俯卧撑测试系统技术方案

本实用新型专利技术属于体育测试技术领域，包括主机显示模块和距离检测模块，距离检测模块包括超声波发射电路、超声波接收电路、控制器U4和电源模块，所述控制器U4与所述主机显示模块之间通过无线通信模块通讯，通过距离检测模块实时监测在俯卧撑考核过程中超声波信号从受测者身体到地面的超声波反弹时间间隔，从而掌握受测者上体放下的程度，当受测者下降程度达到标准后，控制器U4计数一次。控制器U4与主机显示模块通讯连接，实现了受测者在俯卧撑考核中的计数显示功能，整个测试系统更加完善，解决了俯卧撑考核中监考人员对于受测者动作把握不准、难以计数以及目测主观性强的问题，避免考核的成绩不准确。考核的成绩不准确。考核的成绩不准确。

【技术实现步骤摘要】
俯卧撑测试系统


[0001]本技术属于体育测试
，涉及到俯卧撑测试系统。

技术介绍

[0002]俯卧撑标准动作是人俯撑在地上或垫上，两手掌着地，指尖向前，双手间距比肩稍宽，两脚并拢，脚前掌撑地，身体绷直，然后以手臂力量屈伸肘关节，用2到3秒时间来充分下降身体，最终胸部距离地面应该是2到3厘米距离左右；然后，要马上用力撑起，回到起始位置。在整个过程中保持头、脖子、后背、臀部以及双腿在一条直线上，动作重点在于全身挺直，平起平落。
[0003]目前，各级单位学校组织的俯卧撑考核中主要采用的是人眼目测计数的方法。在实施过程中最容易出现的问题是，受测者上体放下的程度不容易掌握。并且由于俯卧撑考核要求在2min的规定时间以内完成，所以受测者在考核中容易不由自主地加快动作频率，导致部分俯卧撑动作界于“合格”与“不合格”之间，给监考人员目测动作和计数带来了很大困难。

技术实现思路

[0004]本技术通过超声波来检测受测者在俯卧撑考核时与底面之间的距离，解决了考核中监考人员目测动作和计数难以把握的难题。
[0005]本技术采用的技术方案是，
[0006]俯卧撑测试系统，包括主机显示模块和距离检测模块，所述距离检测模块包括超声波发射电路、超声波接收电路、控制器U4和电源模块，所述超声波发射电路的输入端连接所述控制器U4，所述超声波接收电路的输出端连接所述控制器U4，所述控制器U4与所述主机显示模块之间通过无线通信模块通讯，
[0007]所述超声波发射电路包括超声波发射器U1、晶体管Q1、电感L1和电容C1，所述晶体管Q1的栅极作为超声波发射电路的输入端连接控制器U4的INT0引脚，所述晶体管Q1的源极接地，所述电感L1一端连接5V电源，另一端连接电容C1，所述晶体管Q1的漏极串联电阻R1后连接电感L1和电容C1之间的连接点，所述电容C1另一端连接二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接超声波发射器U1，所述超声波发射器U1的另一端接地，所述超声波发射器U1上并联有电阻R2，所述电容C1和二极管D1之间的连接点连接二极管D2的正极，所述二极管D2的负极接地。
[0008]所述超声波发射电路还包括二极管D3，所述二极管D3的正极接地，所述二极管D3的负极连接电感L1和5V电源之间的连接点。
[0009]所述超声波接收电路包括超声波接收器U2、运放U3.1和运放U3.2，所述超声波接收器U2的一端依次串联电容C2、电阻R3后连接运放U3.1的反相输入端，所述超声波接收器U2的另一端接地，所述运放U3.1的输出端依次串联电容C3、电阻R4后连接运放U3.2的反相输入端，所述运放U3.2的输出端串联电容C4后作为超声波接收电路的输出端连接控制器U4
的INT1引脚。
[0010]所述控制器U4为型号是STC89C52的单片机，所述控制器U4的RXD引脚和TXD引脚连接无线通信模块，所述无线通信模块包括蓝牙通信、WIFI通信、RS485通信中的一种。
[0011]所述电源模块包括升压芯片U5、电池U6、整流二极管D4、电感L2，所述升压芯片U5的VIN引脚和EN引脚均连接电池U6的正极，所述升压芯片U5的SW引脚连接所述整流二极管D4的正极，所述整流二极管D4的负极作为电源模块的输出端输出5V电源，所述整流二极管D4的负极与输出端之间连接点依次串联电阻R9、R10后接地，所述电阻R9和电阻R10连接点之间连接所述升压芯片U5的FB引脚，所述升压芯片U5的VIN引脚和SW引脚之间串联有电感L2。
[0012]本技术的有益效果是：
[0013]1.通过超声波发射电路和超声波接收电路实时监测在俯卧撑考核过程中超声波信号从受测者身体到地面的超声波反弹时间间隔，由控制器U4计算处理出受测者胸部、膝盖等部位与地面的距离，从而掌握受测者上体放下的程度，当受测者下降程度达到标准后，控制器U4计数加一。
[0014]2.超声波发射电路利用储能电感L1在瞬时放电过程中产生脉冲高电流的原理对超声波发射器U1进行激励。可通过调整电感L1参数以及控制信号的频率，以达到超声波发射器U1的共振频率。该电路无需高压供电，既减小电路体积、方便受测者佩戴，也降低电路成本，消除安全隐患。
[0015]3.控制器与主机显示模块通讯连接，实现了受测者在俯卧撑考核中的计数显示功能，整个测试系统更加完善，解决了俯卧撑考核中监考人员对于受测者动作把握不准、难以计数以及目测主观性强的问题，避免考核的成绩不准确。
[0016]下面结合附图对本技术进行详细说明。
附图说明
[0017]图1是本技术超声波发射电路的电路图；
[0018]图2是本技术超声波接收电路的电路图；
[0019]图3是本技术电源模块的电路图；
[0020]图4是本技术超声波测距折线图。
具体实施方式
[0021]以下结合具体实施例及附图对本技术的技术方案作进一步详细的描述，但本技术的保护范围及实施方式不限于此。
[0022]具体实施例1，本技术为俯卧撑测试系统，包括主机显示模块和距离检测模块，所述距离检测模块包括超声波发射电路、超声波接收电路、控制器U4和电源模块，所述超声波发射电路的输入端连接所述控制器U4，所述超声波接收电路的输出端连接所述控制器U4，所述控制器U4与所述主机显示模块之间通过无线通信模块通讯，
[0023]本技术在使用时，主机显示模块和距离检测模块独立设置，借助无线通信模块实现数据传输，主机显示模块中的显示屏连接处理器，用于显示受测者俯卧撑的考核成绩，方便监考人员获取受测者考核成绩；距离检测模块为穿戴件在使用时设置在受测者胸
部、腹部、膝部，具体为现有的探照灯的设置方式，通过弹性带设置在受测者胸部、腹部、膝部，距离检测模块中的超声波发射器U1和超声波发射器U2并列设置并且均朝向地面，用于实时监测受测者相应部位与地面之间的位置变化。
[0024]控制器U4通过超声波发射电路和超声波接收电路发送和接收声波的时间差计算处理受测者胸部、腹部、膝部与底面的距离变化，如图4所示，胸部设置的距离检测模块
①
、腹部设置的距离检测模块
②
和膝部设置的距离检测模块
③
，在受测者一次俯卧撑动作中，其中a为受测者下降的最低距离时刻，b为受测者撑起的最高距离的时刻，根据俯卧撑考核标准，设定a和b分别对应的距离的标准范围，为保证下降后受测者平起平落的规范操作，当同一时刻内胸部、腹部、膝部的三个距离检测模块的a点和b点均处于标准范围内，控制器U4判定受测者俯卧撑动作一次有效，控制器U4计数加一，以此类推，通过与处理器信号传输，在显示屏上显示受测者俯卧撑考核的有效次数即为最终成绩。
[0025]具体实施例2，如图1所示，在本技术中，所述超声波发射电路包括超声波发射器U1、晶体管Q1、电感L1和电容C1，所述晶体管Q1的栅极作为超声波发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.俯卧撑测试系统，其特征在于，包括主机显示模块和距离检测模块，所述距离检测模块包括超声波发射电路、超声波接收电路、控制器U4和电源模块，所述超声波发射电路的输入端连接所述控制器U4，所述超声波接收电路的输出端连接所述控制器U4，所述控制器U4与所述主机显示模块之间通过无线通信模块通讯，所述超声波发射电路包括超声波发射器U1、晶体管Q1、电感L1和电容C1，所述晶体管Q1的栅极作为超声波发射电路的输入端连接控制器U4的INT0引脚，所述晶体管Q1的源极接地，所述电感L1一端连接5V电源，另一端连接电容C1，所述晶体管Q1的漏极串联电阻R1后连接电感L1和电容C1之间的连接点，所述电容C1另一端连接二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接超声波发射器U1，所述超声波发射器U1的另一端接地，所述超声波发射器U1上并联有电阻R2，所述电容C1和二极管D1之间的连接点连接二极管D2的正极，所述二极管D2的负极接地。2.根据权利要求1所述的俯卧撑测试系统，其特征在于：所述超声波发射电路还包括二极管D3，所述二极管D3的正极接地，所述二极管D3的负极连接电感L1和5V电源之间的连接点。3.根据权利要求1所述的俯卧撑测试系统，其特征在于：所述超声波接收电路包括超...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，
申请(专利权)人：河北佳威科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：