“测时鞋”的研制及其应用

时间参数在一些运动项目中是个很重要的参数。本文研制出的“测时鞋”能测出运动员跑步过程中每一步的时间(腾空时间、支撑时间、总时间),这对运动员训练和教练员指导训练将有很大的意义,并且其成本低,所以它的应用前景将是广阔的。

“测时鞋”的研制及其应用

闫松华1，金季春2，南光熙3，黄平江3

1首都医科大学生物医学工程学院，北京（100069）

2北京体育大学，北京（100084） 3中国机械科学研究院，北京（100044）

摘 要：时间参数在一些运动项目中是个很重要的参数。本文研制出的”测时鞋”能测出运动员跑步过程中每一步的时间（腾空时间、支撑时间、总时间），这对运动员训练和教练员指导训练将有很大的意义，并且其成本低，所以它的应用前景将是广阔的。 关键词：测时鞋，研制，应用，传感器

在许多运动项目中，时间都是一个很重要的参数。而生物力学对这些项目的研究，目前所用的测时间的方法一般是通过摄像机的拍摄得到的，这种方法因为拍摄范围的限制，致使所得的时间值很有限，这就影响到运动员和教练员对技术动作的掌握情况。本文作者研制出的”测时鞋”可以测出跑步过程中每一步的时间，包括腾空时间、支撑时间和总时间。它是在跑鞋的鞋底上安装传感器，当传感器感受压力时，感应电极将产生信号，再通过一些电路，将数据传出来，这样将能测出运动员每一步的时间。

1. “测时鞋”的制作思路

我们选择了一组专用并联开关作为鞋底的传感器。因为在运动员跑步过程中，一般都是脚的前外侧先着地，所以开关安在跑鞋（钉鞋）前外侧部分的钉子与钉子之间的缝隙中，开关安上后，用一种做轮胎用的橡胶，并将其剪成合适的大小，粘在上面既起到保护开关的作用，又不至于影响信号的传递。在作者用”测时鞋”所完成的实验中，每只鞋上有三处安了开关。

测时鞋的整个系统我们称之为”跑步时间信息无线采集系统（以下简称无线采集系统）”，主要用于采集运动员在跑步过程中的时间信息，例如左脚和右脚支撑时间、腾空时间，以及从起跑到终点全过程的用时等，供运动员、教练员和科研人员进行分析和研究。

2. “测时鞋”的研制原理

2.1系统组成和功能

无线采集系统主要由传感器、调制信号发生器、无线发射电路、无线接收电路、基准时钟和计时器、操作按钮和蜂鸣器以及单片机系统、微机、处理软件等部分组成，参见图1。