滑雪板测力系统的制作方法

1.本发明属于测量设备技术领域，具体涉及一种滑雪板测力系统。


背景技术：

2.当今世界提高运动员成绩并不是盲目进行训练，而是利用科技手段进行科学化训练，为了促进滑雪运动员训练的科学性和高效性，这种科学化训练模式是当今体育制胜规律的重要组成部分，科学化训练是利用科学手段对运动训练相关因素加以合理有效的整合，并在此过程中不断地认识与思考科学化训练的制胜规律，使运动员的相关能力按照可监控与可预测的方向发展。因此需要针对滑雪运动员设计相应的滑雪板测力系统，以检测滑雪运动过程中，滑雪板上运动员的受力状态和运动状态，以便实时监控运动员在滑雪过程中的训练情况，测力监控系统的优劣直接影响到训练效果的好坏。但目前市场上缺少该类设备系统。
3.申请号为201921840608x中国实用新型专利公开了一种力矩检测装置，包括：用于固定滑雪板的固定装置；用于连接于滑雪板上被滑雪板固定器固定的滑雪靴的吊拉装置；用于将吊拉装置限位于预设位置的限位装置；倾覆驱动装置，倾覆驱动装置用于驱动吊拉装置远离预设位置移动，以使滑雪靴在滑雪板上具有绕平行于滑雪板板面的轴转动的趋势；压力传感器，压力传感器连接于倾覆驱动装置的输出端，且压力传感器通过夹紧于倾覆驱动装置与吊拉装置之间以测力，且吊拉装置复位至预设位置的状态下，倾覆驱动装置能够带动压力传感器继续运动至与吊拉装置相分离。通过倾覆驱动装置、吊拉装置与压力传感器的配合，可以测量倾覆过程中滑雪靴的受力情况，进而方便倾覆力矩的获取。上述装置仅可以测量倾覆过程中滑雪靴的受力情况，而不能对滑雪运动和训练过程中人体平衡情况和运动过程载荷变化的测量。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种滑雪板测力系统，包括滑雪板、固定器组件、传感器组件和数据采集组件；所述滑雪板位于底部，所述滑雪板的上方固定有传感器组件，所述传感器组件的上方固定有固定器组件，所述传感器组件感知下方滑雪板以及上方固定器组件所受到的力，所述数据采集组件与传感器组件相连接，所述数据采集组件采集传感器组件所感受到的力的信号。
5.较佳的，所述传感器组件包括三分量力传感器，所述滑雪板上设有两个三分量力传感器，两个所述三分量力传感器分别位于固定器组件底部的两侧。
6.较佳的，所述数据采集组件包括数据采集盒，所述述数据采集盒的内部设有内置电源、数据传输装置和数据采集电路板，所述数据采集盒的外部设有开关与电源充电口。
7.较佳的，两个所述三分量力传感器配合滑雪板与固定器组件形成有安置空间，所述数据采集盒设置于安置空间中。
8.较佳的，所述三分量力传感器包括传感器壳体以及位于传感器壳体内部的上基座
与下基座，所述上基座安装于下基座的上方，所述上基座为条形，所述下基座为矩形，所述上基座包括支臂，所述支臂的两侧设有第一应变梁，所述支臂的上端中部设有安装台阶，所述安装台阶上设有设备螺栓孔，所述下基座包括上下对称的第二应变梁以及左右对称的第三应变梁。
9.较佳的，所述数据传输装置为wifi发射器或者sd卡储存器，通过wifi发射器将数据结果实时无线传输，sd卡储存器将数据结果实时存储。
10.较佳的，所述固定器组件包括垫板，所述垫板上方的前端设有前固定器，所述垫板上方的后端设有后固定器，所述前固定器包括前底座，所述前底座上设有弹性凹槽，所述后固定器包括后底座、制动踏板与后壳罩，所述制动踏板与后底座转动连接，所述后壳罩与制动踏板转动连接。
11.较佳的，所述后固定器还包括止滑杆，所述止滑杆的一端与制动踏板连接，所述止滑杆的另一端为自由端。
12.较佳的，所述垫板的表面设有滑轨，所述前底座和后底座分别设于滑轨上。
13.较佳的，所述三分量力传感器主体材料采用航空铝合金7075 t651。
14.本发明的优点为：
15.1. 本发明采用了三层结构，传感器和数据采集盒完美嵌与滑雪板组件之间，大小重量高度合适，不影响滑雪运动员训练的发挥，滑雪板运动时上层固定器组件和下层滑雪板所受到的力通过中间连接的应变式三分量力传感器输出桥路信号到安装在滑雪板中间空隙的高精度数据采集盒里，高精度数据采集盒通过内置电池和无线wifi传输数据到用户终端，或者可以采用sd卡实时存储数据结果，等候后续读取的方式，从而便于观察滑雪运动员的人体平衡情况和运动过程载荷变化。
16.2.本发明中三分量力传感器主体材料采用航空铝合金7075 t651，具有强度高、抗腐蚀性能强、机械性能好，传感器能在恶劣条件下工作，数据采集盒则使用轻质化的尼龙材质，制作符合要求的轻量化设备，同时保证结构的强度和刚度，满足实际使用需求。三分量力传感器基于应变电测原理设计，输出信号温度、灵敏度高，可以有效满足滑雪板测力系统的训练测试要求。本发明具有较高的准确度，并满足轻量化的使用需求，使研究人员能够基于更准确的数据获得良好的成果，且尽可能降低测量设备对运动员测试过程中的干扰。
附图说明
17.图1为本发明整体结构图；
18.图2为本发明传感器壳体结构图；
19.图3为本发明传感器内部截面图；
20.图4为本发明数据采集盒侧面结构图；
21.图5为本发明数据采集盒内部截面图；
22.图6为本发明固定器组件结构图。
23.图中：1滑雪板、2三分量力传感器、3数据采集盒、4 内置电源、5数据传输装置、6数据采集电路板、7开关、8电源充电口、9安置空间、10传感器壳体、11支臂、12第一应变梁、13安装台阶、14设备螺栓孔、15第二应变梁、16第三应变梁、17垫板、18前固定器、19后固定器、20前底座、21弹性凹槽、22后底座、23制动踏板、24后壳罩、25止滑杆、26滑轨。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.实施例1
26.如图1-5所示，一种滑雪板测力系统，包括滑雪板1、固定器组件、传感器组件和数据采集组件；滑雪板1位于底部，滑雪板1的上方固定有传感器组件，传感器组件的上方固定有固定器组件，传感器组件感知下方滑雪板1以及上方固定器组件所受到的力，数据采集组件与传感器组件相连接，数据采集组件采集传感器组件所感受到的力的信号，并通过信号传输装置将信号传输出去，滑雪板1、固定器组件、传感器组件和数据采集组件采用上下三层结构设置，具体的，最底层为滑雪板1，在滑雪板1的中间段上方前后两侧各设有一个传感器组件，在两个传感器组件的上方设有固定器组件，两个传感器组件分别通过螺钉各自与上方的固定器组件以及下方的滑雪板1进行固定，固定器组件用于固定滑雪鞋，运动员的运动过程载荷通过滑雪鞋以及固定器组件传递给传感器组件，同时，底部的滑雪板1的载荷变化也会直接传递给传感器组件，两个传感器组件之间配合上方的固定器组件以及下方的滑雪板1形成有一个安置空间9，数据采集组件就安装在安置空间9中，通过采用三层结构，扩展了可设计区域，传感器和数据采集盒3完美嵌与滑雪板1组件之间，大小重量高度合适，不影响滑雪运动员训练的发挥。传感器组件为三分量力传感器2，三分量力传感器2包括传感器壳体10以及位于传感器壳体10内部的上基座与下基座，上基座安装于下基座的上方，上基座为条形，下基座为矩形，上下基座通过内六角螺钉和定位销配合紧固，上基座包括支臂11，支臂11的两侧设有第一应变梁12，支臂11的上端中部设有安装台阶13，安装台阶13上设有设备螺栓孔14，下基座包括上下对称的第二应变梁15以及左右对称的第三应变梁16，所有应变梁上均粘接有电阻应变片，第三应变梁16用以检测x方向的力，第二应变梁15用以检测y方向的力，而第一应变梁12用以检测z方向的力，当被测物体受力，主体上基座和下基座应变梁就会受力弹性变形，使应变梁产生应变量，粘贴在应变梁上的电阻应变片将被测物体的受力大小由弹性应变量转化为电阻变化，在通过惠斯顿电桥电路将电阻变化转化为电压输出，通过显示仪表将得到电压输出，最后经过数据分析处理生成被测物体受力的大小和方向。使用惠士顿电桥桥路输出，可以有效增加传感器输出信号，有利于提高传感器测量精度。三分量力传感器2主体材料采用航空铝合金7075 t651，该材料具有强度高、抗腐蚀性能强、机械性能好，传感器能在恶劣条件下工作，数据采集组件包括数据采集盒3，述数据采集盒3的内部设有内置电源4、数据传输装置5和数据采集电路板6，数据采集盒3的外部设有开关7与电源充电口8，数据采集电路板6包含了信号调理电路、a/d转换电路、数据解算、数据传输与存储等模块。可以将两个三分量力传感器2的模拟信号转换为便于解算和传输的数字信号，配合高速采集和机器学习算法等技术使输出数据精准度和速度达到较高水平。数据传输装置5优选的采用wifi发射器，可以保证采集到信号通过网络信号及时传递出去，又或者采用sd卡储存器将数据结果实时存储，之后再通过设备进行读取的方式进行传输。在本实施例中，对传感器及数据采集盒3均进行了封闭和遮挡处理，确保滑雪板测力系统能够满足雪地实训的要求，避免因因剧烈运动产生的积雪进入。数据采集盒3则使用轻质化的尼龙材质，制作符合要求的轻量化设备，同时保证结构的强度和刚度，满足实际使用需求。三分量力传感器2基于应变电测原理设计，输出信号温度、灵敏度高，可以有效满足滑雪板
测力系统的训练测试要求。本发明具有较高的准确度，并满足轻量化的使用需求，使研究人员能够基于更准确的数据获得良好的成果，且尽可能降低测量设备对运动员测试过程中的干扰。
27.实施例2
28.如图6所示，本实施例具有和实施例1相同的部分，本实施例对固定器组件作进一步阐述，固定器组件包括垫板17，垫板17的下方两侧分别与两个三分量力传感固定连接，垫板17上方的前端设有前固定器18，垫板17上方的后端设有后固定器19，垫板17的表面设有滑轨26，前固定器18和后固定器19分别设于滑轨26上，前固定器18和后固定器19可以在滑轨26上调节前后距离，然后可以各自通过内置的固定装置进行固定，前固定器18包括前底座20，前底座20上设有弹性凹槽21，后固定器19包括后底座22、制动踏板23与后壳罩24，制动踏板23与后底座22转动连接，后壳罩24与制动踏板23转动连接，在固定滑雪鞋时，滑雪鞋的前端深入前底座20的弹性凹槽21中，滑雪鞋后端的底部踩踏制动踏板23时，后壳罩24扣锁紧滑雪靴的后端，将滑雪鞋锁紧，后固定器19还包括止滑杆25，止滑杆25的一端与制动踏板23连接，止滑杆25的另一端为自由端，止滑杆25跟随踏板的抬起踩下的动作而动作，制动踏板23被踩下时，自由端延伸到滑雪板1的上端，滑雪者可以滑行匀性，踏板抬起时，止滑杆25的自由端延伸到滑雪板1的下端，阻止滑雪板1继续向前。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。