專利名稱：一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器及其專有產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式，S卩“中國式競走”運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器及其專有產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有田徑運(yùn)動(dòng)中的競走項(xiàng)目由于其競走步法的技術(shù)難度高、可能因技術(shù)掌握不當(dāng)而導(dǎo)致傷殘等原因，一般不適合作為普通人的運(yùn)動(dòng)手段。借鑒中國武術(shù)步法的技術(shù)要領(lǐng)，有望開發(fā)并形成一項(xiàng)全新的、既適合普通人用于鍛煉健身，又可作為田徑比賽中新的競走項(xiàng)目的體育運(yùn)動(dòng)方式。為了與現(xiàn)有田徑運(yùn)動(dòng)中的競走項(xiàng)目的名稱加以區(qū)別，這項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式的名稱可稱之為“中國式競走”。一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式同樣是一項(xiàng)由單腳支撐與雙腳支撐相交替，兩腿不斷交互前進(jìn)的周期性運(yùn)動(dòng)，其競走步法的技術(shù)規(guī)則是——每一步向前邁進(jìn)的腳在著地過程中，必須腳前掌與腳后跟(全腳掌)同時(shí)著地(可以根據(jù)技術(shù)規(guī)則的不同定性規(guī)定，允許腳前掌與腳后跟同時(shí)著地時(shí)存在一定的時(shí)滯，例如適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)場地在5/100秒以內(nèi)可調(diào)整等)，不允許腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地(犯規(guī)1)；支撐腿在離地前允許腳后跟先離開地面；任何時(shí)間都不得雙腳完全同時(shí)離地(犯規(guī)2)。由于一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式的技術(shù)規(guī)則要求每一步向前邁進(jìn)的腳在著地過程中必須全腳掌同時(shí)著地，這比現(xiàn)有田徑運(yùn)動(dòng)中的競走項(xiàng)目要求雙腳不能有同時(shí)騰空的技術(shù)規(guī)則等更難以用目測來予以判別，迫切需要發(fā)明一種方便、即時(shí)、準(zhǔn)確的電子控制識(shí)別技術(shù)， 來普及、推廣這項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種方便、即時(shí)、準(zhǔn)確的一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器及其專有產(chǎn)品。該步態(tài)測定器能夠準(zhǔn)確地測出行走者在向前邁進(jìn)時(shí)全腳掌同時(shí)著地的次數(shù)、出現(xiàn)腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地和雙腳完全同時(shí)離地的犯規(guī)次數(shù)，還可以完成測出行走者走完全程的累計(jì)步數(shù)、步頻和步距、不同類別犯規(guī)次數(shù)所占比例及其分布等記錄、計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)功能，同時(shí)還能夠?qū)Σ煌敢?guī)分別進(jìn)行聲光提示與報(bào)警。既適合普通人鍛煉健身時(shí)自己把握一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式正確的步態(tài)，也方便裁判員在一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式比賽中即時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)員的犯規(guī)信息并及時(shí)做出公正、準(zhǔn)確的處罰。本發(fā)明的步態(tài)測定器包括位于行走者腳下的檢測觸點(diǎn)組模塊1 (由人體兩只腳下各一組、每組兩個(gè)檢測觸點(diǎn)構(gòu)成)，將行走者的步態(tài)變?yōu)槊}沖信號(hào)，通過分別由接插件與饋線組成的(有線型)，或由無線發(fā)射與接收裝置組成的(無線型)構(gòu)成的檢測信號(hào)輸送模塊2，輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3，并將判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)結(jié)果在顯示與警示模塊4加以顯示與警示。檢測觸點(diǎn)組模塊1用內(nèi)置于鞋墊、鑲嵌在鞋內(nèi)或鞋底、和固定在專用鞋鞋底的方式使每組兩個(gè)檢測觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)人體單腳的腳前掌部中央與腳后跟部中央。[0008]檢測觸點(diǎn)組模塊1將行走者的步態(tài)變?yōu)槊}沖信號(hào)，通過檢測信號(hào)輸送模塊2輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3，用于判別行走者的步態(tài)是否符合一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式的技術(shù)規(guī)則，得到行走者行走中的各種累加計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果等。檢測觸點(diǎn)組模塊1用壓敏元件、壓力傳感器或彈力觸點(diǎn)作為檢測觸點(diǎn)。當(dāng)連接檢測觸點(diǎn)組模塊1與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的檢測信號(hào)輸送模塊2為(有線型)時(shí)，人體兩只腳下各一組，連接檢測觸點(diǎn)組模塊1的接插件的插座固定或可拆卸的安裝在鞋上，可通過連接判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的插頭與饋線隨意接通或斷開檢測觸點(diǎn)組1 與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的連接。 當(dāng)連接檢測觸點(diǎn)組模塊1與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的檢測信號(hào)輸送模塊2為(無線型)時(shí)，人體兩只腳下各有一個(gè)無線發(fā)射裝置與檢測觸點(diǎn)組模塊1相連，無線接收裝置共用一個(gè)與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3相接，由無線發(fā)射與接收裝置一起隨意接通或斷開檢測觸點(diǎn)組模塊1與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的連接。當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊2為(無線型)時(shí)，無線發(fā)射與接收裝置和配套的微電路編碼器或非易失性存儲(chǔ)體相連接。所述的檢測信號(hào)輸送模塊2為(無線型)時(shí)，無線發(fā)射與接收裝置能在一定的距離與范圍內(nèi)收發(fā)相連、配套的微電路編碼器編出的該步態(tài)測定器的生產(chǎn)日期、型號(hào)等多位數(shù)碼的信息密碼、或相連、配套的非易失性存儲(chǔ)體內(nèi)存有的彼此可區(qū)分的該步態(tài)測定器的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，以防止本發(fā)明假冒產(chǎn)品的出現(xiàn)、避免使用本發(fā)明的不同行走者之間無線信號(hào)收發(fā)的相互干擾與影響、以及在競走比賽中便于裁判員在一定的距離與范圍內(nèi)即時(shí)掌握不同運(yùn)動(dòng)員的犯規(guī)信息，并對(duì)犯規(guī)及時(shí)做出公正、準(zhǔn)確的處罰。判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3內(nèi)，判別單腳著地步態(tài)的邏輯判斷電路分別由“與”邏輯門(3A)和“異或”邏輯門(3B)構(gòu)成，判別雙腳同時(shí)離地的邏輯判斷電路由兩個(gè)并接“或”邏輯門(3C)串接“或非”邏輯門(3D)構(gòu)成。所述的判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3在判別行走者是否符合一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式步法的必須全腳掌同時(shí)著地的技術(shù)規(guī)則時(shí)，可以根據(jù)技術(shù)規(guī)則的不同定性規(guī)定，允許腳前掌與腳后跟同時(shí)著地時(shí)存在一定的時(shí)滯，例如時(shí)滯設(shè)定為5/100秒以內(nèi)或可調(diào)控型等。顯示與警示模塊4由顯示屏和用于犯規(guī)的聲光提示與警示裝置構(gòu)成。顯示與警示模塊4將根據(jù)需要對(duì)判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的結(jié)果選擇進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和重復(fù)顯示，并在出現(xiàn)犯規(guī)時(shí)立即加以聲光提示與警示。當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊2為(有線型)時(shí)，顯示與警示模塊4的外殼有一卡頭或掛扣，使用時(shí)可方便地掛在行走者的腰間。當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊2為(無線型)時(shí)，顯示與警示模塊4的外殼除與上述(有線型)的外殼相同外，還可被設(shè)計(jì)為手表型、耳機(jī)型，便于行走者在不同場合選擇使用。根據(jù)所述的檢測觸點(diǎn)組模塊1的配置方式不同，本發(fā)明的步態(tài)測定器的專有產(chǎn)品主要可分為檢測觸點(diǎn)組模塊1與鞋墊一體化的鞋墊型、檢測觸點(diǎn)組模塊1可拆卸的分別鑲嵌在鞋內(nèi)或鞋底的鑲嵌式鞋用型、和檢測觸點(diǎn)組模塊1固定在專用鞋鞋底的固定型專用鞋寸。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。使用本步態(tài)測定器時(shí)，以檢測信號(hào)輸送模塊2 (有線型)為例，先將顯示與警示模塊4的外殼固定在腰間或身上某處，然后將連接判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3的接插件的插頭插入固定在鞋幫或鞋上某處的連接檢測觸點(diǎn)組模塊1的接插件的插座中，打開開關(guān)。行走時(shí)， 行走者在一只單腳著地時(shí)，身體重力壓和鞋墊或鞋內(nèi)(底)腳前掌部中央與腳后跟部中央的檢測觸點(diǎn)組模塊1，無論行走者的腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地，還是全腳掌同時(shí)著地，脈沖信號(hào)“1”通過接插件與饋線，將信號(hào)分別輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3中的“與”邏輯門3A和“異或”邏輯門;3B。當(dāng)行走者全腳掌同時(shí)著地時(shí)(根據(jù)技術(shù)規(guī)則的不同定性規(guī)定， 已經(jīng)調(diào)整設(shè)定為允許腳前掌與腳后跟同時(shí)著地時(shí)存在一定的時(shí)滯)，“與”邏輯門3A的輸出信號(hào)為“1”，“異或”邏輯門3B的輸出信號(hào)為“0”，通過計(jì)數(shù)、寄存與譯碼后，在顯示與警示模塊4上顯示出行走者行走時(shí)全腳掌同時(shí)著地的累計(jì)次數(shù)。當(dāng)行走者的腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地時(shí)，“異或”邏輯門:3B的輸出信號(hào)為“1”，“與”邏輯門3A的輸出信號(hào)為“0”，通過計(jì)數(shù)、寄存與譯碼后，在顯示與警示模塊4上顯示出行走者行走中未能全腳掌同時(shí)著地，即犯規(guī)1的累計(jì)次數(shù)，并予以相應(yīng)的提示和警示。另一只單腳的狀態(tài)亦同樣處理。與此同時(shí)，當(dāng)行走者的單腳或雙腳完全同時(shí)離地時(shí)，單腳或雙腳的檢測觸點(diǎn)組模塊1單獨(dú)或同時(shí)處于開路狀態(tài)，脈沖信號(hào)均為“0”，通過接插件與饋線，將信號(hào)分別輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3中的兩個(gè)并接“或”邏輯門3C串接“或非”邏輯門3D。當(dāng)行走者的單腳完全離地時(shí)，兩個(gè)并接“或”邏輯門3C中只有一個(gè)的輸出信號(hào)為“1”，另一個(gè)為“0”，串接“或非”邏輯門3D的輸出信號(hào)為“0”。只有當(dāng)雙腳完全同時(shí)離地、雙腳下的兩個(gè)檢測觸點(diǎn)組模塊1均開路時(shí)，兩個(gè)并接“或”邏輯門3C的輸出信號(hào)均為“1”，串接“或非”邏輯門3D 的輸出信號(hào)才為“1”。通過計(jì)數(shù)、寄存與譯碼后，在顯示與警示模塊4上顯示出行走者行走中雙腳同時(shí)離地的累計(jì)騰空，即犯規(guī)2的累計(jì)次數(shù)，并予以相應(yīng)的提示和警示。通過判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3對(duì)雙腳的輸出信號(hào)的再次計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，在顯示與警示模塊4上將根據(jù)需要選擇實(shí)時(shí)顯示和重復(fù)顯示出行走者行走中雙腳的累計(jì)走步次數(shù)、步頻和步距、單腳全腳掌同時(shí)著地的累計(jì)次數(shù)和單腳未能全腳掌同時(shí)著地，即犯規(guī)1的累計(jì)次數(shù)，和雙腳同時(shí)離地，即犯規(guī)2的累計(jì)次數(shù)、犯規(guī)次數(shù)所占比例及其分布等。上述檢測觸點(diǎn)組模塊1、檢測信號(hào)輸送模塊2 [接插件與饋線(有線型)，或無線發(fā)射與接收裝置(無線型)、和(無線型)相連、配套的微電路編碼器或非易失性存儲(chǔ)體]、判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3和顯示與警示模塊4等均為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3 和顯示與警示模塊4還可以采用現(xiàn)有的專用集成電路功能模塊庫。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1給出了本發(fā)明各模塊之間的結(jié)構(gòu)方塊圖。圖2為判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3內(nèi)判別單腳著地步態(tài)的邏輯門電路示意圖。圖3為判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3內(nèi)判別雙腳同時(shí)離地的邏輯門電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，檢測觸點(diǎn)組模塊1位于行走者雙腳的鞋內(nèi)或鞋底，將行走者的步態(tài)變?yōu)槊}沖信號(hào)，通過檢測信號(hào)輸送模塊2輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊3，判別行走者是否符合一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式步法的技術(shù)規(guī)則，記錄、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)行走者全腳掌同時(shí)著地的正確步態(tài)的累計(jì)次數(shù)、腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地的累計(jì)次數(shù)和雙腳同時(shí)離地的累計(jì)騰空次數(shù)等犯規(guī)次數(shù)、行走者的累計(jì)行走步數(shù)、步頻和步距、犯規(guī)次數(shù)在累計(jì)行走步數(shù)中所占比例及其分布等，最終，在顯示與警示模塊4進(jìn)行顯示或在出現(xiàn)犯規(guī)時(shí)加以提示與警示。 如圖2與圖3所示。當(dāng)行走者一只單腳的腳前掌與腳后跟(全腳掌)同時(shí)著地， 即單腳的檢測觸點(diǎn)組模塊1的兩個(gè)檢測觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，“與”邏輯門3A輸出計(jì)數(shù)脈沖為 “1”，當(dāng)行走者一只單腳的腳前掌或腳后跟單獨(dú)先著地，即單腳的檢測觸點(diǎn)組模塊1僅有單個(gè)檢測觸點(diǎn)閉合時(shí)，“異或”邏輯門3B的輸出信號(hào)為“1”。另一只單腳的狀態(tài)亦同樣處理。 只有在行走者的雙腳完全同時(shí)離地、即雙腳的兩個(gè)檢測觸點(diǎn)組模塊1的四個(gè)檢測觸點(diǎn)均開路時(shí)，兩個(gè)并接“或”邏輯門3C的輸出信號(hào)均為“1”，串接“或非”邏輯門3D的輸出信號(hào)才為“1”?！芭c”邏輯門3A、“異或”邏輯門3B和“或非”邏輯門3D的脈沖信號(hào)“1”經(jīng)過計(jì)數(shù)、 寄存與譯碼后，在顯示與警示模塊4上顯示出累計(jì)的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，并對(duì)不同的犯規(guī)予以相應(yīng)的聲光提示與警示。
權(quán)利要求1.一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器，其特征在于位于行走者腳下的檢測觸點(diǎn)組模塊(1)由人體兩只腳下各一組、每組兩個(gè)檢測觸點(diǎn)構(gòu)成，將行走者的步態(tài)變?yōu)槊}沖信號(hào)，通過分別由接插件與饋線組成的有線型，或由無線發(fā)射與接收裝置組成的無線型構(gòu)成的檢測信號(hào)輸送模塊O)，輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊(3)，并將判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)結(jié)果在顯示與警示模塊(4)加以顯示與警示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于檢測觸點(diǎn)組模塊(1)用內(nèi)置于鞋墊、 鑲嵌在鞋內(nèi)或鞋底、和固定在專用鞋鞋底的方式使每組兩個(gè)檢測觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)人體單腳的腳前掌部中央與腳后跟部中央。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于檢測觸點(diǎn)組模塊(1)用壓敏元件、壓力傳感器或彈力觸點(diǎn)作為檢測觸點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于當(dāng)連接檢測觸點(diǎn)組模塊(1)與判別、 計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊C3)的檢測信號(hào)輸送模塊( 為有線型時(shí)，人體兩只腳下各一組，接插件的插座固定或可拆卸的安裝在鞋上，可通過插頭與饋線隨意接通或斷開檢測觸點(diǎn)組(1)與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊(3)的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于當(dāng)連接檢測觸點(diǎn)組模塊(1)與判別、 計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊(3)的檢測信號(hào)輸送模塊( 為無線型時(shí)，人體兩只腳下各有一個(gè)無線發(fā)射裝置與檢測觸點(diǎn)組模塊(1)相連，無線接收裝置共用一個(gè)與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊(3)相接，由無線發(fā)射與接收裝置一起隨意接通或斷開檢測觸點(diǎn)組模塊(1)與判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊⑶的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊O)為無線型時(shí)，無線發(fā)射與接收裝置和配套的微電路編碼器或非易失性存儲(chǔ)體相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊(3)內(nèi)，判別單腳著地步態(tài)的邏輯判斷電路分別由“與”邏輯門(3A)和“異或”邏輯門(3B)構(gòu)成，判別雙腳同時(shí)離地的邏輯判斷電路由兩個(gè)并接“或”邏輯門(3C)串接“或非”邏輯門(3D)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于顯示與警示模塊由顯示屏和用于犯規(guī)的聲光提示與警示裝置構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步態(tài)測定器，其特征在于當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊( 為有線型時(shí)，顯示與警示模塊的外殼有一卡頭或掛扣，當(dāng)檢測信號(hào)輸送模塊( 為無線型時(shí)，顯示與警示模塊(4)的外殼除與上述有線型的外殼相同外，還將被設(shè)計(jì)為手表型、耳機(jī)型。
10.一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器的專有產(chǎn)品，其特征在于該步態(tài)測定器的專有產(chǎn)品分為鞋墊型、鑲嵌型和固定型專用鞋。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式所專用的步態(tài)測定器及其專有產(chǎn)品。行走者行走時(shí)的身體重力壓合鞋墊或鞋內(nèi)(底)的檢測觸點(diǎn)組模塊，行走者步態(tài)的脈沖信號(hào)通過檢測信號(hào)輸送模塊的有線傳送或無線收發(fā)的方式輸送至判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊，無線發(fā)射與接收裝置能在一定范圍內(nèi)收發(fā)相連、配套的微電路編碼器編出的信息密碼、或非易失性存儲(chǔ)體內(nèi)存有的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)。判別、計(jì)數(shù)與統(tǒng)計(jì)模塊可判別行走者的步態(tài)是否符合一項(xiàng)新的競走運(yùn)動(dòng)方式的技術(shù)規(guī)則，累加計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)行走者正確步態(tài)的次數(shù)、犯規(guī)次數(shù)、行走者的總行走步數(shù)、步頻和步距、犯規(guī)次數(shù)的比例及其分布等，并將結(jié)果在顯示與警示模塊上被顯示或警示。其專有產(chǎn)品分為鞋墊型、鑲嵌式鞋用型和固定型專用鞋。
文檔編號(hào)A63B71/06GK202010403SQ201020547309
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者周銘揚(yáng) 申請(qǐng)人:周銘揚(yáng)