專利名稱：力量訓(xùn)練反饋儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于體育訓(xùn)練器械領(lǐng)域，涉及一種供運(yùn)動(dòng)員在力量訓(xùn)練過(guò)程或肌肉傷后康復(fù)過(guò)程中使用的力量訓(xùn)練反饋儀。
力量訓(xùn)練是競(jìng)技體育訓(xùn)練的主要組成部分，是各個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和各種訓(xùn)練方法的基礎(chǔ)，歷來(lái)為各國(guó)體育專家所重視。目前，競(jìng)技體育領(lǐng)域經(jīng)過(guò)多年的研究與實(shí)踐，已經(jīng)形成了多種多樣的力量訓(xùn)練方法和手段。在這類專項(xiàng)力量訓(xùn)練過(guò)程中，準(zhǔn)確及時(shí)觀察掌握運(yùn)動(dòng)員主要肌肉(群)的收縮強(qiáng)度和節(jié)奏，是提高訓(xùn)練質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而如何達(dá)到隨意調(diào)節(jié)和控制肌肉(群)收縮的強(qiáng)度和節(jié)奏，乃是當(dāng)今運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練工作中的一項(xiàng)亟待解決的課題。但迄今為止，在力量訓(xùn)練過(guò)程中教練員和運(yùn)動(dòng)員判斷練習(xí)動(dòng)作是否正確和強(qiáng)度的大小，大多還是依據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)以及運(yùn)動(dòng)員自身的感受來(lái)掌握的，其準(zhǔn)確性和科學(xué)性均較差。
本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)有狀況的缺陷，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、具有判斷練習(xí)動(dòng)作準(zhǔn)確性和有效性功能并可有效發(fā)展訓(xùn)練者指定肌肉(群)力量的力量訓(xùn)練反饋儀。
本實(shí)用新型所述的力量訓(xùn)練反饋儀是根據(jù)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中有關(guān)肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位(肌電信號(hào))原理而研制的一種電子儀器，該儀器的工作原理框圖如


圖1所示。它由前置放大器2、混頻放大器5、檢波器8、節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4、強(qiáng)度設(shè)定電路10、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路7、計(jì)算機(jī)接口電路6以及聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)顯示電路11組成，其工作結(jié)構(gòu)特征是將來(lái)自于受訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員身體待測(cè)部位處所貼的肌肉貼片電極的取樣信號(hào)輸入1經(jīng)過(guò)前置放大器2后，再與來(lái)自節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4的輸出信號(hào)一同通過(guò)混頻放大器5，繼而進(jìn)入檢波器8，從檢波器8輸出的電信號(hào)經(jīng)與強(qiáng)度設(shè)定電路10輸入信號(hào)進(jìn)行電壓比較后，最后由聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)顯示電路11做出顯示，檢波器8的輸出信號(hào)同時(shí)經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路7與計(jì)算機(jī)接口電路6相聯(lián)通。該儀器在付于工作之前，教練員(或受訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員自己)應(yīng)先根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃及要求，通過(guò)強(qiáng)度設(shè)定電路10將受訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中肌肉(群)動(dòng)作所需達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)(電壓閾值)予以預(yù)先設(shè)定，并通過(guò)節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4為受訓(xùn)者提供節(jié)奏指示音拍，節(jié)奏音拍可隨著動(dòng)作要求的不同而變化。工作中，當(dāng)受訓(xùn)者的指定肌肉(群)部分隨著音拍節(jié)奏進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，其肌電信號(hào)通過(guò)儀器內(nèi)的工作電路轉(zhuǎn)換成聲反饋信號(hào)和光反饋信號(hào)，聲、光反饋信號(hào)的強(qiáng)弱程度與肌電信號(hào)電壓值的大小呈線性關(guān)系。由于預(yù)先設(shè)定了強(qiáng)度電壓閾值，在受訓(xùn)者的肌肉(群)動(dòng)作強(qiáng)度達(dá)到指標(biāo)后，聲、光顯示電路12、9發(fā)出正常顯示信號(hào)；而在受訓(xùn)者動(dòng)作強(qiáng)度不夠時(shí)，聲顯電路12發(fā)出噪音聲響或不發(fā)聲，光顯電路9則不發(fā)光，以此提示受訓(xùn)者加強(qiáng)動(dòng)作的強(qiáng)度及合理性。在儀器做聲、光顯示的同時(shí)，肌電工作信號(hào)還通過(guò)計(jì)數(shù)顯示電路11予以計(jì)數(shù)顯示，并通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路7與計(jì)算機(jī)接口電路6與計(jì)算機(jī)連接。
本實(shí)用新型所述的力量訓(xùn)練反饋儀在使用中具有以下特點(diǎn)一、體積小(殼體約手掌大小)、重量輕，便于在訓(xùn)練中攜帶；二、操作簡(jiǎn)單、教練員或運(yùn)動(dòng)員易于掌握；三、具有判斷練習(xí)動(dòng)作準(zhǔn)確性和有效性的功能，可行之有效地發(fā)展指定肌肉(群)的力量；四、具有預(yù)先設(shè)定和隨時(shí)調(diào)節(jié)力量訓(xùn)練中肌肉收縮的強(qiáng)度以及動(dòng)作節(jié)奏的功能，可按計(jì)劃要求指導(dǎo)力量訓(xùn)練的各種練習(xí)；五、具有聲、光、數(shù)字等三種信息反饋方式，可嚴(yán)格控制訓(xùn)練或康復(fù)練習(xí)過(guò)程；六、設(shè)有記錄儀和計(jì)算機(jī)接口，可為力量訓(xùn)練或康復(fù)練習(xí)的科學(xué)研究提供客觀而準(zhǔn)確的依據(jù)；
七、價(jià)格便宜、實(shí)用性強(qiáng)、便于推廣。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的工作原理框圖。
圖2是為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的電路連線圖。
如圖所示，本實(shí)用新型所述的力量訓(xùn)練反饋儀具有前置放大器2、混頻放大器5、檢波器8、節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4、強(qiáng)度設(shè)定電路10、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路7以及聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)顯示電路11，其中前置放大器2、混頻放大器5和檢波器8分別由運(yùn)算放大器IC1、IC2和IC3構(gòu)成，節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4由電位器W1、可變電容器C1和LM555時(shí)基電路構(gòu)成，強(qiáng)度設(shè)定電路10由電位器W4和運(yùn)算放大器IC4構(gòu)成，以上電器元件的連接結(jié)構(gòu)為IC1的輸入端與肌電取樣信號(hào)1聯(lián)通，其輸出端以及節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4中LM555時(shí)基器的3腳輸出端一道分別接在IC2的正、負(fù)輸入端上，IC2的輸出端與IC3的正向輸入端連接，IC3的輸出端同時(shí)與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端和IC4的正向輸入端接通，IC3的負(fù)向輸入端則與電位器W4的調(diào)壓端連接，IC4的輸出端同時(shí)接在聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)顯示電路11的輸入端上。此外，在運(yùn)放器IC3的輸出端與IC1的輸入端之間跨接一個(gè)由電位器W2構(gòu)成的靈敏度調(diào)節(jié)電路3，可用于對(duì)儀器靈敏度進(jìn)行粗調(diào)或細(xì)調(diào)。上述電路接通工作后，肌電信號(hào)輸入1經(jīng)前置放大器IC1放大，再與節(jié)奏調(diào)節(jié)信號(hào)一道經(jīng)混頻放大器IC2進(jìn)入檢波器IC3，IC3的輸出信號(hào)一方面可通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器7及接口電路6接入微機(jī)，另一方面則與強(qiáng)度設(shè)定信號(hào)一同進(jìn)入運(yùn)算放大器IC4進(jìn)行比較放大，最后由IC4輸出的信號(hào)再分別由聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)顯示電路11做出顯示。在本實(shí)施例中，運(yùn)放器IC1～I(xiàn)C4采用741型集成塊；計(jì)數(shù)電路11由型號(hào)為MD8308的帶鎖計(jì)數(shù)塊構(gòu)成，計(jì)算機(jī)接口電路6則由RS322集成器件構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種供運(yùn)動(dòng)員在力量訓(xùn)練過(guò)程或肌肉傷后康復(fù)過(guò)程中使用的力量訓(xùn)練反饋儀，由前置放大器(2)、混頻放大器(5)、檢波器(8)、節(jié)奏調(diào)節(jié)電路(4)、強(qiáng)度設(shè)定電路(10))、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(7)、計(jì)算機(jī)接口電路(6)以及聲、光顯示電路(2、9)和計(jì)數(shù)顯示電路(11)組成，其特征在于來(lái)自肌肉貼片電板的取樣信號(hào)輸入(1)經(jīng)過(guò)前置放大器(2)后與來(lái)自節(jié)奏調(diào)節(jié)電路(4)的輸出信號(hào)一同通過(guò)混頻放大器(5)后進(jìn)入檢波器(8)，從檢波器(8)輸出的電信號(hào)經(jīng)與強(qiáng)度設(shè)定電路(10)輸入信號(hào)進(jìn)行電壓比較后，由聲、光顯示電路(12、9)和計(jì)數(shù)顯示電路(11)做出顯示，檢波器(8)的輸出信號(hào)同時(shí)經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(7)與計(jì)算機(jī)接口電路(6)相聯(lián)通。
2.如權(quán)利要求1所述的力量訓(xùn)練反饋儀，其特征是前置放大器(2)、混頻放大器(5)和檢波器(8)分別由運(yùn)算放大器IC1、IC2和IC3構(gòu)成，節(jié)奏調(diào)節(jié)電路(4)由電位器W1、可變電容器C1和LM555時(shí)基電路構(gòu)成，強(qiáng)度設(shè)定電路(10)由電位器W4和運(yùn)算放大器IC4構(gòu)成，以上電器元件的連接結(jié)構(gòu)為1C1的輸入端與肌電取樣信號(hào)(1)聯(lián)通，其輸出端以及節(jié)奏調(diào)節(jié)電路(4)中LM555時(shí)基器的3腳輸出端一道分別接在IC2的正、負(fù)輸入端上，IC2的輸出端與IC3的正向輸入端連接，IC3的輸出端同時(shí)與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端和1C4的正向輸入端接通，IC3的負(fù)向輸入端則與電位器W4的調(diào)壓端連接，IC4的輸出端同時(shí)接在聲、光顯示電路(12、9)和計(jì)數(shù)顯示電路(11)的輸入端上。
3.如權(quán)利要求2所述的力量訓(xùn)練反饋儀，其特征是在運(yùn)算放大器IC3的輸出端與IC1的輸入端之間跨接一個(gè)由電位器W2構(gòu)成的靈敏度調(diào)節(jié)電路(3)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種有助于準(zhǔn)確觀察掌握運(yùn)動(dòng)員力量訓(xùn)練質(zhì)量的儀器，由前置放大器2、混放器5、檢波器8、節(jié)奏調(diào)節(jié)電路4、強(qiáng)度設(shè)定電路10、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路7、接口電路6以及聲、光顯示電路12、9和計(jì)數(shù)電路11組成，來(lái)自運(yùn)動(dòng)員身體待測(cè)部位的取樣信號(hào)輸入1經(jīng)前置放大后與節(jié)奏調(diào)節(jié)信號(hào)一同通過(guò)混放器進(jìn)入檢波器，檢波輸出信號(hào)經(jīng)與強(qiáng)度設(shè)定信號(hào)進(jìn)行電壓比較后，由聲、光顯示電路和計(jì)數(shù)電路做出顯示，檢波輸出信號(hào)同時(shí)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與接口電路相聯(lián)。
文檔編號(hào)A61B5/22GK2253184SQ9524543
公開(kāi)日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月24日
發(fā)明者金學(xué)斌, 周里, 邵強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安體育學(xué)院