本发明属于体育用品领域，尤其涉及一种具有力学检测功能的体育训练器。
背景技术：
随着经济的发展,人们生活水平的不断提高,健康问题越来越受到普遍的重视。“拥有健康,就拥有了一切”,花钱买健康,参加体育运动,已逐步成为一种时尚时尚。运动不仅可以增强人的体质,而且可以培养人们坚强的意志品质；运动可以使呼吸系统、循环系统、消化系统及骨骼、肌肉得到充分的改善和提高，它可以增大人的肺活量,提高心脏的每搏输出量。
目前在体育运动中诸如跳高、跨栏等项目的日常训练及新收学员训练时，主要是根据训练类别而选择相应的训练器械，同时训练器械的安全性也相对提高。为了深入理解骨关节的载荷以及训练的力度测量，必须得到肌肉力，这对于骨伤科、生物力学以及物理治疗都是十分重要的。然而，在复杂的训练器械运动中得到肌肉力是非常困难的(膝关节肌肉力分布模型包括肌肉长度一张力关系、速度-张力关系以及肌肉激活水平，以及关节内肌肉力的分布问题)，所以需要一种具有力学检测功能的体育训练器。
技术实现要素：
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、成本低廉、使用寿命长、使用效果良好的具有力学检测功能的体育训练器。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
本发明提供的具有力学检测功能的体育训练器，所述具有力学检测功能的体育训练器包括安装基板、悬臂、力学传感器，所述安装基板上设有定位孔，所述安装基板焊接在悬臂上，所述悬臂的中间位置设有滑槽，所述滑槽设置为多个，所述滑槽之间安装有滑杆，所述滑杆的中间位置吊有沙袋，所述滑槽的一端安装有定位螺栓，所述悬臂的一端通过螺栓与力学传感器固定连接，所述力学传感器的中间位置套有手握杆；
所述定位孔设置为八个，所述定位孔分别设置在安装基板的四个角落；
所述力学传感器设置为多个，所述力学传感器外伸有数据线；
所述力学传感器组成的无线传感器网络进行数据聚合时，包括以下步骤：
步骤一、部署无线传感器：在面积为s＝w×l的检测区域内，将无线传感器部署在检测区域；
步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头；
步骤三、分簇：簇头选择完成后，簇头广播cluster{id，n，hop}信息，其中，id为节点的编号，n为cluster信息转发的跳数，且n的初值为0，hop为系统设定的跳数；处于簇头附近的邻居节点收到cluster信息后n增加1再转发这一信息，直到n＝hop就不再转发cluster信息；簇头的邻居节点转发cluster信息后再向将cluster信息转发给自己的邻居节点，然后发送一个反馈信息join{id，n，eir，dij，ki}给将cluster信息转发给自己的节点，最终将join信息转发给簇头表示自己加入该簇，其中，eir表示该节点此时的剩余能量，dij表示两节点间的距离，ki表示该节点能够监测得到的数据包的大小；如果一个节点收到了多个cluster信息，节点就选择n值小的加入该簇，若n相等节点就随便选择一个簇并加入到该簇；如果节点没有收到cluster信息，则节点发送help信息，加入离自己最近的一个簇；
步骤四、簇内节点构成简单图模型：通过步骤三得到簇内所有节点在簇内所处的位置，将每个节点当做图的一个顶点，每两个相邻节点间用边相连接；
步骤五、簇内权值的计算：通过所述步骤三，簇头获取簇内成员节点的eir、dij和ki，计算相邻两节点i，j之间的权值，权值的计算公式为：
wij＝a1(eir+ejr)+a2dij+a3(ki+kj)(1)
其中，ejr、kj分别表示节点j的剩余能量和节点j能够监测得的数据的大小，且a1+a2+a3＝1，这样系统就可以根据系统对eir、dij或ki所要求的比重不同调整ai的值而得到满足不同需要的权值；
步骤六、簇内节点构建最小生成树：根据所述步骤四得到的簇内节点构成的简单图模型和所述步骤五得到的权值，根据prim最小生成树算法的定义构建簇内节点最小生成树；
步骤七、簇内数据聚合：簇内节点的最小生成树构造完成后，传感器节点开始正常工作，从最低一级传感器节点开始，将收集的数据传给父节点，父节点将自己收集的数据和子节点传来的数据聚合后再传给自己的父节点，最终将聚合数据传输给簇头；
步骤八、簇头权值的计算：通过步骤三分簇完成后，簇头获得整个簇内节点的位置、节点剩余能量和传感器节点可能监测得到数据的大小信息，其中ecir＝e1r+e2r+…+eir表示整个簇的剩余能量值，kci表示簇头聚合的数据大小，dij表示相邻簇头间的距离，对相邻两簇头i，j之间权值进行计算，权值的公式(2)定义为：
wij＝b1(ecir+ecjr)+b2dij+b3(kci+kcj)(2)
其中，ecjr和kcj分别表示簇头j的剩余能量值和簇头j聚合的数据大小，且b1+b2+b3＝1，这样系统就可以根据系统对ecir、dij或kci要求的比重不同调整bi的值而得到满足不同需要的权值；
步骤九、簇头节点构成简单图模型：将每个簇头当做图的一个顶点，相邻簇头之间用边相连接，每条边的权值由步骤八的公式(2)计算得到；
步骤十、簇头节点构建最小生成树：由步骤8给出的簇头节点构成的简单图模型后，根据prim最小生成树算法的定义来构建最小生成树；
步骤十一、簇头数据聚合：簇头节点的最小生成树构造完成后，从最低一级簇头开始，将收集的数据传给父节点，父节点将自己聚合的数据和子节点传来的数据聚合后再传给自己的父节点，最终将聚合数据传输给基站；
步骤十二、均衡节点能耗：每进行m轮以后，就重新选择簇头，然后重新进行前面的步骤，其中，节点的能耗可由leach能耗模型进行估算；
步骤十三、簇的维持：簇内节点死亡后，就可能会造成簇内的最小生成树路径失效，所以在节点即将死亡前，节点发送一个die信息给簇头，表示自己即将死亡，簇头接收这一信息后，簇头就开始对簇内节点重新构建最小生成树；
所述的安装基板通过膨胀螺栓与墙体固定连接。
进一步，所述步骤三中得到每个节点初始的剩余能量eir后，通过leach能耗模型来估算节点能量的剩余值，在进行了m轮后，节点的剩余能量可以估算为：e＝eir-m(etx+erx)＝eir-m(2keelec+kεfree-space-ampd2)，所述eir即为节点反馈给簇头的剩余能量；
所述leach能耗模型是leach协议提出的传感器在发送和接收数据时能量消耗的消耗模型，其具体表达形式为：
erx(k)＝ere-elec(k)＝keelec；
其中，eelec表示无线收发电路能耗，εfree-space-amp和εtwo-way-amp分别表示自由空间模型和多路消耗模型的放大器能耗，d0是常数，d是通信节点相隔距离，k为要发送或接收的数据位数，etx(k,d)和erx(k)分别表示传感器发送和接收数据时的能耗；通过leach能耗模型即可得到所述节点的剩余能量。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明通过滑杆和滑槽的配合，实现了沙袋的前后移动，通过定位螺栓对沙袋进行定位，不妨碍其他运动的进展，同时该装置结构简单，便于安装，具有较长的使用寿命，通过力学传感器实现了对于力学的测试，具有较好的使用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的具有力学检测功能的体育训练器整体结构示意图。
图中：1、安装基板；2、定位孔；3、悬臂；4、滑槽；5、滑杆；6、手握杆；7、力学传感器；8、沙袋；9、定位螺栓。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合图1对本发明的结构作详细的描述。
本发明实施例提供的具有力学检测功能的体育训练器，包括安装基板1、悬臂3、力学传感器7，所述安装基板1上设有定位孔2，所述安装基板1焊接在悬臂3上，所述悬臂3的中间位置设有滑槽4，所述滑槽4设置为多个，所述滑槽4之间安装有滑杆5，所述滑杆5的中间位置吊有沙袋8，所述滑槽4的一端安装有定位螺栓9，所述悬臂3的一端通过螺栓与力学传感器7固定连接，所述力学传感器7的中间位置套有手握杆6，所述定位孔2设置为八个，所述定位孔2分别位于安装基板1的四个角落，所述力学传感器7设置为多个，所述力学传感器7外伸有数据线，所述的安装基板1通过膨胀螺栓与墙体固定连接。
所述力学传感器组成的无线传感器网络进行数据聚合时，包括以下步骤：
步骤一、部署无线传感器：在面积为s＝w×l的检测区域内，将无线传感器部署在检测区域；
步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头；
步骤三、分簇：簇头选择完成后，簇头广播cluster{id，n，hop}信息，其中，id为节点的编号，n为cluster信息转发的跳数，且n的初值为0，hop为系统设定的跳数；处于簇头附近的邻居节点收到cluster信息后n增加1再转发这一信息，直到n＝hop就不再转发cluster信息；簇头的邻居节点转发cluster信息后再向将cluster信息转发给自己的邻居节点，然后发送一个反馈信息join{id，n，eir，dij，ki}给将cluster信息转发给自己的节点，最终将join信息转发给簇头表示自己加入该簇，其中，eir表示该节点此时的剩余能量，dij表示两节点间的距离，ki表示该节点能够监测得到的数据包的大小；如果一个节点收到了多个cluster信息，节点就选择n值小的加入该簇，若n相等节点就随便选择一个簇并加入到该簇；如果节点没有收到cluster信息，则节点发送help信息，加入离自己最近的一个簇；
步骤四、簇内节点构成简单图模型：通过步骤三得到簇内所有节点在簇内所处的位置，将每个节点当做图的一个顶点，每两个相邻节点间用边相连接；
步骤五、簇内权值的计算：通过所述步骤三，簇头获取簇内成员节点的eir、dij和ki，计算相邻两节点i，j之间的权值，权值的计算公式为：
wij＝a1(eir+ejr)+a2dij+a3(ki+kj)(1)
其中，ejr、kj分别表示节点j的剩余能量和节点j能够监测得的数据的大小，且a1+a2+a3＝1，这样系统就可以根据系统对eir、dij或ki所要求的比重不同调整ai的值而得到满足不同需要的权值；
步骤六、簇内节点构建最小生成树：根据所述步骤四得到的簇内节点构成的简单图模型和所述步骤五得到的权值，根据prim最小生成树算法的定义构建簇内节点最小生成树；
步骤七、簇内数据聚合：簇内节点的最小生成树构造完成后，传感器节点开始正常工作，从最低一级传感器节点开始，将收集的数据传给父节点，父节点将自己收集的数据和子节点传来的数据聚合后再传给自己的父节点，最终将聚合数据传输给簇头；
步骤八、簇头权值的计算：通过步骤三分簇完成后，簇头获得整个簇内节点的位置、节点剩余能量和传感器节点可能监测得到数据的大小信息，其中ecir＝e1r+e2r+…+eir表示整个簇的剩余能量值，kci表示簇头聚合的数据大小，dij表示相邻簇头间的距离，对相邻两簇头i，j之间权值进行计算，权值的公式(2)定义为：
wij＝b1(ecir+ecjr)+b2dij+b3(kci+kcj)(2)
其中，ecjr和kcj分别表示簇头j的剩余能量值和簇头j聚合的数据大小，且b1+b2+b3＝1，这样系统就可以根据系统对ecir、dij或kci要求的比重不同调整bi的值而得到满足不同需要的权值；
步骤九、簇头节点构成简单图模型：将每个簇头当做图的一个顶点，相邻簇头之间用边相连接，每条边的权值由步骤八的公式(2)计算得到；
步骤十、簇头节点构建最小生成树：由步骤8给出的簇头节点构成的简单图模型后，根据prim最小生成树算法的定义来构建最小生成树；
步骤十一、簇头数据聚合：簇头节点的最小生成树构造完成后，从最低一级簇头开始，将收集的数据传给父节点，父节点将自己聚合的数据和子节点传来的数据聚合后再传给自己的父节点，最终将聚合数据传输给基站；
步骤十二、均衡节点能耗：每进行m轮以后，就重新选择簇头，然后重新进行前面的步骤，其中，节点的能耗可由leach能耗模型进行估算；
步骤十三、簇的维持：簇内节点死亡后，就可能会造成簇内的最小生成树路径失效，所以在节点即将死亡前，节点发送一个die信息给簇头，表示自己即将死亡，簇头接收这一信息后，簇头就开始对簇内节点重新构建最小生成树。
所述步骤三中得到每个节点初始的剩余能量eir后，通过leach能耗模型来估算节点能量的剩余值，在进行了m轮后，节点的剩余能量可以估算为：e＝eir-m(etx+erx)＝eir-m(2keelec+kεfree-space-ampd2)，所述eir即为节点反馈给簇头的剩余能量；
所述leach能耗模型是leach协议提出的传感器在发送和接收数据时能量消耗的消耗模型，其具体表达形式为：
erx(k)＝ere-elec(k)＝keelec；
其中，eelec表示无线收发电路能耗，εfree-space-amp和εtwo-way-amp分别表示自由空间模型和多路消耗模型的放大器能耗，d0是常数，d是通信节点相隔距离，k为要发送或接收的数据位数，etx(k,d)和erx(k)分别表示传感器发送和接收数据时的能耗；通过leach能耗模型即可得到所述节点的剩余能量。
工作原理：本发明通过安装基板1的定位孔2配合膨胀螺栓定位在墙体上，需要沙袋8时将滑杆5滑动至滑槽4的前方，通过定位螺栓9进行定位，定位完毕后即可使用，需要利用手握杆6进行其他动作练习时松动定位螺栓9，滑动滑杆5即可。同时力学传感器7将测得的数据通过数据线传送到计算机采集端。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。