一种人体上肢力量爆发力测试仪器的制作方法

本实用新型涉及体育器材领域，特别涉及一种人体上肢力量爆发力测试仪器。

背景技术：

目前，对上肢爆发力测试时，主要有以下几种方式：

1)测力机器人：通过对其机械手相应的力控制算法，对人体爆发力的计算方法和与评价标准进行探讨，为人体上肢肌肉运动感觉和人机接触交互研究提供实验平台，测力机器人的实验系统由机械臂部、机械腕部、两套交流伺服驱动系统、力传感器、位置传感器组成,由工业控制计算机和开关量、模拟量板卡完成数据采集与控制任务,控制软件由vc编写，通过既定其机械手的操作，根据既定算法，能够准确获取被测试者的人体上肢力量爆发力等动力学数据；但测力机器人的成本和技术门槛比较高，对于普适性研究不太适合，适用性不强。

2)等速力量测试仪：通过等速力量测试仪对被测试者在整个关节活动范围内以恒定速度进行向心运动和离心运动时某一肌肉或肌群力量的测试，但所有参加测试的工作人员和被测试者在测试前须进行培训，其操作复杂，适用性不强。

另外，还有其他几种常用的方式：推实心球，但测试结果受被测试者平推、坐推、仰卧侧推、后抛等的技术影响较大，测量结果不准确；肌电图，需要有专门的测试技术人员、仪器和场地支持，不易携带，且花费时间较长；杠铃卧推，虽然测试过程简单，但是需要被测试者有一定的技术力量基础，适用性不强；

因此，如何实现一种操作简单、适用性强的人体上肢力量爆发力测试仪器是业内亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种人体上肢力量爆发力测试仪器。

本实用新型的一种人体上肢力量爆发力测试仪器的技术方案如下：

包括球体、计时器、网格板、高速摄像机和两个光栅，所述高速摄像机的镜头朝向所述网格板并平行于所述网格板设置，两个所述光栅靠近所述网格板的两边并垂直于所述网格板朝向所述高速摄像机的镜头设置；两个所述光栅分别与所述计时器和所述高速摄像机连接。

本实用新型的一种人体上肢力量爆发力测试仪器的有益效果是：被测试者投掷球体后，从球体触发第一个光栅时，计时器开始计时，当球体触发第二个光栅时，计时器停止计时，由此得到时间间隔，再利用高速摄像机记录球体的运动轨迹，并根据网格板上的网格尺寸计算出球体的水平速度，然后根据加速度计算公式计算出球体的加速度，再利用牛顿第二定律，计算出被测试者的上肢爆发力，由此实现了一种操作简单、适用性强的人体上肢力量爆发力测试仪器。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，包括多个所述球体，且多个所述球体大小不一、重量不同。

采用上述进一步方案的有益效果是：备用多个大小不一、重量不同的球体，以满足被测试者根据自身情况对其进行挑选，然后进行测试，进一步提高了适用性。

进一步，所述球体的重量为50g～500g。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过限制球体的重量，在满足测试的情况下，可降低本实用新型中的一种人体上肢力量爆发力测试仪器的重量。

进一步，还包括：箱体，所述箱体的内衬上设有分别放置所述球体、所述计时器、所述网格板、所述光栅和所述高速摄像机的第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽。

采用上述进一步方案的有益效果是：测试结束后，将球体、计时器、网格板、光栅和高速摄像机分别放置于第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽内，一方面，便于携带，另一方面，在移动或搬动时，防止球体、计时器、网格板、光栅和高速摄像机发生移动而造成损坏。

进一步，所述箱体的内衬用泡沫材料或海绵制成。

采用上述进一步方案的有益效果是：箱体的内衬用泡沫材料或海绵制成，保证球体、各加速度传感器、接收设备等不会损坏。

进一步，所述箱体上还设有提手。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在箱体上安装提手，便于对本实用新型中的一种人体上肢力量爆发力测试仪器移动，提高其便携性。

进一步，还包括：多个包角，所述包角覆设在所述箱体的各个顶角上。

采用上述进一步方案的有意效果是：在箱体的顶角上覆设包角，使箱体不易损坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种人体上肢力量爆发力测试仪器的测试过程的示意图；

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1、被测试者；2、球体；3、网格板；4、第一光栅；5、第二光栅；6、高速摄像机；7、摄像机支架；8、连接线；

本实用新型的目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型实施例。

如图1所示，本实用新型实施例的一种人体上肢力量爆发力测试仪器，包括球体2、计时器、网格板3、高速摄像机6和两个光栅，所述高速摄像机6的镜头朝向所述网格板3并平行于所述网格板3设置，两个所述光栅靠近所述网格板3的两边并垂直于所述网格板3朝向所述高速摄像机6的镜头设置；两个所述光栅分别与所述计时器和所述高速摄像机6连接。

被测试者1投掷球体2后，从球体2触发到第一个光栅时，计时器开始计时，当球体2触发第二个光栅时，计时器停止计时，由此得到时间间隔，再利用高速摄像机6记录球体2的运动轨迹，并根据网格板3上的网格尺寸计算出球体2的水平速度，然后根据加速度计算公式计算出球体2的加速度，再利用牛顿第二定律，计算出被测试者1的上肢爆发力，由此实现了一种操作简单、适用性强的人体上肢力量爆发力测试仪器。

其中，计时器可采用秒表，网格板3可采用1×1米的矩形网格板3，其中每个网格的大小可选用0.01×0.01米、0.05×0.05米等。

利用本实用新型中的一种人体上肢力量爆发力测试仪器对被测试者1的上肢力量爆发力进行测试的过程，具体为：

为了便于描述，靠近被测试者1的光栅标记为第一光栅4，另一个光栅标记为第二光栅5，被测试者1将球体2朝向第二光栅5进行投掷，当球体2触发第一光栅4时，现场参于测试的工作人员手动开启计时器，且第一光栅4发出信号控制高速摄像机6启动并拍下球体2运行轨迹，当球体2触发第二光栅5时，第二光栅5发出信号控制计时器停止计时，且第二光栅5发出信号控制高速摄像机6停止拍摄，测试过程结束；

其测试原理为：球体2被投掷出后做类平抛运动，忽略空气阻力后，球体2在水平方向的速度不改变，根据高速摄像机6记录的球体2运行轨迹，根据下述公式可得到球体2的平均速度v：

根据高速摄像机6记录的球体2运行轨迹，可从中选定三个球体2位置分别为第一位置、第二位置和第三位置，根据第一位置计算出第一位置和第三位置，然后根据高速摄像机6记录的球体2运行轨迹精确得到第二位置分别与第一位置和第三位置的在水平方向上的距离，即水平方向上在单位时间t运动的距离，然后根据上述公式计算出抛物第二位置的瞬时速度，计算精度高，此瞬时速度即为球体2被投掷出后在水平方向的速度。由于球体2被投掷时的初速度为零，根据下述加速度计算公式，可得到球体2加速度a：

其中，t表示从球体2从触发第一光栅4到触发第二光栅5之间的时间间隔；

根据牛顿第二定律，可计算出施加在球体2上的作用力f，具体为：

f＝ma

其中，f表示施加在球体2上的作用力，m表示被测试者1所投掷的球体2的重量，其中，施加在球体2上的作用力f即为被测试者1的上肢力量爆发力。

其中，可经过多次测试，然后取其平均值作为最终的测试结果，使其更为准确。根据此测试结果可为低于相应年龄指标的被测试者1提供科学合理的增肌计划。

其中，第一光栅4、第二光栅5可选用具有红外感应的光栅，且第一光栅4、第二光栅5可通过连接线8与高速摄像机6进行连接，并通过连接线8向高速摄像机6发出信号，第二光栅5通过有线方式或无线方式向计时器发送信号并控制计时器停止计时，其中的有线方式可采用信号连接线等进行信号传输，无线方式可选用蓝牙等进行信号传输。

其中，第一光栅4、第二光栅5和网格板3可通过支架固定在地面上，所选用的支架分别与光栅和网格板3的固定方式属于公知常识，在此不做赘述。且高速摄像机6可通过摄像机支架7进行支撑。

其中，各个球体2可由橡胶制成，使其不易对测试场地造成损伤。

较优地，在上述技术方案中，所述多个球体2大小不一、重量不同，且多个所述第一凹槽分别与对应的球体2相匹配。

可在箱体内放置多个大小不一、重量不同的球体2，以满足被测试者1根据自身情况对其进行挑选，然后进行测试，进一步提高了适用性。

较优地，在上述技术方案中，包括多个所述球体2，且多个所述球体2大小不一、重量不同。

备用多个大小不一、重量不同的球体2，以满足被测试者1根据自身情况对其进行挑选，然后进行测试，进一步提高了适用性。

较优地，在上述技术方案中，所述球体2的重量为50g～500g。通过限制球体2的重量，在满足测试的情况下，可降低本实用新型中的一种便携式上肢爆发力测试仪的重量，提高其便携性。

具体地，可选用50g、100g、150g、200g、250g、300g、350g、400g、450g、500g的球体2，然后在箱体的内衬上设置与其分析相对应的第一凹槽，在测试过程中，当被测试者1选用350g的球体2进行一次测试后，还可选用300g、400g等其它球体2进行测试，然后对各测试结果进行分析，如剔除各测试结果最高和最低的上肢爆发力，然后对剩余的各最大上肢爆发力做平均，作为最终的测试结果，使其准确度提高。

较优地，在上述技术方案中，还包括：箱体，所述箱体的内衬上设有分别放置所述球体2、所述计时器、所述网格板3、所述光栅和所述高速摄像机6的第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽。

测试结束后，将球体2、计时器、网格板3、光栅和高速摄像机6分别放置于第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽内，一方面，便于携带，另一方面，在移动或搬动时，防止球体2、计时器、网格板3、光栅和高速摄像机6发生移动而造成损坏。

较优地，在上述技术方案中，所述箱体的内衬用泡沫材料或海绵制成。

箱体的内衬用泡沫材料或海绵制成，保证球体2、各加速度传感器、接收设备等不会损坏。

较优地，在上述技术方案中，所述箱体上还设有提手。

通过在箱体上安装提手，便于对本实用新型中的便携式上肢爆发力测试仪移动，提高其便携性。

较优地，在上述技术方案中，还包括：多个包角，所述包角覆设在所述箱体的各个顶角上。在箱体的顶角上覆设包角，使箱体不易损坏。

其中，包角的数量可选用8个，在箱体的8个顶角上各覆设一个包角，可通过螺纹连接方式进行固定，详细地，在包角上设置通孔，在箱体的顶角处相对应的位置上设置适配螺纹孔，然后通过螺丝进行固定连接，其固定强度高，也便于拆装；包角的数量可选用4个，将箱体8个顶角分为4组后，再各包覆一个包角，其固定方式与上述类似，在此不做赘述；而且，可将包角的各面设置纹路，以增大摩擦力，防止滑动。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专

利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。