[发明专利]一种用于运动员动力学信息测试的铁饼

说明书

技术领域

本发明涉及一种体育器材，特别是一种用于运动员动力学信息测试的铁饼，能够实时获取掷铁饼运动员在投掷过程中的六维力信息，用于训练指导。

背景技术

随着体育运动竞技水平的不断提高，对体育辅助训练器材的设备性能和种类的需求也日益增长。科学的辅助训练器材能够为体育训练、科研和教学提供技术保障，帮助教练员、研究人员和运动员认识体育运动的内在规律，优化训练方法，提高运动成绩。目前，国内外测量投掷类运动的运动学参数一般采用的是运动捕捉系统，这种方法在需测量的部位粘贴跟踪器，然后通过测量跟踪器的位置变化间接得到人体运动学参数。基于位置的测量通常不能很好地反映力的变化，而对投掷类运动而言，如果能够获取直接作用于器械上的力则能科学的判断运动员动作的合理性。对于掷铁饼运动，铁饼运动员的成绩与铁饼出手初速度、出手角度和出手高度紧密相关。掷铁饼的远度理论公式为S=V02sin2αg+2hgV0cosα]]>(S为投掷远度，V₀为铁饼出手初速度，α为出手角度，h为出手的高度)；由于铁饼飞行中受到空气的作用力，实际远度还与空中的风速大小和风向有关。而这些决定铁饼远度的参数，都与铁饼投掷过程中的运动学参数相关，而运动过程中的运动学参数，都是投掷力作用的结果。如果能将铁饼在各个时期(出手前和空中飞行时)的受力状况完全量化表示，特别是将投掷过程中的受力与运动员的动作相关联，则可以有效反映运动员动作的有效性，及时纠正不合理动作、提高训练效率，同时也可以采集优秀运动员的发力特征，形成具有研究和参考价值的优秀掷饼动作数据库。经检索，现有技术中没有发现用于运动员动力学信息测试的铁饼等相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于运动员动力学信息测试的铁饼，实现了对铁饼的三维线加速度和三维角加速度信息的获取。

本发明的技术方案是：一种用于运动员动力学信息测试的铁饼，其结构中包括上壳体、下壳体，上壳体、下壳体通过金属圈用连接件连接成一体并构成饼体，上壳体与下壳体之间有一个空腔，下壳体内侧中心有一凹槽，在凹槽上方固定有电路板，电路板上具有数据采集和处理电路，电路板中心位置下侧的凹槽中装有与电路板相连接的E型膜片，E型膜片上特定的方向和位置贴装电阻应变片，E型膜片与电路板固定在一起，E形膜片可以获得X、Y、Z三个方向的线加速度和三个方向上的角加速度。在E型膜片下方固定有质量块。在电路板的外侧，位于下壳体的内侧台面上固定安装有用于固定电池的电池夹，为保证重心与标准铁饼一致，在电池夹的对侧，位于下壳体的内侧台面上紧固有配重块。在饼体的外侧面有输出接口和按钮，输出接口和按钮外部有保护胶片，覆盖后与铁饼表面形成一体。

所述的用于运动员动力学信息测试的铁饼，电路板为圆形，其圆心与下壳体圆心重合。

所述的用于运动员动力学信息测试的铁饼，上壳体、下壳体通过金属圈用六角螺母、十字槽盘头螺钉连接成一体。

所述的用于运动员动力学信息测试的铁饼，其特点在于具有与国际田联(IAAF)规定标准一致的外形尺寸和重量，上、下壳体均采用工程塑料制作而成。

该用于运动员动力学信息测试的铁饼工作原理是这样的：当进行测试时，运动员手握铁饼，按正常动作进行预摆、旋转和掷出铁饼，当铁饼的速度发生变化时，质量块由于受到惯性作用相对于铁饼发生位移，从而引起E形膜片变形，贴装在E形膜片上的电阻应变片电阻值随之发生变化，从而引起电压的变化，再经测量电路放大、滤波、和A/D模数转换器转换等，最后由单片机系统处理并以一定格式存储在非易失性存储器Flash中，并通过USB传输线发送到上位机，获得铁饼的线加速度与角加速度，进而获得运动员对铁饼的作用力，进行动力学分析。