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智能人体对抗训练器的设计打实现
Abstract
With
the
rapidly
development
of
science
and
technology
and
ceaselessly
rise
of
people's
living
level,
the
pace
of
life
also
accelerates
in
the
urban
crowd.
Therefore,
more
and
more
people
are
busy
working
and
ignore
their
own
health.
At
present,
about
50%
of
people
in
the
world
are
in
the
sub-health
status,
which
should
be
paid
more
attention
to.
This
thesis
is
based
on
the
project
"Human
body's
against
training
equipment",
coop
erating
between
Anhui
university
and
its
count-enterprise.
To
imp
rove
the
athletes^
training
level
reasonably
and
scientifically,
the
preject,
combining
Chinese
Wushu
and
modem
technology,
has
appearance
of
human-like
and
inner
structure
of
elastic
axis.
So
it
can
be
widely
used
in
wushu
school
training
bases
and
public
security
policc
etc..
Moreover,
an
exercise
equipment
with
the
multimedia
platform
is
devel
oped.
In
this
system,
STC12C5A60S2
is
used
as
the
processor
of
MCU
chip
in
peripheral
circuit
and
the
modules,
including
force
collection,
error
compensation,
switching
power
and
output,
are
designed.
It
collects
and
analyzes
the
athletes^
training
process
and
information,
in
order
to
facilitate
the
coaches
to
make
more
targeted
training
programs.
The
software,
written
by
C-Programmer
language
using
Keil
|iVision2,
initializes
all
hardware
modules,
sets
the
error
compensation,
processes
the
point
and
force
of
boxing,
and
achieves
the
voice
reading
of
the
training
results
by
using
BSD5015
SD
voice
chip
combined
with
Interphonic
5.0
software.
With
the
design
and
debugging
of
hardware
and
software,
the
system
accomplishes
the
statistic
and
voice
reading
of
the
hit
count
and
maximum
force
in
10
seconds.
In
order
to
reduce
the
error,
this
thesis
analyzes
the
error
sources
and
compensates
the
possible
errors.
Results
shows
that
the
method
is
effective
and
the
accuracy
rate
is
about
97%.
Keyword:
force
sensor;
voice
reading;
error
compensation;
boxing
training
1(
H
录
目录
摘要
Abstract
II
目录
III
第一章绪论
1.
1
研究背景及意义
1.2
国内外现状
2
1.3
本文的主要内容及组织结构
4
第二章人体对抗中的理论基础
6
2.
1
中华武术对传统文化的继承和发展
6
2.2
生物解剖学分析
7
2.3
2.4
2,
2.
1
2.
2.2
2.
2.3
2.
2.4
人体对抗中的肌肉表现'
肌肉与运动的协作关系
影响肌肉力量发挥的因素
发展肌肉力量和伸展性依据
拳击运动的基本技术
2.
3.
1
2.
3.2
2.
3.3
2.
3.4
2.
3.5
2.
3.6
7
8
9
9
10
拳击训练的基本姿势'
拳击运动的基本步法
拳击运动中的拳法
最佳击打距离
最佳拳击速度
训练员的训练方法
力量与速度研究
笫三章体能对抗系统混合电路设计实现.
3.
1
模拟系统实现
3.1.1
力敏传感器
3.L2
力信号调理电路
3.2
数字系统实现.
III
10
11
12
12
.12
14
15
18
19
19
21
22
智能人休对抗训练器的设计实现
3.
2.1
稳压电路设计
22
3.
2.2
实时数据通信电路设计
23
3.
2.3
语音处理电路设计,
24
3.
2.
4
MCU
处理单元
25
3.
2.
5
MCU
的
A/D
转换模块'
26
3.
2.
6
MCU
的控制电路
28
第四章电路系统调试
30
4.
1
软件实现
30
4.
1.2
4.
L3
4.
1.4
力量采集
30
力量信号干扰的去除
时间系统设定
语音模块
4.2
系统检测
4.
2.1
系统校正
4
・
2.
2
误差补偿
第伍章基于多媒体的搏击测量系统实现
5.1
家用多媒体搏击测量系统的设计
5.
1.1
系统设计目的与功能
5.1.2
系统的整体设计
5.1,3
系统软件的设计实现
笫六章总结与展望
&1
论文总结
6.
2
研究展望
参考文献
致谢
32
33
33
35
35
36
38
38
38
39
40
43
43
43
45
48
攻读硕士学位期间参加的科研项
N
49
IV
第一章绪论
第一章绪论
L
1
研究背景及意义
紧随着经济全球化的步伐
,
文化全球化亦已成为了当今世界的一大潮流
,
中西方文化的不断碰撞加快了文化前进的脚步
,
中国武术以其独有的肢体表现
形式向世人展示了它的魅力与内涵
,
武术的发展无疑对中国传统文化的发展进
步起到积极的推动作用
,
是中国传统文化的巨大财富⑴
。
作为我国传统体育项
冃
,
其越來越受到世人的认同和推崇
,
在国际上的影响力也越来越大
。
为适应
这一新形势
,
提供适宜的武术体育健身训练器材
,
供广大武术爱好者使用就显
得越来越重要
。
但目前市场上的训练器材比较陈
1
日
、
单调
、
呆板
,
而需求的则
是能够精确测算
,
具有灵敏
、
互动
、
趣味
、
简约
、
快速等优点
,
集中国传统武
术搏击训练和现代体育为
i
体
,
体现民族特色的一种形神兼备的兴趣化综合训
练器材
。
拳击运动
,
尤其是业余拳击
,
在当今世界被许多国家看成是一项最有价值
、
最重要的运动
。
这主要是因为拳击运动具有提高人体机体协调性
、
呼吸系统稳
定性和运动肌肉爆发性等功能的效果
〔
铁在拳击运动的比赛中
,
对训练者所形
成的不畏艰难困苦
,
而对重压敢于迎面而上的精神和坚忍不拔的性格
,
使得其
无论在工作或生活中
,
都会通过自己的勤奋努力成为一个对祖国
、
社会有所贡
献的强者
。
不仅仅是武术
、
拳击
,
包括散打
、
跆拳道等在内的许多传统体育训练项
0,
越來越受到世人的认同和推崇
,
通过口身的参与
,
观察体能水平
、
健康状况,
了解如何预防
、
调整
、
理疗或医治的方法
,
这对于每个人都是
…
件非常有意义
的事
。
因此为了满足业余和专业的训练
,
各种适宜拳击健身的训练器材的研发
也就愈显匝要
。
现代的拳击训练器材须具有现代竞技对抗的内涵
,
给训练者以
一种实战练习的感觉
—
—
町随时攻防转换
,
在搏击攻防理论上需具备独有的优
点
,
并能科学地解决盾与矛之间的攻防原理
。
但技术和认知上的滞示导致了我国的拳击训练方式相对比较传统
。
主要以
手靶
、
训练袋
、
模拟靶
、
培训教练等來提高击打水平⑶
,
其中
,
陪练的强度消
智能人体对抗训练器的设计与实现
耗非常大
,
训练数据也没有办法做到系统的采集
,
无法对运动员的出拳力度
、
速度
、
命中次数进行完整的收集
,
因此教练对运动员的横向和纵向的对比比较
困难
,
影响队员们之间的相互提高和促进
。
因此一款能够满足拳击训练员
、
运动员和全民健身活动且集教学
、
训练和
测试于一体
,
可以准确测量击打命中次数
、
拳击力量等关键运动参数的拳击设
备变得尤为重要
,
此类产品不仅可以销售到武术馆和跆拳道馆
,
还可以销售到
大学
、
中学
、
职业学校
、
公安
、
武警部队以及个人家庭
。
据统计
,
全国有
12000
余所武校
,
30
多万家健身房和不计其数的体能训练厅
,
保守估算全国潜在市场
上千万台
,
同时海外市场不会低于国内市场
。
随着国家
“
全民健身"活动的开
展
,
市场容量将会大幅度増长
,
因此能够研发出具有国内领先水平的搏击训练
器
,
将会为国民经济提高做出应有的贡献
,
对全民健身和人民生活质量的提高
也具有重大的社会意义
。
本设计的人体对抗监测系统是根据中国武术
、
跆拳道及自由散打等各类搏
击运动训练的技战术及训练要求设计出的模拟训练人型靶
,
嵌入先进的计算机
技术对设备进行控制
,
将击打信息数字化
,
通过当今先进的传感与信息传输技
术
,
准确
、
实时测量击打点
、
冲击力量等关键运动参数
,
实现人机对练
、
LED
指示
、
语音提示等功能
,
凸显人性化
、
实战化的特点
。
该设备机械部分主要包括
:
人形训练器
、
支架和抓地装置
。
数据部分主要
包括
:
采集出拳次数和力度
、
报读训练结果等
,
重点在于制定训练员练习过程
中的次数
、
力量的评优标准以及静态和动态模式下数据的校准
。
硬件部分则选
用了高灵敏度传感器
,
高性能处理芯片
STC12C5A60S2
。
L2
国内外现状
进入
20
世纪以來
,
拳击
、
散打等搏击运动发展迅速
,
受到广大群众的青睐,
然而由于我国拳击事业的发展比较迟缓
,
冃丽对于训练的方法
、
手段和辅助器
材上的研制比较匮乏
,
特别是如何冇效地获取训练数据如击打次数
、
力度和速
度等比较无力
。
但是山于这些运动生物力学参数是衡量一个运动员优秀与否的
关键性标准
,
同时也是教练员制足针对性训练方案的主要参考因素
,
因此
,
如
何能采用行之有效的乎段和方法
,
依靠测试设备获取必要的运动参数
,
使搏击
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