[實用新型]一種冰刀三維剛性橋測力臺

有效

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN211205724U
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 楊宸灝;傅維杰;楊洋;李明
• 申請（專利權）人: 上海體育學院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01D21/02
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 沈其梅

本實用新型提供一種冰刀三維剛性橋測力臺，所述三維剛性橋測力臺包括上剛性橋、下剛性橋、二個三維力傳感器和運動測量單元；所述剛性橋測力臺通過上剛性橋和下剛性橋固定連接在冰刀上，所述上剛性橋和下剛性橋之間安裝固定有前后二個三維力傳感器，用于檢測冰刀受力大小；所述運動測量單元用于檢測剛性橋測力臺的空間位置，所述運動測量單元安裝固定于上剛性橋后部。該測力臺可實時監(jiān)測運動員的三維蹬冰力的大小、方向、反作用力作用點位置以及冰刀的開合狀態(tài)，填補我國速度滑冰運動三維測力的空白。

技術領域

本實用新型涉及體育運動器械，具體的涉及一種可以檢測運動員滑冰時冰刀受力大小、方向、冰刀開合狀態(tài)等的器械。

背景技術

人在行走、奔跑時，會通過足部對地面施加一個力，同時地面給予足部一個反作用力，這些矢量力是三維的，通常由一個豎直方向的力和兩個沿水平面垂直的分力組成。在速度滑冰運動中，人體通過對冰刀這一剛體施加力，向側后方蹬冰，形成向側前方的反作用力作為推進力，進而在冰面上向前滑行。

在體育領域，各項運動三維測力的可行性和精準性，對于科學訓練和科學研究都十分重要。在上述陸地運動當中，一般通過在地面埋放三維測力臺來獲取跑步時人體足部與地面接觸時的三維地面反作用力，由于測力臺是固定的，一般測力臺的坐標即為大地坐標。而在速滑運動中，由于冰面、冰刀的限制以及速滑的高速特點，傳統(tǒng)的三維測力臺無法在冰面使用，無法滿足速滑運動中對三維地面(冰面)反作用力的大小、方向、作用中心位置以及力的大地坐標系等研究要求，這也造成了目前在速滑訓練時運動員、教練員和科研人員對三維冰面反作用力(蹬冰力)數(shù)據(jù)的了解不足，影響訓練的效果和科學性。

自克萊普式冰刀(NL-C-1007303、NL-C-1007231)實用新型以來，各項國際賽事上的成績刷新無疑證明了克萊普式冰刀相比傳統(tǒng)連體式冰刀的速度更快。這主要歸功于克萊普冰刀的開合式設計更為符合人體的運動特征，能使得運動員在蹬冰時更為舒展，利用到踝關節(jié)跖屈的力量，增加了單次滑行的距離，提高了滑行效率。然而，這一通過機械結構改變滑行技術，提高滑行效率的實用新型，卻由于上述的三維冰面反作用力采集的問題，難以進行深入的運動生物力學研究和動作技術分析。

目前，根據(jù)對現(xiàn)有的關于克萊普式冰刀的調研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的克萊普式冰刀(CN101795735B)僅對冰刀鉸鏈自由度以及阻尼裝置等進行改進，并不涉及上述對于三維冰面反作用力的測量以及冰刀開合狀態(tài)的檢測。

因此，我們需要一種可以同時精準測量速度滑冰時冰刀受力(力的大小、方向以及作用中心位置)情況、空間位置以及開合狀態(tài)(角度、開合時間)的設備。

實用新型內容

本實用新型提供一種可檢測克萊普冰刀受力大小、方向及開合狀態(tài)的無線三維剛性橋測力臺，以解決目前克萊普冰刀無法測量三維冰面反作用力以及開合狀態(tài)的問題，主要應用于冰刀式冰鞋。

本實用新型第一方面，提供一種冰刀三維剛性橋測力臺，所述三維剛性橋測力臺包括上剛性橋、下剛性橋、三維力傳感器運動測量單元；所述上剛性橋和下剛性橋通過鉸鏈連接在冰刀上，所述上剛性橋和下剛性橋之間安裝固定有前后二個三維力傳感器，用于檢測冰刀受力大小；所述運動測量單元用于檢測剛性橋測力臺的空間位置，所述運動測量單元安裝固定于上剛性橋后部。

上述運動測量單元包括蓄電池、信號采集發(fā)射器、三軸陀螺儀、三軸磁感儀、三軸加速度計，所述蓄電池分別與信號采集發(fā)射器、三軸陀螺儀、三軸磁感儀、三軸加速度計和三維力傳感器電連接，所述信號采集發(fā)射器用于采集和傳輸數(shù)據(jù)。

上述三維剛性橋測力臺還包括角度傳感器，用于測量冰刀的開合角度及開合時間。

上述角度傳感器安裝于鉸鏈內。

上述三維力傳感器分別封裝在剛性殼體內，所述三維力傳感器殼體與上下剛性橋之間無縫貼合。