一種跨欄步技術(shù)訓(xùn)練裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種跨欄運(yùn)動(dòng)，具體涉及一種跨欄步技術(shù)訓(xùn) 練裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 跨欄是屬于跑跨結(jié)合的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，屬于固定組合結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱周期性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目， 其技術(shù)關(guān)鍵在于跑跨的結(jié)合轉(zhuǎn)變。在跨欄的一次全程中，完成十次不自然的大步，這個(gè)不 自然的大步，在跨欄技術(shù)中稱之"跨欄步"。完整的跨欄步，一般分為起跨攻欄、欄上動(dòng)作、 下欄動(dòng)作等幾個(gè)不可分割的部分?？鐧诓郊夹g(shù)是以動(dòng)作的起跨角度、距離、速度和力量等四 個(gè)因素決定，其中動(dòng)作速度是核心。角度距離是保證，用力效果是根本?？鐧诓郊夹g(shù)的好 壞直接影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)。
[0003]目前，在跨欄輔助訓(xùn)練這一領(lǐng)域，大多聚集在男子110米跨欄分析，采用錄像統(tǒng)計(jì) 和簡(jiǎn)單的三維攝像方式對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，但是這對(duì)跟蹤拍攝所的要求很高，而且只能 分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)作等，對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員各處用力，與地面間的作用力等都沒(méi)有 涉及，這對(duì)于輔助訓(xùn)練具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種跨欄步技術(shù)訓(xùn)練裝置，對(duì)運(yùn)動(dòng)員跨欄 過(guò)程中的各個(gè)部位用力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析人與地面的相互作用力，用于輔助訓(xùn)練。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：本發(fā)明的跨欄步技術(shù)訓(xùn)練裝置，該 裝置包括位姿識(shí)別單元、速度識(shí)別單元、步態(tài)識(shí)別單元、數(shù)據(jù)處理單元、無(wú)線通信裝置和控 制器，所述位姿識(shí)別單元、速度識(shí)別單元、步態(tài)識(shí)別單元分別數(shù)據(jù)處理單元連接，所述數(shù)據(jù) 處理單元、無(wú)線通信裝置分別和控制器連接，所述無(wú)線通信裝置與遠(yuǎn)程接收單元進(jìn)行通信， 所述位姿識(shí)別單元包括腰部壓力傳感器、膝關(guān)節(jié)壓力傳感器、肘關(guān)節(jié)壓力傳感器、小腿肌肉 壓力觸感器和大腿肌肉壓力觸感器，所述步態(tài)識(shí)別單元包括腳底壓力傳感器和腳底壓力開(kāi) 關(guān)，所述速度識(shí)別單元用于采集跨欄速度，所述腰部壓力傳感器、膝關(guān)節(jié)壓力傳感器、肘關(guān) 節(jié)壓力傳感器、小腿肌肉壓力觸感器、大腿肌肉壓力觸感器、腳底壓力傳感器均采用薄膜三 維力壓力傳感器。其中，腳底壓力傳感器每只腳設(shè)有五組，鞋夾層的前掌設(shè)置三組，鞋夾層 的后掌設(shè)置二組，所述設(shè)置于鞋夾層的腳底壓力開(kāi)關(guān)根據(jù)左右鞋轉(zhuǎn)換的頻率確定裝置是否 啟動(dòng)。所述數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)過(guò)濾單元、數(shù)據(jù)分類單元、數(shù)據(jù)融合處理單元和數(shù)據(jù)庫(kù)單 元，所述數(shù)據(jù)過(guò)濾單元用于過(guò)濾傳感器采集的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分類單元對(duì)過(guò)濾后的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類，數(shù)據(jù)融合處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)分類單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理輸出二維數(shù)據(jù)表， 數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為跨欄訓(xùn)練各指標(biāo)的最優(yōu)數(shù)據(jù)。該裝 置還包括設(shè)置在跨欄上用于測(cè)量跨欄高度的跨欄姿態(tài)單元，所述跨欄姿態(tài)單元包括跨欄姿 態(tài)采集單元和跨欄無(wú)線通信單元，所述跨欄無(wú)線通信單元和無(wú)線通信裝置相互通信。
[0006] 上述薄膜三維力壓力傳感器包括控制單元、與控制單元分別連接的圓環(huán)電容單元 組和條狀電容單元組，所述圓環(huán)電容單元組用于測(cè)切向力和法向力的大小，所條狀電容單 元組用于測(cè)量切向力的方向，所述條狀電容單元組設(shè)置在基板圓環(huán)電容單元組外的四角。 圓環(huán)電容單元組包括兩組以上圓環(huán)電容單元對(duì)，所述圓環(huán)電容單元對(duì)包括兩個(gè)圓環(huán)電容單 元，所述條狀電容單元組包括X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組，X方向差動(dòng) 電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包括兩個(gè)以上相互形成差動(dòng)的電容單元模塊，所述 電容單元模塊采用由兩個(gè)以上的條狀電容單元組成的梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)圓環(huán)電容單元和條 狀電容單元均包括上極板的驅(qū)動(dòng)電極和下極板的感應(yīng)電極。所述每個(gè)圓環(huán)電容單元的感 應(yīng)電極和驅(qū)動(dòng)電極正對(duì)且形狀相同，所述每個(gè)條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極寬度相 同，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度大于感應(yīng)電極長(zhǎng)度，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度兩端 分別預(yù)留左差位S左和右差位S右，b 0驅(qū)=b0感+S右+ 5左，其中b0驅(qū)為條狀電容單元的驅(qū)動(dòng) 電極長(zhǎng)度，b。^為條狀電容單元的感應(yīng)電極長(zhǎng)度。所述條狀電容單元的左差位右差 位S $，且S t多d。? ^，其中d。為介質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，ty_為最大應(yīng) 力值。所述兩組相互形成差動(dòng)的電容單元模塊的條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極沿寬 度方向設(shè)有初始錯(cuò)位偏移，錯(cuò)位偏移大小相同、方向相反。所述圓環(huán)電容單元組包括n個(gè)同 心圓環(huán)電容單元，其中其中，aT為平行板的長(zhǎng)度，為圓環(huán)電容單元圓環(huán)的寬 度，a5 0相鄰兩圓環(huán)電容電容之間的電極間距。所述電容單元模塊采用梳齒狀結(jié)構(gòu)，X方向 差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包括m個(gè)條狀電容單元，m % (- 1〕a t./ (a〇夂W h其中，aT為平行板的長(zhǎng)度，a5#為相鄰兩條狀電容單元之間的電極間距，a。條 狀電容單元的寬度。所述同心圓環(huán)電容單元的寬度10和條狀電容單元的寬度a。相等；條 狀電容單元電極間距a5#和圓環(huán)電容單元電極間距a50相等，所述條狀電容單元的寬度 % 其中，d。為介質(zhì)厚度，E為彈性介質(zhì)的楊氏模量，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量。所述 圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組的驅(qū)動(dòng)電極通過(guò)一個(gè)引出線與控制單元連接，所述圓環(huán) 電容單元組的每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極單獨(dú)引線與控制單元連接，所述X方向差動(dòng)電 容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組的電容單元模塊感應(yīng)電極分別各自通過(guò)一個(gè)引出線引 出與控制單元連接。所述圓環(huán)電容單元、電容單元模塊和控制單元之間分別設(shè)有中間變換 器，變換器用于設(shè)置電壓或頻率對(duì)電容的傳輸系數(shù)。
[0007] 本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明的跨欄步技術(shù)訓(xùn)練裝置對(duì)運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)階段的用力機(jī) 制進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，可在運(yùn)動(dòng)員跨欄技術(shù)動(dòng)作、足底壓力動(dòng)態(tài)分布特征、足底壓力中心軌跡、 腳底各個(gè)分區(qū)的壓強(qiáng)峰值和騰空時(shí)相、足底分區(qū)沖量等方面作定量分析，作為訓(xùn)練、比賽及 避免運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等提供輔助訓(xùn)練依據(jù)。另外，本發(fā)明在電容測(cè)量三維力的基礎(chǔ)上，有效使用平 板單用的使用面積，并且通過(guò)差動(dòng)等方法有效解決三維力相互影響，從而使法向與切向轉(zhuǎn) 換都達(dá)到較高的線性、精度與靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：
[0009] 圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的同心圓環(huán)偏移錯(cuò)位面積分析圖。
[0010] 圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的為外同心圓環(huán)錯(cuò)位對(duì)外徑圓分析圖。
[0011] 圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的平行板電容的平面設(shè)計(jì)圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的驅(qū)動(dòng)電極的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的平板電容板的直角坐標(biāo)系。
[0014] 圖6是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的兩組圓環(huán)電容組結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖7是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元的初始錯(cuò)位圖。
[0016] 圖8是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元受力后偏移圖。
[0017] 圖9是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的單元電容對(duì)的信號(hào)差動(dòng)示意圖。
[0018] 圖10是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的平行板電容器剖面結(jié)構(gòu)。
[0019] 圖11是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的訓(xùn)練裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 其中，1、上PCB基板，2、下PCB基板，3、驅(qū)動(dòng)電極，4、感應(yīng)電極，5、彈性介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件 的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù) 方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0022] -種跨欄步技術(shù)訓(xùn)練裝