装置包括靶体三维压力测量单元、拳击手套压力测量单元、位姿 识别单元、速度识别单元和传感系统信号处理器，所述靶体三维压力测量单元、拳击手套压 力测量单元、位姿识别单元、速度识别单元分别与传感系统信号处理器连接，所述速度识别 单元用于采集出拳速度，所述位姿识别单元包括腰部压力传感器、肩关节压力传感器、肘关 节压力传感器、小腿肌肉压力触感器和大腿肌肉压力触感器，所述靶体三维压力测量单元、 拳击手套压力测量单元、腰部压力传感器、肩关节压力传感器、肘关节压力传感器、小腿肌 肉压力触感器和大腿肌肉压力触感器均采用凹槽式电容压力传感器。
[0022] 所述设置在每个拳击手套内的拳击手套压力测量单元均包括十组凹槽式电容压 力传感器和无线通信单元，所述十组凹槽式电容压力传感器分别对应于收的十个指关节， 所述拳击手套压力测量单元通过无线通信单元和传感系统信号处理器进行信号传递。
[0023] 所述数据处理单元包括数据过滤单元、数据分类单元、数据融合处理单元和数据 库单元，所述数据过滤单元用于过滤传感器采集的错误数据，所述数据分类单元对过滤后 的数据进行分类，数据融合处理单元根据数据分类单元分类的各个传感器采集的数据进行 融合处理输出二维数据表，数据库单元用于存储检测数据和标准数据，所述标准数据为拳 击打靶指标的最优数据。根据采集影响拳击的各个数据，并对数据进行融合处理，进一步提 升拳击运动分析的精度。所有的凹槽式电容压力传感器均经过A/D转换和放大器后于数据 处理单元连接。
[0024] 所述传感器包括圆环电容单元组和条状电容单元组，所述圆环电容单元组用于测 切向力和法向力的大小，所条状电容单元组用于测量切向力的方向，所述条状电容单元组 设置在基板圆环电容单元组外的四角。圆环电容单元组包括两组以上圆环电容单元对，所 述圆环电容单元对包括两个圆环电容单元，所述条状电容单元组包括X方向差动电容单元 组和Y方向差动电容单元组，X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括两个 以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容单元组 成的梳齿状结构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的 感应电极。所述每个圆环电容单元的感应电极和驱动电极正对且形状相同，所述每个条状 电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，条状电容单元的驱动电极长度大于感应电极长 度，条状电容单元的驱动电极长度两端分别预留左差位S^和右差位SWs+S右 + 5 P其中b_为条状电容单元的驱动电极长度，bg为条状电容单元的感应电极长度。所述
介质的抗剪模量，Tyniax为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容 单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。
度，^为圆环电容单元圆环的宽度，a5 0相邻两圆环电容电容之间的电极间距。所述电容单 元模块采用梳齿状结构，X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括m个条状
容单元之间的电极间距，a。条状电容单元的宽度。所述同心圆环电容单元的宽度和条状 电容单元的宽度a。相等；条状电容单元电极间距a 5 #和圆环电容单元电极间距a5 0相等，
性介质的抗剪模量。所述圆环电容单元组和条状电容单元组的驱动电极通过一个引出线与 传感系统信号处理器连接，所述圆环电容单元组的每个圆环电容单元的感应电极单独引线 与传感系统信号处理器连接，所述X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组的电容 单元模块感应电极分别各自通过一个引出线引出与传感系统信号处理器连接。所述圆环电 容单元、电容单元模块和传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，变换器用于设置 电压或频率对电容的传输系数。
[0025] 下面结合附图1-10对本实用新型的推导和原理，对各部分形状、构造、各部分之 间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一 步详细的说明。
[0026] I. 1电容公式及其输入输出特性
[0027] 平行板的初始电容为：
[0029] 式中，￡。真空介质电常数为8. 85PF/m，e ^ 2. 5为电介质的相对介电常数，A。为 上下极板初始正对面积。（1。受〇 n的激励产生相对变形e n= S n/d。= 〇 n/E，代入（1)式 得到输入输出特性
[0031] 1. 2法向应力作用下的线性度和灵敏度
[0032] L 2. 1法向线性度
[0033] (2)式中^在分母中，故Cn= f(Fn)的关系是非线性的。因转换量程中的最大值 〇n_与介质弹性常数E相比，e n是个很小的量，即分母中e n〈〈l，将（2)式按级数展开并 略去二次方以上的高阶无穷小，可简化为：
[0040] 按⑶式可得线性灵敏度，
[0041] Snl=C0AE=e〇er/d〇E(5)
[0042] Sn2?Fn而变，Fn愈大，Sn2愈大，在整个转换特性上呈轻微非线性。
[0043] 1. 3切向位移和圆环电容器有效面积之间的关系
[0044] 针对同心圆环电容对进行分析，如图1所示，R1为外圆半径，R2为内圆半径，r=圆 环宽度=大外圆半径R1-内圆半径R2。给驱动电极一个切面上的力Fx，导致上下对应的驱 动电极和感应电极产生一个剪切错位，设dx为切面位移，错位面积为S和S#，电极板的初 始正对面积应为(?2-?2)。图2为外同心圆环电容对外径圆分析图，移动前后两圆心距 离为dx，移动前后两圆心和两圆的交点形成一个菱形，可以计算S#的面积：
[0050] 同理，可以知道，Srt = 2R2dx，所以同心圆环电容的错误面积为S= 2RA+2RA。
[0051] 1.4切向应力T激励下的圆环电容单元组的电容变化
[0052] 切向应力T并不改变极板的几何尺寸参数A。，对介质厚度d。也不产生影响。然 而TJPTy改变了平行板电容器的空间结构，正向面对的上下极板之间发生了错位偏 移。极板在T作用下的错位偏移dx。当T为零时，圆环电容单元的上下电极是正对
对于下极板产生了向右的错位偏移dx，从而使上下极板之间在计算电容时的有效面积
[0060] 由公式（9)可以看出切向灵敏度和R1-R2有关，即切向灵敏度和圆环的宽度成反 比，宽度越小灵敏度越高。
[0061] 2平板电容器的设计
[0062] 2. 1平板电容器的设计
[0063] 参见图3中的电极平面布置和图4驱动电极的结构图，在一个IOX IOmm2的基板 上的一种圆环式接触式平行板三维压力传感器，传感器包括圆环电容单元组和条状电容单 元组，圆环电容单元组用于测切向力和法向力的大小，条状电容单元组用于测量切向力的 方向，条状电容单元组设置在基板圆环电容单元组外的四角。这样可以有效的使用平行板 的面积，圆环电容单元组铺满整个平行板，在测量三维力时，都起作用，而条状电容单元组 有效利用了圆环电容单元组铺设后，平行板四角的空间，用于测量三维力切向力的方向。圆 环电容单元组的驱动电极和感应电极都是由n个同心圆环组成，n为偶数，则形成n/2圆环 电容单元对。影线部分表示失蜡铸造工艺的外模截面，其几何形状和尺寸也应在机械成型 时保持精准。