帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置制造方法
【專利摘要】帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，屬于體能訓練器材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種平衡訓練用體育器材。本發(fā)明解決了現(xiàn)有平衡訓練裝置沒有量化監(jiān)控及利用運動員的動作信息對運動員的動作技術(shù)訓練過程進行監(jiān)控的功能，使得訓練者不能夠隨時獲知自己的狀態(tài)的問題。本發(fā)明的平板狀踏板的底部固定有底面為弧面的平衡底座，所述踏板底面上固定有兩個測距傳感器，該兩個測距傳感器分別位于平衡底座弧面的兩側(cè)；兩個測距傳感器輸出信號給控制電路，所述控制電路的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器的信號輸入端；所述控制電路用于采集傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送給顯示器顯示輸出。本發(fā)明是用于對專業(yè)運動員的平衡能力的訓練。
【專利說明】帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請屬于體能訓練器材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種平衡訓練用體育器材。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著體育技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有體能訓練的分類越來越細，體育的基礎(chǔ)技能分為三大類:運動技能、平衡技能和綜合技能。運動技能指的是人從一個地方到另一個地方的能力，它包含了走、慢跑和疾跑，也包括游泳。平衡技能指的是運動中利用最小的支撐從而達到身體穩(wěn)定的能力，平衡是運動最重要的因素，是很多運動項目的基礎(chǔ)技能。綜合技能是運動員通過手腳的綜合性運動來控制身體，包括投擲和擊打。
[0003]平衡能力是完成動作的保證。平衡能力可分為靜態(tài)平衡能力和動態(tài)平衡能力，靜態(tài)平衡能力指的是在靜止狀態(tài)下保持平衡的能力，如單腳站立時的平衡狀態(tài)。動態(tài)平衡能力指的是在運動中保持平衡和控制身體的能力。
[0004]在目前的訓練中，對平衡練習的重視不夠，練習手段也不多。常用的器械包括平衡木、平衡板和搏速球等，它缺少對平衡練習的量化監(jiān)控。利用運動員的動作信息對運動員的技術(shù)訓練過程進行實時監(jiān)控是現(xiàn)代體育科學訓練的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有平衡訓練裝置沒有量化監(jiān)控及利用運動員的動作信息對運動員的動作技術(shù)訓練過程進行監(jiān)控的功能，使得訓練者不能夠隨時獲知自己的狀態(tài)的問題。本發(fā)明提供了一種帶有信息反饋的平衡訓練裝置。
[0006]本發(fā)明所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置包括踏板、平衡底座、兩個測距傳感器、控制電路和顯示器，踏板為平板狀，平衡底座的底面是半徑為R的弧面，所述平衡底座的頂面為平面，所述平衡底座的頂面與踏板的底面固定連接，所述踏板底面上固定有兩個測距傳感器，所述兩個測距傳感器分別位于平衡底座弧面的兩側(cè)；
[0007]兩個測距傳感器的信號輸出端分別連接控制電路的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器的信號輸入端；
[0008]所述控制電路內(nèi)嵌入有軟件實現(xiàn)的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0009]數(shù)據(jù)采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號；
[0010]比較單元，用于接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；
[0011]顯示單元，用于將信號差轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息或圖形信息發(fā)送給顯示器。
[0012]上述的控制電路的具體結(jié)構(gòu)可以為下述結(jié)構(gòu):所述控制電路包括兩個信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和控制器；所述控制模塊嵌入在控制器內(nèi)，所述兩個信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路的信號輸入端分別是控制電路的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述兩個信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路的信號輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換電路的兩個模擬信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號輸出端連接控制器的信號采集信號輸入端，所述控制器的A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換控制信號輸入端，所述控制器的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器的信號輸入端。
[0013]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置還可以包括鍵盤，所述鍵盤的信號輸出端連接控制電路的鍵盤信號輸入端；所述控制模塊還包括如下單元:
[0014]按鍵信息采集單元，用于接收鍵盤輸入的按鍵信息；
[0015]按鍵信息解碼單元，用于判斷獲得按鍵信息的內(nèi)容，當按鍵信息為采樣時間信息時，將該采樣時間信息作為采樣時間信息；當按鍵信息為輸出數(shù)字顯示信息時，發(fā)送數(shù)字顯示命令給顯示單元；當按鍵信息位圖像顯示信息時，發(fā)送圖形顯示命令給顯示單元；
[0016]顯示單元，根據(jù)接收到的命令發(fā)送相應的顯示信息給顯示器。
[0017]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置還可以包括兩個調(diào)零電路，所述兩個調(diào)零電路分別與兩個信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路相對應，每個調(diào)零電路的信號輸出端連接一個信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路的調(diào)零信號輸入端。
[0018]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置還可以包括底座，所述底座上表面設(shè)置有與平衡底座相對應的凹槽，所述平衡底座放入在該凹槽內(nèi)。
[0019]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中的凹槽的底面為平面或弧面。
[0020]當上述凹槽的底面為弧面時，所述平衡訓練裝置還可以包括多個限位弧形板，所述多個限位弧形板依次疊加放置在凹槽內(nèi)，所述多個限位弧形板的內(nèi)弧半徑依次縮小，并且最小的內(nèi)弧半徑大于平衡底座的半徑，相鄰兩塊限位弧形板相接處的弧面的半徑相等。
[0021]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置還可以包括底座和一對或多對限位裝置，所述底座的上面帶有凹槽，所述平衡底座嵌入在所述凹槽內(nèi)，每對限位裝置對稱設(shè)置在凹槽的左右兩側(cè)，所述限位裝置用于限制平衡底座左右擺動的幅度，所述限位裝置固定在底座的上表面。
[0022]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中的限位裝置的高度可調(diào)。
[0023]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中的每對限位裝置的間距可調(diào)。
[0024]本發(fā)明所述的帶有信息反饋的平衡訓練裝置在訓練過程中，能夠?qū)崟r顯示平衡狀態(tài)，進而讓訓練者獲知其訓練的狀態(tài)，進而實時調(diào)整其姿態(tài)。
[0025]上述帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中還可以包括電機驅(qū)動電路、電機和傳動機構(gòu)，所述電機驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接控制器的電機驅(qū)動信號輸出端，所述底座為空心結(jié)構(gòu)，每個限位裝置由限位擋板和傳動桿組成，所述傳動桿的一端與限位擋板固定連接，該傳動桿的另一端帶有限位環(huán)形突起；該傳動桿通過軸承固定在底座的內(nèi)側(cè)壁上，并且限位擋板位于底座側(cè)壁與平衡底座之間，所述電機驅(qū)動電路驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，所述電機的輸出軸通過傳動機構(gòu)同時驅(qū)動兩個限位裝置中的傳動桿做相對的直線運動；
[0026]控制電路內(nèi)嵌入的控制模塊還包括如下單元:平衡度檢測單元，用于對本次采樣之前的連續(xù)N個距離差信號求平均值，獲得平均距離差，N為大于10的正整數(shù)；電機驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于根據(jù)平衡度檢測單元獲得的平均距離差，產(chǎn)生電機驅(qū)動信號，調(diào)整兩個限位裝置的間距，使得踏板的擺動最大幅度為平均距離差的1.2至1.6倍。
[0027]本發(fā)明所述的帶有信息反饋的平衡訓練裝置還能夠?qū)⒂柧氝^程中的平衡信息通過串行通信端口或無線通信電路發(fā)送給遠距離的計算機等信息讀取設(shè)別，進而可以用于分析訓練者的訓練狀態(tài)，進而為教練提供制定訓練計劃的有效依據(jù)，實現(xiàn)了對現(xiàn)有平衡裝置訓練裝置的量化監(jiān)控，進而對整個運動技術(shù)過程實時有效的監(jiān)控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是【具體實施方式】一所述的一種帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的機械結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的仰視圖；圖3是圖1的側(cè)視圖。圖4是【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的電氣部分的原理示意圖。圖5是本發(fā)明所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的一種電氣部分的原理示意圖。圖6是【具體實施方式】八所述的一種帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的機械結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是【具體實施方式】七所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是【具體實施方式】七所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是【具體實施方式】九所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是【具體實施方式】十所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是【具體實施方式】十二所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是【具體實施方式】十七所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中的限位裝置10部分的局部放大圖。圖13是圖12的剖視圖。圖14是圖12的A-A剖視圖。圖15是【具體實施方式】十九所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16是【具體實施方式】二十所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置中的底座的俯視圖。圖17是【具體實施方式】二十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的結(jié)構(gòu)不意圖。圖18是圖17中底座9的俯視圖。圖19是【具體實施方式】【具體實施方式】二十一所述的L形桿件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖20是【具體實施方式】【具體實施方式】二十一所述的門字形桿件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖21是【具體實施方式】二十五所述的一種帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的機械結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖22是圖21中的底座的俯視圖。
【具體實施方式】
[0029]【具體實施方式】一:參見圖1至4說明本實施方式。本實施方式所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置包括踏板1、平衡底座2、兩個測距傳感器3、控制電路4和顯示器6，踏板1為平板狀，平衡底座2的底面是半徑為R的弧面，所述平衡底座2的頂面為平面，所述平衡底座2的頂面與踏板1的底面固定連接，所述踏板1底面上固定有兩個測距傳感器3，所述兩個測距傳感器分別位于平衡底座2的弧面的兩側(cè)；
[0030]兩個測距傳感器的信號輸出端分別連接控制電路4的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路4的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器6的信號輸入端；
[0031]所述控制電路4內(nèi)嵌入有軟件實現(xiàn)的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:
[0032]數(shù)據(jù)采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號；
[0033]比較單元，用于接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；
[0034]顯示單元，用于將信號差轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息或圖形信息發(fā)送給顯示器。
[0035]本實施方式中，測距傳感器輸出的為數(shù)字信號。[0036]所述采樣時間為0.5秒至3秒之間的任意時間參數(shù)。
[0037]本實施方式所述的有信息反饋功能的平衡訓練裝置在實際應用時，將平衡底座2置于平整的區(qū)域中，訓練者單腳或雙腳站立在踏板1上，訓練開始后，當踏板1發(fā)生傾斜時，兩個測距傳感器3輸出的信號不同，控制電路通過采集和對比兩個距離信號獲得踏板的傾斜度，并將該傾斜度以數(shù)字或圖形的方式通過顯示器顯示輸出。
[0038]當以數(shù)字形式顯示時，可以顯示帶有正負號的信號差值，數(shù)字越大表示傾斜度越大。
[0039]當以圖形的形式顯示時，可以顯示平衡訓練裝置的整體圖像，然后根據(jù)傾斜度顯示所述平衡訓練裝置的傾斜狀態(tài)。還可以通過簡易的圖像，例如僅僅顯示踏板的平衡狀態(tài)。
[0040]【具體實施方式】二:參見圖5說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述控制電路4包括兩個信號調(diào)理電路41、A/D轉(zhuǎn)換電路42和控制器43 ;所述控制模塊嵌入在控制器43內(nèi)，所述兩個信號調(diào)理電路41的信號輸入端分別是控制電路4的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述兩個信號調(diào)理電路41的信號輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換電路42的兩個模擬信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換電路42的數(shù)字信號輸出端連接控制器43的信號采集信號輸入端，所述控制器43的A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路42的轉(zhuǎn)換控制信號輸入端，所述控制器的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器6的信號輸入端。
[0041]本實施方式中，兩個測距傳感器輸出的為模擬信號，該模擬信號通過信號調(diào)理電路處理之后發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換電路，該A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后發(fā)送給控制器。
[0042]本實施方式中的控制器43可以采用單片機實現(xiàn)。
[0043]【具體實施方式】三:參見圖5說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一或二所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，它還包括鍵盤5，所述鍵盤5的信號輸出端連接控制電路4的鍵盤信號輸入端；所述控制模塊還包括如下單元:
[0044]按鍵信息采集單元，用于接收鍵盤5輸入的按鍵信息；
[0045]按鍵信息解碼單元，用于判斷獲得按鍵信息的內(nèi)容，當按鍵信息為采樣時間信息時，將該采樣時間信息作為采樣時間信息；當按鍵信息為輸出數(shù)字顯示信息時，發(fā)送數(shù)字顯示命令給顯示單元；當按鍵信息位圖像顯示信息時，發(fā)送圖形顯示命令給顯示單元；
[0046]顯示單元，根據(jù)接收到的命令發(fā)送相應的顯示信息給顯示器6。
[0047]本實施方式中增加了鍵盤5，能夠?qū)崿F(xiàn)對參數(shù)的設(shè)置，例如可以設(shè)置采樣間隔的采樣時間，或者設(shè)定顯示信號的種類是數(shù)字還是圖形等等。
[0048]【具體實施方式】四:參見圖5說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一、二或三所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，它還包通信驅(qū)動電路7，所述通信驅(qū)動電路7的信號輸入端連接控制電路4的通信信號輸出端；
[0049]所述控制模塊還包括通信單元，所述通信單元用于將比較單元獲得的信號差發(fā)送給通信驅(qū)動電路。
[0050]本實施方式中增加了通信驅(qū)動電路7，能夠?qū)⒖刂破鳙@得的測量結(jié)果數(shù)據(jù)通過該通信驅(qū)動電路7發(fā)送出去，進而實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸。
[0051]本實施方式所述的通信驅(qū)動電路44可以為現(xiàn)有各種串行通信驅(qū)動電路或無線通信驅(qū)動電路。所述串行通信驅(qū)動電路為USB串行通信驅(qū)動電路、RS485串行通信驅(qū)動電路、RS232串行通信驅(qū)動電路或者網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動電路。
[0052]本實施方式所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置能夠在訓練過程中將測量結(jié)果實時發(fā)送給遠程的設(shè)備，進而實現(xiàn)訓練狀態(tài)遠程監(jiān)測的功能。
[0053]【具體實施方式】五:參見圖5說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】二所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，它包括兩個調(diào)零電路44，所述兩個調(diào)零電路44分別與兩個信號調(diào)理電路相對應，每個調(diào)零電路44的信號輸出端連接一個信號調(diào)理電路41的調(diào)零信號輸入端。
[0054]本實施方式增加了調(diào)零電路45，在實際使用之前，首先將本實施方式所述的平衡訓練裝置放置在平整的地面上，然后保持踏板1處于平穩(wěn)狀態(tài)，此時，通過調(diào)零電路45調(diào)整電壓驅(qū)動顯示器的顯示值為零。在進行前述工作之后，再開始訓練，進而能夠保證測量獲得的踏板的傾斜度更準確。
[0055]【具體實施方式】六:參見圖6說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述平衡訓練裝置還包括底座8，所述底座8上表面設(shè)置有與平衡底座2相對應的凹槽81，所述平衡底座2放入在該凹槽
81內(nèi)。
[0056]本實施方式增加了帶有凹槽81的底座8，在實際使用過程中，將平衡底座2置于并且所述凹槽81內(nèi)，便于固定位置，并且所述凹槽81的側(cè)壁能夠起到限位的作用?？梢酝ㄟ^調(diào)整凹槽81的寬度或深度來限制平衡底座2左右擺動的幅度，使其能夠適合不同水平的運動員的練習需求。
[0057]【具體實施方式】七:參見7說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽81的底面為平面。
[0058]參見圖7所示，所述凹槽81的底面為平面，使其能夠適用于不用半徑的平衡底座2，通用性更強。可以根據(jù)需要設(shè)定的踏板1左右擺動的幅度，設(shè)計凹槽81的深度獲得高度。在凹槽81的深度不變的條件下，所述凹槽81的寬度越寬、則踏板1能夠左右擺動的最大角度a越大；同理，當在凹槽81的寬度不變的條件下，所述凹槽81的深度越深，則踏板1能夠左右擺動的最大角度a越小。
[0059]【具體實施方式】八:參見6說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽81的底面為平面與弧面的組合，且所述弧面與平衡底座2外弧對應的弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.02至0.1之間。
[0060]本實施方式所述的凹槽81底面的形狀，更容易使得在將平衡底座2放置在凹槽81內(nèi)的時候，所述平衡底座2位于凹槽81載有中間的位置，使得平衡底座2距離凹槽81左右側(cè)壁的距離相等，進而使得平衡底座2在凹槽81內(nèi)左右擺動的限位角度相等。
[0061]【具體實施方式】九:參見8說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽81的底面為弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.2至0.6之間。
[0062]本實施方式中，所述凹槽81的底面為弧面，更容易保證平衡底座2位于凹槽81的中間位置，使得其左右擺動幅度相同。
[0063]【具體實施方式】十:參見圖9說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】九所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述平衡訓練裝置還包括多個限位弧形板82，所述多個限位弧形板82依次疊加放置在凹槽81內(nèi)，所述多個限位弧形板
82的內(nèi)弧半徑依次縮小，并且最小的內(nèi)弧半徑大于平衡底座2的半徑，相鄰兩塊限位弧形板82相接處的弧面的半徑相等 。
[0064]本實施方式中，增加了弧形限位板82，多個弧形限位板的半徑不同，參見圖9所示，相當于改變了凹槽81深度和寬度，進而實現(xiàn)調(diào)整踏板1能夠左右擺動的最大角度a的目的。本實施方式適用于對不用需求的訓練者使用。
[0065]【具體實施方式】十一:本實施方式與【具體實施方式】十所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述弧形限位板中，內(nèi)徑最小的弧形限位板的圓弧的弦聞大于平衡底座2的聞度的0.2倍，內(nèi)徑最大的弧形限位板的圓弧的弦聞小于平衡底座2的0.6倍。
[0066]【具體實施方式】十二:參見圖10說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述平衡訓練裝置還包括底座9和一對或多對限位裝置10，所述底座9的上面帶有凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述凹槽91內(nèi)，每對限位裝置10對稱設(shè)置在凹槽的左右兩側(cè)，所述限位裝置10用于限制平衡底座2左右擺動的幅度，所述限位裝置10固定在底座9的上表面。
[0067]本實施方式中，增加了帶有凹槽9的底座，并且在底座上設(shè)置有限位裝置10，實現(xiàn)對踏板1能夠左右擺動的最大角度a的限制的目的。
[0068]【具體實施方式】十三:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽91的底部為平面。
[0069]【具體實施方式】十四:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽91的底面為平面與弧面的組合，且所述弧面與平衡底座2外弧對應的弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.02至0.1之間。
[0070]本實施方式中，限制凹槽9底面的中間為弧面，更容易使得在將平衡底座2放置在凹槽91內(nèi)的時候，所述平衡底座2位于凹槽91載有中間的位置，使得平衡底座2距離左右兩側(cè)的限位裝置的距離相等。
[0071]【具體實施方式】十五:本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述凹槽91的底面為弧面，且該弧面的半徑大于平衡底座2的半徑，所述圓弧形的弦高為平衡底座2的高度的0.2至0.6之間。
[0072]本實施方式中，限制凹槽9底面為弧面，更容易使得在將平衡底座2位于凹槽91的中間位置，使得平衡底座2距離左右兩側(cè)的限位裝置的距離相等。
[0073]【具體實施方式】十六:參見圖11說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述限位裝置10的高度可調(diào)。
[0074]本實施方式中，所述限位裝置10采用高度可調(diào)的結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)調(diào)整踏板1能夠左右擺動的最大角度a的限制的目的。[0075]【具體實施方式】十七:參見圖12、13和14說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述限位裝置10由固定套101、可調(diào)支撐柱102和插銷103組成，所述固定套101為圓筒形結(jié)構(gòu)，所述固定套101嵌入并固定在底座9的表面，所述固定套101上設(shè)置有定位孔，可調(diào)支撐柱102沿其長度方向設(shè)置有多個限位通孔104，所述可調(diào)支撐柱102從固定套101的上端插入，且所述可調(diào)支撐柱102的任意一個限位通孔104與固定套101上的定位孔相對應，插銷103同時插入該限位通孔104和固定套101上的定位孔。
[0076]本實施方式限定了一中具體的高度可調(diào)的結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)采用插銷的方式實現(xiàn)定位，才做方便快捷。
[0077]【具體實施方式】十八:本實施方式與【具體實施方式】十二所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，每對限位裝置10的間距可調(diào)。
[0078]本實施方式中的限位裝置10的間距可調(diào)，進而可以通過調(diào)整限位裝置之間的距離來調(diào)整踏板1能夠左右擺動的最大角度a的限制的目的。
[0079]【具體實施方式】十九:參見圖15說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述限位裝置10與底座9之間為插接連接。
[0080]【具體實施方式】二十:參見圖16說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述底座9的上表面設(shè)置有多對左右對稱的限位孔92，每個限位裝置10的底部為插桿所述插桿插接在所述限位孔內(nèi)實現(xiàn)固定。
[0081]本實施方式中，在底座上設(shè)置多個限位孔92，即:限定了限位裝置10間距的幾種固定尺寸，即:限定了踏板1能夠左右擺動的最大角度a的幾種具體數(shù)據(jù)，在使用時，根據(jù)需要選擇相應檔位即可。另外，本實施方式中的距離調(diào)整方式采用插接結(jié)構(gòu)，調(diào)整時，通過拔插定位裝置即可，操作方便快捷。
[0082]【具體實施方式】二十一:參見圖17和18說明本實施方式。本實施方式與【具體實施方式】十六所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的區(qū)別在于，所述每個限位裝置10包括一根滑軌、一根頂柱14、一根擋桿13和多對限位塊12 ;所述滑軌與底座的上表面固定連接；所述頂柱14固定在滑軌的滑塊上；在滑軌的兩側(cè)、沿其滑動方向等間距設(shè)置有多對限位擋塊12，每對限位擋塊12上均設(shè)置有擋桿固定槽，所述擋桿固定槽用于放置擋桿。
[0083]本實施方式中所述限位裝置10采用滑道的方式實現(xiàn)間距的調(diào)整，通過在滑道側(cè)面設(shè)置限位擋塊實現(xiàn)固定位置的作用，操作方便、快捷，并且使得限位裝置1的高度保持不變，更能保證在每個檔位所限定的踏板1能夠左右擺動的最大角度a的一致性。
[0084]【具體實施方式】二十二:參見圖19和20說明本實施方式。本實施方式是對【具體實施方式】二十一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的進一步限定帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，本實施方式中，所述擋桿13為L形桿件或門字形桿件。
[0085]【具體實施方式】二十三:本實施方式與前述所有實施方式的進一步限定，本實施方式中，所述平衡底座2為中空結(jié)構(gòu)，采用橡膠制做。本實施方式中的平衡底座2的內(nèi)部可以充氣、充水或者防止沙子等流體，使得底部更加穩(wěn)定。[0086]【具體實施方式】二十四:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的進一步限定，本實施方式中，所述平衡底座2的外表面均勻分布有若干突起。用于防滑。
[0087]圖19所示的擋桿13為L形桿件，圖20所示的擋桿13為門字形桿件。這兩種桿件的結(jié)構(gòu)都能夠保證擋桿13放置位置的準確性以及放置之后的穩(wěn)定性。
[0088]本發(fā)明所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的具體結(jié)構(gòu)不局限于上述各種實施方式所描述的具體結(jié)構(gòu)，還可以使上述各個實施方式所記載的技術(shù)特征的合
理組合。
[0089]【具體實施方式】二十五:參見圖5、21和22說明本實施方式。本實施方式是對具體實時方式十二所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置的進一步限定，本實施方式中，增加了電機驅(qū)動電路105、電機和傳動機構(gòu)，所述電機驅(qū)動電路105的控制信號輸入端連接控制器43的電機驅(qū)動信號輸出端，所述底座9為空心結(jié)構(gòu)，每個限位裝置10由限位擋板101和傳動桿102組成，所述傳動桿102的一端與限位擋板101固定連接，該傳動桿102的另一端帶有限位環(huán)形突起；該傳動桿102通過軸承固定在底座9的內(nèi)側(cè)壁上，并且限位擋板101位于底座9側(cè)壁與平衡底座2之間，所述電機驅(qū)動電路105驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，所述電機的輸出軸通過傳動機構(gòu)同時驅(qū)動兩個限位裝置10中的傳動桿102做相對的直線運動；
[0090]控制電路4內(nèi)嵌入的控制模塊還包括如下單元:
[0091]平衡度檢測單元，用于對本次采樣之前的連續(xù)N個距離差信號求平均值，獲得平均距離差，N為大于10的正整數(shù)；
[0092]電機驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，用于根據(jù)平衡度檢測單元獲得的平均距離差，產(chǎn)生電機驅(qū)動信號，調(diào)整兩個限位裝置10的間距，使得踏板的擺動最大幅度為平均距離差的1.2至
1.6 倍。
[0093]本實施方式中，采用平衡度檢測單元根據(jù)踏板連續(xù)擺動情況獲得平衡狀態(tài)，并根據(jù)該平衡狀態(tài)調(diào)整限位裝置10之間的間距，實現(xiàn)限位幅度的自動調(diào)節(jié)。例如:當踏板連續(xù)擺動幅度變化比較大時，表示運動員的平衡狀態(tài)不穩(wěn)定，此時調(diào)整兩個限位裝置10的間距變大，相反，當踏板連續(xù)擺動幅度變化比較小時，表示運動員的平衡能力比較好，此時調(diào)整兩個限位裝置10的間距變小。
[0094]參見圖21所示，是本實施方式所述的一種具體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式。所述傳動桿102位于底座內(nèi)的部分外側(cè)壁帶有螺紋，形成蝸桿結(jié)構(gòu)，所述電機的輸出軸驅(qū)動主動輪106旋轉(zhuǎn)，該主動輪106帶動驅(qū)動輪104旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動輪104兩端帶有兩套齒輪傳動機構(gòu)103，該齒輪傳動機構(gòu)103驅(qū)動傳動桿102帶有螺紋的部分，實現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，進而實現(xiàn)通過電機控制調(diào)整傳動桿102末段的限位擋板101的位置，實現(xiàn)兩個限位裝置10之間的間距的調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，它包括踏板(1)和平衡底座(2)，其特征在于，它還包括兩個測距傳感器(3)、控制電路(4)和顯示器(6)，踏板(1)為平板狀，平衡底座(2)的底面是半徑為R的弧面，所述平衡底座(2)的頂面為平面，所述平衡底座(2)的頂面與踏板(1)的底面固定連接，所述踏板(1)底面上固定有兩個測距傳感器(3)，所述兩個測距傳感器分別位于平衡底座(2)的弧面的兩側(cè)；兩個測距傳感器的信號輸出端分別連接控制電路(4)的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述控制電路(4)的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器(6)的信號輸入端；所述控制電路(4)內(nèi)嵌入有軟件實現(xiàn)的控制模塊，所述控制模塊包括如下單元:數(shù)據(jù)采集單元，用于每間隔采樣時間均同時采集第一距離信號輸入端輸入的第一距離信號和第二距離信號輸入端輸入的第二距離信號；比較單元，用于接收到的第一距離信號減去第二距離信號，獲得信號差；顯示單元，用于將信號差轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息或圖形信息發(fā)送給顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述控制電路(4)包括兩個信號調(diào)理電路(41)信號調(diào)理電路(41)、Α/D轉(zhuǎn)換電路(42 )和控制器(43 );所述控制模塊嵌入在控制器(43 )內(nèi)，所述兩個信號調(diào)理電路(41)信號調(diào)理電路(41)的信號輸入端分別是控制電路(4)的第一距離信號輸入端和第二距離信號輸入端，所述兩個信號調(diào)理電路(41)信號調(diào)理電路(41)的信號輸出端分別連接Α/D轉(zhuǎn)換電路(42)的兩個模擬信號輸入端，所述Α/D轉(zhuǎn)換電路(42)的數(shù)字信號輸出端連接控制器(43)的信號采集信號輸入端，所述控制器(43)的Α/D轉(zhuǎn)換控制信號輸出端連接Α/D轉(zhuǎn)換電路(42)的轉(zhuǎn)換控制信號輸入端，所述控制器的顯示驅(qū)動信號輸出端連接顯示器(6)的信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，它還包括鍵盤(5)，所述鍵盤(5)的信號輸出端連接控制電路(4)的鍵盤信號輸入端；所述控制模塊還包括如下單元:按鍵信息采集單元，用于接收鍵盤(5)輸入的按鍵信息；按鍵信息解碼單元，用于判斷獲得按鍵信息的內(nèi)容，當按鍵信息為采樣時間信息時，將該采樣時間信息作為采樣時間信息；當按鍵信息為輸出數(shù)字顯示信息時，發(fā)送數(shù)字顯示命令給顯示單元；當按鍵信息位圖像顯示信息時，發(fā)送圖形顯示命令給顯示單元；顯示單元，根據(jù)接收到的命令發(fā)送相應的顯示信息給顯示器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于它包括兩個調(diào)零電路(44)，所述兩個調(diào)零電路(44)分別與兩個信號調(diào)理電路(41)信號調(diào)理電路(41)相對應，每個調(diào)零電路(44)的信號輸出端連接一個信號調(diào)理電路(41)信號調(diào)理電路(41)的調(diào)零信號輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項權(quán)利要求所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡訓練裝置還包括底座(8)，所述底座(8)上表面設(shè)置有與平衡底座(2)相對應的凹槽(81)，所述平衡底座(2)放入在該凹槽(81)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述凹槽(81)的底面為平面或弧面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述凹槽(81)的底面為弧面，所述平衡訓練裝置還包括多個限位弧形板(82)，所述多個限位弧形板(82)依次疊加放置在凹槽(81)內(nèi)，所述多個限位弧形板(82)的內(nèi)弧半徑依次縮小，并且最小的內(nèi)弧半徑大于平衡底座(2)的半徑，相鄰兩塊限位弧形板(82)相接處的弧面的半徑相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項權(quán)利要求所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述平衡訓練裝置還包括底座(9)和一對或多對限位裝置(10)，所述底座(9)的上面帶有凹槽(91)，所述平衡底座(2)嵌入在所述凹槽(91)內(nèi)，每對限位裝置(10)對稱設(shè)置在凹槽的左右兩側(cè)，所述限位裝置(10)用于限制平衡底座(2)左右擺動的幅度，所述限位裝置(10)固定在底座(9)的上表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述限位裝置(10)的高度可調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有信息反饋功能的一維互動平衡訓練裝置，其特征在于，所述裝置還包括電機驅(qū)動電路(105)、電機和傳動機構(gòu)，所述電機驅(qū)動電路(105)的控制信號輸入端連接控制器(43)的電機驅(qū)動信號輸出端，所述底座(9)為空心結(jié)構(gòu)，每個限位裝置(10)由限位擋板(101)和傳動桿(102)組成，所述傳動桿(102)的一端與限位擋板(101)固定連接，該傳動桿(102)的另一端帶有限位環(huán)形突起；該傳動桿(102)通過軸承固定在底座(9)的內(nèi)側(cè)壁上，并且限位擋板(101)位于底座(9)側(cè)壁與平衡底座2之間，所述電機驅(qū)動電路(105)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，所述電機的輸出軸通過傳動機構(gòu)同時驅(qū)動兩個限位裝置(10)中的傳動桿(102)做相對的直線運動；控制電路(4)內(nèi)嵌入的控制模塊還包括如下單元:平衡度檢測單元，用于對本次采樣之前的連續(xù)N個距離差信號求平均值，獲得平均距離差，N為大于10的正整數(shù)；電機驅(qū)動信號產(chǎn)生 單元，用于根據(jù)平衡度檢測單元獲得的平均距離差，產(chǎn)生電機驅(qū)動信號，調(diào)整兩個限位裝置(10)的間距，使得踏板的擺動最大幅度為平均距離差的1.2至1.6倍。
【文檔編號】A63B22/16GK103638643SQ201310739312
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】張寶利, 張權(quán), 劉延淼 申請人:哈爾濱師范大學