專利名稱：一種水上牽引測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量賽艇、皮劃艇等水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的水中驅(qū)動(dòng)力量的測(cè)試儀器，屬于競(jìng)技體育力量測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在競(jìng)技體育的賽艇、皮劃艇項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員的力量水平是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要因素之一，水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的力量訓(xùn)練可分為陸上力量訓(xùn)練和水上力量訓(xùn)練。陸上力量訓(xùn)練可以有目的地練習(xí)全身各部分肌肉力量，特別是對(duì)發(fā)展肌肉最大力量尤為適用。但是陸上訓(xùn)練的目的在于提高水上運(yùn)動(dòng)的效果，陸上訓(xùn)練對(duì)身體素質(zhì)的力量、耐力、柔韌、速度等方面的提高并不能直接提高運(yùn)動(dòng)員的水上成績(jī)，運(yùn)動(dòng)員必須通過(guò)水上練習(xí)將陸上訓(xùn)練獲得的身體素質(zhì)轉(zhuǎn)化為船體推進(jìn)力才能提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。水上力量練習(xí)的優(yōu)點(diǎn)是與劃船動(dòng)作結(jié)合緊
密，但也存在著負(fù)荷強(qiáng)度不能確定，對(duì)肌肉的大強(qiáng)度練習(xí)效果不如陸上訓(xùn)練的效果好等缺點(diǎn)。因此水上項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員要在訓(xùn)練實(shí)踐中正確評(píng)價(jià)陸一水力量訓(xùn)練的效果，以確定力量訓(xùn)練的方向和手段，這是搞好力量訓(xùn)練的關(guān)鍵。具體來(lái)說(shuō)，如果運(yùn)動(dòng)員的陸-水力量的轉(zhuǎn)化效率很高，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員的陸上力量已經(jīng)很好地轉(zhuǎn)換為水中的驅(qū)動(dòng)力，因此進(jìn)一步加強(qiáng)力量訓(xùn)練可以取得更大的效果；而如果運(yùn)動(dòng)員的陸-水力量的轉(zhuǎn)化效率較低，則說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)員的力量并沒(méi)有合理地轉(zhuǎn)化為水中驅(qū)動(dòng)力，應(yīng)該將訓(xùn)練方向定位在改進(jìn)劃槳技術(shù)上，而不應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)力量訓(xùn)練。目前在水上項(xiàng)目的專項(xiàng)力量訓(xùn)練中存在如下問(wèn)題(I)沒(méi)有水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的水上牽引力測(cè)試儀器。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員力量測(cè)試儀器只有相關(guān)的有陸上專項(xiàng)力量測(cè)試儀器，如等動(dòng)力量測(cè)試儀(CON-TREX)、賽艇測(cè)功儀(CONCEPT II)、皮劃艇測(cè)功儀(ΚΑΥΑΚΡΥ0)等，而沒(méi)有水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的水上牽引力測(cè)試儀器。(2)運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)力量水平的不確定性。對(duì)于水上項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，專項(xiàng)力量應(yīng)集中表現(xiàn)在劃漿的爆發(fā)力和耐久力，由于水上項(xiàng)目的特殊性，運(yùn)動(dòng)員個(gè)體的陸上力量與水中力量并不具有完全的等同性。目前陸上測(cè)功儀只能測(cè)定運(yùn)動(dòng)員陸上專項(xiàng)力量水平，運(yùn)動(dòng)員的水中專項(xiàng)力量水平還無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。(3)力量訓(xùn)練的盲目性。力量訓(xùn)練的盲目項(xiàng)主要表現(xiàn)在由于存在著陸上力量素質(zhì)向水中力量轉(zhuǎn)化的不同階段，如何準(zhǔn)確判定運(yùn)動(dòng)員個(gè)體所處的不同轉(zhuǎn)化階段和轉(zhuǎn)化效果，目前還沒(méi)有確定的手段和儀器。(4)專項(xiàng)力量和運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)系不確定。運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)力量特別是水中專項(xiàng)力量與成績(jī)的相關(guān)系數(shù)是確定力量訓(xùn)練目標(biāo)的理論依據(jù)，而由于水上項(xiàng)目的特殊性，目前還沒(méi)有準(zhǔn)確測(cè)定水中專項(xiàng)力量的手段。(5)由于不能準(zhǔn)確判定運(yùn)動(dòng)員的陸-水力量的轉(zhuǎn)化效率，因此難以確定運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方向，即力量訓(xùn)練和技術(shù)改進(jìn)之間的關(guān)系，這是困擾很多教練員的難題，目前只能依靠教練員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，具有較大的盲目性。[0009]綜上所述，由于沒(méi)有水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的水上牽引力測(cè)試儀器，對(duì)于水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員陸上力量有效地轉(zhuǎn)化為水中驅(qū)動(dòng)力的評(píng)價(jià)存在很大的缺陷，是影響運(yùn)動(dòng)員力量訓(xùn)練方向、制定訓(xùn)練計(jì)劃和實(shí)施的亟待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)定水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員水中驅(qū)動(dòng)力的水上牽引測(cè)試儀，這種儀器能夠準(zhǔn)確測(cè)量出水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的水上驅(qū)動(dòng)力的數(shù)值，以此為運(yùn)動(dòng)員的確定力量訓(xùn)練方向、制定訓(xùn)練計(jì)劃、評(píng)價(jià)訓(xùn)練效果提供可靠的科學(xué)依據(jù)。解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種水上牽引測(cè)試儀，它由拉力傳感器、電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板、等動(dòng)電機(jī)、計(jì)算機(jī)組成，拉力傳感器一端通過(guò)牽弓I帶與船艇相連接，拉力傳感器的另一端連接等動(dòng)電機(jī)，拉力傳感器的電信號(hào)輸出端連接電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板與計(jì)算機(jī)相連接。上述水上牽引測(cè)試儀，所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板由信號(hào)放大電路、濾波電路、定時(shí)電路、A\D采集卡組成，信號(hào)放大電路的輸入端與拉力傳感器的電信號(hào)輸出端相連接，信號(hào)放大電路的輸出端連接濾波電路，濾波電路的輸出端連接定時(shí)電路，定時(shí)電路的輸出端與A\D采集卡相連接，A\D采集卡與計(jì)算機(jī)相連接。上述水上牽引測(cè)試儀，所述信號(hào)放大電路是由運(yùn)算放大器U1、電阻R1-R5、可變電阻RW1、RW2組成,拉力傳感器的電信號(hào)輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端連接,可變電阻RW2接在運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端和輸出端之間。上述水上牽弓I測(cè)試儀，所述濾波電路由低通濾波器U2、電阻R6、R7、R8、電容Cl、C2組成，低通濾波器U2的IN+引腳為信號(hào)輸入端，OUT引腳為電路輸出端，V+引腳接+5 V電源。上述水上牽引測(cè)試儀，所述定時(shí)電路由555時(shí)基芯片U3、二極管VDl、VD2、VD3、VD4、三極管VT1、電阻R9-R14、電容C3-C9、繼電器K、按鈕SB組成，電源通過(guò)二極管VDl與555時(shí)基芯片的4腳連接，電源通過(guò)電阻R9接到三極管VTl的基極，三極管VTl的集電極通過(guò)電容C4與555時(shí)基芯片的2腳連接，555時(shí)基芯片的3腳接繼電器K，繼電器K的常閉點(diǎn)K-I接在插座的輸出電路中。本實(shí)用新型的有益之處在于水上牽引測(cè)試儀的研制填補(bǔ)了水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的水上專項(xiàng)力量測(cè)試儀器的空白，水上牽引測(cè)試儀的設(shè)計(jì)合理、使用方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。通過(guò)水上牽引測(cè)試儀對(duì)運(yùn)動(dòng)員的水上力量和功率的測(cè)定，可以準(zhǔn)確測(cè)定運(yùn)動(dòng)員的水中專項(xiàng)力量水平，進(jìn)而計(jì)算出水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的陸上力量素質(zhì)向水中力量轉(zhuǎn)化的效率。通過(guò)準(zhǔn)確判定運(yùn)動(dòng)員的陸-水力量的轉(zhuǎn)化效率，可以克服力量訓(xùn)練的盲目性，準(zhǔn)確確定運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方向，即力量訓(xùn)練和技術(shù)改進(jìn)之間的關(guān)系，解決了長(zhǎng)期困擾很多教練員的難題，為水上項(xiàng)目的科學(xué)化訓(xùn)練提供可靠而堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的電原理方框圖；[0022]圖3是本實(shí)用新型的的信號(hào)放大電路圖；圖4是本實(shí)用新型的的濾波電路圖；圖5是本實(shí)用新型的的定時(shí)電路圖。圖中標(biāo)記如下?tīng)恳龓、拉力傳感器2、電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3、等動(dòng)電機(jī)4、計(jì)算機(jī)5、信號(hào)放大電路6、濾波電路7、定時(shí)電路8、A\D采集卡9。
具體實(shí)施方式
圖中顯示，本實(shí)用新型由拉力傳感器2、電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3、等動(dòng)電機(jī)4、計(jì)算機(jī)5組成。拉力傳感器2 —端通過(guò)牽引帶I與船艇相連接，拉力傳感器2的另一端連接等動(dòng)電機(jī)4，拉力傳感器2的電信號(hào)輸出端連接電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3與計(jì)算機(jī)5相連接。拉力傳感器2將運(yùn)動(dòng)員劃船的拉力輸送到電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)5中，計(jì)算機(jī)5通過(guò)相關(guān)的軟件計(jì)算出結(jié)果。拉力傳感器2的后端與等動(dòng)電機(jī)4相連接，等動(dòng)電機(jī)4的作用是給出一個(gè)與拉力相反的作用力，使拉力傳感器2產(chǎn)生拉力信號(hào)。本發(fā)明采用的拉力傳感器2的型號(hào)為PLD301C拉力傳感器，其量程范圍為100-1500 公斤。圖中顯示，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板3由信號(hào)放大電路6、濾波電路7、定時(shí)電路8、A\D采集卡9組成。信號(hào)放大電路6的輸入端與拉力傳感器2的電信號(hào)輸出端相連接，信號(hào)放大電路6的輸出端連接濾波電路7，濾波電路7的輸出端連接定時(shí)電路8，定時(shí)電路8的輸出端與A\D采集卡9相連接，A\D采集卡9與計(jì)算機(jī)5相連接。圖中顯示，信號(hào)放大電路6由運(yùn)算放大器U1、電阻R1-R5、可變電阻RW1、RW2組成。運(yùn)算放大器Ul構(gòu)成的是負(fù)反饋放大電路，調(diào)節(jié)可變電阻RW2的阻值可進(jìn)一步微調(diào)輸出信號(hào)的放大倍數(shù)。輸出信號(hào)減去Og電平，可使輸出電壓值恰好為輸出信號(hào)電壓值的10倍，便于進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)字顯示。調(diào)節(jié)可變電阻RW2的阻值可以微調(diào)Og電平，修正信號(hào)偏差。圖中VSS為-5V供電電源，VCC為5V供電電源。圖中運(yùn)算放大器Ul采用TLC27L4芯片。圖中顯示，濾波電路7由低通濾波器U2、電阻R6、R7、R8、電容Cl、C2組成。低通濾波器為L(zhǎng)TC1569芯片，截止頻率可調(diào)，最大截止頻率可達(dá)300 kHz (5 V供電)。工作電壓為3 V. 5 V或者±5 V。該電路采用單電源供電模式，因此V+引腳接+5 V電源，C2為電源濾波電容，以確保輸入電壓質(zhì)量。R6和R7為分壓電阻。通過(guò)分壓得到GND引腳的參考電壓為2 V。IN+引腳為信號(hào)輸入引腳，OUT引腳為電路輸出引腳，通過(guò)該濾波電路7即可輸出性能良好的波形。R8設(shè)置濾波器的截止頻率信號(hào)經(jīng)LTC1569輸出后需加入電壓跟隨器。因?yàn)闉V波器的輸出阻抗比較高，如果后級(jí)的輸入阻抗比較小，那么信號(hào)就會(huì)有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級(jí)的輸出電阻中，這就需電壓跟隨器進(jìn)行緩沖，降低輸出阻抗。圖中顯示，定時(shí)電路8由555時(shí)基芯片仍、二極管￥01、￥02、￥03、￥04、三極管￥11、電阻R9-R14、電容C3-C9、繼電器K、按鈕SB組成。濾波電路7的輸出接入到定時(shí)電路8的20端子，為信號(hào)輸入端。定時(shí)電路8采用555時(shí)基芯片，當(dāng)SB斷開(kāi)時(shí)，555時(shí)基電路的4腳通過(guò)電阻R14與地相連，555時(shí)基電路被強(qiáng)制復(fù)位。此時(shí)，無(wú)論555時(shí)基電路的2腳受到多大的干擾，555時(shí)基電路都不工作。K-I為繼電器K的常閉點(diǎn)，SB-I為SB按鈕的輔助觸點(diǎn)。當(dāng)按下按鈕SB后，電源通過(guò)二極管VDl加到555時(shí)基電路的4腳一個(gè)高電平，555時(shí)基電路的強(qiáng)制復(fù)位功能解除，同時(shí)電源通過(guò)電阻器R9加到三極管VTl的基極上，使得三極管VTl導(dǎo)通，電容器C2通過(guò)與三極管VTl集電極相連后向555時(shí)基電路的2腳輸出一個(gè)低電平，555時(shí)基電路翻轉(zhuǎn)置位，555時(shí)基電路的3腳輸出高電平，發(fā)光二極管VD3點(diǎn)亮、繼電器K得電，觸點(diǎn)K-I斷開(kāi)，插座對(duì)外供電，同時(shí)555時(shí)基電路的3腳的高電平通過(guò)二極管VD2向555時(shí)基電路的4腳輸出一個(gè)高電平使得電路自鎖。當(dāng)暫態(tài)結(jié)束后，電路翻回穩(wěn)態(tài)，555時(shí)基電路的3腳輸出低電平，繼電器K失電，觸頭K-I閉合，電路恢復(fù)到初始狀態(tài)，通常定時(shí)在5-10分鐘?！?br> 權(quán)利要求1.一種水上牽引測(cè)試儀，其特征在于它由拉力傳感器(2)、電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(3)、等動(dòng)電機(jī)(4)、計(jì)算機(jī)(5)組成,拉力傳感器(2) —端通過(guò)牽引帶(I)與船艇相連接，拉力傳感器(2)的另一端連接等動(dòng)電機(jī)(4)，拉力傳感器(2)的電信號(hào)輸出端連接電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(3)，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(3)與計(jì)算機(jī)(5)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水上牽引測(cè)試儀，其特征在于所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(3)由信號(hào)放大電路(6 )、濾波電路(7 )、定時(shí)電路(8 )、A\D采集卡(9 )組成，信號(hào)放大電路(6 )的輸入端與拉力傳感器(2)的電信號(hào)輸出端相連接，信號(hào)放大電路(6)的輸出端連接濾波電路(7 )，濾波電路(7 )的輸出端連接定時(shí)電路(8 )，定時(shí)電路(8 )的輸出端與A\D采集卡(9 )相連接，A\D采集卡(9)與計(jì)算機(jī)(5)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水上牽引測(cè)試儀，其特征在于所述信號(hào)放大電路(6)是由運(yùn)算放大器U1、電阻R1-R5、可變電阻RW1、RW2組成，拉力傳感器的電信號(hào)輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端連接，可變電阻RW2接在運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端和輸出端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水上牽引測(cè)試儀，其特征在于所述濾波電路(7)由低通濾波器U2、電阻R6、R7、R8、電容C1、C2組成，低通濾波器U2的IN+引腳為信號(hào)輸入端，OUT引腳為電路輸出端，V+引腳接+5 V電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水上牽引測(cè)試儀，其特征在于所述定時(shí)電路(8)由555時(shí)基芯片U3、二極管VDI、VD2、VD3、VD4、三極管VTI、電阻R9-R14、電容C3-C9、繼電器K、按鈕SB組成，電源通過(guò)二極管VDl與555時(shí)基芯片的4腳連接，電源通過(guò)電阻R9接到三極管VTl的基極，三極管VTl的集電極通過(guò)電容C4與555時(shí)基芯片的2腳連接，555時(shí)基芯片的3腳接繼電器K，繼電器K的常閉點(diǎn)K-I接在插座的輸出電路中。
專利摘要一種水上牽引測(cè)試儀，屬于競(jìng)技體育的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，用于測(cè)定水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員水中力量和功率，其技術(shù)方案是水上牽引測(cè)試儀由拉力傳感器、電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板、等動(dòng)電機(jī)、計(jì)算機(jī)組成，拉力傳感器一端通過(guò)牽引帶與船艇相連接，拉力傳感器的另一端連接等動(dòng)電機(jī)，拉力傳感器的電信號(hào)輸出端連接電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板，電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板與計(jì)算機(jī)相連接。本實(shí)用新型可以準(zhǔn)確測(cè)定運(yùn)動(dòng)員的水中專項(xiàng)力量水平，進(jìn)而計(jì)算出水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的陸上力量素質(zhì)向水中力量轉(zhuǎn)化的效率，為水上項(xiàng)目的科學(xué)化訓(xùn)練提供可靠而堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。本實(shí)用新型填補(bǔ)了水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的水上專項(xiàng)力量測(cè)試儀器的空白，具有設(shè)計(jì)合理、使用方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/22GK202590292SQ20122023125
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者何文革, 史東林 申請(qǐng)人:河北省體育科學(xué)研究所