[发明专利]一种智能护腿板及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于体育运动监测应用领域，具体是涉及一种球类运动过程中对运动员的腿部运动进行监测及防护的方法及其设备。

背景技术

足球运动，是一项广泛体育运动项目。在活动过程中，由于足球比赛的高对抗性，球员被踢到小腿是很经常的事情。护腿板能够起到分散、缓冲施加到小腿上的压力和冲力，从而保护球员。球员没有佩戴护腿板、暴力作用于小腿时均可以发生胫骨或腓骨骨折，严重时会引发大腿股骨骨折或膝盖十字韧带撕裂，护腿板可减少小腿骨折发生率。为此，国际足联强制规定运动员参加比赛时必须佩戴护腿板，以免小腿骨折发生。由于足球运动高对抗性，往往通过发挥个人和集体整体技战术能力和水平，达到战胜对手的目的。因此，如何通过科学的系统化训练提高整体技术能力，是提高足球运动整体技战术能力和运动员专项能力的关键。

国际上，通过不同的专项设备对运动员的足球速度训练进行量化和分析成为一种必然趋势。在国内，由于早期国家在体育产业投入不足，广泛的体育训练往往靠教练员跟踪进行判断，无法准确通过量化数据分析判断运动员训练效果，不利于运动员能力提升；伴随着体育产业的发展得到国家各个层面的高度重视，以及科学技术的快速发展，国内高技术体育设备的研发处于加速追赶状态，特别是对运动员训练信息采集、记录及分析逐渐受到重视。

发明内容

本发明的目的是通过研制一种智能护腿板及其实现方法，实现对运动员在足球练习或比赛过程中，防护腿部受伤，自动实时采集并记录运动员腿部运动加速度、角速度、方向、心率信息、乳酸含量信息及肌电信息,通过软件对腿部疲劳度、跳跃次数自动进行分析计算、存储，最后通过无线将采集及计算分析数据实时发射出去，从而方便教练员对运动员管理，制定针对性训练计划，提高运动训练效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能护腿板，它包括电子设备和护腿夹具；其中电子设备包括：心率传感器、9轴传感器、光电生物传感器、肌电传感器、主处理模块、存储模块、电源管理模块、蓝牙模块、护腿夹具；其中心率传感器、9轴传感器、光电生物传感器、肌电传感器、存储模块、电源管理模块、蓝牙模块与主处理模块进行电连接；蓝牙模块与外部运动监控终端通过无线方式进行连接；

所述心率传感器，用于采集运动员运动时的心率信息并传输至主处理模块；

所述9轴传感器，用于采集运动员运动时腿部加速度、角速度、方向信息并传输至主处理模块；

所述光电生物传感器，用于采集人体腿部运动时乳酸含量并传输至主处理模块；

所述肌电传感器，用于采集人体腿部表面肌肉所产生的电子活动信号并传输至主处理模块；

所述主处理模块，用于接收心率传感器、9轴传感器、光电生物传感器、肌电传感器传输的心率信息、加速度信息、角速度信息、方向信息、乳酸含量信息及肌电信息，并对采集信息进行滤波、处理，计算腿部疲劳度、跳跃次数，处理后信息写入存储模块，同时通过蓝牙模块传输至运动监控终端；

所述存储模块，用于存储运动员运动过程中的采集原始数据和设备参数设置信息；

所述电源管理模块，用于设备内部各模块电源供电管理、电池充电；

所述蓝牙模块，用于外部监控终端数据通信，接收主处理模块发送数据并转发至外部运动监控终端；同时，蓝牙模块接收外部运动监控终端校时命令信息；

所述护腿夹具，用于防护腿部、电子设备受外力撞击，同时固定电子设备。

所述智能护腿板，是一种智能护腿夹具，通过绑带将智能护腿板紧密固定在人体腿部。

所述护腿夹具采用四层物理结构，第一层为防护层，第二层为防水层，第三层为保护层，第四层为衬垫层；

所述防护层，采用橡胶或塑料制品，用于防护外力直接撞击造成腿部受伤或设备损坏；

所述防水层，用于防护雨水浸透，造成设备损坏；

所述保护层，采用弹性材料，用于保护外力对腿部或电子设备的撞击；

所述衬垫层，采用用于提高护腿板与人体腿部接触的舒适度。

所述智能护腿板电子设备，嵌入在护腿夹具第三层与第四层之间，用于采集运动员运动时动作姿态信息。

所述心率传感器，通过光学技术监测运动员血流量及心率值，并将采集信息传输至主处理模块。

所述9轴传感器，分别为三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴磁感应传感器；所述三轴加速度传感器，用于采集运动员运动过程加速度信息；所述三轴陀螺仪，用于采集运动员运动过程角速度信息；三轴磁感应传感器，用于采集运动员运动过程运动方向信息。