智能马步站桩训练装置制造方法
【专利摘要】一种智能马步站桩训练装置。主要目的在于提供一种可用于武术基本桩功训练中的智能训练装置。其特征在于：在水平底板上固定有垂直支撑板、测试体；测试体开有左、右两个腿部卡入口，腿部卡入口固定有红外对管，底面内嵌有腿部压力传感器；在水平底板上开有左右两个内凹的脚踏区，底面内嵌有脚部压力传感器；垂直支撑板内部开有一个中空腔，腔内固定扬声器；还包括一个控制盒，盒内置有单片机、电源模块、多路A/D转换器、语音芯片以及无线发射模块。该装置可以对马步站桩的训练时间、强度按照需要进行调整，并且还可以把训练情况通过无线模块发送给教练，对于受训者出现不合格的站立姿势还会给出语音提示进行纠正。
【专利说明】智能马步站粧训练装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于武术训练领域中的基本功训练用具。
【背景技术】
[0002]马步是大多数中国武术门派所采用的基本桩功训练，通过练习马步可以调节“精、气、神”，在蹲马步的时候，要求要凝神静气、呼吸自然，要蹲得深、平、稳，并使腹部肌肉缩进，腿步肌肉紧张，以图达到全身性的综合训练。这种桩功，由于是长时间的静功，所以对于人体全身各器官是很好的锻炼，通过这样的锻炼能够有效提升在剧烈运动时人体的反应能力。但是，现有的武术训练器械没有可以辅助进行基本桩功训练的，训练时，完全凭练习者自己的感觉和自觉性。如果受训者人数较少，教练还可以一一进行纠正，但是当受训者人数过多时，教练就无法对受训者的训练时间和姿势进行监督。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所提到的技术问题，本实用新型提供一种智能马步站桩训练装置，该种智能马步站桩训练装置可以对马步站桩的训练时间、训练强度按照需要进行调整，并且还可以把受训者的训练情况通过无线模块发送给教练以便教练及时了结受训者情况。本装置对于受训者出现不合格的站立姿势还会给出语音提示进行纠正。
[0004]本实用新型的技术方案是:该种智能马步站桩训练装置，包括一个水平底板，其独特之处在于:在水平底板上固定有垂直支撑板，在垂直支撑板的中部，由上至中段开有一个供测试体嵌入的槽，测试体位于所述槽内，通过锁紧螺栓紧固后定位；在垂直支撑板上，对应供测试体嵌入的槽的区域，开有若干间隔的螺栓孔以供锁紧螺栓旋入；测试体为矩形体，开有左、右两个腿部卡入口，腿部卡入口的两个对侧壁上分别固定有若干间隔的红外发射管和红外接收管，每两个红外发射管和红外接收管构成一组红外对管，腿部卡入口的底面内嵌有用于感应腿部产生压力的腿部压力传感器；在水平底板上开有左右两个内凹的脚踏区，脚踏区的底面内嵌有用于感应脚部产生压力的脚部压力传感器；垂直支撑板内部开有一个中空腔，所述腔内固定扬声器。另外，所述装置还包括一个控制盒，盒内置有单片机、电源模块、多路A/D转换器、语音芯片以及无线发射模块；其中，腿部压力传感器和脚部压力传感器的信号输出端分别连接至所述多路A/D转换器上的不同模拟信号输入端，所述多路A/D转换器的数字信号输出端连接至所述单片机的压力采样信号输入端；所述若干红外对管中的感应信号输出端分别连接至所述单片机上的红外感应信号输入端；所述单片机分别向所述语音芯片和无线发射模块输出控制信号，所述语音芯片向扬声器输出音频驱动信号。
[0005]本实用新型具有如下有益效果:本种智能马步站桩训练装置可以按照受训者的训练情况，调整测试体嵌入垂直支撑板上的固定位置，由高至低，逐渐加强训练强度。当训练者站立在水平底板上后，脚踩在脚部压力传感器上，而双腿分别卡入左、右两个腿部卡入口中，由于腿部的遮挡，腿部卡入口中的红外对管就会检测到卡入口中的障碍物情况，当受训者腿部离开卡入口上提时，红外对管就会检测不到障碍物存在，单片机就会通过无线发射模块向教练员发出信息，同时驱动语音芯片使扬声器发出提示语音。另外，如果，受训者的腿部过分降低，而压在腿部卡入口的底面上，则内嵌的腿部压力传感器就会感应到压力，而把这个信号传递给单片机，单片机同样会通过无线发射模块向教练员发出信息，同时驱动语音芯片使扬声器发出提示语音。综上所述，本种智能马步站桩训练装置可以对马步站桩的训练时间、训练强度按照需要进行调整，并且还可以把受训者的训练情况通过无线模块发送给教练以便教练及时了结受训者情况。本装置对于受训者出现不合格的站立姿势还会给出语音提示进行纠正。
[0006]【专利附图】
【附图说明】:
[0007]图1是本实用新型的组成结构示意图。
[0008]图2是本实用新型的电气控制原理图。
[0009]图3是本说明书所提供的具体实施例中采用的红外发射管以及相配合的放大电路的电路图。
[0010]图4是本说明书所提供的具体实施例中采用的红外接收管以及相配合的放大电路的电路图。
[0011]图5是本说明书所提供的具体实施例中采用的单片机以及外围电路的电路图。
[0012]图6是本说明书所提供的具体实施例中采用的无线发射模块的电路图。
[0013]图7是本说明书所提供的具体实施例中采用的语音芯片以及扬声器的电路图。
[0014]图8是本说明书所提供的具体实施例中采用的多路A/D转换器的电路图。
[0015]图中1-脚部压力传感器，2-水平底板，3-脚踏区，4-控制盒，5-测试体，6-腿部卡入口，7-锁紧螺栓，8-红外接收管，9-红外发射管，10-腿部压力传感器，11-扬声器，12-垂直支撑板。
[0016]【具体实施方式】:
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0018]由图1所示，该种智能马步站桩训练装置，包括一个水平底板2，在水平底板2上固定有垂直支撑板12，在垂直支撑板12的中部，由上至中段开有一个供测试体5嵌入的槽，测试体5位于所述槽内，通过锁紧螺栓7紧固后定位。在垂直支撑板12上，对应供测试体5嵌入的槽的区域，开有若干间隔的螺栓孔以供锁紧螺栓7旋入，这样调节测试体嵌入垂直支撑板上的固定位置，由高至低，就可逐渐加强训练强度。
[0019]测试体5的整体形状为矩形体，开有左、右两个腿部卡入口 6，腿部卡入口 6的两个对侧壁上分别固定有若干垂向间隔的红外发射管9和红外接收管8，每两个红外发射管9和红外接收管8构成一组红外对管。当受训者的腿部位于腿部卡入口中的不同深度时，就会有不同的红外对管感应到障碍物的存在。另外，在腿部卡入口 6的底面内嵌有用于感应腿部产生压力的腿部压力传感器10，在水平底板2上开有左右两个内凹的脚踏区3，脚踏区3的底面内嵌有用于感应脚部产生压力的脚部压力传感器1，这样，当受训者的腿部过分降低，而压在腿部卡入口的底面上后，则内嵌的腿部压力传感器就会感应到压力。
[0020]此外，垂直支撑板12的内部开有一个中空腔，所述中空腔内固定扬声器11。
[0021]为配合以上设备工作，本装置还包括一个控制盒4，盒内置有单片机、电源模块、多路A/D转换器、语音芯片以及无线发射模块；其中，腿部压力传感器和脚部压力传感器的信号输出端分别连接至所述多路A/d转换器上的不同模拟信号输入端，所述多路A/D转换器的数字信号输出端连接至所述单片机的压力采样信号输入端；所述若干红外对管中的感应信号输出端分别连接至所述单片机上的红外感应信号输入端；所述单片机分别向所述语音芯片和无线发射模块输出控制信号，所述语音芯片向扬声器输出音频驱动信号。
[0022]图2是本实用新型的电气控制原理图。下面给出一个具体实施例。图3、图4分别是本说明书所提供的具体实施例中采用的红外发射管、红外接收管以及相配合的放大电路的电路图，图中U1-2即红外发射管、U1-3即与红外发射管配合的比较器，U1-4即红外接收管、U1-5即与红外接收管配合的比较器。图5是本说明书所提供的具体实施例中采用的单片机以及外围电路的电路图，图中U1-6即为单片机，采用STC89C52型芯片。
[0023]当红外对管前方有无障碍物遮挡时，红外对管输出的电压信号数值会出现明显的变化，再将输出电压信号接至比较器芯片LM324与预先设置好的阈值信号进行比较，如果红外对管检测到前方存在障碍物时，传感器处理电路的SENSORl/ SENS0R2就会输出低电平信号，当红外对管前方没有障碍物时，传感器处理电路的SENSORl/ SENS0R2输出高电平信号，传感器处理电路的SENSORl/ SENS0R2引脚分别与单片机的P20/P21引脚相连。。
[0024]图6是本说明书所提供的具体实施例中采用的无线发射模块的电路图。图中U1-7即为无线发射模块，该电路采用8引脚的nRF24L01+无线通信模块进行设计，供电电压3.3V，通信方式采用SPI串行通信协议，nRF24L01+的6个IO控制引脚分别与单片机控制器的P10-P15相连。
[0025]图7是本说明书所提供的具体实施例中采用的语音芯片以及扬声器的电路图。图中Ul-1即为本电路中采用的ISD1820型语音芯片，该芯片可以由用户根据需要，在脱机状态下自行录制语音播放信息，本系统是通过接收端远程遥控方式播放语音信息，当PLAYE引脚接收到一个低电平信号时，即可实现语音信息的播报，引脚PLAYE与感应端单片机控制器的P22引脚相连。
[0026]图8是本说明书所提供的具体实施例中采用的多路A/D转换器的电路图，图中U6即为多路A/D转换器，采用MAX186芯片，该芯片采集到的数据为4_20mA电流信号，电路中串接250 Ω电阻后将这些信号转换为电压信号输入到12位AD转换芯片MAX186的通道后，转换为数字信号，利用单片机的P2.4-P2.6 口对AD芯片进行控制，数据输入至单片机的P2.7 口，由单片机对数据进行处理。
[0027]应用时，教练可以按照受训者的训练情况，调整测试体嵌入垂直支撑板上的固定位置，由高至低，逐渐加强训练强度。当训练者站立在水平底板上后，脚踩在脚部压力传感器上，而双腿分别卡入左、右两个腿部卡入口中，由于腿部的遮挡，腿部卡入口中的红外对管就会检测到卡入口中的障碍物情况，当受训者腿部离开卡入口上提时，红外对管就会检测不到障碍物存在，单片机就会通过无线发射模块向教练员发出信息，同时驱动语音芯片使扬声器发出提示语音。另外，如果，受训者的腿部过分降低，而压在腿部卡入口的底面上，则内嵌的腿部压力传感器就会感应到压力，而把这个信号传递给单片机，单片机同样会通过无线发射模块向教练员发出信息，同时驱动语音芯片使扬声器发出提示语音。
【权利要求】
1.一种智能马步站桩训练装置，包括一个水平底板(2)，其特征在于:在水平底板(2)上固定有垂直支撑板(12)，在垂直支撑板(12)的中部，由上至中段开有一个供测试体(5)嵌入的槽，测试体(5)位于所述槽内，通过锁紧螺栓(7)紧固后定位；在垂直支撑板(12)上，对应供测试体(5)嵌入的槽的区域，开有若干间隔的螺栓孔以供锁紧螺栓(7)旋入；测试体(5)为矩形体，开有左、右两个腿部卡入口(6)，腿部卡入口(6)的两个对侧壁上分别固定有若干间隔的红外发射管(9)和红外接收管(8),每两个红外发射管(9)和红外接收管(8)构成一组红外对管，腿部卡入口(6)的底面内嵌有用于感应腿部产生压力的腿部压力传感器(10);在水平底板(2)上开有左右两个内凹的脚踏区(3)，脚踏区(3)的底面内嵌有用于感应脚部产生压力的脚部压力传感器(I);垂直支撑板(12)内部开有一个中空腔，所述中空腔内固定扬声器(11); 所述装置还包括一个控制盒(4)，盒内置有单片机、电源模块、多路A/D转换器、语音芯片以及无线发射模块；其中，腿部压力传感器(10)和脚部压力传感器(I)的信号输出端分别连接至所述多路A/D转换器上的不同模拟信号输入端，所述多路A/D转换器的数字信号输出端连接至所述单片机的压力采样信号输入端；所述若干红外对管中的感应信号输出端分别连接至所述单片机上的红外感应信号输入端；所述单片机分别向所述语音芯片和无线发射模块输出控制信号，所述语音芯片向扬声器(11)输出音频驱动信号。
【文档编号】A63B69/00GK203663403SQ201420047685
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月25日 优先权日:2014年1月25日
【发明者】李微, 殷晓丽, 王浩 申请人:东北石油大学