[发明专利]一种可检测力量大小及方向的轮椅冰壶推杆

权利要求书

1.一种可检测力量大小及方向的轮椅冰壶推杆，包括推杆杆体和套接在推杆杆体一端的推杆头，该推杆头通过冰壶壶柄与冰壶石连接；其特征在于，在所述推杆杆体或推杆头上设有运动参数测量单元，用于测量推杆的实时空间角度；在所述推杆杆体和推杆头的连接处设有压力测量单元，用于测量推杆的实时压力大小；

所述压力测量单元，包括在第一芯片模组上集成的第一电源模块以及依次连接的压力传感器、第一信号差分放大电路、第一滤波电路和第一数据传输模块；

所述运动参数测量单元，包括在第二芯片模组上集成的三轴陀螺仪、三轴加速度计、姿态解算模块、第二信号差分放大电路、第二滤波电路、第二数据传输模块和第二电源模块；其中，所述三轴陀螺仪和三轴加速度计均依次通过第二信号差分放大电路、第二滤波电路与姿态解算模块的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述运动参数测量单元的第二芯片模组上还集成有与所述第二信号差分放大电路输入端相连的三轴磁力计，用于消除所述三轴加速度计的漂移误差。

3.根据权利要求1所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述第一数据传输模块、第二数据传输模块采用433MHZ、蓝牙或Zigbee无线模块。

4.根据权利要求1或2所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述运动参数测量单元通过螺纹连接、粘接或者紧配合连接的方式安装于所述推杆杆体或推杆头上。

5.根据权利要求1或2所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，以东北天坐标系作为坐标系XYZ，令所述轮椅冰壶推杆与冰面的实时夹角为∠AOB，其中OB代表推杆轴线方向，OA代表推杆在冰面上的投影方向，通过所述运动参数测量单元得到推杆的空间夹角分别为：推杆在YOZ平面上的投影与Y轴之间的夹角∠DOY＝θ_x，推杆在XOZ平面上的投影与X轴之间的夹角∠COX＝θ_y，以及推杆在XOY平面上的投影与X轴之间的夹角∠AOX＝θ_z；则冰壶推杆与冰面之间的夹角∠AOB计算公式为：tan∠AOB＝tanθ_y×sinθ_z。

6.根据权利要求1所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述压力测量单元封装在一个壳体内，该壳体两端加工有带外螺纹的圆柱，与该压力测量单元相连的推杆杆体和推杆头的连接处均加工有带内螺纹盲孔。

7.根据权利要求6所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述推杆头包括手柄杆和卡口套；所述手柄杆整体呈U型，该手柄杆的闭口端与所述压力测量单元一端的圆柱螺纹连接，该手柄杆的开口端通过紧固螺栓与所述卡口套一端铰接，所述卡口套另一端设有限位螺栓，用于调节运动员发力点与冰壶质心之间的距离；在所述卡口套上加工出一定长度的刻度标尺，用来量化所述限位螺栓调节的距离。

8.根据权利要求1或6所述的轮椅冰壶推杆，其特征在于，所述压力传感器选择应变式力传感器、电感式力传感器、电容式力传感器以及压电式力传感器中的一种或多种组合使用。