[实用新型]一种基于数字化场地和机电信号的体育训练分析系统

说明书

所属领域  本发明涉及体育训练自动化领域，特别涉及一种基于数字化场地和机电信号的体育训练分析系统。

技术背景

击剑、跆拳道、拳击、摔跤、举重等竞技体育项目都是世界传统运动，它们都是是世界奥运会的重要组成部分，我国在这些竞技体育项目中具有一定的优势，在多次比赛和奥运会上取得优异成绩，2008年奥运会中，我国在拳击、举重、柔道项目上获得了多枚金牌，此类竞技体育项目成为我国奥运会上夺金的一大亮点，但是相比其他我国强势项目来说，击剑、跆拳道、拳击、摔跤、举重等竞技体育项目起步较晚，优势并不明显，和世界其他此类项目强国相比，还存在较大的差距。

目前我国击剑、跆拳道、拳击、摔跤、举重等竞技体育项目的训练教学工具和研究方法都很缺乏，特别对于训练研究的普适性工具更是没有，基本上是单凭教练员的肉眼和经验来判断训练者动作准确与否，训练者学习难度较高，只能从宏观上了解自己的大致的学习训练情况，涉及到具体的技术参数就无法判断，缺乏客观的、科学的指导方法和训练依据，比如在摔跤项目上运动员的肢体肌肉暴发力和步伐特征、脚步转换点的蹬地力量、肢体肌肉强度和脚步压力分布之间的关系以及涉及肢体平稳性相关参数等，这些信息对教练员和运动员有着重要的意义，不仅有助于客观了解自己的错误劣势所在，从根本上解决学习训练中的遇到的各种问题，从而针对训练、改正，提高训练效果和竞技水平，更重要的是可以帮助对此类竞技运动形成一个客观的科学的认识和分析方法，深入研究运动生物力学特征，从而提供科学的训练指导，提高民族竞技水平。然而现阶段却没有有效的工具方法来帮助实现。

根据国家专利局检索中心专利查询，有针对类似竞技体育的一种击剑训练指导系统，申请号是：200410041091.X，公开号是：CN1593703A，包括剑靶、传感和引导单元、运动部件、导向机构、运动驱动单元、处理单元和计算机。剑靶做成模拟击剑姿势的仿人形，固定安装于运动部件上。传感和引导单元由发光器和感应器连接组成，按照击剑运动的规律分布于剑靶上的各有效击刺部位。运动部件、导向机构和运动驱动单元带动剑靶沿直线前后运动，模仿运动员在剑道上的前后移动。传感和引导单元、运动部件可在计算机编程控制下按指定的序列和时间点亮或运动，主动引导运动员进行击刺和步伐训练、攻防训练。具优点是可以解决目前击剑训练中存在的被动、盲目和训练效果难以评价的问题，为教练员制定训练计划提供了依据，但是无法获得运动员的肢体肌肉状况和步伐特征、位置、脚步压力分布之间的关系以及涉及肢体平稳性等相关参数，不能从根本上解析此类运动的本质特征，而目前迫切需要对此类竞技运动作出科学的分析评价。

发明内容  本发明的目的在于：针对目前击剑、跆拳道、拳击、摔跤、举重等体育竞技训练的缺陷，提出一种基于数字化场地和肌电信号的体育训练分析系统。根据获得的表面肌电信号信息和运动生物力学等信息，提供科学的分析指导方法，提高运动员的训练水平。

本发明的技术方案是：一种基于数字化场地和机电信号的体育训练分析系统，包括活动工可拼装型数字化场地、便携式无线肌电仪、系统同步控制器、现场总线、计算机，其特征在于：

多块数字化场地模块根据训练要求拼装连接成不同长宽的正方形或者长方形构成活动式可拼装型数字化场地，活动式可拼装型数字化场地的各个数字化场地模块通过现场总线汇集到CAN卡后连接到系统同步控制器，系统同步控制器和计算机相连接；便携式无线肌电仪由多个肌电探头、高韧性连接导线、肌电信号盒组成，肌电信号盒内含数据预处理模块和数据无线发射接收装置，通过和系统同步控制器内的无线模块通讯，进而实现和计算机的连接；计算机控制系统同步控制器分别通过CAN总线和无线通讯的方式实现和活动式可拼装型数字化场地以及便携式无线肌电仪之间的通讯，通过发送同步信号精确同步活动式拼装型数字化场地和便携式无线肌电仪的系统时间，系统时间确认同步后，计算机控制系统同步控制器发出系统工作开始控制信号，活动式拼装型数字化场地获得运动员的步态信息通过现场总线、CAN卡和系统同步控制器传送到计算机，运动员的机电信号由肌电探头采集获得，通过高韧性连接导线传送到肌电信号盒，进行数据预处理后以无线发射的方式传送到系统同步控制器的无线模块，进而传送到计算机；系统工作过程中由系统同步控制器和计算机共同完成对整个系统的运行控制和训练运动过程中采集数据的传输控制、系统各个设备之间的同步校正控制。

所述的活动式拼装型数字化场地是由多块正方形数字化场地模块拼装组合而成，各个数字化场地模块之间采用凸出、凹陷的嵌入式结构固定，电源和信号总线通过伸缩式接头连接，以实现数字化场地模块之间的紧密结合；