智能馬步站樁訓練裝置製造方法
2023-05-09 00:46:11 1
智能馬步站樁訓練裝置製造方法
【專利摘要】一種智能馬步站樁訓練裝置。主要目的在於提供一種可用於武術基本樁功訓練中的智能訓練裝置。其特徵在於：在水平底板上固定有垂直支撐板、測試體；測試體開有左、右兩個腿部卡入口，腿部卡入口固定有紅外對管，底面內嵌有腿部壓力傳感器；在水平底板上開有左右兩個內凹的腳踏區，底面內嵌有腳部壓力傳感器；垂直支撐板內部開有一個中空腔，腔內固定揚聲器；還包括一個控制盒，盒內置有單片機、電源模塊、多路A/D轉換器、語音晶片以及無線發射模塊。該裝置可以對馬步站樁的訓練時間、強度按照需要進行調整，並且還可以把訓練情況通過無線模塊發送給教練，對於受訓者出現不合格的站立姿勢還會給出語音提示進行糾正。
【專利說明】智能馬步站粧訓練裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應用於武術訓練領域中的基本功訓練用具。
【背景技術】
[0002]馬步是大多數中國武術門派所採用的基本樁功訓練，通過練習馬步可以調節「精、氣、神」，在蹲馬步的時候，要求要凝神靜氣、呼吸自然，要蹲得深、平、穩，並使腹部肌肉縮進，腿步肌肉緊張，以圖達到全身性的綜合訓練。這種樁功，由於是長時間的靜功，所以對於人體全身各器官是很好的鍛鍊，通過這樣的鍛鍊能夠有效提升在劇烈運動時人體的反應能力。但是，現有的武術訓練器械沒有可以輔助進行基本樁功訓練的，訓練時，完全憑練習者自己的感覺和自覺性。如果受訓者人數較少，教練還可以一一進行糾正，但是當受訓者人數過多時，教練就無法對受訓者的訓練時間和姿勢進行監督。
【發明內容】
[0003]為了解決【背景技術】中所提到的技術問題，本實用新型提供一種智能馬步站樁訓練裝置，該種智能馬步站樁訓練裝置可以對馬步站樁的訓練時間、訓練強度按照需要進行調整，並且還可以把受訓者的訓練情況通過無線模塊發送給教練以便教練及時了結受訓者情況。本裝置對於受訓者出現不合格的站立姿勢還會給出語音提示進行糾正。
[0004]本實用新型的技術方案是:該種智能馬步站樁訓練裝置，包括一個水平底板，其獨特之處在於:在水平底板上固定有垂直支撐板，在垂直支撐板的中部，由上至中段開有一個供測試體嵌入的槽，測試體位於所述槽內，通過鎖緊螺栓緊固後定位；在垂直支撐板上，對應供測試體嵌入的槽的區域，開有若干間隔的螺栓孔以供鎖緊螺栓旋入；測試體為矩形體，開有左、右兩個腿部卡入口，腿部卡入口的兩個對側壁上分別固定有若干間隔的紅外發射管和紅外接收管，每兩個紅外發射管和紅外接收管構成一組紅外對管，腿部卡入口的底面內嵌有用於感應腿部產生壓力的腿部壓力傳感器；在水平底板上開有左右兩個內凹的腳踏區，腳踏區的底面內嵌有用於感應腳部產生壓力的腳部壓力傳感器；垂直支撐板內部開有一個中空腔，所述腔內固定揚聲器。另外，所述裝置還包括一個控制盒，盒內置有單片機、電源模塊、多路A/D轉換器、語音晶片以及無線發射模塊；其中，腿部壓力傳感器和腳部壓力傳感器的信號輸出端分別連接至所述多路A/D轉換器上的不同模擬信號輸入端，所述多路A/D轉換器的數位訊號輸出端連接至所述單片機的壓力採樣信號輸入端；所述若干紅外對管中的感應信號輸出端分別連接至所述單片機上的紅外感應信號輸入端；所述單片機分別向所述語音晶片和無線發射模塊輸出控制信號，所述語音晶片向揚聲器輸出音頻驅動信號。
[0005]本實用新型具有如下有益效果:本種智能馬步站樁訓練裝置可以按照受訓者的訓練情況，調整測試體嵌入垂直支撐板上的固定位置，由高至低，逐漸加強訓練強度。當訓練者站立在水平底板上後，腳踩在腳部壓力傳感器上，而雙腿分別卡入左、右兩個腿部卡入口中，由於腿部的遮擋，腿部卡入口中的紅外對管就會檢測到卡入口中的障礙物情況，當受訓者腿部離開卡入口上提時，紅外對管就會檢測不到障礙物存在，單片機就會通過無線發射模塊向教練員發出信息，同時驅動語音晶片使揚聲器發出提示語音。另外，如果，受訓者的腿部過分降低，而壓在腿部卡入口的底面上，則內嵌的腿部壓力傳感器就會感應到壓力，而把這個信號傳遞給單片機，單片機同樣會通過無線發射模塊向教練員發出信息，同時驅動語音晶片使揚聲器發出提示語音。綜上所述，本種智能馬步站樁訓練裝置可以對馬步站樁的訓練時間、訓練強度按照需要進行調整，並且還可以把受訓者的訓練情況通過無線模塊發送給教練以便教練及時了結受訓者情況。本裝置對於受訓者出現不合格的站立姿勢還會給出語音提示進行糾正。
[0006]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0007]圖1是本實用新型的組成結構示意圖。
[0008]圖2是本實用新型的電氣控制原理圖。
[0009]圖3是本說明書所提供的具體實施例中採用的紅外發射管以及相配合的放大電路的電路圖。
[0010]圖4是本說明書所提供的具體實施例中採用的紅外接收管以及相配合的放大電路的電路圖。
[0011]圖5是本說明書所提供的具體實施例中採用的單片機以及外圍電路的電路圖。
[0012]圖6是本說明書所提供的具體實施例中採用的無線發射模塊的電路圖。
[0013]圖7是本說明書所提供的具體實施例中採用的語音晶片以及揚聲器的電路圖。
[0014]圖8是本說明書所提供的具體實施例中採用的多路A/D轉換器的電路圖。
[0015]圖中1-腳部壓力傳感器，2-水平底板，3-腳踏區，4-控制盒，5-測試體，6-腿部卡入口，7-鎖緊螺栓，8-紅外接收管，9-紅外發射管，10-腿部壓力傳感器，11-揚聲器，12-垂直支撐板。
[0016]【具體實施方式】:
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0018]由圖1所示，該種智能馬步站樁訓練裝置，包括一個水平底板2，在水平底板2上固定有垂直支撐板12，在垂直支撐板12的中部，由上至中段開有一個供測試體5嵌入的槽，測試體5位於所述槽內，通過鎖緊螺栓7緊固後定位。在垂直支撐板12上，對應供測試體5嵌入的槽的區域，開有若干間隔的螺栓孔以供鎖緊螺栓7旋入，這樣調節測試體嵌入垂直支撐板上的固定位置，由高至低，就可逐漸加強訓練強度。
[0019]測試體5的整體形狀為矩形體，開有左、右兩個腿部卡入口 6，腿部卡入口 6的兩個對側壁上分別固定有若干垂向間隔的紅外發射管9和紅外接收管8，每兩個紅外發射管9和紅外接收管8構成一組紅外對管。當受訓者的腿部位於腿部卡入口中的不同深度時，就會有不同的紅外對管感應到障礙物的存在。另外，在腿部卡入口 6的底面內嵌有用於感應腿部產生壓力的腿部壓力傳感器10，在水平底板2上開有左右兩個內凹的腳踏區3，腳踏區3的底面內嵌有用於感應腳部產生壓力的腳部壓力傳感器1，這樣，當受訓者的腿部過分降低，而壓在腿部卡入口的底面上後，則內嵌的腿部壓力傳感器就會感應到壓力。
[0020]此外，垂直支撐板12的內部開有一個中空腔，所述中空腔內固定揚聲器11。
[0021]為配合以上設備工作，本裝置還包括一個控制盒4，盒內置有單片機、電源模塊、多路A/D轉換器、語音晶片以及無線發射模塊；其中，腿部壓力傳感器和腳部壓力傳感器的信號輸出端分別連接至所述多路A/d轉換器上的不同模擬信號輸入端，所述多路A/D轉換器的數位訊號輸出端連接至所述單片機的壓力採樣信號輸入端；所述若干紅外對管中的感應信號輸出端分別連接至所述單片機上的紅外感應信號輸入端；所述單片機分別向所述語音晶片和無線發射模塊輸出控制信號，所述語音晶片向揚聲器輸出音頻驅動信號。
[0022]圖2是本實用新型的電氣控制原理圖。下面給出一個具體實施例。圖3、圖4分別是本說明書所提供的具體實施例中採用的紅外發射管、紅外接收管以及相配合的放大電路的電路圖，圖中U1-2即紅外發射管、U1-3即與紅外發射管配合的比較器，U1-4即紅外接收管、U1-5即與紅外接收管配合的比較器。圖5是本說明書所提供的具體實施例中採用的單片機以及外圍電路的電路圖，圖中U1-6即為單片機，採用STC89C52型晶片。
[0023]當紅外對管前方有無障礙物遮擋時，紅外對管輸出的電壓信號數值會出現明顯的變化，再將輸出電壓信號接至比較器晶片LM324與預先設置好的閾值信號進行比較，如果紅外對管檢測到前方存在障礙物時，傳感器處理電路的SENSORl/ SENS0R2就會輸出低電平信號，當紅外對管前方沒有障礙物時，傳感器處理電路的SENSORl/ SENS0R2輸出高電平信號，傳感器處理電路的SENSORl/ SENS0R2引腳分別與單片機的P20/P21引腳相連。。
[0024]圖6是本說明書所提供的具體實施例中採用的無線發射模塊的電路圖。圖中U1-7即為無線發射模塊，該電路採用8引腳的nRF24L01+無線通信模塊進行設計，供電電壓3.3V，通信方式採用SPI串行通信協議，nRF24L01+的6個IO控制引腳分別與單片機控制器的P10-P15相連。
[0025]圖7是本說明書所提供的具體實施例中採用的語音晶片以及揚聲器的電路圖。圖中Ul-1即為本電路中採用的ISD1820型語音晶片，該晶片可以由用戶根據需要，在脫機狀態下自行錄製語音播放信息，本系統是通過接收端遠程遙控方式播放語音信息，當PLAYE引腳接收到一個低電平信號時，即可實現語音信息的播報，引腳PLAYE與感應端單片機控制器的P22引腳相連。
[0026]圖8是本說明書所提供的具體實施例中採用的多路A/D轉換器的電路圖，圖中U6即為多路A/D轉換器，採用MAX186晶片，該晶片採集到的數據為4_20mA電流信號，電路中串接250 Ω電阻後將這些信號轉換為電壓信號輸入到12位AD轉換晶片MAX186的通道後，轉換為數位訊號，利用單片機的P2.4-P2.6 口對AD晶片進行控制，數據輸入至單片機的P2.7 口，由單片機對數據進行處理。
[0027]應用時，教練可以按照受訓者的訓練情況，調整測試體嵌入垂直支撐板上的固定位置，由高至低，逐漸加強訓練強度。當訓練者站立在水平底板上後，腳踩在腳部壓力傳感器上，而雙腿分別卡入左、右兩個腿部卡入口中，由於腿部的遮擋，腿部卡入口中的紅外對管就會檢測到卡入口中的障礙物情況，當受訓者腿部離開卡入口上提時，紅外對管就會檢測不到障礙物存在，單片機就會通過無線發射模塊向教練員發出信息，同時驅動語音晶片使揚聲器發出提示語音。另外，如果，受訓者的腿部過分降低，而壓在腿部卡入口的底面上，則內嵌的腿部壓力傳感器就會感應到壓力，而把這個信號傳遞給單片機，單片機同樣會通過無線發射模塊向教練員發出信息，同時驅動語音晶片使揚聲器發出提示語音。
【權利要求】
1.一種智能馬步站樁訓練裝置，包括一個水平底板(2)，其特徵在於:在水平底板(2)上固定有垂直支撐板(12)，在垂直支撐板(12)的中部，由上至中段開有一個供測試體(5)嵌入的槽，測試體(5)位於所述槽內，通過鎖緊螺栓(7)緊固後定位；在垂直支撐板(12)上，對應供測試體(5)嵌入的槽的區域，開有若干間隔的螺栓孔以供鎖緊螺栓(7)旋入；測試體(5)為矩形體，開有左、右兩個腿部卡入口(6)，腿部卡入口(6)的兩個對側壁上分別固定有若干間隔的紅外發射管(9)和紅外接收管(8),每兩個紅外發射管(9)和紅外接收管(8)構成一組紅外對管，腿部卡入口(6)的底面內嵌有用於感應腿部產生壓力的腿部壓力傳感器(10);在水平底板(2)上開有左右兩個內凹的腳踏區(3)，腳踏區(3)的底面內嵌有用於感應腳部產生壓力的腳部壓力傳感器(I);垂直支撐板(12)內部開有一個中空腔，所述中空腔內固定揚聲器(11); 所述裝置還包括一個控制盒(4)，盒內置有單片機、電源模塊、多路A/D轉換器、語音晶片以及無線發射模塊；其中，腿部壓力傳感器(10)和腳部壓力傳感器(I)的信號輸出端分別連接至所述多路A/D轉換器上的不同模擬信號輸入端，所述多路A/D轉換器的數位訊號輸出端連接至所述單片機的壓力採樣信號輸入端；所述若干紅外對管中的感應信號輸出端分別連接至所述單片機上的紅外感應信號輸入端；所述單片機分別向所述語音晶片和無線發射模塊輸出控制信號，所述語音晶片向揚聲器(11)輸出音頻驅動信號。
【文檔編號】A63B69/00GK203663403SQ201420047685
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月25日 優先權日:2014年1月25日
【發明者】李微, 殷曉麗, 王浩 申請人:東北石油大學