便携式坐位体前屈测试仪控制系统及测试仪技术方案

本发明专利技术公开了体育器材领域内的一种便携式坐位体前屈测试仪控制系统，包括连接在主控制器上的横向伺服电机驱动电路、纵向伺服电机驱动电路、激光测距传感器、接近开关模块、压力触摸屏以及触摸触摸显示屏，还包括为整个系统进行供电的电源模块，通过使用本发明专利技术进行作为体前屈测试，使得待测者测试时更加准确，可用以体育考核测试中。

The control system and tester of the portable sit forward bending tester

【技术实现步骤摘要】
便携式坐位体前屈测试仪控制系统及测试仪
本专利技术涉及一种体育测试器材，特别涉及一种座位体前屈测试仪及其控制系统。
技术介绍
坐位体前屈测试不仅是中考体育测试项目之一，同时也是大学生、中学生体质测试项目，其主要目的是测量在静止状态下的躯干、腰、髋等关节可能达到的活动幅度，主要反映这些部位的关节、韧带和肌肉的伸展性和弹性及身体柔韧素质的发展水平。现有技术中公开了一种坐位体前屈测试仪，其公开号为：CN304838326S，其不足之处在于，待测者在测试时若身高较高，在测试时容易撞到头，从而影响测试精度，同时，现有的测试方法均通过人工读数的方式来获取数据，容易造成误差，精度较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种便携式坐位体前屈测试仪控制系统及测试仪，使得坐位体前屈测试时更加准确精度更高，且测试更加方便快捷。本专利技术的目的是这样实现的：一种便携式坐位体前屈测试仪控制系统，包括：横向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制横向伺服电机实现滑杆的前后位移；纵向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制纵向伺服电机实现滑杆的上下位移；激光测距传感器，用以检测滑块与第二挡边之间的距离，并将其发送给主控制器；接近开关模块，用以记录滑块穿过第二挡边的时间点，并将该时间点的电信号发送给主控制器；压力触摸屏，用以检测待测人员手指是否与第一挡边是否脱离，并将脱离的电信号发送给主控制器；触摸触摸显示屏，用以显示待测人员的坐位体前屈成绩数据，并可通过其控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；主控制器，用以实现激光测距传感器、接近开关、压力触摸屏的数据采集、处理、计算，并输送至触摸触摸显示屏显示，同时还接收来自触摸触摸显示屏的位移指令并控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；电源模块，为整个系统进行供电。作为本专利技术的进一步限定，所述主控制器选用STM32F407ZET6系列ARM，预留有USB、UART、I2C等多种接口以进行功能的扩展和应用。作为本专利技术的进一步限定，所述横向伺服电机驱动电路、纵向伺服电机驱动电路原理相同，均选用DRV8701驱动芯片作为核心芯片，驱动芯片DRV8701的引脚1与引脚2经电解电容器C44短接，引脚1还经电解电容器C42接地，引脚1与电源装置P4的1端相连接；引脚3与引脚4经电解电容器C43短接；引脚5接地；引脚7经电解电容器C45接地，引脚7经串联的电阻R27、电阻R28接引脚5，引脚6接电阻R27、电阻R28之间的电极点，引脚7还经电阻R30接引脚12；引脚8经电解电容器C46接地；引脚12还经电阻R31接地；引脚25接地；引脚16接地，引脚17与高侧场效应管Q4栅极相连接，引脚19与低侧场效应管Q3栅极相连接，引脚22与低侧场效应管Q2栅极相连接，引脚24与高侧场效应管Q1栅极相连接，高侧场效应管Q1的源极、低侧场效应管Q2的漏极与引脚23连接，同时与电机P3的1端相连接，低侧场效应管Q3的漏极、高侧场效应管Q4的源极与引脚18连接，同时与电机P3的2端相连接，引脚21与低侧场效应管Q2的源极、低侧场效应管Q3的源极相连接，引脚21通过电流感测电阻器R29与引脚20相连接，并接地；高侧场效应管Q1的漏极、高侧场效应管Q4漏极与电源装置P4的1端相连接，电容器C47正极与电源装置1端相连接，电容器C47另外一端与电源装置2端相连接并接地。电容器C48与电容器C47并联连接在电源装置P4上。作为本专利技术的进一步限定，所述电源模块选用MP2303ADN-LF-Z芯片作为核心，配合外围电路实现5V/3A供电，选用AMS1117-3.3芯片作为3.3V供电。一种便携式坐位体前屈测试仪，包括箱体，所述箱体正面安装有滑杆，滑杆上滑动设置有滑块，所述滑块外周设置有用以供测试者手推动的第一挡边，所述箱体的正面安装有位移调节机构，所述位移调节机构包括用以实现滑杆前后移动的横向位移调节机构和实现滑杆上下移动的纵向位移调节机构，滑块的底部安装有激光测距传感器，所述滑杆的端部加工有与所述激光测距传感器配合的第二挡边，所述箱体正面与顶面过渡处加工有顶面向前延伸的第三挡边，所述第三挡边中部开设有供滑杆穿过的缺口，所述第三挡边底面设置有接近开关，所述第一挡边上安装有两供测试者手指触摸的压力触摸屏，所述箱体的侧部安装有触摸显示屏，触摸显示屏配备语音播报装置。作为本专利技术的进一步限定，所述横向位移调节机构包括固定在凹槽内的连接板，所述连接板的尾部固定安装有减速机支撑座，所述减速机支撑座上安装有减速机，减速机上安装有与其传动连接的第一电机，所述减速机的输出轴经联轴器传动连接有滚珠丝杆组件，丝杆的两端分别经丝杆支座安装在连接板上，丝杆螺母上固定安装有支架。通过设置横向位移调节机构可轻松实现滑杆前后位移调节，调节时，只需控制第一电机工作，通过减速机、联轴器将动力传输给丝杆，丝杆转动带动丝杆螺母沿丝杆轴向运动，从而带动支架做前后运动。作为本专利技术的进一步限定，所述纵向位移调节机构安装在所述支架上，所述纵向位移调节机构包括顶板与底板，所述滑杆固定安装在顶板上，所述顶板与底板之间设置有多块交叉布置的升降板，所述升降板之间均通过连接轴铰接在一起，连接轴在顶板与底板之间由上、中、下两两分布，上部两连接轴，其一连接轴两端固定在顶板两侧，另一连接轴两端滑动设置在顶板两侧，顶板两侧对应设置有滑槽，底部两连接轴，其一连接轴两端固定在底板两侧，另一连接轴两端滑动设置在底板两侧，底板两侧对应设置有滑槽，中部两连接轴之间贯穿设置有螺杆，螺杆的一端经两圆环与其一连接轴相连，另一连接轴与螺杆螺纹连接，通过螺杆的转动调节中部两连接轴之间的间距从而调节顶板与底板之间的间距，实现上下位移调节，所述支架上还安装有电机支撑板，所述电机支撑板上设置有可上下滑动的第二电机，第二电机输出轴与螺杆传动连接。其工作时，第二电机将动力传输给螺杆，螺杆转动从而带动纵向位移调节机构做上下伸缩动作，将第二电机通过螺栓活动安装在电机支撑板上，使得纵向位移调节机构做上下伸缩动作时第二电机可跟随螺杆做上下运动。为了保证第二电机可在电机支撑板上稳定滑动，所述电机支撑板中部开设有供电机输出轴穿过并上下移动的主槽孔，主槽孔两侧对应开设有安装第二电机用的辅槽孔，辅槽孔内对应设置有安装第二电机的螺栓，所述螺栓将第二电机活动安装在电机支撑板上。作为本专利技术的进一步限定，所述激光测距传感器经L形板安装在滑块的底部，所述第一挡边上开设有与所述激光测距传感器同轴的通孔。该设置保证了测距的精度。为了使得测试者测试更加舒适，且本专利技术携带更加方便，所述箱体的背面与顶面过渡处加工有背面向上延伸的第四挡边，第四挡边顶部经铰链连接有可折叠的延长边，所述第四挡边的侧部铰接有用以压紧测试者双腿的脚环压板，所述第四挡边与延长边上对应开设有便于拖拉的腰型孔，所述箱体的底部安装有四个脚轮。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，通过使用本专利技术进行坐位体前屈测试，使得测试测试更加方便，精度更高，同时整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式坐位体前屈测试仪控制系统，其特征在于，包括：/n横向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制横向伺服电机实现滑杆的前后位移；/n纵向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制纵向伺服电机实现滑杆的上下位移；/n激光测距传感器，用以检测滑块与第二挡边之间的距离，并将其发送给主控制器；/n接近开关模块，用以记录滑块穿过第二挡边的时间点，并将该时间点的电信号发送给主控制器；/n压力触摸屏，用以检测待测人员手指是否与第一挡边是否脱离，并将脱离的电信号发送给主控制器；/n触摸触摸显示屏，用以显示待测人员的坐位体前屈成绩数据，并可通过其控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；/n主控制器，用以实现激光测距传感器、接近开关、压力触摸屏的数据采集、处理、计算，并输送至触摸触摸显示屏显示，同时还接收来自触摸触摸显示屏的位移指令并控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；/n电源模块，为整个系统进行供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式坐位体前屈测试仪控制系统，其特征在于，包括：
横向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制横向伺服电机实现滑杆的前后位移；
纵向伺服电机驱动电路，用以接收来自主控制器的控制指令控制纵向伺服电机实现滑杆的上下位移；
激光测距传感器，用以检测滑块与第二挡边之间的距离，并将其发送给主控制器；
接近开关模块，用以记录滑块穿过第二挡边的时间点，并将该时间点的电信号发送给主控制器；
压力触摸屏，用以检测待测人员手指是否与第一挡边是否脱离，并将脱离的电信号发送给主控制器；
触摸触摸显示屏，用以显示待测人员的坐位体前屈成绩数据，并可通过其控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；
主控制器，用以实现激光测距传感器、接近开关、压力触摸屏的数据采集、处理、计算，并输送至触摸触摸显示屏显示，同时还接收来自触摸触摸显示屏的位移指令并控制横向伺服电机、纵向伺服电机动作；
电源模块，为整个系统进行供电。


2.根据权利要求1所述的便携式坐位体前屈测试仪控制系统，其特征在于，所述主控制器选用STM32F407ZET6系列ARM，预留有USB、UART、I2C等多种接口以进行功能的扩展和应用。


3.根据权利要求1所述的便携式坐位体前屈测试仪控制系统，其特征在于，所述横向伺服电机驱动电路、纵向伺服电机驱动电路原理相同，均选用DRV8701驱动芯片作为核心芯片，驱动芯片DRV8701的引脚1与引脚2经电解电容器C44短接，引脚1还经电解电容器C42接地，引脚1与电源装置P4的1端相连接；引脚3与引脚4经电解电容器C43短接；引脚5接地；引脚7经电解电容器C45接地，引脚7经串联的电阻R27、电阻R28接引脚5，引脚6接电阻R27、电阻R28之间的电极点，引脚7还经电阻R30接引脚12；引脚8经电解电容器C46接地；引脚12还经电阻R31接地；引脚25接地；引脚16接地，引脚17与高侧场效应管Q4栅极相连接，引脚19与低侧场效应管Q3栅极相连接，引脚22与低侧场效应管Q2栅极相连接，引脚24与高侧场效应管Q1栅极相连接，高侧场效应管Q1的源极、低侧场效应管Q2的漏极与引脚23连接，同时与电机P3的1端相连接，低侧场效应管Q3的漏极、高侧场效应管Q4的源极与引脚18连接，同时与电机P3的2端相连接，引脚21与低侧场效应管Q2的源极、低侧场效应管Q3的源极相连接，引脚21通过电流感测电阻器R29与引脚20相连接，并接地；高侧场效应管Q1的漏极、高侧场效应管Q4漏极与电源装置P4的1端相连接，电容器C47正极与电源装置1端相连接，电容器C47另外一端与电源装置2端相连接并接地；电容器C48与电容器C47并联连接在电源装置P4上。


4.根据权利要求1所述的便携式坐位体前屈测试仪控制系统，其特征在于，所述电源模块选用MP2303ADN-LF-Z芯片作为核心，配合外围电路实现5V/3A供电，选用AMS1117-3.3芯片作为3.3V供电。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超峰，王政，
申请(专利权)人：王超峰，王政，
类型：发明
国别省市：江苏;32