡練習的重視不夠，練習手段也不多。常用的器械包括平衡木、平衡板和博蘇球等，它缺少對平衡練習的量化監控。利用運動員的動作信息對運動員的技術訓練過程進行健康監控是現代體育科學訓練的發展方向。
實用新型內容
[0005]為了解決現有平衡訓練裝置沒有量化監控及利用運動員的動作信息對運動員的動作技術訓練過程進行監控的問題，本實用新型提供了一種帶有信息反饋的平衡訓練裝置。
[0006]本實用新型所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置包括踏板、平衡底座、三個測距傳感器和平衡顯示電路，踏板為平板狀，平衡底座為半球形底座，所述半球形底座的平面與踏板的底面固定連接，并且所述半球形底座的平面中線與踏板的中心重合；所述踏板底面上固定有三個測距傳感器，分別為參考測距傳感器、前測距傳感器和左測距傳感器，所述三個測距傳感器分別固定在踏板底面邊緣處，其中前測距傳感器和左測距傳感器的連線穿過踏板的中心，參考測距傳感器與踏板中心的連線垂直于前測距傳感器和左測距傳感器的連線；前測距傳感器的信號輸出端連接平衡顯示電路的參考距離信號輸入端，前測距傳感器的信號輸出端連接平衡顯示電路的前端距離信號輸入端，左測距傳感器的信號輸出端連接平衡顯示電路的左端距離信號輸入端；平衡顯示電路包括比較器A、比較器B、前后平衡電壓驅動顯示器和左右平衡電壓驅動顯示器；比較器A的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器的信號輸出端和前測距傳感器的信號輸出端，該比較器A的信號輸出端連接前后平衡電壓驅動顯示器的驅動信號輸入端；比較器B的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器的信號輸出端和左測距傳感器的信號輸出端，該比較器B的信號輸出端連接左右平衡電壓驅動顯示器的驅動信號輸入端。
[0007]上述帶有量化監控功能的平衡訓練裝置中，所述平衡顯示電路還可以包括調零電路A和調零電路B，所述調零電路A的調零信號輸出端連接比較器A的調零信號輸入端；所述調零電路B的調零信號輸出端連接比較器B的調零信號輸入端。
[0008]所述平衡顯示電路還可以包括放大器A和放大器B，所述放大器A串聯在比較器A和前后平衡電壓驅動顯示器之間，所述放大器B串聯在比較器B和左右平衡電壓驅動顯示器之間。
[0009]本實用新型所述的帶有信息反饋的平衡訓練裝置在訓練過程中，能夠實時顯示平衡狀態，進而讓訓練者獲知其訓練的狀態，進而實時調整其姿態。
[0010]本實用新型所述的帶有信息反饋的平衡訓練裝置還能夠將訓練過程中的平衡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，進而可以用于分析訓練者的訓練狀態，進而為教練提供制定訓練計劃的有效數據，實現了對現有平衡裝置訓練裝置的量化監控，使教練和運動員及時獲知運動員的狀態，便于以后調整訓練計劃。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是【具體實施方式】一所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的電氣部分的原理示意圖。圖2是本實用新型所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的另一種電氣部分的原理示意圖。圖3是【具體實施方式】一所述的一種帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的機械結構部分的結構示意圖；圖4是圖3的仰視圖；圖5是圖3的立體圖。
[0012]圖6是【具體實施方式】六所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0013]圖7是【具體實施方式】五所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0014]圖8是【具體實施方式】七所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0015]圖9是【具體實施方式】八所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0016]圖10是【具體實施方式】十所述的一種帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0017]圖11是【具體實施方式】十所述的另一種帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。圖12是圖11的A-A剖面圖，是【具體實施方式】十五所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的結構示意圖。
[0018]圖13是圖12中的限位裝置10部分的局部放大圖。圖14是圖13的C-C剖視圖。圖15是圖14的D-D剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:參見圖1、3至5說明本實施方式。本實施方式所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置包括踏板1、平衡底座2、三個測距傳感器和平衡顯示電路4，踏板I為平板狀，平衡底座2為半球形底座，所述半球形底座的平面與踏板I的底面固定連接，并且所述半球形底座的平面中線與踏板I的中心重合；所述踏板I底面上固定有三個測距傳感器，分別為參考測距傳感器30、前測距傳感器32和左測距傳感器31，所述三個測距傳感器分別固定在踏板I底面邊緣處，其中前測距傳感器32和左測距傳感器31的連線穿過踏板I的中心，參考測距傳感器30與踏板I中心的連線垂直于前測距傳感器32和左測距傳感器31的連線；前測距傳感器32的信號輸出端連接平衡顯示電路4的參考距離信號輸入端，前測距傳感器32的信號輸出端連接平衡顯示電路4的前端距離信號輸入端，左測距傳感器31的信號輸出端連接平衡顯示電路4的左端距離信號輸入端；平衡顯示電路4包括比較器A42、比較器B48、前后平衡電壓驅動顯示器43和左右平衡電壓驅動顯示器44 ;比較器A42的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器30的信號輸出端和前測距傳感器32的信號輸出端，該比較器A42的信號輸出端連接前后平衡電壓驅動顯示器43的驅動信號輸入端；比較器B48的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器30的信號輸出端和左測距傳感器31的信號輸出端，該比較器B48的信號輸出端連接左右平衡電壓驅動顯示器44的驅動信號輸入端。
[0020]本實施方式中，所述三個測距傳感器的型號相同，均為電壓輸出型傳感器。
[0021]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，訓練者單腳或雙腳站立在踏板I上，訓練開始后，當踏板I發生傾斜時，三個測距傳感器分別測量距離地面的距離，并輸出相應的表示距離的信號給比較器，比較器獲得兩個傳感器測量的距離差，并將該差轉換成電壓信號發送給顯示器顯示輸出，訓練者根據顯示器顯示的數值大小獲得踏板的平衡狀態。
[0022]【具體實施方式】二:參見圖2說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的區別在于，所述平衡顯示電路4還包括調零電路A41和調零電路B47，所述調零電路A41的調零信號輸出端連接比較器A42的調零信號輸入端；所述調零電路B47的調零信號輸出端連接比較器B48的調零信號輸入端。
[0023]本實施方式中，針對每個比較器均增加了調零電路，用于隊比較器進行調零。在實際使用之前，首先將本實施方式所述的平衡訓練裝置放置在平整的地面上，然后保持踏板I處于平穩狀態，此時，通過調零電路調整相應的顯示器的顯示值為零。在進行前述工作之后，再開始訓練，進而能夠保證測量獲得的踏板的傾斜度更準確。
[0024]【具體實施方式】三:參見圖2說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一或二所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置的區別在于，所述平衡顯示電路4還包括放大器A49和放大器B40，所述放大器A49串聯在比較器A42和前后平衡電壓驅動顯示器43之間，所述放大器B40串聯在比較器B48和左右平衡電壓驅動顯示器44之間。
[0025]本實施方式在比較器和電壓驅動顯示器之間增加了放大器，實現對比較器輸出的電壓信號的放大處理，進而使其滿足電壓驅動顯示器輸入電壓范圍的要求。
[0026]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一、二或三所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述平衡訓練裝置還包括底座8，所述底座8上表面設置有與平衡底座2相對應的圓形凹槽81，所述平衡底座2放入在該圓形凹槽81內。
[0027]本實施方式增加了帶有圓形凹槽81的底座8，在實際使用過程中，將平衡底座2置于并且所述圓形凹槽81內，便于固定位置，并且所述圓形凹槽81的側壁能夠起到限位的作用。可以通過調整圓形凹槽81的寬度或深度來限制平衡底座2的擺動幅度，使其更適用于初學者。
[0028]【具體實施方式】五:參見7說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述圓形凹槽81的底面為平面。
[0029]參見圖7所示，所述圓形凹槽81的底面為平面，使其能夠適用于不用半徑的平衡底座2，通用性更強。可以根據需要設定的踏板I的擺動幅度，設計圓形凹槽81的深度或者高度。在圓形凹槽81的深度不變的條件下，所述圓形凹槽81的半徑越大、則踏板I能夠擺動的最大角度a越大；同理，當在圓形凹槽81的半徑不變的條件下,所述圓形凹槽81的深度越深，則踏板I能夠擺動的最大角度a越小。
[0030]【具體實施方式】六:參見6說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述圓形凹槽81的底面為平面與球面的組合，且所述球面與平衡底座2外弧對應的球面，且該球面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.02至0.1之間。
[0031]本實施方式所述的圓形凹槽81底面的形狀，更容易使得在將平衡底座2放置在圓形凹槽81內的時候，所述平衡底座2位于圓形凹槽81的中間的位置，使得平衡底座2距離圓形凹槽81側壁的距離相等，進而使得平衡底座2在圓形凹槽81內左右擺動的限位角度相等。
[0032]【具體實施方式】七:參見8說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述圓形凹槽81的底面為球面，且該球面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.2至0.6之間。
[0033]本實施方式中，所述圓形凹槽81的底面為球面，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。
[0034]【具體實施方式】八:參見圖9說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】九所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述平衡訓練裝置還包括多個球面限位板82，所述多個球面限位板82依次疊加放置在圓形凹槽81內，所述多個球面限位板82的半徑依次縮小，并且最小的球面限位板82的內徑大于平衡底座2的半徑，相鄰兩塊球面限位板82相接處的球面半徑相等。
[0035]本實施方式中，增加了球面限位板82，多個球面限位板82的半徑不同，參見圖9所示，相當于改變了圓形凹槽81深度和寬度，進而實現調整踏板I能夠擺動的最大角度a的目的。本實施方式適用于對不用需求的訓練者使用。
[0036]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】十所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述球面限位板82中，內徑最小的球面限位板82的弦高大于平衡底座2的高度的0.2倍，內徑最大的球面限位板的弦高小于平衡底座2的高度的0.6倍。
[0037]【具體實施方式】十:參見圖10和11說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述平衡訓練裝置還包括底座9和多個限位裝置10，所述底座9的上面帶有球形凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述球形凹槽91內，所述多個限位裝置10在以所述球形凹槽91的圓心為中心、以距離L為半徑的圓周上均勻分布，所述限位裝置10用于限制平衡底座2左右擺動的幅度，所述限位裝置10固定在底座9的上表面，所述距離L大于球形凹槽91的半徑。
[0038]本實施方式中，增加了帶有球形凹槽91的底座，并且在底座上設置有限位裝置10，實現對踏板I擺動的最大角度a的限制的目的。參見圖10所示，是有6個限位裝置10。參見圖11所示，是有4個限位裝置。
[0039]【具體實施方式】十一:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述球形凹槽91的底部為平面。
[0040]【具體實施方式】十二:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述球形凹槽91的底面為平面與球面的組合，且所述球面與平衡底座2外形對應的球面，且該球面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述球面的弦高為平衡底座2的高度的0.02至0.1之間。
[0041]本實施方式中，限制球形凹槽91底面的中間為球面，更容易使得在將平衡底座2放置在球形凹槽91內的時候，所述平衡底座2位于球形凹槽91載有中間的位置，使得平衡底座2距離所有限位裝置的距離相等。
[0042]【具體實施方式】十三:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述球形凹槽91的底面為球面，且該球面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述球形凹槽91的深度為平衡底座2的高度的0.2至0.6之間。
[0043]本實施方式中，限制球形凹槽91底面為球面，更容易使得在將平衡底座2位于球形凹槽91的中間位置，使得平衡底座2距離所有限位裝置的距離相等。
[0044]【具體實施方式】十四:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述限位裝置10的高度可調。
[0045]本實施方式中，所述限位裝置10采用高度可調的結構，進而實現調整踏板I能夠左右擺動的最大角度a的限制的目的。
[0046]【具體實施方式】十五:參見圖12至15說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的區別在于，所述限位裝置10由固定套101、可調支撐柱102和插銷103組成，所述固定套101為圓筒形結構，所述固定套101嵌入并固定在底座9的表面，所述固定套101上設置有定位孔，可調支撐柱102沿其長度方向設置有多個限位通孔104，所述可調支撐柱102從固定套101的上端插入，且所述可調支撐柱102的任意一個限位通孔104與固定套101上的定位孔相對應，插銷103同時插入該限位通孔104和固定套101上的定位孔。
[0047]本實施方式限定了一中具體的高度可調的結構，該種結構采用插銷的方式實現定位，操作方便快捷。
[0048]本實用新型所述的帶有信息反饋功能的一維平衡訓練裝置的具體結構不局限于上述各種實施方式所描述的具體結構，還可以使上述各個實施方式所記載的技術特征的合
理組合。
【權利要求】
1.帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，它包括踏板(I)和平衡底座(2)，其特征在于它還包括三個測距傳感器和平衡顯示電路(4)，踏板(I)為平板狀，平衡底座(2)為半球形底座，所述半球形底座的平面與踏板(I)的底面固定連接，并且所述半球形底座的平面中線與踏板(I)的中心重合；所述踏板(I)底面上固定有三個測距傳感器，分別為參考測距傳感器(30)、前測距傳感器(32)和左測距傳感器(31)，所述三個測距傳感器分別固定在踏板(I)底面邊緣處，其中前測距傳感器(32)和左測距傳感器(31)的連線穿過踏板(I)的中心，參考測距傳感器(30)與踏板(I)中心的連線垂直于前測距傳感器(32)和左測距傳感器(31)的連線；前測距傳感器(32)的信號輸出端連接平衡顯示電路(4)的參考距離信號輸入端，前測距傳感器(32)的信號輸出端連接平衡顯示電路(4)的前端距離信號輸入端，左測距傳感器(31)的信號輸出端連接平衡顯示電路(4)的左端距離信號輸入端；平衡顯示電路(4)包括比較器A (42)、比較器B (48)、前后平衡電壓驅動顯示器(43)和左右平衡電壓驅動顯示器(44);比較器A (42)的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器(30)的信號輸出端和前測距傳感器(32)的信號輸出端，該比較器A (42)的信號輸出端連接前后平衡電壓驅動顯示器(43)的驅動信號輸入端；比較器B (48)的兩個信號輸入端分別連接參考測距傳感器(30)的信號輸出端和左測距傳感器(31)的信號輸出端,該比較器B (48)的信號輸出端連接左右平衡電壓驅動顯示器(44)的驅動信號輸入端。
2.根據權利要求1所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡顯示電路(4)還包括調零電路A (41)和調零電路B (47)，所述調零電路A (41)的調零信號輸出端連接比較器A (42)的調零信號輸入端；所述調零電路B (47)的調零信號輸出端連接比較器B (48)的調零信號輸入端。
3.根據權利要求1所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡顯示電路(4)還包括放大器A (49)和放大器B (40)，所述放大器A (49)串聯在比較器A(42)和前后平衡電壓驅動顯`示器(43)之間，所述放大器B (40)串聯在比較器B (48)和左右平衡電壓驅動顯示器(44)之間。
4.根據權利要求1至3任意一項權利要求所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡訓練裝置還包括底座(8)，所述底座(8)上表面設置有與平衡底座(2 )相對應的圓形凹槽(81)，所述平衡底座(2 )放入在該圓形凹槽(81)內。
5.根據權利要求4所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述圓形凹槽(81)的底面為平面、球面或者平面與球面的組合，當所述圓形凹槽(81)的底面為平面與球面的組合時，所述球面與平衡底座(2)外弧對應的球面，且該球面的半徑大于平衡底座(2)的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座(2)的高度的0.02至0.1之間；當所述圓形凹槽(81)的底面為球面時，該球面的半徑大于平衡底座(2)的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座(2)的高度的0.2至0.6之間。
6.根據權利要求4所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡訓練裝置還包括多個球面限位板(82)，所述多個球面限位板(82)依次疊加放置在圓形凹槽(81)內，所述多個球面限位板(82)的半徑依次縮小，并且最小的球面限位板(82)的內徑大于平衡底座(2)的半徑，相鄰兩塊球面限位板(82)相接處的球面半徑相等。
7.根據權利要求1至3任意一項權利要求所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡訓練裝置還包括底座(9)和多個限位裝置(10)，所述底座(9)的上面帶有球形凹槽(91)，所述平衡底座(2)嵌入在所述球形凹槽(91)內，所述多個限位裝置(10)在以所述球形凹槽(91)的圓心為中心、以距離L為半徑的圓周上均勻分布，所述限位裝置(10)用于限制平衡底座(2)左右擺動的幅度，所述限位裝置(10)固定在底座(9)的上表面，所述距離L大于球形凹槽(91)的半徑。
8.根據權利要求7所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述限位裝置(10)的高度可調。
9.根據權利要求8所述的帶有量化監控功能的平衡訓練裝置，其特征在于，所述限位裝置(10)由固定套(101)、可調支撐柱(102)和插銷(103)組成，所述固定套(101)為圓筒形結構，所述固定套(101)嵌入并固定在底座(9)的表面，所述固定套(101)上設置有定位孔，可調支撐柱(102)沿其長度方向設置有多個限位通孔(104)，所述可調支撐柱(102)從固定套(101)的上端插入，且所述可調支撐柱(102)的任意一個限位通孔(104)與固定套(101)上的定位孔相對應，插銷(103)同時插入該限位通孔(104)和固定套(101)上的定位孔。`
【文檔編號】A63B22/16GK203620177SQ201320877072
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】夏國濱, 姜秀偉, 劉雪男, 王開創, 王粟 申請人:哈爾濱師范大學