摘 要：自行车比赛与其它体育比赛一样，动作瞬间完成，运动员的素质的优劣难以判断，尤其是蹬踏用力形态判断，更是无从谈起。随着当今社会进入信息化时代，运动训练中引入数字技术，使瞬间完成的动作数字化，使抽象的运动素质得到量化细化。利用加速度传感器、拉压力传感器，就能准确的测出自行车运动员蹬踏能力，从而计算出运动员的做功多少，利用做功数据达到训练和选人的目的。
　　关键词：自行车；蹬踏；信息技术；数字化训练；无线传感器
　　中图分类号：TP202.4
　　1 设备研究目标
　　自行车运动速度快，运动员的蹬踏能力很难给出准确的判断，但是，如果使用运动员做功来判断运动员优劣，则更佳直接有效。随着各种数字化传感器的到来，蹬踏能力数字化也逐步成为现实。例如把自行车运动员的每一个蹬踏动作都记录下来，每一次蹬踏的力量大小、蹬踏频率、蹬踏时间等数据记录下来，然后，再计算出每一个动作的做功数值和全程做工数值，给教练员查看，这将更加直观有效。这些数据还可以事后分析，数据也可以与优秀运动员比对，更容易找出有针对性的训练方法，也利于选拔新人。
　　2 实验过程及设备构成
　　设备分两部分构成，一部分是自行车踏板上的角加速度传感器和拉压力传感器；第二部分是教练员一侧的软件设备。数据可以通过USB卡和无线传输两种方式传给教练。我们是选用USB卡存储数据。
　　不同的传感器数据采样频率全部都设定为每秒128次，以便于不同传感器数据比对使用。设备还包括A/D转换器显示器、单片机、无线数据发射器、数据存储器和电源等。
　　教练员一侧：为了能更加容易观察、理解数据，我们给出这些数据的曲线图形。曲线绘制软件是我们自己研制的，既可以输出曲线，也可以输出曲线视频。
　　这套装置已经申请了国家专利。
　　自行车踏板上的传感器介绍。踏板上使用了两种传感器，角加速度传感器和拉压力传感器。（1）角加速度传感器。多圈角加速度可以准确测量自行车脚蹬部位的角度变化数值。我们从静止开始测量，可以推算出每一时刻的线加速度大小。设备体积小，分量轻，不会影响运动员的自行车的蹬踏动作。数据采样频率为128次每秒。角加速度传感器固定于自行车脚蹬器轴部。脚蹬器的每一个动作，角加速度数据都会被记录于USB卡中。数据如表1：β为角加速度。（2）拉压力传感器。运动员的速度，取决于运动员的蹬力的大小以及蹬踏频率。这样，测量蹬踏的力就极为重要。为了测量蹬踏力的大小，我们在踏板处安装了一款拉压力传感器，专门用来测量蹬踏力数据。
　　4 做功计算
　　通过以上线加速度和蹬力两组数据，我们已经可以分析出一名运动员的基本情况，但是，由于参考的项目较多，教练员和运动员还要仔细分析才能得出结论，比較麻烦。所以，我们给出一个更好的指标来，很容易就能判断一名运动员的优劣。这个指标就是运动员做功。我们既给出运动员的单步做功，也给出运动员的全程做功。运动员做功的大小，已经足以反映其动作的优劣。
　　5 系统的应用结果
　　此系统有两大应用，一是运动员选材，二是运动员训练。通过这个系统的使用，马上就可以知道被测人的基本数据，运动员的稳定性、耐力、蹬力等一目了然，很容易分析、比较，选拔出优秀的自行车运动员。
　　如有不足之处，请大家指教。
　　参考文献：
　　[1]梁欣荣.国外电子元器件[J].压力传感器及其应用，2001（09）：69-70.
　　[2]王冲，施玉霞，陆熊.基于加速度传感器的无线人体动作测量设备[J].单片机与嵌入式系统应用，2011（08）：95-98.
　　[3]孙新香.上海交通大学[J].基于三轴加速度传感器的跌倒检测技术的研究与应用，2008（10）.
　　作者简介：张锐明（1964.09-），男，黑龙江人，科长，高级工程师，学士学位，研究方向：信息技术。
　　作者单位：哈尔滨体育学院，哈尔滨 150008
　　注：作者的《三维加速度传感器在举重上的应用》、《一种能够测量足部水平用力的跑鞋》、《船桨做功测量》已经获得国家实用新型专利。