带有量化监控功能的平衡训练装置制造方法
【专利摘要】带有量化监控功能的平衡训练装置，属于体能训练器材【技术领域】，具体涉及到一种平衡训练用体育器材。本实用新型解决了现有平衡训练装置没有量化监控及利用运动员的动作信息对运动员的动作技术训练过程进行监控的问题。本实用新型中的平板状踏板的底面固定有半球形的平衡底座，踏板底面的边缘处分别固定有三个测距传感器，其中参考测距传感器和前测距传感器输出信号给比较器A，该比较器A输出比较结果驱动前后平衡状态显示器用于显示前后平衡状态，参考测距传感器和左测距传感器输出信号给比较器B，该比较器B输出比较结果驱动左右平衡状态显示器，用于显示左右平衡状态。本实用新型适用于对运动员的平衡状态的训练。
【专利说明】带有量化监控功能的平衡训练装置
【技术领域】
[0001]本申请属于体能训练器材【技术领域】，具体涉及到一种平衡训练用体育器材。
【背景技术】
[0002]随着体育技术的发展，现有体能训练的分类越来越细，体育的基础技能分为三大类:运动技能、平衡技能和综合技能。运动技能指的是人从一个地方到另一个地方的能力，它包含了走、慢跑和疾跑，也包括游泳。平衡技能指的是运动中利用最小的支撑从而达到身体稳定的能力，平衡是运动最重要的因素，是很多运动项目的基础技能。综合技能是运动员通过手脚的综合性运动来控制身体，包括投掷和击打。
[0003]平衡能力是完成动作的保证。平衡能力可分为静态平衡能力和动态平衡能力，静态平衡能力值得是在静止状态下保持平衡的能力，如单脚站立时的平衡状态。动态平衡能力指的是在运动中保持平衡和控制身体的能力。
[0004]在目前的训练中，对平衡练习的重视不够，练习手段也不多。常用的器械包括平衡木、平衡板和博苏球等，它缺少对平衡练习的量化监控。利用运动员的动作信息对运动员的技术训练过程进行健康监控是现代体育科学训练的发展方向。
实用新型内容
[0005]为了解决现有平衡训练装置没有量化监控及利用运动员的动作信息对运动员的动作技术训练过程进行监控的问题，本实用新型提供了一种带有信息反馈的平衡训练装置。
[0006]本实用新型所述的带有量化监控功能的平衡训练装置包括踏板、平衡底座、三个测距传感器和平衡显示电路，踏板为平板状，平衡底座为半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板的中心重合；所述踏板底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器、前测距传感器和左测距传感器，所述三个测距传感器分别固定在踏板底面边缘处，其中前测距传感器和左测距传感器的连线穿过踏板的中心，参考测距传感器与踏板中心的连线垂直于前测距传感器和左测距传感器的连线；前测距传感器的信号输出端连接平衡显示电路的参考距离信号输入端，前测距传感器的信号输出端连接平衡显示电路的前端距离信号输入端，左测距传感器的信号输出端连接平衡显示电路的左端距离信号输入端；平衡显示电路包括比较器A、比较器B、前后平衡电压驱动显示器和左右平衡电压驱动显示器；比较器A的两个信号输入端分别连接参考测距传感器的信号输出端和前测距传感器的信号输出端，该比较器A的信号输出端连接前后平衡电压驱动显示器的驱动信号输入端；比较器B的两个信号输入端分别连接参考测距传感器的信号输出端和左测距传感器的信号输出端，该比较器B的信号输出端连接左右平衡电压驱动显示器的驱动信号输入端。
[0007]上述带有量化监控功能的平衡训练装置中，所述平衡显示电路还可以包括调零电路A和调零电路B，所述调零电路A的调零信号输出端连接比较器A的调零信号输入端；所述调零电路B的调零信号输出端连接比较器B的调零信号输入端。
[0008]所述平衡显示电路还可以包括放大器A和放大器B，所述放大器A串联在比较器A和前后平衡电压驱动显示器之间，所述放大器B串联在比较器B和左右平衡电压驱动显示器之间。
[0009]本实用新型所述的带有信息反馈的平衡训练装置在训练过程中，能够实时显示平衡状态，进而让训练者获知其训练的状态，进而实时调整其姿态。
[0010]本实用新型所述的带有信息反馈的平衡训练装置还能够将训练过程中的平衡信息通过串行通信端口或无线通信电路发送给远距离的计算机等信息读取设别，进而可以用于分析训练者的训练状态，进而为教练提供制定训练计划的有效数据，实现了对现有平衡装置训练装置的量化监控，使教练和运动员及时获知运动员的状态，便于以后调整训练计划。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是【具体实施方式】一所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的电气部分的原理示意图。图2是本实用新型所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的另一种电气部分的原理示意图。图3是【具体实施方式】一所述的一种带有量化监控功能的平衡训练装置的机械结构部分的结构示意图；图4是图3的仰视图；图5是图3的立体图。
[0012]图6是【具体实施方式】六所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0013]图7是【具体实施方式】五所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0014]图8是【具体实施方式】七所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0015]图9是【具体实施方式】八所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0016]图10是【具体实施方式】十所述的一种带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0017]图11是【具体实施方式】十所述的另一种带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。图12是图11的A-A剖面图，是【具体实施方式】十五所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的结构示意图。
[0018]图13是图12中的限位装置10部分的局部放大图。图14是图13的C-C剖视图。图15是图14的D-D剖视图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:参见图1、3至5说明本实施方式。本实施方式所述的带有量化监控功能的平衡训练装置包括踏板1、平衡底座2、三个测距传感器和平衡显示电路4，踏板I为平板状，平衡底座2为半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板I的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板I的中心重合；所述踏板I底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器30、前测距传感器32和左测距传感器31，所述三个测距传感器分别固定在踏板I底面边缘处，其中前测距传感器32和左测距传感器31的连线穿过踏板I的中心，参考测距传感器30与踏板I中心的连线垂直于前测距传感器32和左测距传感器31的连线；前测距传感器32的信号输出端连接平衡显示电路4的参考距离信号输入端，前测距传感器32的信号输出端连接平衡显示电路4的前端距离信号输入端，左测距传感器31的信号输出端连接平衡显示电路4的左端距离信号输入端；平衡显示电路4包括比较器A42、比较器B48、前后平衡电压驱动显示器43和左右平衡电压驱动显示器44 ;比较器A42的两个信号输入端分别连接参考测距传感器30的信号输出端和前测距传感器32的信号输出端，该比较器A42的信号输出端连接前后平衡电压驱动显示器43的驱动信号输入端；比较器B48的两个信号输入端分别连接参考测距传感器30的信号输出端和左测距传感器31的信号输出端，该比较器B48的信号输出端连接左右平衡电压驱动显示器44的驱动信号输入端。
[0020]本实施方式中，所述三个测距传感器的型号相同，均为电压输出型传感器。
[0021]本实施方式所述的有信息反馈功能的平衡训练装置在实际应用时，将平衡底座2置于平整的区域中，训练者单脚或双脚站立在踏板I上，训练开始后，当踏板I发生倾斜时，三个测距传感器分别测量距离地面的距离，并输出相应的表示距离的信号给比较器，比较器获得两个传感器测量的距离差，并将该差转换成电压信号发送给显示器显示输出，训练者根据显示器显示的数值大小获得踏板的平衡状态。
[0022]【具体实施方式】二:参见图2说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的区别在于，所述平衡显示电路4还包括调零电路A41和调零电路B47，所述调零电路A41的调零信号输出端连接比较器A42的调零信号输入端；所述调零电路B47的调零信号输出端连接比较器B48的调零信号输入端。
[0023]本实施方式中，针对每个比较器均增加了调零电路，用于队比较器进行调零。在实际使用之前，首先将本实施方式所述的平衡训练装置放置在平整的地面上，然后保持踏板I处于平稳状态，此时，通过调零电路调整相应的显示器的显示值为零。在进行前述工作之后，再开始训练，进而能够保证测量获得的踏板的倾斜度更准确。
[0024]【具体实施方式】三:参见图2说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一或二所述的带有量化监控功能的平衡训练装置的区别在于，所述平衡显示电路4还包括放大器A49和放大器B40，所述放大器A49串联在比较器A42和前后平衡电压驱动显示器43之间，所述放大器B40串联在比较器B48和左右平衡电压驱动显示器44之间。
[0025]本实施方式在比较器和电压驱动显示器之间增加了放大器，实现对比较器输出的电压信号的放大处理，进而使其满足电压驱动显示器输入电压范围的要求。
[0026]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一、二或三所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括底座8，所述底座8上表面设置有与平衡底座2相对应的圆形凹槽81，所述平衡底座2放入在该圆形凹槽81内。
[0027]本实施方式增加了带有圆形凹槽81的底座8，在实际使用过程中，将平衡底座2置于并且所述圆形凹槽81内，便于固定位置，并且所述圆形凹槽81的侧壁能够起到限位的作用。可以通过调整圆形凹槽81的宽度或深度来限制平衡底座2的摆动幅度，使其更适用于初学者。
[0028]【具体实施方式】五:参见7说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述圆形凹槽81的底面为平面。
[0029]参见图7所示，所述圆形凹槽81的底面为平面，使其能够适用于不用半径的平衡底座2，通用性更强。可以根据需要设定的踏板I的摆动幅度，设计圆形凹槽81的深度或者高度。在圆形凹槽81的深度不变的条件下，所述圆形凹槽81的半径越大、则踏板I能够摆动的最大角度a越大；同理，当在圆形凹槽81的半径不变的条件下,所述圆形凹槽81的深度越深，则踏板I能够摆动的最大角度a越小。
[0030]【具体实施方式】六:参见6说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述圆形凹槽81的底面为平面与球面的组合，且所述球面与平衡底座2外弧对应的球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。
[0031]本实施方式所述的圆形凹槽81底面的形状，更容易使得在将平衡底座2放置在圆形凹槽81内的时候，所述平衡底座2位于圆形凹槽81的中间的位置，使得平衡底座2距离圆形凹槽81侧壁的距离相等，进而使得平衡底座2在圆形凹槽81内左右摆动的限位角度相等。
[0032]【具体实施方式】七:参见8说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】六所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述圆形凹槽81的底面为球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。
[0033]本实施方式中，所述圆形凹槽81的底面为球面，更容易保证平衡底座2位于凹槽81的中间位置，使得其左右摆动幅度相同。
[0034]【具体实施方式】八:参见图9说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】九所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括多个球面限位板82，所述多个球面限位板82依次叠加放置在圆形凹槽81内，所述多个球面限位板82的半径依次缩小，并且最小的球面限位板82的内径大于平衡底座2的半径，相邻两块球面限位板82相接处的球面半径相等。
[0035]本实施方式中，增加了球面限位板82，多个球面限位板82的半径不同，参见图9所示，相当于改变了圆形凹槽81深度和宽度，进而实现调整踏板I能够摆动的最大角度a的目的。本实施方式适用于对不用需求的训练者使用。
[0036]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】十所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述球面限位板82中，内径最小的球面限位板82的弦高大于平衡底座2的高度的0.2倍，内径最大的球面限位板的弦高小于平衡底座2的高度的0.6倍。
[0037]【具体实施方式】十:参见图10和11说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】一所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述平衡训练装置还包括底座9和多个限位装置10，所述底座9的上面带有球形凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述球形凹槽91内，所述多个限位装置10在以所述球形凹槽91的圆心为中心、以距离L为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置10用于限制平衡底座2左右摆动的幅度，所述限位装置10固定在底座9的上表面，所述距离L大于球形凹槽91的半径。
[0038]本实施方式中，增加了带有球形凹槽91的底座，并且在底座上设置有限位装置10，实现对踏板I摆动的最大角度a的限制的目的。参见图10所示，是有6个限位装置10。参见图11所示，是有4个限位装置。
[0039]【具体实施方式】十一:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述球形凹槽91的底部为平面。
[0040]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述球形凹槽91的底面为平面与球面的组合，且所述球面与平衡底座2外形对应的球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述球面的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。
[0041]本实施方式中，限制球形凹槽91底面的中间为球面，更容易使得在将平衡底座2放置在球形凹槽91内的时候，所述平衡底座2位于球形凹槽91载有中间的位置，使得平衡底座2距离所有限位装置的距离相等。
[0042]【具体实施方式】十三:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述球形凹槽91的底面为球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述球形凹槽91的深度为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。
[0043]本实施方式中，限制球形凹槽91底面为球面，更容易使得在将平衡底座2位于球形凹槽91的中间位置，使得平衡底座2距离所有限位装置的距离相等。
[0044]【具体实施方式】十四:本实施方式与【具体实施方式】十一所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述限位装置10的高度可调。
[0045]本实施方式中，所述限位装置10采用高度可调的结构，进而实现调整踏板I能够左右摆动的最大角度a的限制的目的。
[0046]【具体实施方式】十五:参见图12至15说明本实施方式。本实施方式与【具体实施方式】十六所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的区别在于，所述限位装置10由固定套101、可调支撑柱102和插销103组成，所述固定套101为圆筒形结构，所述固定套101嵌入并固定在底座9的表面，所述固定套101上设置有定位孔，可调支撑柱102沿其长度方向设置有多个限位通孔104，所述可调支撑柱102从固定套101的上端插入，且所述可调支撑柱102的任意一个限位通孔104与固定套101上的定位孔相对应，插销103同时插入该限位通孔104和固定套101上的定位孔。
[0047]本实施方式限定了一中具体的高度可调的结构，该种结构采用插销的方式实现定位，操作方便快捷。
[0048]本实用新型所述的带有信息反馈功能的一维平衡训练装置的具体结构不局限于上述各种实施方式所描述的具体结构，还可以使上述各个实施方式所记载的技术特征的合
理组合。
【权利要求】
1.带有量化监控功能的平衡训练装置，它包括踏板(I)和平衡底座(2)，其特征在于它还包括三个测距传感器和平衡显示电路(4)，踏板(I)为平板状，平衡底座(2)为半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板(I)的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板(I)的中心重合；所述踏板(I)底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器(30)、前测距传感器(32)和左测距传感器(31)，所述三个测距传感器分别固定在踏板(I)底面边缘处，其中前测距传感器(32)和左测距传感器(31)的连线穿过踏板(I)的中心，参考测距传感器(30)与踏板(I)中心的连线垂直于前测距传感器(32)和左测距传感器(31)的连线；前测距传感器(32)的信号输出端连接平衡显示电路(4)的参考距离信号输入端，前测距传感器(32)的信号输出端连接平衡显示电路(4)的前端距离信号输入端，左测距传感器(31)的信号输出端连接平衡显示电路(4)的左端距离信号输入端；平衡显示电路(4)包括比较器A (42)、比较器B (48)、前后平衡电压驱动显示器(43)和左右平衡电压驱动显示器(44);比较器A (42)的两个信号输入端分别连接参考测距传感器(30)的信号输出端和前测距传感器(32)的信号输出端，该比较器A (42)的信号输出端连接前后平衡电压驱动显示器(43)的驱动信号输入端；比较器B (48)的两个信号输入端分别连接参考测距传感器(30)的信号输出端和左测距传感器(31)的信号输出端,该比较器B (48)的信号输出端连接左右平衡电压驱动显示器(44)的驱动信号输入端。
2.根据权利要求1所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述平衡显示电路(4)还包括调零电路A (41)和调零电路B (47)，所述调零电路A (41)的调零信号输出端连接比较器A (42)的调零信号输入端；所述调零电路B (47)的调零信号输出端连接比较器B (48)的调零信号输入端。
3.根据权利要求1所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述平衡显示电路(4)还包括放大器A (49)和放大器B (40)，所述放大器A (49)串联在比较器A(42)和前后平衡电压驱动显`示器(43)之间，所述放大器B (40)串联在比较器B (48)和左右平衡电压驱动显示器(44)之间。
4.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述平衡训练装置还包括底座(8)，所述底座(8)上表面设置有与平衡底座(2 )相对应的圆形凹槽(81)，所述平衡底座(2 )放入在该圆形凹槽(81)内。
5.根据权利要求4所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述圆形凹槽(81)的底面为平面、球面或者平面与球面的组合，当所述圆形凹槽(81)的底面为平面与球面的组合时，所述球面与平衡底座(2)外弧对应的球面，且该球面的半径大于平衡底座(2)的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座(2)的高度的0.02至0.1之间；当所述圆形凹槽(81)的底面为球面时，该球面的半径大于平衡底座(2)的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座(2)的高度的0.2至0.6之间。
6.根据权利要求4所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述平衡训练装置还包括多个球面限位板(82)，所述多个球面限位板(82)依次叠加放置在圆形凹槽(81)内，所述多个球面限位板(82)的半径依次缩小，并且最小的球面限位板(82)的内径大于平衡底座(2)的半径，相邻两块球面限位板(82)相接处的球面半径相等。
7.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述平衡训练装置还包括底座(9)和多个限位装置(10)，所述底座(9)的上面带有球形凹槽(91)，所述平衡底座(2)嵌入在所述球形凹槽(91)内，所述多个限位装置(10)在以所述球形凹槽(91)的圆心为中心、以距离L为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置(10)用于限制平衡底座(2)左右摆动的幅度，所述限位装置(10)固定在底座(9)的上表面，所述距离L大于球形凹槽(91)的半径。
8.根据权利要求7所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述限位装置(10)的高度可调。
9.根据权利要求8所述的带有量化监控功能的平衡训练装置，其特征在于，所述限位装置(10)由固定套(101)、可调支撑柱(102)和插销(103)组成，所述固定套(101)为圆筒形结构，所述固定套(101)嵌入并固定在底座(9)的表面，所述固定套(101)上设置有定位孔，可调支撑柱(102)沿其长度方向设置有多个限位通孔(104)，所述可调支撑柱(102)从固定套(101)的上端插入，且所述可调支撑柱(102)的任意一个限位通孔(104)与固定套(101)上的定位孔相对应，插销(103)同时插入该限位通孔(104)和固定套(101)上的定位孔。`
【文档编号】A63B22/16GK203620177SQ201320877072
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】夏国滨, 姜秀伟, 刘雪男, 王开创, 王粟 申请人:哈尔滨师范大学