一種用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)試裝置，特別涉及一種用于仰臥起坐的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]仰臥起坐是廣泛普及的體育鍛煉項(xiàng)目，其同時(shí)作為一個(gè)體能測(cè)試項(xiàng)目，具有嚴(yán)格的判定標(biāo)準(zhǔn)。目前對(duì)體能受試者進(jìn)行仰臥起坐測(cè)試普遍采用人工按壓受試者雙腳并進(jìn)行人工計(jì)數(shù)的方式，該方式無法確保受試者的動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)性，并且效率低下。
[0003]為此，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了多種用于仰臥起坐的自動(dòng)測(cè)試裝置。
[0004]在專利文獻(xiàn)CN101721800A中公開了一種測(cè)試方案，包括將設(shè)置有姿態(tài)傳感器的綁帶綁縛于受試者的腰部，通過在受試者進(jìn)行仰臥起坐運(yùn)動(dòng)過程中接收姿態(tài)傳感器傳回的姿態(tài)數(shù)據(jù)來確定受試者的每次坐起動(dòng)作是否符合預(yù)定條件并據(jù)此進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0005]在專利文獻(xiàn)CN2483050Y中公開了另一種測(cè)試方案，包括在測(cè)試裝置的底板上鄰近受試者的膝蓋位置附近安裝探測(cè)器，當(dāng)受試者坐起并到達(dá)探測(cè)器位置時(shí)確定該次坐起動(dòng)作合格并進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的用于仰臥起坐測(cè)試的各類測(cè)試裝置或者需要受試者在測(cè)試前佩戴測(cè)試部件，或者需要根據(jù)受試者不同的身高來調(diào)節(jié)腿部固定部件，使得測(cè)試過程較為繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種不需要受試者佩戴任何測(cè)試部件的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種在對(duì)受試者進(jìn)行測(cè)試前不需要根據(jù)受試者的身高進(jìn)行任何調(diào)節(jié)的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置。
[0009]為此，本發(fā)明提供了一種用于仰臥起坐的測(cè)試裝置，其包括:
[0010]底板，其具有沿其長度方向上的第一端部和第二端部，所述第一端部在使用時(shí)鄰近受試者的腳部；
[0011]探測(cè)部，其嵌設(shè)在所述底板的鄰近所述第二端部處的沿底板寬度方向的大致中部，所述探測(cè)部至少包括第一測(cè)距模塊和第二測(cè)距模塊，所述第一測(cè)距模塊布置為其測(cè)距方向與底板的第一端部側(cè)成第一角度Θ 1，所述第二測(cè)距模塊布置為其測(cè)距方向與底板的第一端部側(cè)成第二角度Θ 2，所述第一測(cè)距模塊和第二測(cè)距模塊配置為分別探測(cè)距其測(cè)距方向上的遮擋體的距離，并分別輸出與所探測(cè)距離對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，各所述電信號(hào)的值分別與所探測(cè)距離成比例；
[0012]判斷部，其與所述探測(cè)部電連接以接收各所述電信號(hào)，所述判斷部包括第一判斷部，該第一判斷部配置為當(dāng)判定各所述電信號(hào)的值與Θ1或與Θ1和Θ 2之間滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出表示坐起動(dòng)作完成的判定結(jié)果信號(hào)；
[0013]計(jì)數(shù)部，其電連接到所述判斷部，并配置為在從所述判斷部接收到表示坐起動(dòng)作完成的信號(hào)時(shí)增加計(jì)數(shù)值。
[0014]通過本發(fā)明的上述測(cè)試裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)最快速測(cè)量受試者所做標(biāo)準(zhǔn)仰臥起坐動(dòng)作的個(gè)數(shù)，并且在受試者測(cè)試仰臥起坐時(shí)，該測(cè)試裝置不需要受試者佩戴任何物件，也不需要調(diào)整任何部件的位置，只需要受試者躺在底板上直接進(jìn)行仰臥起坐運(yùn)動(dòng)，就能夠完成測(cè)試，測(cè)試過程快捷方便，能夠滿足大批量測(cè)試工作的需求。
【附圖說明】
[0015]圖1A至圖1C為標(biāo)準(zhǔn)仰臥起坐動(dòng)作的過程示意圖；
[0016]圖2A和2B為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第一方案的原理TK意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第一方案中的第一判斷部的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置中的第二判斷部的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置中的第三判斷部的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置中的濾波電路的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖7為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第一方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖8A和圖8B為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第二方案的原理示意圖；
[0023]圖9至圖13為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第二方案中的第一判斷部的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖14為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第二方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖15和圖16為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]圖1A至圖1C為標(biāo)準(zhǔn)仰臥起坐動(dòng)作的過程示意圖。如圖所示,受試者從躺臥狀態(tài)經(jīng)歷起身過程后到坐起狀態(tài)，完成一次標(biāo)準(zhǔn)的仰臥起坐動(dòng)作。
[0028]在下文中說明的原理圖中，將該仰臥起坐人體運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行如下簡(jiǎn)化:在受試者做仰臥起坐過程中，認(rèn)為坐下或者躺下時(shí)臀部位置是固定確定的，而且背部和頭部是一條直線。
[0029]在檢測(cè)受試者的坐起動(dòng)作是否符合仰臥起坐標(biāo)準(zhǔn)的過程中，由于受試者身高的不同，其臀部的位置不是固定的。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，本發(fā)明提出了采用兩個(gè)或更多個(gè)測(cè)距模塊(例如測(cè)距傳感器)在受試者進(jìn)行仰臥起坐過程中探測(cè)其距離遮擋體(即受試者的背部或頭部)的距離，并進(jìn)行綜合判斷以確定受試者是否真正完成了標(biāo)準(zhǔn)的仰臥起坐動(dòng)作，分析并確定所完成的標(biāo)準(zhǔn)仰臥起坐動(dòng)作的個(gè)數(shù)。
[0030]本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置包括底板、探測(cè)部、判斷部和計(jì)數(shù)部。
[0031]底板為長方形板狀部件，尺寸定為適于受試者能躺臥于其上即可。
[0032]探測(cè)部嵌設(shè)在底板上的與受試者肩頸部大體對(duì)應(yīng)的位置處，探測(cè)部包括兩個(gè)(或兩個(gè)以上)的測(cè)距模塊，其中一個(gè)測(cè)距模塊布置為朝向受試者并與底板成Θ I角度，另一個(gè)測(cè)距模塊布置為朝向受試者并與底板成Θ 2角度，各測(cè)距模塊分別探測(cè)其距遮擋體的距離并輸出與所探測(cè)距離對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，各電信號(hào)的值與所探測(cè)距離成比例。這里使用的測(cè)距模塊所測(cè)距離與輸出電信號(hào)值為線性關(guān)系。
[0033]判斷部與探測(cè)部電連接以接收各電信號(hào)，判斷部包括坐起判斷部，其配置為當(dāng)判定各電信號(hào)的值與0 1或與01和Θ2之間滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出表示坐起動(dòng)作完成的判定結(jié)果信號(hào)。
[0034]計(jì)數(shù)部電連接到判斷部，計(jì)數(shù)部在從判斷部接收到該表示坐起動(dòng)作完成的信號(hào)時(shí)增加計(jì)數(shù)值。
[0035]通過本發(fā)明的上述測(cè)試裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)最快速測(cè)量受試者所做標(biāo)準(zhǔn)仰臥起坐動(dòng)作的個(gè)數(shù)，并且在受試者測(cè)試仰臥起坐時(shí)，該測(cè)試裝置不需要受試者佩戴任何物件，也不需要調(diào)整任何部件的位置，測(cè)試過程快捷方便，能夠滿足大批量測(cè)試工作的需求。
[0036]下面參照?qǐng)D2A和2B對(duì)本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第一方案的原理進(jìn)行說明。圖中A點(diǎn)處為探測(cè)部安裝位置，B點(diǎn)為受試者臀部位置，A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的距離為d。該探測(cè)部中安裝有兩個(gè)測(cè)距模塊。第一和第二測(cè)距模塊與底板所成角度分別為0 1和0 2，且Θ I < Θ 2 < 90°，在受試者坐起過程中兩個(gè)測(cè)距模塊都能測(cè)得其與受試者背部(或頭部)的距離LI和L2，并且兩個(gè)測(cè)距模塊在受試者背部(或頭部)上的探測(cè)點(diǎn)在底板上的投影點(diǎn)為C點(diǎn)和D點(diǎn)。
[0037]圖2A是受試者在坐起過程中還沒有完全坐起來時(shí)的姿態(tài)示意圖，如圖所示，在該姿勢(shì)狀態(tài)下存在如下關(guān)系式:
[0038]AD < AC (I)
[0039]AD = L2*cos ( Θ 2) (2)
[0040]AC = Ll*cos( Θ I) ⑶
[0041]根據(jù)式⑴、⑵和(3)可以得到:
[0042](L2/L1) < (cos( Θ l)/cos( Θ 2)) (4)
[0043]圖2B是受試者在達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)坐起姿態(tài)的示意圖，如圖所示，在該姿態(tài)下有如下關(guān)系式:
[0044]AD ^ AC (坐直時(shí) AD = AC) (5)
[0045]AD = 12*cos( Θ 2) (6)
[0046]AC = ll*cos( θ I) (7)
[0047]根據(jù)式(5)、(6)和(7)可以得到:
[0048](L2/L1) ^ (cos ( Θ I)/cos ( Θ 2)) (8)
[0049]因?yàn)楸景l(fā)明的測(cè)試裝置中各測(cè)距模塊的安裝角度Θ1和Θ 2是固定的，因此cos (Θ l)/cos(6 2)是一個(gè)固定值，所以只需要檢測(cè)到兩個(gè)測(cè)距模塊所探測(cè)距離的比值與該固定值對(duì)比即可判定受試者是否完成一次標(biāo)準(zhǔn)的坐起動(dòng)作。
[0050]圖3為本發(fā)明的用于仰臥起坐的測(cè)試裝置的第一方案中的第一判斷部的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0051]如圖所示，為了實(shí)現(xiàn)上述式(8)中的關(guān)系判斷，第一判斷部可包括運(yùn)算放大器和連接在正極輸入端處的電阻R7和R8，運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端接收第一測(cè)距模塊輸出的與距離LI成正比的電信號(hào)(圖中標(biāo)記為IN_A_L1)，其值為VI，電阻R7的一端接收第二測(cè)距模塊輸出的與距離L2成正比的電信號(hào)(圖中標(biāo)記為IN_A_L2)，其值為V2。
[0052]本實(shí)施例中第一和第二測(cè)距模塊的安裝角度為，Θ I = 30°，Θ 2 = 45°，因此根據(jù)上式(8), cos ( Θ l)/cos( Θ 2) = 1.2