一种压电拳击测力靶的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压电拳击测力靶，其包括：靶体，其包括均用于起缓冲与保护作用的软质上封闭层和软质下封闭层、以及平铺于该上封闭层与该下封闭层之间的压电薄膜与可弯曲柔性硬质衬底，该上封闭层与该衬底分别依附于该压电薄膜的两个相对侧面；人机操作界面，其接收该压电薄膜的压电信号并进行数据处理；以及紧固圈带，其用于将该靶体固定在待拳击物上，该靶体固定在该紧固圈带上。本发明的优点在于：能够精准测量出靶体表面力、不失真地反映出靶体表面力的变化情况最终确定击打靶体力的大小，且能够克服因受拳击而震动带来的抖动影响。
【专利说明】—种压电拳击测力革E
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测力靶，尤其是涉及一种压电拳击测力靶。
【背景技术】
[0002]沙袋、脚靶、护胸等传统击打器材一般是由结实的粗布、白帆布或硅胶制作而成，使用者通过不断的练习击打达到锻炼的目的。目前测量击打压力的方式多是采用机械系统将压力转换成角位移或线位移，在刻度盘上读取刻度值。这种方法不够直观，存在视差，精度差，而且所测力的数据不能直接输出传递，不能满足现代体育训练的需要。
[0003]目前新出现的电子测力计依旧依赖传统的机械传动，导致响应度差，体积大，不利于便携，价格较高。上述传统测力方式均不能有效依附于沙袋、脚靶等日常训练等器材上，导致测量效果差，不能满足现代体育训练的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够精准测量出靶体表面力、不失真地反映出靶体表面力的变化情况最终确定击打靶体力的大小的压电拳击测力靶，且能够克服因受拳击而震动带来的抖动影响。
[0005]本发明是这样实现的，一种压电拳击测力靶，其包括:
[0006]靶体，其包括均用于起缓冲与保护作用的软质上封闭层和软质下封闭层、以及平铺于该上封闭层与该下封闭层之间的压电薄膜与可弯曲柔性硬质衬底，该上封闭层与该衬底分别依附于该压电薄膜的两个相对侧面；
[0007]人机操作界面，其接收该压电薄膜的压电信号并进行数据处理；以及
[0008]紧固圈带，其用于将该靶体固定在待拳击物上，该靶体固定在该紧固圈带上。
[0009]作为上述方案的进一步改进，该压电薄膜包括三个压电电荷系数，该三个压电电荷系数分别代表在x、Y、z三个相互垂直的方向上的振动灵敏度，其中，X Y平面平行于该靶体，Z方向上的压电电荷系数的数值比X 3方向上的两个压电电荷系数的数值高广2个数量级。
[0010]作为上述方案的进一步改进，该紧固圈带的一端设置有魔术贴圆毛面，另一端设置有能与该魔术贴圆毛面粘合或拆离的魔术贴刺毛面。
[0011]作为上述方案的进一步改进，该人机操作界面包括操作单元、显示单元以及处理器，该处理器接收该操作单元的指令，且接收该压电薄膜的压电信号并进行数据处理，并将处理后的数据在该显示单元显示。
[0012]优选地，该操作单元包括操作键位和触控屏中的至少一种。
[0013]优选地,该显示单元为液晶显示器。
[0014]优选地，该处理器与该压电薄膜之间的通讯包括有线传输和无线传输中的至少一种。
[0015]作为上述方案的进一步改进，该人机操作界面固定在该紧固圈带上。[0016]作为上述方案的进一步改进，该上封闭层与该下封闭层均为海绵层。
[0017]作为上述方案的进一步改进，该压电拳击测力靶包括多个靶体，该多个靶体均与该人机操作界面通讯。
[0018]本发明提供的压电拳击测力靶具有以下优点:
[0019]1、重量轻，设备小型化，便于携带；
[0020]2、可以捆绑于沙袋、立柱或者人体上，给使用者带来真实的使用体验，并可以和日
常训练结合在一起；
[0021]3、压电传感器使得本测力靶响应速度快，可以立即测量出靶体上的力度大小；
[0022]4、无传统测力结构所带来的机械疲劳，使得本测力靶使用寿命长，测量精准度高，一致性好；
[0023]5、压电薄膜价格低廉，加工简单，大大降低了器件成本；
[0024]6、提供了数量限值、时间限值等统计方法，可以显示出单次击打的力度大小，也可以统计设定数量及时间内的击打力度总和。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明第一实施方式提供的压电拳击测力靶的结构示意图。
[0026]图2为图1中压电拳击测力靶的靶体的结构示意图。
[0027]图3为图1中压电拳击测力靶的电路示意图。
[0028]图4为图1中压电拳击测力靶的人机操作界面的控制面板。
[0029]图5为本发明第二实施方式提供的压电拳击测力靶的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]请参阅图1，本发明第一实施方式提供的压电拳击测力靶包括靶体102、人机操作界面101、以及紧固圈带。人机操作界面101接收靶体102的压电信号并进行数据处理，紧固圈带用于将靶体102固定在待拳击物上，靶体102固定在该紧固圈带上。
[0032]该紧固圈带的一端设置有魔术贴圆毛面105，另一端设置有能与魔术贴圆毛面105粘合或拆离的魔术贴刺毛面106。该紧固圈带捆绑于沙袋、立柱或者人体上时，通过魔术贴圆毛面105与魔术贴刺毛面106粘合即可；需要将紧固圈带拆离沙袋、立柱或者人体时，只需将魔术贴圆毛面105与魔术贴刺毛面106拆开即可，方便实用。
[0033]靶体102固定在该紧固圈带上时，可以固定在该紧固圈带上的任何位置，为了美观，可对称设置于紧固圈带的中央，将紧固圈带分成左紧固圈带103与右紧固圈带104两部分。当然，在其它实施方式中，也可以采用独立的两条紧固圈带，通过靶体102连接在一起。
[0034]请结合图2，靶体102包括均用于起缓冲与保护作用的软质上封闭层401和软质下封闭层404、以及平铺于上封闭层401与下封闭层404之间的压电薄膜402与可弯曲柔性硬质衬底403。上封闭层401与衬底403分别依附于压电薄膜402的两个相对侧面。
[0035]上封闭层401与下封闭层404均可为海绵，主要起着缓冲以及保护压电薄膜402的作用。压电薄膜402可以是压电驻极体薄膜，压电薄膜402的两极连接入电路，以供人机操作界面101分析处理信号。衬底403依附于压电薄膜402的背面，起着保护压电薄膜402的作用。靶体102的四个层很好的缝合在一起，使力的传递均匀无衰减。上封闭层401采用海绵层，还可以让使用者具有较好的体感，也让本发明的外观较为美观。衬底403限制了压电薄膜402的弯折，不会让压电薄膜402过于凹陷形成损毁。下封闭层404为海绵，还因有一定的弹性，可以形成抓力，便于固定于柱子以及人体上。
[0036]本发明的信号是由压电薄膜402提供，压电薄膜402固定于上封闭层401、下封闭层404及衬底403间，所以只要压电薄膜402不损坏，本发明的测量效果就不会受到影响，拳击所带来的抖动也不会对测量产生影响
[0037]压电薄膜402包括三个压电电荷系数，该三个压电电荷系数分别代表在X、Y、Z三个相互垂直的方向上的振动灵敏度，其中，X Y平面平行于靶体102，Z方向上的压电电荷系数的数值比X、Y方向上的两个压电电荷系数的数值高广2个数量级。拳击力的传递是垂直传递的，因此需要设计成:Z方向(即垂直方向，垂直于靶体102的方向)振动灵敏度高，而X、Y方向(即横向，平行于靶体102的方向)振动灵敏度很低，从而提高测力的准确度。
[0038]如图3所示，人机操作界面101包括电源1、前置放大电路4、扬声器302、操作单元、显示单元以及处理器3。该处理器3接收该操作单元的指令，且接收前置放大电路4(如下所述)的输出信号并进行数据处理，并将处理后的数据在该显示单元显示。该显示单元可为液晶显示器，也可为数码管。该操作单元可为操作键位，也可谓触控屏，还可同时包括操作键位与触控屏。
[0039]电源I为前置放大电路4、处理器3、扬声器302以及显示单元等有源器件提供用电，由一个总开关负责设备的开通与关断，当然电源I在其它实施方式中，还可以为市电，利用变压器调至合适的工作电压。压电薄膜402的信号通过前置放大电路4之后接入处理器3进行分析。使用者使用操作单元，如操作按键2控制处理器3选择所需功能，最终由处理器3控制数码管显示所需信息，由扬声器302提供功能提醒。
[0040]压电薄膜402输出的电荷信号，经过内部电荷放大器转化成电压信号.此电压信号与压电薄膜402表面所受到的压力成正比例关系，处理器3读取该电压信号，进而计算出所受到压力的大小。该处理器3与该压电薄膜402之间的通讯可以采用线传输和无线传输中的至少一种。
[0041]为了便于操作人机操作界面101,人机操作界面101设置有控制面板,如图4所示。有四个功能选择按键，分别为:开始/选择、复位、上翻、下翻。当开关301闭合，电源接通时，电路开始工作，公斤长亮；当有拳击力作用在靶体上时，处理器立即在数码管303、304、305、306上显示力的大小。如果使用者想统计一定击打时间内的总力度，可以选择长按开始/选择按钮，2秒后时间设定以及秒开始闪烁，短按开始/选择按钮，一秒后时间设定以及秒长亮，可以按上翻以及下翻来设定秒的大小，每按上翻一次，秒数加I ;每按下翻一次，秒数减I。长按上翻，秒数迅速增加；长按下翻，秒数迅速减小。最大可以设定3分钟，S卩180秒。短按开始/选择键，时间设定以及秒熄灭，公斤长亮，系统开始倒计时。当计时完毕时，扬声器302蜂鸣一次。显示屏上显示总力度值，使用者可以使用上翻以及下翻按键查看每次击打的力度大小情况。如果使用者想统计一定击打次数内的总力度，可以选择长按开始/选择按钮，4秒后次数设定以及次开始闪烁，短按开始/选择按钮，一秒后次数设定以及次长亮，可以按上翻以及下翻来设定次的大小，每按上翻一次，次数加I;每按下翻一次，次数减I。长按上翻，次数迅速增加；长按下翻，次数迅速减小。最大可以设定50次。短按开始/选择键，次数设定以及次熄灭，公斤长亮，系统开始倒计次数。当计时完毕时，扬声器302蜂鸣一次。显示屏上显示总力度值，使用者可以使用上翻以及下翻按键查看每次击打的力度大小情况。当使用者想重新开始的时候，可以按复位按键，这时处理器将数据清零，重新开始记录测试情况。
[0042]请参阅图5，本发明第二实施方式提供的压电拳击测力靶，其包括功能与作用相同的多个靶体502、505、506及相应的人机操作界面501、503、504，通过紧固圈带507、508连接成带状，带状的两头分别设计魔术贴圆毛面509与魔术贴毛刺面510。每个靶体设置有一个人机操作界面，当然在其它实施方式中，这些人机操作界面可以采用同一个，这样便于操作以及降低器件成本。人机操作界面与靶体之间的通讯可以采用有线传输，也可以采用无线传输，甚至两者都采用。
[0043]综上所述，本发明的压电拳击测力靶具有以下优点:
[0044]1、重量轻，设备小型化，便于携带；
[0045]2、可以捆绑于沙袋、立柱或者人体上，给使用者带来真实的使用体验，并可以和日
常训练结合在一起；
[0046]3、压电传感器使得本测力靶响应速度快，可以立即测量出靶体上的力度大小；
[0047]4、无传统测力结构所带来的机械疲劳，使得本测力靶使用寿命长，测量精准度高，一致性好；
[0048]5、压电薄膜价格低廉，加工简单，大大降低了器件成本；
[0049]6、提供了数量限值、时间限值等统计方法，可以显示出单次击打的力度大小，也可以统计设定数量及时间内的击打力度总和。
[0050]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种压电拳击测力靶，其特征在于，其包括: 靶体，其包括均用于起缓冲与保护作用的软质上封闭层和软质下封闭层、以及平铺于该上封闭层与该下封闭层之间的压电薄膜与可弯曲柔性硬质衬底，该上封闭层与该衬底分别依附于该压电薄膜的两个相对侧面； 人机操作界面，其接收该压电薄膜的压电信号并进行数据处理；以及 紧固圈带，其用于将该靶体固定在待拳击物上，该靶体固定在该紧固圈带上。
2.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该压电薄膜包括三个压电电荷系数，该三个压电电荷系数分别代表在X、Y、Z三个相互垂直的方向上的振动灵敏度，其中，X Y平面平行于该靶体，Z方向上的压电电荷系数的数值比X、Y方向上的两个压电电荷系数的数值高1-2个数量级。
3.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该紧固圈带的一端设置有魔术贴圆毛面，另一端设置有能与该魔术贴圆毛面粘合或拆离的魔术贴刺毛面。
4.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该人机操作界面包括操作单元、显示单元以及处理器，该处理器接收该操作单元的指令，且接收该压电薄膜的压电信号并进行数据处理，并将处理后的数据在该显示单元显示。
5.如权利要求4所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该操作单元包括操作键位和触控屏中的至少一种。
6.如权利要求4所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该显示单元为液晶显示器。
7.如权利要求4所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该处理器与该压电薄膜之间的通讯包括有线传输和无线传输中的至少一种。
8.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该人机操作界面固定在该紧固圈带上。
9.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该上封闭层与该下封闭层均为海绵层。
10.如权利要求1所述的压电拳击测力靶，其特征在于:该压电拳击测力靶包括多个靶体，该多个靶体均与该人机操作界面通讯。
【文档编号】A63B69/20GK103977548SQ201310049303
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年2月7日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】孟召龙, 王鹏理, 李彦坤, 娄可行, 张晓青 申请人:贝辛电子科技（上海）有限公司