專利名稱：賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及體育科研用賽艇實船及水上訓練系統(tǒng)，具體為一種賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，賽艇運動水上訓練缺乏必要的信息獲取手段，使得教練員、運動員難以深入把握賽艇項目運動生物力學特性，制約了技術(shù)水平的提高。因此，需要一種測試系統(tǒng)從實時訓練信息的有效獲取入手，研究相關(guān)參數(shù)感知和采集方法，解決賽艇運動中的運動生物力學信息獲取這一難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，以實現(xiàn)在實船訓練過程中對實時訓練生物力學信息的有效獲取。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于包括有安裝于賽艇滑座上的滑座加速度傳感器、滑座力傳感器，安裝于賽艇船槳上的槳力傳感器、船槳角度傳感器，安裝于賽艇中運動員腳蹬處的腳蹬力傳感器，安裝于賽艇船體上的船速傳感器、船體加速度傳感器，還包括有中央控制盒，所述滑座加速度傳感器、滑座力傳感器、槳力傳感器、船槳角度傳感器、 腳蹬力傳感器、船速傳感器、船體加速度傳感器分別與中央控制盒電連接，由所述中央控制盒對各個傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行處理。所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒包括嵌入式微處理器，以及分別電接入嵌入式微處理器的信號處理電路、顯示屏、帶有充電接口的電源模塊、傳感器信號接口、USB通信接口、外部設(shè)備同步接口和存儲器，所述滑座加速度傳感器、滑座力傳感器、槳力傳感器、角度傳感器、腳蹬力傳感器、船速傳感器、船體加速度傳感器分別通過傳感器信號接口接入中央控制盒，所述中央控制盒通過USB通信接口與外部的計算機通訊，中央控制盒通過所述外部設(shè)備同步接口與其他中央控制盒同步連接。所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒的嵌入式微處理器根據(jù)各個傳感器采集到的數(shù)據(jù)，繪制出槳力-時間曲線、腳蹬力一時間曲線、拉槳角度-時間曲線和功率曲線、船速-時間曲線、船體加速度-時間曲線，以及計算出劃槳頻率，并通過中央控制盒的顯示屏顯示繪制的各個曲線及計算出的劃槳頻率。所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒的存儲器對各個傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行存儲，并通過USB接口將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至外部計算機中。所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒有多個時， 多個中央控制盒通過各自的外部設(shè)備同步接口彼此同步連接，使測試系統(tǒng)既適用于單人艇，也可用于多人艇。
本發(fā)明的有益效果為
(1)本發(fā)明中的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)可以同步采集多人的槳力、腳蹬力、槳柄角度、滑座加速度、滑座力、船體加速度、船速等生物力學信息。(2)本發(fā)明中的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)的同時，可以將槳力-時間曲線、腳蹬力一時間曲線、拉槳角度-時間曲線和功率曲線、船速-時間曲線、船體加速度-時間曲線和槳頻等關(guān)鍵信息通過顯示屏實時地顯示給運動員。( 3)本發(fā)明中的中央控制盒可擴展為多個，并同步使用，因此本發(fā)明的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)適用于所有的賽艇艇型。


圖1為賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為中央控制盒面板及其顯示屏示意圖。圖3為中央控制盒的電路結(jié)構(gòu)原理方框圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明由安裝在賽艇1. 1內(nèi)的各個傳感器和中央控制盒1.4構(gòu)成， 傳感器包括安裝在賽艇滑座上的滑座加速度傳感器和滑座力傳感器1. 2、安裝在船槳上的槳力傳感器和角度傳感器1. 3、安裝在船體上的船速傳感器和船體加速度傳感器1. 5以及安裝在運動員腳蹬處的腳蹬力傳感器1. 6構(gòu)成?；铀俣葌鞲衅骺刹捎脝屋S加速度傳感器，滑座力傳感器可采用多維力傳感器，槳力傳感器可以采用二維十字梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變式傳感器，腳蹬力傳感器采用多維壓力傳感器，傳感器采集槳力、腳蹬力、槳柄角度、滑座加速度、滑座力、船體加速度、船速等生物力學信息，中央控制盒1. 4的液晶顯示屏可以顯示槳力-時間曲線、腳蹬力一時間曲線、拉槳角度-時間曲線和功率曲線、船速-時間曲線、船體加速度-時間曲線和槳頻等關(guān)鍵信息。如圖2所示，液晶顯示屏2. 4在中央控制盒面板2. 1的中央?yún)^(qū)域，運動員通過操作按鈕2. 2來顯示實時訓練中系統(tǒng)所采集的關(guān)鍵信息與時間的曲線2. 3，同時，液晶顯示屏
2.4可以顯示電量和儲存容量信息。如圖3所示，通過傳感器接口 3. 6連接各個傳感器，傳感器信號經(jīng)信號處理電路
3.3處理后傳輸至嵌入式微處理器3. 7中，嵌入式微處理器3. 7對傳輸信號進一步處理后， 將關(guān)鍵信息與時間的曲線顯示于液晶顯示屏3. 1中，存儲器3. 4用于存儲處理后數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)可通過USB接口 3. 6上傳至計算機中，電源模塊3. 2對中央控制盒進行供電并可通過充電接口充電，當多個中央控制器同時工作時，中央控制盒通過各自的外部設(shè)備同步接口 3. 5彼此同步連接。
權(quán)利要求
1.賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于包括有安裝于賽艇滑座上的滑座加速度傳感器、滑座力傳感器，安裝于賽艇船槳上的槳力傳感器、船槳角度傳感器，安裝于賽艇中運動員腳蹬處的腳蹬力傳感器，安裝于賽艇船體上的船速傳感器、船體加速度傳感器， 還包括有中央控制盒，所述滑座加速度傳感器、滑座力傳感器、槳力傳感器、船槳角度傳感器、腳蹬力傳感器、船速傳感器、船體加速度傳感器分別與中央控制盒電連接，由所述中央控制盒對各個傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒包括嵌入式微處理器，以及分別電接入嵌入式微處理器的信號處理電路、顯示屏、帶有充電接口的電源模塊、傳感器信號接口、USB通信接口、外部設(shè)備同步接口和存儲器，所述滑座加速度傳感器、滑座力傳感器、槳力傳感器、角度傳感器、腳蹬力傳感器、船速傳感器、船體加速度傳感器分別通過傳感器信號接口接入中央控制盒，所述中央控制盒通過USB通信接口與外部的計算機通訊，中央控制盒通過所述外部設(shè)備同步接口與其他中央控制盒同步連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒的嵌入式微處理器根據(jù)各個傳感器采集到的數(shù)據(jù)，繪制出槳力-時間曲線、腳蹬力一時間曲線、拉槳角度-時間曲線和功率曲線、船速-時間曲線、船體加速度-時間曲線，以及計算出劃槳頻率，并通過中央控制盒的顯示屏顯示繪制的各個曲線及計算出的劃槳頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒的存儲器對各個傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行存儲，并通過USB接口將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至外部計算機中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制盒有多個時，多個中央控制盒通過各自的外部設(shè)備同步接口彼此同步連接，使測試系統(tǒng)既適用于單人艇，也可用于多人艇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種賽艇實船運動生物力學測試系統(tǒng)，由滑座加速度傳感器、滑座力傳感器、槳力傳感器、船槳角度傳感器、腳蹬力傳感器、船速傳感器、船體加速度傳感器、中央控制盒構(gòu)成。本發(fā)明采集并儲存賽艇實船訓練中生物力學信息，在采集信息的同時，可以顯示槳力-時間曲線、腳蹬力－時間曲線、拉槳角度-時間曲線和功率曲線、船速-時間曲線、船體加速度-時間曲線和槳頻等關(guān)鍵信息，是賽艇運動中的運動生物力學信息獲取重要手段。
文檔編號A63B71/06GK102160926SQ20111002302
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者劉揚, 劉碩, 孫萬水, 孫怡寧, 崔永輝, 張靜, 曹楊, 馬祖長 申請人:中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院