一种平衡木式运动装置的制作方法

本实用新型涉及智慧运动技术领域，具体为一种平衡木式运动装置。

背景技术：

随着国家越来越重视教育的发展，要求人才既要有扎实的文化知识，又要有良好的思想素质、心理状态和健康的身体；中小学生体侧反应出由学生身体机能、身体形态和身体素质等方面综合出学生的体质健康状况，因此，中小学生体侧是非常重要的。平衡木锻炼要求使用人员在搭建好的平衡木上行走一定距离，由于平衡木较窄，考验人体平衡能力，耗时越短平衡能力越好；目前平衡木式体测依靠人工，运动前搭建平衡木，实际运动前记录被运动学生信息，运动中掐表记录时间，之后再记录成绩，且没有配套的运动装置，一方面，需要多人配合，耗费人力，另一方面，效率较低，容易出错。鉴于此，我们提出一种平衡木式运动装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种平衡木式运动装置，以解决上述背景技术中提出的体侧方式需要多人配合，耗费人力，且没有配套的运动装置，同时，效率较低，容易出错的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种平衡木式运动装置，包括前支撑座、后支撑座以及安装在所述前支撑座和所述后支撑座之间的平衡木组件，所述前支撑座和所述后支撑座的一侧均开设有凹槽，所述前支撑座和所述后支撑座的底部均开设有多个圆弧形豁口，所述前支撑座的顶部嵌设有前脚踏板，所述前脚踏板顶部设置有一对前站立区，所述后支撑座的顶部嵌设有后脚踏板，所述后脚踏板顶部设置有一对后站立区，所述前支撑座的两侧和所述后支撑座的两侧分别相对设置有安装件，相对设置的两个所述安装件内壁分别安装有光电开关反射板和光电开关。

作为优选，所述平衡木组件包括多个短平衡木，相邻所述短平衡木对接处的下方设置有支撑块。

作为优选，所述短平衡木和所述凹槽卡接配合。

作为优选，光电开关为漫反射型或镜片反射型或对射型。

作为优选，所述前支撑座的侧壁还嵌设有主机，所述主机包括外壳以及安装在所述外壳顶部的顶盖，所述外壳的内部安装有印刷电路板。

作为优选，所述印刷电路板上设置有电源转换模块、主控芯片、显示模块和无线传输模块，所述顶盖顶部安装有显示屏。

作为优选，所述印刷电路板上设置有rfid模块和语音模块，所述顶盖顶部分别设置有感应区和扬声孔。

作为优选，所述印刷电路板上设置有wifi模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、该平衡木式运动装置中，通过将多个短平衡木两两拼接，并在相邻短平衡木对接处的下方设置有支撑块，再将两端的短平衡木分别卡在前支撑座和后支撑座的凹槽内，能够快速搭建平衡木式运动装置，便于对进行平衡木式体能运动，且整体结构简单，实用性强，便于推广。

2、该平衡木式运动装置中，在前支撑座和后支撑座上设置第一光电开关和第二光电开关，通过光电开关对使用人员的脚部进行实时检测，并通过单片机进行计时，能够准确的平衡木式体侧的时间，整体运动过程简单，无需多人配合，且运动过程中产生的误差小，保障测定结果准确。

3、该平衡木式运动装置中，通过设置wifi模块，将使用人员信息和成绩发送给云端，wifi模块配合远程主机实现无线传输，能够快速的对运动的成绩进行记录。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构之一；

图2为本实用新型的整体结构之二；

图3为本实用新型的平衡木组件结构示意图；

图4为本实用新型的主机结构示意图；

图5为本实用新型的光电开关电路图；

图6为本实用新型的电源转换模块电路图；

图7为本实用新型的桥式整流器电路图；

图8为本实用新型的电容器滤波电路图；

图9为本实用新型的主控芯片电路图；

图10为实用新型的wifi模块电路图。

图中：1、前支撑座；11、凹槽；12、圆弧形豁口；13、前脚踏板；14、前站立区；15、安装件；16、光电开关反射板；17、光电开关；2、主机；21、外壳；22、印刷电路板；23、顶盖；24、显示屏；25、感应区；26、扬声孔；3、后支撑座；31、后脚踏板；32、后站立区；4、平衡木组件；41、短平衡木；42、支撑块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

本实用新型提供一种平衡木式运动装置，如图1-图3所示，包括前支撑座1、后支撑座3以及安装在前支撑座1和后支撑座3之间的平衡木组件4，前支撑座1和后支撑座3的一侧均开设有凹槽11，前支撑座1和后支撑座3的底部均开设有多个圆弧形豁口12，前支撑座1的顶部嵌设有前脚踏板13，前脚踏板13顶部设置有一对前站立区14，后支撑座3的顶部嵌设有后脚踏板31，后脚踏板31顶部设置有一对后站立区32，前支撑座1的两侧和后支撑座3的两侧分别相对设置有安装件15，相对设置的两个安装件15内壁分别安装有光电开关反射板16和光电开关17。

本实施例中，前支撑座1和后支撑座3均为长方体结构，该长方体结构包括四块侧板和设置在侧板顶部的顶板，各侧板的底边上于中间位置处设置圆弧形豁口12，通过拿持前支撑座1和后支撑座3底部的圆弧形豁口12，便于将前支撑座1和后支撑座3拿起，进行携带。

进一步的，前支撑座1和后支撑座3均采用木质材料，其材质环保无毒，且支撑效果强，经久耐用，使用效果好。

值得说明的是，光电开关17为漫反射型或镜片反射型或对射型，其中漫反射型光电开关17型号可选用的型号为e3z-d61、e3z-d62、e3z-d81、e3z-d82、e3jk-r2m1、e3jk-r4m1、e3jk-r4m2，镜片反射型光电开关17可选用的型号为e3f-r2nk/c1、e3f-r2c1、e3z-r61、e3z-r82，对射型光电开关17可选用的型号为e3f-20l/20c1、e3z-t61、e3jk-5m1、e3jk-5m2。

优选的，本实施例的光电开关17可选用型号为e3f-r2nk/c1的镜片反射型光电开关，其电路如图5所示，e3f-r2nk/c1光电开关17工作原理：由发射器和接收器在同一端，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化，常态下光开关输出高电平，当有遮挡物时输出低电平。

在具体实施过程中，为了搭建平衡木体侧装置，本实施例还设置平衡木组件4，如图4所示，平衡木组件4包括多个短平衡木41，相邻短平衡木41对接处的下方设置有支撑块42。

本实施例中，支撑块42为拱门型结构，拱门型结构的弧形顶面用于支撑短平衡木41，便于多个短平衡木41拼接时，通过支撑块42进行支撑，同时平衡木式体侧距离可由选取短平衡木41的个数进行自主选择。

进一步的，短平衡木41和凹槽11卡接配合，多个短平衡木41拼接后，将两端的短平衡木41分别卡在前支撑座1和后支撑座3的凹槽11内，实现前支撑座1和后支撑座3与短平衡木41的连接。

具体的，支撑块42的顶部和凹槽11的底部位于同一水平直线上，使得多个短平衡木41为水平状态，便于进行平衡木式体侧。

值得说明的是，支撑块42和短平衡木41均采用木质材料，其材质环保无毒，且支撑效果强，经久耐用，使用效果好。

实施例2

作为本发明的第二种实施例，为了便于对光电开关17的使用，本发明人员对印刷电路板22作出改进，作为一种优选实施例，如图4所示，前支撑座1的侧壁还嵌设有主机2，主机2包括外壳21以及安装在外壳21顶部的顶盖23，外壳21的内部安装有印刷电路板22，印刷电路板22上设置有电源转换模块、主控芯片、显示模块和无线传输模块，顶盖23顶部安装有显示屏24。

本实施例中，电源转换模块电路如图6所示，采用变压器降压、桥式整流器、电容器滤波、三端稳压器7812稳压后供电，电源从220v的家庭用电经变压器降至12v交流电，然后经四个整流二极管(d1～d4)组成的桥式整流成直流电压，经c1滤波后输入7812芯片稳压成直流电源供。

其中，桥式整流器电路如图7所示，利用二极管的单向导通性进行整流，桥式整流器通过四个二极管，两两对接，输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出，输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。

其中，电容器滤波电路如图8所示，由于整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，需要通过滤波减少直流电源的脉动系数，在图6中，交流电的角频率一定的情况下r越大，c2越大，则脉动系数越小，则滤波效果就越好。

具体的，主控芯片中还设置有计数模块，其电路如图9所示，单片机选用型号为at89c51的单片机，通过单片机检测电压比较器lm324输出的高电平和低电平控制计时，计时模块通过单片机外部中断方式实现计数功能。

此外，无线传输模块可采用stc12c5a60s2单片机与nrf24l01无线收发芯片构成，stc12c5a60s2单片机与nrf24l01无线收发芯片构成的发送端和接收端组成，发送端通过单片机进行a/d变换和无线传输，接收端通过nrf24l01接收数据，再送至stc12c5a60s2单片机进行显示与分析，无线模块nrf24l01所有配置工作都是通过spi完成，共有30b的配置字，一般采用enhancedshockbursttm收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，enhancedshockbursttm的配置字使nrf24l01能够处理射频协议，配置完成后，在nrf24l01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容就可以实现接收模式和发送模式之间的切换，无线单片收发芯片nrf24l01，采用fsk调制，可以实现点对点或1对6的无线通信，无线通信速度可以达到2mb/s，nrf24l01可以由spi接口与微处理器连接，通过这个接口完成设置和收发数据工作，stc12c5a60s2单片机集成了spi控制器，可以非常方便地通过软件设置，只收到本机地址时才会输出数据，编程很方便，其电路如图10所述，便于将第一光电开关15和第二光电开关33检测到的信号传递至单片机中进行计数处理。

值得说明的是，显示屏24采用共阳极红色数码管，用于显示单片机计数的数据，本实施例所述的显示屏24为现有技术，本实施例不详细展开。

实施例3

作为本发明的第三种实施例，为了便于对使用人员的身份进行快速识别，同时进行语音播报，本发明人员对印刷电路板22作出改进，如图4所示，印刷电路板22上设置有rfid模块和语音模块，顶盖23顶部分别设置有感应区25和扬声孔26。

本实施例中，rfid模块采用mfrc-522模块，同时还设置手环，手环内置射频读写芯片，fid模块用于在运动开始时读取射频读写芯片内容，本实施例所述的rfid模块为现有技术，本实施例不详细展开。

进一步的，语音模块采用wt588d语音芯片122，wt588d语音芯片122是一款可重复擦除烧写的语音单片机芯片，配套wt588dviocechip上位机操作软件可随意更换wt588d语音单片机芯片的任何一种控制模式，把信息下载到spi-flash上即可，可控制220个语音地址，每个地址位能加载组合128段语音，支持dac/pwm两种输出方式，pwm输出可直接推动0.5w/8ω扬声器，本实施例所述的语音模块为现有技术，本实施例不详细展开。

实施例4

作为本发明的第四种实施例，为了便于对使用人员的运动的数据进行上传，本发明人员对印刷电路板22作出改进，作为一种优选实施例，如图4所示，印刷电路板22上设置有wifi模块。

本实施例中，wifi模块采用esp8266模块，其电路如图10所示，用于向云端发送使用者信息及测得的站立时间，本实施例所述的wifi模块为现有技术，本实施例不详细展开。

本实用新型的平衡木式运动装置在铺设时，将多个短平衡木41两两拼接，并在相邻短平衡木41对接处的下方设置有支撑块42，通过支撑块42拱门型结构的弧形顶面支撑短平衡木41，而平衡木式体侧距离可由选取短平衡木41的个数进行自主选择，再将两端的短平衡木41分别卡在前支撑座1和后支撑座3的凹槽11内，实现前支撑座1和后支撑座3与短平衡木41的连接，完成整体铺设；

本实用新型的平衡木式运动装置在使用时，使用人员带上手环，将手环靠近主机2上的感应区25一侧，rfid模块识别手环信息，语音模块驱动扬声器发出“欢迎小朋友”“请准备”的提示音，使用人员双脚站到前脚踏板13顶部的前站立区14上，语音模块驱动扬声器发出“游戏开始”提示音，此时使用人员，沿着短平衡木41向后脚踏板31处行走，当离开前站立区14后，通过前支撑座1一侧的光电开关17检测站立区11处无物体，此时光电开关17输出高电平，单片机计时开始；

到使用人员行走至后脚踏板31上的后站立区32时，后支撑座3一侧的光电开关17检测到物体，输出低电平，单片机停止计时。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。