一种跆拳道电子护具套装的制作方法

本实用新型涉及体育用品技术领域，尤其涉及一种跆拳道电子护具套装。

背景技术：

跆拳道比赛是现代奥运会的正式比赛项目，是一种用手及脚进行格斗或对抗的运动，跆拳道比赛中对允许使用的技术、动作及可攻击部位均具有严格的规定，如：使用拳的技术时必须握紧拳，用拳正面的食指或中指部分击打；使用脚的技术时，必须用踝关节以下的脚的前部击打；跆拳道比赛中允许攻击的部位包括髋骨以上至锁骨以下以及两肋部，可攻击背部；头部两耳向前头颈的前部只允许用脚的技术攻击；躯干允许用于拳头击打，推和脚踢动作。使用不同的技术和动作以及击打不同的部位得分也会有所不同，击头得3分，旋转踢和后踢得2分，其它技术得1分。

为了保证比赛的公平性，避免人员打分方面的争议，跆拳道项目引进了电子护具，目前普遍应用的跆拳道电子护具是在运动员脚部和躯干护具中安装电子感应芯片，当运动员踢中对方有效部位并达到一定力度时，感应区就会回传得分讯号，分数就通过无线电的方式传输到计分牌上。该结构仅仅对击打力度做出了计分检测，无法对运动员的技术动作以及击打的部位做出检测，因此不能给出客观的分值，并没有从根本上解决跆拳道项目打分方面存在的问题。

专利号为201621420970.8的中国实用新型专利，公开了一种改良的跆拳道电子护具，包括护身和护脚套，护身由前护身板和后护身板构成，且前护身板分别设置在后护身板的两侧，前护身板的上部设置有头颈部，且头颈部和前护身板均为凸形，头颈部的两侧分别设置有对称的护肩，前护身板内部设置有若干个无线发射器，护脚套的顶部设置有脚腕开口，脚腕开口的表面设置有粘口，脚腕开口的表面设置有粘口，脚腕开口的一侧连接有带体，带体表面设置有与粘口相匹配的粘贴，护脚套的底部设置有若干个脚趾孔，且护脚套的背部和底部以及护身的内部均安装有若干个感应芯片，该种改良的跆拳道电子护具，不仅降低了裁判误判的几率，在最大限度上保证了比赛的公平性，而且还给比赛过程增添了一定的激烈对抗性与观赏性。上述结构的跆拳道电子护具，虽然对原有电子护具做出的改良，但是仍存在如下缺陷：1、只能对脚部击打身体的力度进行计分检测，不能对规则范围内的手部击打动作以及其他可击打部位做出计分检测；2、仅能对击打力度做出检测，无法对运动员的技术动作以及击打的部位做出检测；3、击打过程中，护脚套中的感应芯片不断与前护身板内部的无线发射器发生碰撞，很容易造成感应芯片与无线发射器的损坏，大大降低了使用寿命。

因此，开发一种跆拳道电子护具套装，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种跆拳道电子护具套装，能够在击打力度、击打部位以及技术动作等计分点进行全方位的计分检测，并且大大提高使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种跆拳道电子护具套装，包括护头、护胸、护裆、护肘、护腿、护手套及护脚套。

所述护头包括护头主体，所述护头主体前脸框下端设置有护头固定带，和所述护头主体的前额部内固定安装有压力传感装置；

所述护胸包括护胸部、所述护胸部的两侧固定连接有护背部，所述护胸部的上部固定连接有护肩部，两侧所述护背部与所述护肩部上均固定设置有连接装置，所述护背部与所述护肩部的连接装置可相互固定连接，所述护胸部、护背部及护肩部内均设置有压力传感装置；

所述护裆包括护裆主体，所述护裆主体、腰带和两条护裆固定带，所述护裆主体的上端与所述腰带的两端固定，所述护裆主体的下端通过所述固定带与所述腰带固定，在所述护裆主体内髋骨以上的部位设置有压力传感装置；

所述护肘与所述护腿分别包括护肘主体和护腿主体，所述护肘主体的两侧固定设置有护肘捆绑带，所述护腿主体的两侧设置有护肘捆绑带；

所述护手套的手背处设置有护手背板，所述护脚套的脚背处设置有护脚背板，所述护手背板和所述护脚背板内均设置有加速度和轨迹传感装置；

所述压力传感装置包括若干个柔性压力传感器，所述柔性压力传感器电连接A/D转换器，所述A/D转换器电连接无线信号发射器，所述柔性压力传感器、所述A/D转换器与所述无线信号发射器均电连接内置电源。

所述加速度和轨迹传感装置包括加速度传感器和陀螺仪传感器，所述加速度传感器和陀螺仪传感器均电连接A/D转换器，所述A/D转换器电连接无线信号发射器，所述加速度传感器、所述陀螺仪传感器、所述A/D转换器与所述无线信号发射器均电连接内置电源。

在本实用新型中，作为一种改进，所述护头主体、护胸部、护背部、护肩部、护裆主体、护肘主体、护腿主体、护手背板及护脚背板外表面均设置有耐磨层，所述耐磨层内填充有减震层。

在本实用新型中，作为一种改进，所述压力传感装置与所述加速度和轨迹传感装置均安装在所述减震层与外侧所述耐磨层之间。

在本实用新型中，作为一种改进，所述柔性压力传感器集成安装在一FPC板上，所述FPC板固定安装在所述减震层上，所述压力传感装置上的A/D转换器、无线信号发射器及内置电源集成安装于第一PCB板上。

在本实用新型中，作为一种改进，加速度和轨迹传感装置上的加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器、无线信号发射器及内置电源集成安装于第二PCB板上。

在本实用新型中，作为一种改进，所述耐磨层上开设有安装槽，所述第一PCB板、所述第二PCB板固定安装于相应位置的所述安装槽中。

在本实用新型中，作为一种改进，所述第一PCB板与所述第一PCB板表面均铺设有减震保护层。

在本实用新型中，作为一种改进，所述减震保护层为海绵材料和/或橡胶材料。

在本实用新型中，作为一种改进，所述减震层为EVA材料或NBR材料或回力胶，所述耐磨层为PU或人造革。

在本实用新型中，作为一种改进，所述内置电源为锂电池。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种跆拳道电子护具套装中的护头、护胸、护裆中均布设有若干个柔性压力传感器，且柔性压力传感器电连接A/D转换器，A/D转换器电连接无线信号发射器，柔性压力传感器、A/D转换器与无线信号发射器均电连接内置电源。基于以上改进，运动员在穿戴本实用新型一种跆拳道电子护具套装进行对抗比赛时，柔性压力传感器获取击打压力及击打部位分布的模拟信号，将达到不同级别所设定的击打力值和击打部位的信号通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号，并将数字信号通过无线信号发射器发送至终端设备，从而获得针对不同的击打力值及击打部位的得分，不仅降低了裁判的误判率，并且在最大限度上保证了比赛的公平性。另外采用柔性压力传感器，其灵敏度高，检测范围宽，响应速度快，功耗低，稳定性优异，生物相容性好，材料体系安全，抗击打能力强，使用寿命长。

本实用新型一种跆拳道电子护具套装中的护手套与护脚套中均设有的加速度传感器和陀螺仪传感器，且分别电连接A/D转换器，A/D转换器电连接无线信号发射器，加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器与无线信号发射器均电连接内置电源。基于以上改进，能够对跆拳道对抗比赛中运动员的手及脚的出击速度、力量和轨迹等相关数据进行采集，根据不同技术动作所对应的分值的设定，将信息反馈到处理芯片进行计算处理，通过A/D转换器进行数字信号转换，最终通过无线信号发射器传输到终端设备，由此实现了技术动作的检测计分，更进一步提高了比赛的客观性与公平性。

护头、护胸、护裆内均固定安装有FPC板和第一PCB板，且柔性压力传感器集成安装于FPC板上，A/D转换器、无线信号发射器及内置电源集成安装于PCB板上，另外护手套、护脚套内固定安装有第二PCB板，且加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器、无线信号发射器及内置电源均集成安装于第二PCB板上。基于以上改进，通过FPC板和PCB板实现各构件的集成安装，便于实现各构件间的连接安装，且集成安装的方式，体积小，各构件安装方便，便于构件损坏时的维修更换，另外FPC板为柔性电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点,集成安装柔性压力传感器后更容易与所安装部位的曲面相贴合，不会影响护具的外表的美观度。

第一PCB板分别固定安装于所述护头减震层、护胸减震层、护裆减震层开设的安装槽中，第二PCB板分别固定安装于护手背板减震层、护脚背板减震层开设的安装槽中。基于以上改进，保证了第一PCB板与第二PCB板以及其上部集成装置不会凸出于减震层面，保持与减震层面齐平，包覆上耐磨层后保证了外表的美观度。

由于第一PCB板与第二PCB板表面均铺设有海绵材料和/或橡胶材料的减震保护层，对外部击打力起到了缓冲作用，避免了对护具及运动员造成伤害。

由于减震层为EVA材料或NBR材料或回力胶，耐磨层为PU或人造革，使得本实用新型具有极佳的缓震功能、耐磨性及透气性。

由于内置电源为锂电池，具有高能量密度，重量是同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50％，镍氢的20-30％，占用空间小，便于安装，并且不会给护具穿戴者增加负担。

综上所述，本实用新型在实现对跆拳道运动员有效保护的同时，通过柔性压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器能够对击打力度、击打部位以及技术动作等计分点进行精确有效的数据采集，对比赛的计分点进行全方位的计分检测，并进行无线传输，柔性压力传感器具有柔韧性及抗击打能力强的特性，大大提高了本实用新型的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是系带式护胸结构示意图；

图3是护裆结构示意图；

图4是护肘后视结构示意图；

图5是护肘前视结构示意图；

图6是护腿后视结构示意图；

图7是护腿前视结构示意图；

图8是护手套结构示意图；

图9是护脚套结构示意图；

图10是压力传感装置安装结构示意图；

图11是加速度和轨迹传感装置安装结构示意图；

图中：1-护头，101-护头主体，1011-护耳部，1012-听力孔，1013-散热孔102-护头固定带，2-护胸，201-护胸部，202-护背部，203-护肩部，204-三边调节扣，205-扣体，206-尼龙扣带，3-护裆，301-护裆主体,302-腰带,303-固定带,4-护肘，401-护肘主体，402-护肘捆绑带，5-护腿，501-护腿主体，502-护腿捆绑带，6-护手套，601-手腕口部，602-手掌套部，6021-分离间隙，6022-伸缩带，6023-持握条，603-手指套部，6031-手指套口，604-护手背板，7-护脚套，701-脚腕口部，702-脚掌套部，7021-护脚背板，7022-脚套口，703-脚趾套部，7031-脚趾套口，8-压力感应装置，801-FPC板，802-第一PCB板，9-加速度和轨迹传感装置，901-第二PCB板，10-减震层，11-耐磨层

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，一种跆拳道电子护具套装，包括护头1、护胸2、护裆3、护肘4、护腿5、护手套6及护脚套7。

如图1所示，护头1包括护头主体101，护头主体101包括根据人类头颅的人体工程学一次发泡成型的减震层10，其护耳部1011呈凸出状并设置有听力孔1012，该结构的设计使护头主体101与运动员的头部更加契合，佩戴更舒适，听力孔的设置能够保证运动员在比赛时不会因护耳部1011对耳朵的保护影响到听力，从而失去对对手攻击与防御判断；护头主体101的头颅顶部及周围设置有散热孔1013，能够及时将运动员头部的热量进行有效地散失，缓解运动员的头部压力；该护头主体101的减震层10为NBR弹性泡棉，表面喷涂有耐磨层11，该护头主体101的耐磨层11为PU喷涂层，使得护头主体101具有优良的缓震功能及耐磨性；护头主体101前脸框下端设置有带有弹性的护头固定带102，护头固定带102一端与护头主体101固定连接，另一端与护头主体101采用尼龙粘扣连接，该结构的设计能够防止运动员在比赛时护头1的脱落，并且方便佩戴与摘脱；护头主体101的前额部减震层10与耐磨层11之间贴合减震层10设置有压力传感装置8，能够实时采集运动员头部所受击打的位置与力度信息。

如图1所示，护胸2包括护胸部201、护胸部201的两侧固定连接有护背部202，护胸部201的上部固定连接有护肩部203，两侧的护背部202上的分别设置有尼龙粘扣，护背部202可通过尼龙粘扣相互连接，护肩部203的上部两端分别固定有松紧带，松紧带固定连接在一个三边调节扣204的两边，三边调节扣204的另一边固定连接有另一条松紧带，该松紧带的末端设置有尼龙粘扣，该尼龙粘扣可与护背部202上的尼龙粘扣粘接，该种粘扣式连接方式采用尼龙粘扣闭合，穿脱方便，并且可通过三边调节扣204根据运动员的身材进行自由松紧调节，松紧带在运动时起到缓冲作用，使得运动员活动更为灵活。关于护胸部201、护背部202及护肩部203另一种连接实施方式如图2所示，两侧的护背部202上的分别设置有若干个扣体205，护肩部203的上部两端分别固定有尼龙扣带206，尼龙扣带206与扣体205之间可交叉贯穿连接，该种系带式连接方式采用尼龙扣带206手动系结，可自由控制松紧，使得护胸2更贴身舒适；护胸2表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为仿真皮PU层，内填充有减震层10，该减震层10为EVA发泡材料，对所受击打力起到很好的缓冲作用，有效地保护了运动员的安全；减震层10与耐磨层11之间贴合减震层10设置有压力传感装置8，能够实时采集运动员腰部以上至锁骨以下以及两肋部所受击打的位置与力度信息。

如图1、图3所示，护裆3包括护裆主体301，护裆主体301包括减震层10，减震层10为根据人体工程学一次压膜成型的EVA发泡材料，其外表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为草席纹PU层，采用人体工程学一次压膜成型工艺，具有较好的支撑和包围防护作用，使得运动员穿戴更舒适，EVA发泡材料的减震层具有很好的缓震作用，草席纹PU层提高了PU层耐磨性；护裆3还包括腰带302，腰带302为3-5cm宽的松紧带，其两端设置及护裆主体301上端中间位置均设置有尼龙粘扣，使得腰带302的两端与护裆主体301的上部能够固定粘接，护裆主体301的下端缝制有两条相同长度的固定带303，固定带303选用2-4cm宽的松紧带，两条固定带303的另一端分别固定缝制在腰带302中段位置且之间存在10-20cm的距离，以上护裆3结构的设计使得穿戴更为方便，活动不受束缚；裆主体301的减震层10与耐磨层11之间髋骨以上的部位设置有压力传感装置8，能够实时采集运动员腰部以下至髋骨以上所受击打的位置与力度信息。

如图1、图4、图5所示，护肘4包括护肘主体401，护肘主体401包括减震层10，护肘主体401的减震层10为根据人体工程学一次压膜成型的EVA发泡材料，其形状弯曲度能够将前臂包裹且具有良好的贴合性，护肘主体401的减震层10外表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为草席纹PU层，穿戴时增大了其与前臂之间的摩擦力，防止发生位移或脱落，且提高了PU层的耐磨性；护肘主体401的两侧固定设置有护肘捆绑带402，为2-3cm款的松紧带，护肘捆绑带402上设置有尼龙粘扣，能够将护肘主体401牢牢的固定在运动员的前臂上，在对抗时对前臂及肘关节等容易受伤的部位起到很好的围护作用。

如图1、图6、图7所示，护腿5包括护腿主体501，护腿主体501包括减震层10，护腿主体501的减震层10为根据人体工程学一次压膜成型的EVA发泡材料，其形状弯曲度能够将小腿包裹且具有良好的贴合性，护腿主体501的减震层10外表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为草席纹PU层，穿戴时增大了其与小腿之间的摩擦力，防止发生位移或脱落，且提高了PU层的耐磨性；护腿主体501的两侧固定设置有护腿捆绑带502，为2-3cm款的松紧带，护腿捆绑带502上设置有尼龙粘扣，能够将护腿主体501牢牢的固定在运动员的小腿上，另外护腿主体501上部双膝内侧部位略高，如此在对抗时对小腿、膝关节尤其是膝关节内侧等容易受伤的部位起到很好的围护作用。

如图8所示，护手套6包括手腕口部601、手掌套部602和手指套部603，手腕口部601连通手掌套部602的前掌面保持分离状态，即存在分离间隙6021，分离间隙6021的手腕口部601上设置有尼龙粘口，有效将手腕口部601锁紧在手腕上，发力时护手套6不会松动脱落；手掌套部602的分离间隙6021上固定连接有2-3cm宽的伸缩带6022，伸缩带6022将护手套6紧紧贴合手部肌肉，不会产生佩戴松动，形成完美防护；手指套部603分指设计并设有能使手指伸出两节或一节手指段的手指套口6031，该设计使手指活动更加灵活，不受束缚，同时透气性好，有效散发运动中产生的热量；手腕口部601的内里、手掌套部602和手指套部603均采用尼龙质地的软质透气的布料层，且分离间隙6021与手指套口6031进行包边设计；手掌套部602和手指套部603交接处的前掌面固定设置有持握条6023，持握条6023为方柱形体或圆柱形体，长度与护手套6的掌宽度等同，持握条6023外表面为PU层，内部填充EVA发泡材料，持握条6023的设置使运动员的握拳更有力度，更加符合骨骼的弯曲机能，佩戴更为舒适；掌套部602和指套部603的手背面固定设置有护手背板604，护手背板604外表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为菱形纹PU层，内部填充有减震层10，该减震层10为回力胶，菱形纹PU层的设计有效增加了耐磨系数，保护击打面不受磨损，减震层10采用回力胶，更加轻便富有弹性，有效减缓击打所产生的冲击力；在护手背板604的减震层10与耐磨层11之间靠近腕口部601的部位设置有加速度和轨迹传感装置9。

如图9所示，护脚套7包括脚腕口部701、脚掌套部702和脚趾套部703，脚腕口部701设置有尼龙粘口，有效将脚腕口部701锁紧在脚腕上，发力时护脚套7不会松动脱落；脚掌套部702和脚指套部703均采用弹力松紧带，将护脚套7紧紧贴合脚部肌肉，避免了脚套的位移或滑落；脚掌套部702的前脚掌及脚后跟处设置有脚套口7022，脚趾套部703分趾设计并设有能使脚趾伸出一节脚趾段的脚趾套口7031，该设计使脚趾活动更加灵活，不受束缚，同时透气性好，有效散发运动中产生的热量；护脚套7的脚背面设置有护脚背板7021，护脚背板7021外表面设置有耐磨层11，该耐磨层11为菱形纹PU层，内部填充有减震层10，该减震层10为回力胶，菱形纹PU层的设计有效增加了耐磨系数，保护击打面不受磨损，减震层10采用回力胶，回力胶具有良好的减震性能有效地吸收冲击力，减轻击打带来的巨大震动从而使运动员在训练时感觉轻松，大大减轻疲惫感；在护脚背板7021的减震层10与耐磨层11之间靠近脚腕口部701的部位设置有加速度和轨迹传感装置9。

如图10所示，压力传感装置8包括若干个柔性压力传感器，并集成安装在一FPC板801上，FPC板801贴合相应部位护具的减震层10固定安装，由于FPC板为柔性电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点,集成安装柔性压力传感器后更容易与减震层10的曲面相贴合，不会影响护具的外表的美观度；柔性压力传感器电连接A/D转换器，A/D转换器电连接无线信号发射器，柔性压力传感器、A/D转换器与无线信号发射器均电连接内置电源，内置电源选用锂电池，锂电池具有高能量密度，重量是同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50％，镍氢的20-30％，占用空间小，便于安装，并且不会给护具穿戴者增加负担；A/D转换器、无线信号发射器及内置电源集成安装在第一PCB板802上，第一PCB板802固定安装在相应部位护具开设在减震层10上的安装槽中，其上铺设有减震保护层，减震保护层选用海绵材料和/或橡胶材料，对外部击打力起到了很好的缓冲作用，避免了第一PCB板802上的集成装置对护具及运动员造成伤害。柔性压力传感器可选用能斯达电子公司生产的型号为“DF9-Z9/0～15”柔性压力传感器，该型号柔性压力传感器是基于新型纳米压敏材料辅以舒适杨氏模量的超薄薄膜衬底一次性贴片而成，兼具防水和压敏双重功能。当传感器感知到外界压力时，传感器电阻值发生变化，采用简单的电路即可使传感器在感知压力变化后把压力信号转换成相应变化强度的电压信号输出，且该电压信号与压力呈正比例关系。压力传感装置8能够实时采集运动员所受的击打位置和击打力度信息，并对应击打的不同位置与力度将信息转化成相应的分数值传输至终端设备。

如图11所示，加速度和轨迹传感装置9包括速度传感器和陀螺仪传感器，其分别电连接A/D转换器，A/D转换器电连接无线信号发射器，加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器与无线信号发射器均电连接内置电源，内置电源亦选择锂电池，加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器、无线信号发射器及内置电源集成安装于第二PCB板901上，第二PCB板901固定安装在开设相应部位护具的减震层10上的安装槽中，其上铺设有减震保护层，减震保护层选用海绵材料和/或橡胶材料。加速度传感器可选用飞思卡尔公司生产的型号为“MMA7455L”的加速度传感器，该加速度传感器是小型低功耗±2g/±4g/±8g三轴数字输出加速度计,具有信号调理,低通滤波器,温度补偿,自测,以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，陀螺仪传感器可选用型号为“FXAS21002C”的3轴陀螺仪或型号为“XV7001BB”的陀螺仪传感器，能够实现对运动轨迹信息的精确采集。加速度和轨迹传感装置9能够实时采集运动员比赛或训练时出拳及踢腿的速度、力量以及技术动作的轨迹信息，并对应不同的技术动作将信息转化成相应的分值传输至终端设备，另外教练员还可根据所收集的信息对运动员的技术动作做出相应的指导与调整。

本实施例中，柔性压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、A/D转换器、无线信号发射器及内置电源可依据实际情况具体安装，采用现有技术中的常规安装方式，在附图中未予示出。

基于上述结构的跆拳道电子护具套装，运动员在穿戴该护具套装进行比赛或训练时，通过设置的柔性压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器将实时采集到所受击打位置、力度的模拟信息以及出拳、踢腿的速度、力量以及技术动作的轨迹的模拟信息，通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号，并根据相应程序转化成相应的分值信息通过无线信号发射器发送至终端设备。由此能够全方位的对所受击打的位置、力度及以及出拳、踢腿的速度、力量以及技术动作等计分点进行精确打分，提高了比赛的公平性，也为教练员提供了运动员直观的训练指标，便于后续进行针对性的练习，提高训练效率。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。