本發(fā)明涉及一種蹬擺測力機(jī)，屬于體育器材領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著競技運動水平的不斷提高，比賽競爭的激烈程度不斷增強(qiáng)，使運動訓(xùn)練科學(xué)化的程度越來越高，對體育科研與科學(xué)訓(xùn)練的要求也日益增加。對于運動訓(xùn)練來說,準(zhǔn)確獲得訓(xùn)練過程中運動員的運動學(xué)參數(shù)和動力學(xué)數(shù)據(jù)，研究運動員發(fā)力狀態(tài)與運動成績的關(guān)系，具有重要意義。各級教練員和體育科研人員借助具體的數(shù)據(jù)分析不但可以直接用于指導(dǎo)教學(xué)訓(xùn)練，及時糾正錯誤技術(shù)動作，對高水平運動員進(jìn)行技術(shù)分析診斷，盡快提高運動成績,提高訓(xùn)練的技術(shù)含量,而且還可以提高運動選材的科學(xué)性，擺脫以往完全靠經(jīng)驗主義的作法。當(dāng)前，國內(nèi)外教練員和體育科研工作者越來越重視科學(xué)訓(xùn)練手段，運用生理生化指標(biāo)體系，及時了解運動員的身體負(fù)荷情況和身體機(jī)能狀況，合理地安排和調(diào)整訓(xùn)練計劃，避免造成過度疲勞，減少和預(yù)防運動損傷，最大限度的提高訓(xùn)練水平和運動能力。這就要通過各種身體測試儀器進(jìn)行監(jiān)控，及時了解和預(yù)測運動員即將達(dá)到極強(qiáng)度，科學(xué)預(yù)防運損傷，并且提高身體協(xié)調(diào)能力，降低能量消耗，產(chǎn)生更為經(jīng)濟(jì)有效的訓(xùn)練效果。體育鍛煉由于受個人以及場地等的影響，有許多運動員在訓(xùn)練中經(jīng)常發(fā)生受傷現(xiàn)象，重者癱瘓，輕者腰酸腿疼，給正常生活帶來許多不便。

蹬擺力量是人體活動和訓(xùn)練各個環(huán)節(jié)中能夠反映人體形態(tài)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布特征的基本參數(shù)之一，能夠在動態(tài)和靜態(tài)狀態(tài)下準(zhǔn)確檢測到人體運動步頻、大腿蹬擺力量、下肢力量、足底壓力、相關(guān)肌肉表面肌電、人體重心位移等數(shù)據(jù)，依據(jù)力矩平衡原理和測試信號ar模型編制一套集在線數(shù)據(jù)采集、圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲與查看及數(shù)據(jù)處理于一體的測試軟件，由測試平臺和計算機(jī)構(gòu)成，是一套人體下肢力量運動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)及測試儀器。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們再要求產(chǎn)品質(zhì)量的同時，開始關(guān)注設(shè)備的人機(jī)交互性能，要求設(shè)備能有一個友好的界面，方便數(shù)據(jù)在設(shè)備和個人電腦之前的共享.通過個人電腦的強(qiáng)大功能來更高效的完成一些信息錄入，數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析等操作.

為了適應(yīng)的這些需求，本發(fā)明在處理器上采用arm32位處理器，設(shè)備使用fat32文件系統(tǒng)，可以通過usb接口，將數(shù)據(jù)和信息用u盤在設(shè)備和個人電腦上的便捷共享.由于設(shè)備植入了csv文件格式解析服務(wù)，因此可以充分使用excel軟件快捷的對數(shù)據(jù)的操作。除此之外，設(shè)備還使用了指紋身份識別功能，使測試更方便，更安全。該發(fā)明會給運動員在訓(xùn)練中帶來輔助康復(fù)的練習(xí)效果。也可以在家庭和辦公娛樂場所使用，是學(xué)校及家庭必備的健身器械。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作實用，不受場地和時間限制的蹬擺測力機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該蹬擺測力機(jī)，其特征在于：包括護(hù)欄、護(hù)欄支撐支架、彈簧減震器、踏板、壓塊、調(diào)節(jié)按鈕、連接套、壓力傳感器、調(diào)節(jié)插銷、調(diào)節(jié)滑軌、控制器支架、觸摸屏控制器、外罩、地腳、底部支撐支架，護(hù)欄插入護(hù)欄支撐支架套管內(nèi)，通過調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)護(hù)欄高度，護(hù)欄支撐支架固定在外罩上方與踏板的前方位置，控制器支架一端固定觸摸屏控制器，另一端固定在外罩前方與護(hù)欄處于上下位置，底部支撐支架焊接安裝在外罩內(nèi)部底部四面位置，彈簧減震器上端固定在踏板下端位置，彈簧減震器下端固定在底部支撐支架上，壓力傳感器下端固定在底部支撐支架側(cè)面位置上，壓力傳感器上面依次套入連接套，連接套上面套入壓塊，壓塊連接在踏板的下方，調(diào)節(jié)滑軌焊接安裝在外罩的內(nèi)部上端位置，護(hù)欄支撐支架下端的平行位置，調(diào)節(jié)插銷將踏板與調(diào)節(jié)滑軌固定連接于一體，地腳安裝在外罩底部的四個角上。

使用時，人體雙腿站在踏板上，雙手扶住護(hù)欄或支架上，接通電源，在觸摸屏上設(shè)定原地蹬擺的時間，雙腿依次原地蹬擺，通過壓力傳感器與傳感導(dǎo)線將壓力信號傳輸?shù)匠绦蚬芾砑呻娐沸酒希瑢?dǎo)致導(dǎo)線電流兩端感生出電動勢，利用集成電路及閉合電流把重量的輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用的電信號，此時傳感器可以感應(yīng)到在檢驗區(qū)域內(nèi)所引起的變化及時將壓力傳感器的電信號通過電磁能量聚焦在探測器上，使信號放大器和信號處理電路按照目標(biāo)發(fā)射率轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)向管理器發(fā)射電信號，電信號被接收后分別將信號輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理，通過集成電路、顯示儀器等把成像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)經(jīng)過可偏程序控制器與現(xiàn)場總線集成電路芯片等處理后將其顯示在微機(jī)熒光屏上，從而實現(xiàn)人體下肢在蹬伸過程中蹬伸力量數(shù)值的獲取和監(jiān)控，按照設(shè)定的時間及時記錄雙腿依次踏在踏板上的力量和次數(shù)，起到鍛煉身體的目的。

所述的蹬擺測力機(jī)的材料可以用圓管，方管或鋼板。

所述的壓力傳感器，在左腳、右腳各有一個測力傳感器。開始前，設(shè)定測試持續(xù)時間，單位為秒，跑動時，記錄每次腳產(chǎn)生的沖擊力，并記錄限定時間內(nèi)跑動的次數(shù)。時間到有聲音和顯示提示。最終以圖表形式顯示力度。系統(tǒng)采用stm32系列芯片作為主控制器，測力傳感器采用應(yīng)變式稱重傳感器，每一個踏板連接一只傳感器，傳感器量程為300kg，應(yīng)變傳感器的輸出信號很小，所以，采用小信號低噪聲放大電路進(jìn)行信號的前期調(diào)理，然后送入adc，進(jìn)行數(shù)字化處理，adc采用24位adc芯片ads1230。為方便成員信息的輸入與導(dǎo)出，系統(tǒng)留有usb接口和sd卡接口各一個。傳感器及其外圍電路封裝于小型屏蔽容器內(nèi)，固定于振動物體上，隨之同步振動，輸出測量信號；信號調(diào)理電路接收電信號，進(jìn)行放大、濾波等必要處理；經(jīng)過處理后的信號被送入顯示部分，信號的頻率和幅度以數(shù)值形式顯示于led數(shù)碼管上，實現(xiàn)加速度和頻率的實時測量。所述的觸摸屏控制器具有身份識別號碼輸入功能，用以日后分析區(qū)分個體。為了保證個體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)采用了指紋信息進(jìn)行個體區(qū)分，據(jù)有指紋輸入和信息存儲功能，開機(jī)需要密碼，u盤或sd卡讀出數(shù)據(jù)，以便日后轉(zhuǎn)入計算機(jī)分析數(shù)據(jù)，帶有嵌入式微型打印機(jī)，測試完畢，打印測試結(jié)果，輸入與顯示均采用觸摸屏，電源為220v，使用臺式計算機(jī)電源線。本發(fā)明儀器能夠準(zhǔn)確測量出運動員雙腿力量的大小、踝關(guān)節(jié)力量的大小、髖關(guān)節(jié)力量的大小，根據(jù)最大負(fù)荷力量來安排運動量，能夠準(zhǔn)確獲得運動員的運動學(xué)參數(shù)和動力學(xué)數(shù)據(jù)，運動員的身體負(fù)荷情況和身體機(jī)能狀況，對高水平運動員進(jìn)行技術(shù)分析診斷，盡快提高運動成績，及時糾正錯誤技術(shù)動作，提高訓(xùn)練的技術(shù)含量，有助于提高運動選材的科學(xué)性，運用生理生化指標(biāo)體系，及時合理地安排和調(diào)整訓(xùn)練計劃，避免造成過度疲勞，減少和預(yù)防運動損傷。傳感器及其外圍電路的設(shè)計選用了美國adi公司生產(chǎn)的adxl50加速度計作為振動傳感器。它被集成了單片集成電路上，采用差動電容作為敏感元件，用閉環(huán)反饋力平衡技術(shù)和完整的信號調(diào)理電路構(gòu)成閉環(huán)隨動式加速度計，其輸出電壓與其感受的加速度成正比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：為了方便于管理硬件和軟件資源，系統(tǒng)采用ucos嵌入式操作系統(tǒng)作為平臺，軟件功能主要包括：密碼管理，adc操作，液晶屏顯示與觸控管理，打印管理，指紋信息讀取與管理，成員指紋信息錄入、查詢、管理。通過安裝地腳緩沖墊，增加安全系數(shù)，起到穩(wěn)定支架作用。通過計算機(jī)軟件系統(tǒng)，設(shè)計出運動員自身和負(fù)荷狀態(tài)下彈跳高度曲線軌跡，大腿肌肉力量大小軌跡，足底壓力曲線軌跡，負(fù)荷重物大小力量曲線軌跡，足底力矩的變化軌跡。以及在肌電圖儀的配合下，測定脈搏跳動軌跡變化等生理狀況，及時測出運動員力量負(fù)荷強(qiáng)度運動損傷，預(yù)防過度疲勞的現(xiàn)象。本發(fā)明具有健身功能，對消除肌肉疲勞，減輕肌肉酸痛，促進(jìn)血液循環(huán)。對活動不方便的中老年人病人起到增加運動，促進(jìn)康復(fù)作用。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小、不受場地和時間限制，搬運方便，容易操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明蹬擺測力機(jī)的最佳實例，其中：1、護(hù)欄2、護(hù)欄支撐支架

3、彈簧減震器4、踏板5、壓塊6、調(diào)節(jié)按鈕7、連接套8、壓力傳感器9、調(diào)節(jié)插銷10、調(diào)節(jié)滑軌11、控制器支架12、觸摸屏控制器13、外罩14、地腳15、底部支撐支架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明蹬擺測力機(jī)作進(jìn)一步說明：如圖所示：蹬擺測力機(jī)，其特征在于：包括護(hù)欄、護(hù)欄支撐支架、彈簧減震器、踏板、壓塊、調(diào)節(jié)按鈕、連接套、壓力傳感器、調(diào)節(jié)插銷、調(diào)節(jié)滑軌、控制器支架、觸摸屏控制器、外罩、地腳、底部支撐支架，護(hù)欄（1）插入護(hù)欄支撐支架（2）套管內(nèi)，通過調(diào)節(jié)按鈕（6）調(diào)節(jié)護(hù)欄（1）高度，護(hù)欄支撐支架（2）固定在外罩（13）上方與踏板（4）的前方位置，控制器支架（11）一端固定觸摸屏控制器（12），另一端固定在外罩（13）前方與護(hù)欄（1）處于上下位置，底部支撐支架（15）焊接安裝在外罩（13）內(nèi)部底部四面位置，彈簧減震器（3）上端固定在踏板（4）下端位置，彈簧減震器（3）下端固定在底部支撐支架（15）上，壓力傳感器（8）下端固定在底部支撐支架（15）側(cè)面位置上，壓力傳感器（8）上面依次套入連接套（7），連接套（7）上面套入壓塊（5），壓塊（5）連接在踏板（4）的下方，調(diào)節(jié)滑軌（10）焊接安裝在外罩（13）的內(nèi)部上端位置，護(hù)欄支撐支架（2）下端的平行位置，調(diào)節(jié)插銷（9）將踏板（4）與調(diào)節(jié)滑軌（10）固定連接于一體，地腳（14）安裝在外罩（13）底部的四個角上。

使用時，接通電源，在觸摸屏上設(shè)定原地跑的時間，人體站立或半蹲在踏板上，雙腿依次原地跑步，通過壓力傳感器與傳感導(dǎo)線將壓力信號傳輸?shù)匠绦蚬芾砑呻娐沸酒?，?dǎo)致導(dǎo)線電流兩端感生出電動勢，利用集成電路及閉合電流把重量的輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用的電信號，此時傳感器可以感應(yīng)到在檢驗區(qū)域內(nèi)所引起的變化及時將壓力傳感器的電信號通過電磁能量聚焦在探測器上，使信號放大器和信號處理電路按照目標(biāo)發(fā)射率轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)向管理器發(fā)射電信號，電信號被接收后分別將信號輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理，通過集成電路、顯示儀器等把成像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)經(jīng)過可偏程序控制器與現(xiàn)場總線集成電路芯片等處理后將其顯示在微機(jī)熒光屏上，從而實現(xiàn)人體下肢在蹬伸過程中蹬伸力量數(shù)值的獲取和監(jiān)控，按照設(shè)定的時間及時記錄雙腿依次踏在踏板上的力量和次數(shù)，起到鍛煉身體的目的。

所述的蹬擺測力機(jī)固定支架的材料可以用圓管，方管或鋼板。

本發(fā)明能夠給中老年人和運動員在康復(fù)和訓(xùn)練過程中帶來輔助的練習(xí)效果。也可以在家庭和辦公娛樂場所使用，是專業(yè)運動隊及醫(yī)院必備的康復(fù)器械。