专利名称：多功能格斗训练系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子技术在格斗训练测力测速系统中的应用， 特别涉及一种多功能格斗训练系统。
背景技术：
目前市场上存在的测力系统一般分为两类 一类为机械式，结构简 单，精度差，为市场的低端产品；另一类为数字式， 一般由压力传感器、
单片机、显示器组成，精度高，但多为被动测量(显示可打击信号后才
能进行打击)。测速系统一般利用打击力度，利用冲量定理(Ft二MAv) 计算出打击速度，但其中的M(胳膊或腿部质量)和t(打击受体形变时间) 为估算值，准确度差。
国内的产品和研究基本上都如上述，测力和测速是分离的，尤其它 们的被动测量应用不便，灵活度差，缺少对格斗训练的针对性，在应用 中有极大的限制。
发明内容
为克服现有产品的缺陷和不足，本实用新型设计实现了将测量打击 力和测量打击速度相结合的多功能格斗训练系统，该系统告别了以往格 斗训练中打击力和打击速度需分别测量，而且测量过程过于被动的特性， 可以在训练过程中实时的获取打击数据，训练结束后将多次测量的打击 数据进行统计和处理，由此可以进行更加针对性的训练，有很强的实用 性。
本实用新型是通过以下方案实现的
本实用新型的多功能格斗训练系统，是由测量装置和上位机组成， 其特别之处在于所述的测量装置包括有微处理器，训练假人，固定在训练假人内的若干含压力传感器的打击点，两个固定在足下的含按键的
踏垫和两个固定在手臂上的含按键的护臂；压力传感器，以及踏垫和护
臂内的按键均与微处理器连接。
本实用新型的多功能格斗训练系统，在训练假人的关键部位，如面 部，颈部，心脏，软肋，裆部等位置放置含压力传感器的打击点，并全
部通过线路与微处理器的A/D转换器的各个通道相连。在踏垫和护臂中 放置按键并与微处理器的I/O端口引脚相连。微处理器通过串口与上位机 相连。
本实用新型的多功能格斗训练系统，所述的压力传感器是由打击面、 压力传导柱和应变片组成，打击面内侧焊接头部为半球形的压力传导柱， 压力传导柱压在应变片的中央部位。
含按键的护臂和踏垫用于产生打击的起始信号，当训练人员训练时， 将护臂佩戴在小臂上(对训练人员打击的干扰小)，边缘靠近肘部关节处， 按键在小臂内侧。由于击打前需要收臂，故此时大臂与小臂会挤压按键 产生一个高电平起始信号。利用腿部踢打时，训练人员应先踩在踏垫上， 当出腿时，由于没有了压力，故踏垫会产生一个低电平的起始信号。
微处理器是系统的控制核心。开始时，微处理器不断循环检测是否 有护臂和踏垫传送过来的起始信号，检测该信号后则起用定时器进行记 时，并且循环检测所有的压力传感器， 一旦检测到压力传感器产生数值， 表明正进行打击，获取压力峰值，并且停止定时器，获得打击时间。最 后将打击部位编号，被打击部位编号，打击时间，打击力度合并通过串 口传递给上位机。此后，微处理器恢复到初始状态，继续开始循环检测 护臂和踏垫信号。
上位机通过串口接收到数据，处理并存储数据。当一组打击训练结 束，上位机利用存储的数据计算出打击速度和打击力度值，并将全部训 练过程中的打击力度，打击时间，打击速度数据在屏幕上显示出来。上
位机还可按照需要进行统计打击平均时间统计，打击平均力度统计，
打击平均速度统计，不同打击部位的数据统计，不同被打击部位的数据
4统计等。最后可以将数据以及统计结果存储进相应的文件中。
本实用新型设计实现了将测量打击力和测量打击速度相结合的多功 能格斗训练系统，该系统告别了以往格斗训练中打击力和打击速度需分 别测量，而且测量过程过于被动的特性，可以在训练过程中实时的获取 打击数据，训练结束后将多次测量的打击数据进行统计和处理，由此可 以进行更加针对性的训练，有很强的实用性。


图1是本实用新型的电路结构示意图。
图2是本实用新型的打击点的剖面结构示意图。 图3是本实用新型微处理器程序流程图。
图中，l为上位机，2为微处理器，3为串口， 4、 5为护臂，6、 7为 踏垫，8打击点，9为打击面，IO为压力传导柱，ll为应变片。
具体实施方式
本实用新型结合附图和实施例对本实用新型作具体的说明 电路结构图如图1所示。本实用新型的多功能格斗训练系统，是由 测量装置和上位机1组成，所述的测量装置包括有微处理器2，训练假人，
10个固定在训练假人内的含压力传感器的打击点8，固定在左足下的含 按键的踏垫6，固定在右足下的含按键的踏垫7，固定在左手臂内的含按 键的护臂4，固定在右手臂内的含按键的护臂5。微处理器2经过串口3 与上位机1相连。
在本实例中，微处理器采用Microchip公司出品的PIC18F4620的产 品。它具有13路输入的10位A/D转换器，4个16位定时器/计数器，4 个8位双向I/O 口，完全可以满足实际应用中的需要。其中I/O 口中的 RC0 RC3分别为护臂和踏垫的按键输入端口。 AN0 AN9分别为面部、
颈部、心脏、右胸、左肋、右肋、裆部等部位压力传感器的输入端。TX 和RX与串口驱动芯片的相应端口相连，从而使串口连接上位机与微处理器。使微处理器能正常工作的其它基本外围电路在此不再赘述。 上述电路的工作过程为
1、 训练人员佩戴好护臂，双脚各踩在踏垫上。此时护臂无压力，输 入微处理器低电平；踏垫有压力，输入微处理器高电平。微处理器循环
检测RC0 RC1端的是否为"1"， RC2 RC3是否为"0"。若是，则说明 训练人员开时打击，此循环结束，微处理器进行下一个循环。
2、 启动TimeO定时器/计数器(己设定好TimeO的初值，使其每5ms 产生一次溢出中断)，不断的检测AN0 AN9的转换结果和是否发生了计 数器溢出中断。此后要处理下面三种状况
(1) 如果检测到溢出中断，则将一个已设定好初值为0的变量counter自 加l，重新设定好TimeO的初值，清中断，继续记时。
(2) 如果检测到AN0 AN9中有一路通道转换的结果大于某一阀值，则说 明击打到了假人上某一个压力传感器，此循环结束，计时器溢出中断后 也结束运行，微处理器开始以合适的间隔不断取得压力传感器的数值， 求出其中的最大值则为打击压力峰值。
(3) 如果超时(400ms)还没有检测到AN0 AN10的有转换结果，则说明 为误操作，微处理器回到原始状态，重新运行
3、 最后微处理器将counter值，打击力数据，打击部位编号，被打 击部位编号一起合并通过串口发送到上位机。微处理器返回到初始状态， 开始下一次运行。
微处理器程序流程图如图3所示。
上位机部分为软件设计，主要包括四个模块串口通信模块、数值 转化模块、数据统计模块、显示模块。串口通信模块应实现接收微处理 器数据以及获得微处理器状态的功能。数值转化模块应实现将微处理器 采集的传感器值，记时变量counter等中间数据转化为最终的打击力度、 打击时间、打击速度数据。数据统计模块应实现对打击平均时间的统计， 打击平均力度的统计，打击平均速度的统计，不同打击部位的数据统计， 不同被打击部位的数据统计，以及实现把数据存储到数据库的功能。显
6示模块应在屏幕上分类显示出以上所有数据，界面力求人性化。
压力传感器打击点的制作由于压力传感器的应变片面积较小，影 响打击面，需制作打击点来放大打击面。剖面图如图2所示。打击面9 需选用圆形钢板，外侧包裹缓冲材料，内侧焊接头部为半球形的压力传
导柱10，压力传导柱IO压在应变片11的中央部位。
含按键的护臂和踏垫的制作在弹性好，人员使用舒适的护臂和踏 垫内部放置大小合适的按键作为打击起始信号装置。按键需制作4个， 分别作为左右护臂内按键和左右踏垫内按键。踏垫以及其内部内按键不 能过小，否则训练人员容易踩在踏垫外，影响正常的使用。按键的实现 方法如下在按键的外套的上下两层布好导线，上层导线连接VCC，下层 导线连接到微处理器，中间夹一层布满硬币大小孔洞的薄海绵。每当有 压力压在上面时，上下层的导线接触，则有高电压信号传递给微处理器。
训练假人的制作需使用富有弹性的材料实现。在训练假人的各个 部位安装10个内含压力传感器的打击点，分别位于头部正面l个，头部侧
面2个，颈部1个，胸部左右2个，腹部左中右3个，裆部1个。训练假人应
可以调节高度，以适应不同高度的训练人员的需要。同时假人的两臂和 双手可以模拟拳击运动员出拳的姿势，以达到模拟实际击打对抗训练的 目的。
系统使用方法开启上位机和对微处理器通电，通过上位机检测系 统是否正常，微处理器是否准备好。若正常，上位机则给出系统正常的 信号。训练人员应佩戴护臂在小臂上，护臂含按键一端靠近大臂小臂连 接的关节处，双脚应站在踏垫上，开始打击训练。结束后，通过上位机 查看打击数据，并输入训练人姓名，将数据存入到数据库中。
权利要求1、一种多功能格斗训练系统，是由测量装置和上位机组成，其特征在于所述的测量装置包括有微处理器，训练假人，固定在训练假人内的若干含压力传感器的打击点，两个固定在足下的含按键的踏垫和两个固定在手臂内的含按键的护臂；压力传感器，以及踏垫和护臂内的按键均与微处理器连接。
2、 根据权利要求1所述的多功能格斗训练系统，其特征在于压力传感器与微处理器的A/D转换器相连；踏垫和护臂内的按键与微处理器的I/0端口相连；微处理器通过串口与上位机相连。
3、 根据权利要求1或2所述的多功能格斗训练系统，其特征在于所述的压力传感器是由打击面、压力传导柱和应变片组成，打击面内侧焊接头部为半球形的压力传导柱，压力传导柱压在应变片的中央部位。
专利摘要本实用新型涉及一种电子技术在格斗训练测力测速系统中的应用，特别涉及一种多功能格斗训练系统，该训练系统是由测量装置和上位机组成，所述的测量装置包括有微处理器，训练假人，固定在训练假人内的若干含压力传感器的打击点，两个固定在足下的含按键的踏垫和两个固定在手臂上的含按键的护臂；压力传感器，以及踏垫和护臂内的按键均与微处理器连接。本实用新型设计实现了将测量打击力和测量打击速度相结合的多功能格斗训练系统，可以在训练过程中实时的获取打击数据，训练结束后将多次测量的打击数据进行统计和处理，由此可以进行更加针对性的训练，有很强的实用性。
文档编号G01L5/00GK201333295SQ20092001753
公开日2009年10月28日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者博 朱, 亮 肖, 郑卫民 申请人:山东警察学院