本發明涉及一種運動員下肢力量測試機，屬于體育器材領域。
背景技術：
目前，中國儀器制造與健身訓練器械行業發展迅速，但與國際先進生產水平相比，中國還處于仿制生產階段，產品附加值低，發展不平衡，工藝設備落后，組織能力協調能力差，開發創新能力較低，社會普及率低，需求量少，專業體育器械設計人才嚴重缺乏等問題，已經阻礙了體育健身與訓練器材的發展。隨著我國加入wto，競爭趨勢向國際化方向發展，來自美國等國家的國際知名健身器材品牌將繼續進入中國市場，國際化競爭日趨明顯，無疑將帶動和加劇健身器材和訓練器材銷售競爭。因此，不僅可以直接促進運動訓練的科學化，還可以加快我國體育產業的發展。隨著全民健身運動的開展，有許多人利用早晚進行體育鍛煉，由于受到時間和場地的限制滿足不了這種愿望。目前雖然有許多健身器材，但對于下肢鍛煉的還比較少，該發明是一種利用休息時間進行下肢鍛煉，既可以節省時間，又可以起到鍛煉身體的健身器材，幫助人們緩解現代生活的壓力。
各級教練員和體育科研人員借助具體的數據分析不但可以直接用于指導教學訓練，及時糾正錯誤技術動作，對高水平運動員進行技術分析診斷，盡快提高運動成績,提高訓練的技術含量,而且還可以提高運動選材的科學性，擺脫以往完全靠經驗主義的作法。當前，國內外教練員和體育科研工作者越來越重視科學訓練手段，運用生理生化指標體系，及時了解運動員的身體負荷情況和身體機能狀況，合理地安排和調整訓練計劃，避免造成過度疲勞，減少和預防運動損傷，最大限度的提高訓練水平和運動能力。這就要通過各種身體測試儀器進行監控，及時了解和預測運動員即將達到極強度，科學預防運損傷，并且提高身體協調能力，降低能量消耗，產生更為經濟有效的訓練效果。
蹬擺力量是人體活動和訓練各個環節中能夠反映人體形態結構和質量分布特征的基本參數之一，能夠在動態和靜態狀態下準確檢測到人體運動步頻、大腿蹬擺力量、下肢力量、足底壓力、相關肌肉表面肌電、人體重心位移等數據，依據力矩平衡原理和測試信號ar模型編制一套集在線數據采集、圖形顯示、數據存儲與查看及數據處理于一體的測試軟件，由測試平臺和計算機構成，是一套人體下肢力量運動數據采集分析系統及測試儀器。隨著電子技術的發展，人們再要求產品質量的同時，開始關注設備的人機交互性能，要求設備能有一個友好的界面，方便數據在設備和個人電腦之前的共享。通過個人電腦的強大功能來更高效的完成一些信息錄入，數據管理和數據分析等操作。該發明創造后能夠給運動員在訓練中帶來輔助康復的練習效果。也可以在家庭和辦公娛樂場所使用，是學校及家庭必備的測力器械。
技術實現要素：
根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種結構簡單，操作實用，不受場地和時間限制的運動員下肢力量測試機。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該運動員下肢力量測試機，其特征在于：包括護欄、護欄支撐支架、把手、調節按鈕、控制器、控制器支架、踏板、壓塊、連接套、壓力傳感器、壓力傳感器支架、彈簧減震器、底部支撐支架、外罩、平衡地腳，把手下端套入護欄支撐支架鋼管內，通過調節按鈕固定調節把手的高度，護欄支撐支架下端固定在外罩的上部前方位置，控制器支架一端固定在外罩前方位置，控制器支架另一端固定控制器，壓力傳感器支架一端焊接安裝在外罩內部下端位置，壓力傳感器支架另一端安裝壓力傳感器，壓力傳感器上面依次固定連接套，連接套上面固定壓塊，壓塊上面固定在踏板的下面前方位置，彈簧減震器上端固定在踏板的下方前方位置，彈簧減震器下端固定在底部支撐支架上，平衡地腳通過螺栓安裝在外罩底部的四個角上。
使用時，人雙腳站在踏板上，雙手扶住把手，接通電源，在觸摸屏上設定測定的時間，雙腳依次原地高抬下壓用力，通過壓力傳感器與傳感導線將壓力信號傳輸到程序管理集成電路芯片上，導致導線電流兩端感生出電動勢，利用集成電路及閉合電流把重量的輸入信號轉換成實際應用的電信號，此時傳感器可以感應到在檢驗區域內所引起的變化及時將壓力傳感器的電信號通過電磁能量聚焦在探測器上，使信號放大器和信號處理電路按照目標發射率轉變為被測目標向管理器發射電信號，電信號被接收后分別將信號輸入到信號分析儀進行各種分析處理，通過集成電路、顯示儀器等把成像技術、計算機技術、圖像處理技術經過可偏程序控制器與現場總線集成電路芯片等處理后將其顯示在微機熒光屏上，從而實現人體下肢在蹬伸過程中蹬伸力量數值的獲取和監控，按照設定的時間及時記錄雙腿依次踏在踏板上的力量和次數，起到鍛煉身體的目的。
所述的運動員下肢力量測試機的材料可以用圓管，方管或鋼板。
所述的壓力傳感器，在左腳、右腳各有一個測力傳感器。開始前，設定測試持續時間，單位為秒，跑動時，記錄每次腳產生的沖擊力，并記錄限定時間內跑動的次數。時間到有聲音和顯示提示。最終以圖表形式顯示力度。系統采用stm32系列芯片作為主控制器，測力傳感器采用應變式稱重傳感器，每一個踏板連接一只傳感器，傳感器量程為300kg，應變傳感器的輸出信號很小，所以，采用小信號低噪聲放大電路進行信號的前期調理，然后送入adc，進行數字化處理，adc采用24位adc芯片ads1230。為方便成員信息的輸入與導出，系統留有usb接口和sd卡接口各一個。
本發明包括傳感器及其外圍電路、信號調理電路、加速度頻率顯示三部分。傳感器及其外圍電路封裝于小型屏蔽容器內，固定于振動物體上，隨之同步振動，輸出測量信號；信號調理電路接收電信號，進行放大、濾波等必要處理；經過處理后的信號被送入顯示部分，信號的頻率和幅度以數值形式顯示于led數碼管上，實現加速度和頻率的實時測量。它被集成了單片集成電路上，采用差動電容作為敏感元件，用閉環反饋力平衡技術和完整的信號調理電路構成閉環隨動式加速度計，其輸出電壓與其感受的加速度成正比。
為方便信息的輸入與導出，系統留有usb接口和sd卡接口各一個。
（一）硬件部分
1、主控芯片采用stm32系列芯片stm32f103，
2、人機界面為便于信息輸入，提供良好的人機界面，系統配備觸摸屏，觸摸屏與主控芯片采用串口通訊。
3、指紋模塊在系統中，使用指紋模塊進行指紋輸入，為了便于長期保存參與測試人員的數據，為長期跟蹤分析提供客觀數據，系統采用乙木x3指紋模塊，該模塊采用了指紋專用芯片：biovo-x3fpc，arm9主頻200mhz，指紋光路：納米激光型光學全反射原理
指紋認假率（far）<0.0001%（安全等級securitylevel為3時）
拒真率（frr）<0.01%（安全等級securitylevel為3時）
比對方式1:n及1:1比對
指紋模板大小193字節（byte）安全等級設置level1至level5可設置，處理速度：指紋特征提取取時間<0.45秒，1:n比對時間（1000枚滿注冊時）<0.45秒，通訊接口uart，3.3v-ttl電平。
4、傳感器采用應變式稱重傳感器，具有良好可重復性和極高的測量精度，考慮到測量精度和測力范圍，選擇量程為0~300kg。
5、其他輸入輸出配置：所有數據的導出可以使用u盤或sd卡。
（二）軟件部分
為了方便于管理硬件和軟件資源，系統采用ucos嵌入式操作系統作為平臺，軟件功能主要包括：密碼管理，adc操作，液晶屏顯示與觸控管理，打印管理，指紋信息讀取與管理，成員指紋信息錄入、查詢、管理。
本發明儀器能夠準確測量出運動員雙腿力量的大小、踝關節力量的大小、髖關節力量的大小，根據最大負荷力量來安排運動量，能夠準確獲得運動員的運動學參數和動力學數據，運動員的身體負荷情況和身體機能狀況，對高水平運動員進行技術分析診斷，盡快提高運動成績，及時糾正錯誤技術動作，提高訓練的技術含量，有助于提高運動選材的科學性，運用生理生化指標體系，及時合理地安排和調整訓練計劃，避免造成過度疲勞，減少和預防運動損傷。
與現有技術相比，本發明所具有的有益效果是：為了適應的這些需求，本發明在處理器上采用arm32位處理器，設備使用fat32文件系統，可以通過usb接口，將數據和信息用u盤在設備和個人電腦上的便捷共享。由于設備植入了csv文件格式解析服務，因此可以充分使用excel軟件快捷的對數據的操作。除此之外，設備還使用了指紋身份識別功能，使測試更方便，更安全。該發明會給運動員在訓練中帶來輔助康復的練習效果。為管理硬件和軟件資源，系統采用ucos嵌入式操作系統作為平臺，軟件功能主要包括：密碼管理，adc操作，液晶屏顯示與觸控管理，打印管理，指紋信息讀取與管理，成員指紋信息錄入、查詢、管理。以及在肌電圖儀的配合下，測定脈搏跳動軌跡變化等生理狀況，及時測出運動員力量負荷強度運動損傷，預防過度疲勞的現象。通過安裝地腳緩沖墊，增加安全系數，起到穩定支架作用。本發明結構簡單，體積小、不受場地和時間限制，搬運方便，容易操作。
附圖說明
圖1是本發明運動員下肢力量測試機的最佳實例，其中：1、護欄2、護欄支撐支架3、把手4、調節按鈕5、控制器6、控制器支架7、踏板8、壓塊9、連接套10、壓力傳感器11、壓力傳感器支架12、彈簧減震器13、底部支撐支架14、外罩15、平衡地腳。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明運動員下肢力量測試機作進一步說明：如圖所示：運動員下肢力量測試機，其特征在于：包括護欄、護欄支撐支架、把手、調節按鈕、控制器、控制器支架、踏板、壓塊、連接套、壓力傳感器、壓力傳感器支架、彈簧減震器、底部支撐支架、外罩、平衡地腳，把手（3）下端套入護欄支撐支架（2）鋼管內，通過調節按鈕（4）固定調節把手（3）的高度，護欄支撐支架（2）下端固定在外罩（13）的上部前方位置，控制器支架（6）一端固定在外罩(14)前方位置，控制器支架（6）另一端固定控制器（5），壓力傳感器支架（11）一端焊接安裝在外罩（14）內部下端位置，壓力傳感器支架（11）另一端安裝壓力傳感器（10），壓力傳感器（10）上面依次固定連接套（9），連接套（9）上面固定壓塊（8），壓塊（8）上面固定在踏板（7）的下面前方位置，彈簧減震器（12）上端固定在踏板（7）的下方前方位置，彈簧減震器（12）下端固定在底部支撐支架（13）上，平衡地腳（15）通過螺栓安裝在外罩（14）底部的四個角上。
使用時，人雙腳站在踏板上，雙手扶住把手，接通電源，在觸摸屏上設定測定的時間，雙腳依次原地高抬下壓用力，通過壓力傳感器與傳感導線將壓力信號傳輸到程序管理集成電路芯片上，導致導線電流兩端感生出電動勢，利用集成電路及閉合電流把重量的輸入信號轉換成實際應用的電信號，此時傳感器可以感應到在檢驗區域內所引起的變化及時將壓力傳感器的電信號通過電磁能量聚焦在探測器上，使信號放大器和信號處理電路按照目標發射率轉變為被測目標向管理器發射電信號，電信號被接收后分別將信號輸入到信號分析儀進行各種分析處理，通過集成電路、顯示儀器等把成像技術、計算機技術、圖像處理技術經過可偏程序控制器與現場總線集成電路芯片等處理后將其顯示在微機熒光屏上，從而實現人體下肢在蹬伸過程中蹬伸力量數值的獲取和監控，按照設定的時間及時記錄雙腿依次踏在踏板上的力量和次數，起到鍛煉身體的目的。
所述的運動員下肢力量測試機固定支架的材料可以用圓管，方管或鋼板。
本發明能夠給中老年人和運動員在康復和訓練過程中帶來輔助的練習效果。也可以在家庭和辦公娛樂場所使用，是專業運動隊及醫院必備的康復器械。