容器的結構剖面圖類似于圖12所示的=明治結構。圖12中，1 為上PCB基板，2為下PCB基板，3為驅動電極，4為感應電極，5為彈性介質。
[0097] 極板距屯二0. 1mm，上下基板內側空間除銅錐電極外，均為用失蠟鑄造法充填的 PDMS(聚二甲基硅氧烷）超彈絕緣介質。其機械和物理特性參數(shù)為楊氏模量E= 6. 2MPa， 而其抗剪彈性模量為G= 4.1MPa，介質極化時相對介電常數(shù)￡^=2.5。由于介質的E和 G遠小于銅的彈性模量E?= 103GPa。故電容器內部介質在應力狀態(tài)下的變形遠大于極板 的變形。
[0098] (5)電極引線設計
[0099] 無論是驅動電極或感應電極都需備有引出線，考慮各個驅動電極在信號電平上都 是接地的，故四組驅動電極只需共用同一個引出線。而四個電容單元模塊感應電極則需用 各自獨立的引出線，于是整個電容組件共有至少5個管腳從平面封裝的側面引出，W便整 個組件頂部與底部外表面能方便地與測量對象接觸。
[0100] 本實用新型在新材料和新工藝的支撐下，完成了一種新型S維力敏感電容組合的 設計，在lOXlOmm2的受力面上，無論是法向或切向，都可向介質較均勻的傳遞應力。文中 四個單元電容呈兩對組合分布。在空間力與傳感器表面的接觸中外力只有1個，電容響應 卻有4個，對4個電容求和可得到法向F。的信息，即整個電極板都對求F。做出貢獻，同時將 兩對電容組合組成差動系統(tǒng)，又可獲得Fy和Fy的信息，從而完整描述一個=維力。運4個 單元電容組合既要完成其基本功能，又要互不干擾，運是靠巧妙的設計構思才得W實現(xiàn)，按 設計參數(shù)一次轉換的法向靈敏度和切向靈敏度和最大線性誤差，借此可為同行研發(fā)者提 供借鑒。
[0101] 上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改 進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型 的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍應該W權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，該裝置包括位姿識別單元、速度識別單元、步 態(tài)識別單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線通信裝置和控制器，所述位姿識別單元、速度識別單元、步 態(tài)識別單元分別數(shù)據(jù)處理單元連接，所述數(shù)據(jù)處理單元、無線通信裝置分別和控制器連接， 所述無線通信裝置與遠程接收單元進行通信，所述位姿識別單元包括腰部壓力傳感器、膝 關節(jié)壓力傳感器、肘關節(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)識別單元包括腳底壓力傳感器和腳底壓力開關，所述速度識別單元用于采集跨欄速度， 所述腰部壓力傳感器、膝關節(jié)壓力傳感器、肘關節(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，所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X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單 元組合，所述X方向差動電容單元組合通過電容值相減計算X方向的切向力且消除Y方向 切向力影響，所述Y方向差動電容單元組合通過電容值相減計算Y方向的切向力且消除X 方向切向力影響，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合的電容值求和 計算電容傳感器的法向力且消除切向力影響，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動 電容單元組合均包括兩個以上相互形成差動的電容單元模塊，所述電容單元模塊是由兩個 以上的條狀電容單元組成的梳齒狀結構，每個條狀電容單元包括上極板的驅動電極和下極 板的感應電極。2. 根據(jù)權利要求1所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述腳底壓力傳感器每只 腳設有五組，鞋夾層的前掌設置三組，鞋夾層的后掌設置二組，所述設置于鞋夾層的腳底壓 力開關根據(jù)左右鞋轉換的頻率確定裝置是否啟動。3. 根據(jù)權利要求1所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù) 據(jù)過濾單元、數(shù)據(jù)分類單元、數(shù)據(jù)融合處理單元和數(shù)據(jù)庫單元，所述數(shù)據(jù)過濾單元用于過濾 傳感器采集的錯誤數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分類單元對過濾后的數(shù)據(jù)進行分類，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)進行融合處理輸出二維數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)庫單元用于存儲檢測數(shù)據(jù)和 標準數(shù)據(jù)，所述標準數(shù)據(jù)為跨欄訓練各指標的最優(yōu)數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權利要求1所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，該裝置還包括設置在跨欄 上用于測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 線通信單元，所述跨欄無線通信單元和無線通信裝置相互通信。5. 根據(jù)權利要求1所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述每個條狀電容單元的 驅動電極和感應電極寬度相同，驅動電極的長度大于感應電極長度，驅動電極長度兩端分 別預留左差位δ左和右差位δ右，b0驅=b0感+δ右+ δ左，其中，b0驅為條狀電容單兀的驅動電 極長度，b。^為條狀電容單元的感應電極長度。6. 根據(jù)權利要求5所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述差位δ δ φ，且 其中d。為彈性介質厚度，G為彈性介質的抗剪模量，τ _為最大應力值。7. 根據(jù)權利要求5所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述兩組相互形成差動的 電容單元模塊的條狀電容單元的驅動電極和感應電極沿寬度方向設有初始錯位偏移，錯位 偏移大小相同、方向相反。8. 根據(jù)權利要求5所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述梳齒狀結構包括20個 以上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應連接的引線，相鄰兩條狀電容單元之間設有 電極間距&5，所述平行板面積S = M(Bfa5)Iv其中，M為條狀電容單元數(shù)量，b。為條狀電 容單元的長度，a。條狀電容單元的寬度；所述電容單元模塊的每個條狀電容單元的引線通 過并聯(lián)或者獨立方式連接到控制單元。9. 根據(jù)權利要求5所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述條狀電容單元的寬度 = ^，其中，d。為彈性介質厚度，E為彈性介質的楊氏模量，G為彈性介質的抗剪模量。10. 根據(jù)權利要求5所述的跨欄輔助訓練裝置，其特征在于，所述控制單元和電容單元 模塊之間設有中間變換器，中間變換器用于設置電壓對電容或頻率對電容的傳輸系數(shù)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種跨欄輔助訓練裝置，該裝置包括位姿識別單元、速度識別單元、步態(tài)識別單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線通信裝置和控制器，位姿識別單元包括腰部壓力傳感器、膝關節(jié)壓力傳感器、肘關節(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)識別單元包括腳底壓力傳感器和腳底壓力開關，所述速度識別單元用于采集跨欄速度。本實用新型的跨欄輔助訓練裝置對運動員在各個階段的用力機制進行全程監(jiān)測，可在運動員跨欄技術動作、足底壓力動態(tài)分布特征、足底壓力中心軌跡、腳底各個分區(qū)的壓強峰值和騰空時相、足底分區(qū)沖量等方面作定量分析，作為訓練、比賽及避免運動創(chuàng)傷等提供輔助訓練依據(jù)。
【IPC分類】A63K3/04
【公開號】CN204865012
【申請?zhí)枴緾N201520564711
【發(fā)明人】張婷婷, 楊云偉, 趙曉瑩
【申請人】安徽機電職業(yè)技術學院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月28日