壓力式俯臥撐測試板的研制

常 敏 李成學(xué) 包帥善

(解放軍蚌埠汽車士官學(xué)校,安徽蚌埠233011)

俯臥撐是一項非常簡單有效的健身運動,通過經(jīng)常性、多次數(shù)的練習(xí)可以增加人體上肢、肩帶和胸部的力量,并能有效提高心血管系統(tǒng)機能,是深受人們喜愛的健身項目。在軍事訓(xùn)練中,通過俯臥撐訓(xùn)練可有效提高士兵上肢 (肱三頭肌、三角肌前束)、胸部 (胸大肌)、以及腰背部 (腰大肌、前鋸肌)等部位的肌肉力量,這是單兵在陸地完成攀爬翻越、臥倒起立、匍匐前進、進出戰(zhàn)壕、埋雷與排雷、戰(zhàn)場救護等各種需要上肢俯臥支撐能力的戰(zhàn)術(shù)動作以及戰(zhàn)場作業(yè)的體能基礎(chǔ)之一,具有很強的實戰(zhàn)意義,所以俯臥撐是我軍衡量軍人體能標準和軍事訓(xùn)練大綱中所規(guī)定的必考項目之一。

1 傳統(tǒng)俯臥撐考核方法存在的問題

目前,我軍各級單位組織的俯臥撐考核中主要采用的是人眼目測計數(shù)的方法。在實施過程中最容易出現(xiàn)的問題是,受測者上體放下的程度不容易掌握。俯臥撐標準動作是人俯撐在地上或墊上,兩手掌著地,指尖向前,雙手間距比肩稍寬,兩腳并攏,腳前掌撐地,身體繃直,然后以手臂力量屈伸肘關(guān)節(jié),身體呈 “一”字形上下起伏。俯臥撐動作是否標準到位,主要體現(xiàn)在身體是否繃直 (不得出現(xiàn)塌腰、提臀的動作)和肩關(guān)節(jié)是否低于肘關(guān)節(jié)兩個環(huán)節(jié)上。

標準動作要求肘關(guān)節(jié)夾角小于90度且肩關(guān)節(jié)低于肘關(guān)節(jié),但由于俯臥撐考核要求在2 min的規(guī)定時間以內(nèi)完成,所以受測者在考核中容易不由自主地加快動作頻率,導(dǎo)致部分俯臥撐動作界乎與“合格”與 “不合格”之間,給監(jiān)考人員目測動作和計數(shù)帶來了很大困難。目前我軍也研制了一些測試儀器,如利用紅外線照射檢驗俯臥撐動作是否標準的智能俯臥撐測試儀,但是在解決問題的同時,也存在著產(chǎn)品造價較高、佩帶儀器花費時間長、仍需與人眼目測配合使用等問題,不方便在組織大規(guī)?？己藭r使用。

為了解決軍人在俯臥撐考核中存在的動作幅度難以測量、標準尺度難以把握、考核結(jié)果人為因素較大等問題,我們根據(jù)俯臥撐考核標準,通過多年俯臥撐考核工作的實踐,研制出一種壓力式俯臥撐測試板,主要利用人體胸部壓力感應(yīng)來測試俯臥撐動作是否標準。該器材結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、造價低廉,可解決俯臥撐考核中的主要問題,適合于部隊組織大規(guī)模的體能考核時使用;并經(jīng)不斷改進,取得了良好的效果。

2 壓力式俯臥撐測試板的組成及工作原理

2.1 壓力式俯臥撐測試板的組成

壓力式俯臥撐測試板的結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要有以下部分組成:木工板1塊,自動計數(shù)器1個,譯碼器1個,數(shù)碼顯示器1個,電源1個,二級壓力感應(yīng)器1個,一級壓力感應(yīng)器1個,大斷面平頭螺柱1個,壓縮彈簧1個,細軟電線20 m,緊固螺釘若干,支撐立柱6個,自制緩沖墊1套,油漆1桶,紐扣電池2個。

2.2 壓力式俯臥撐測試板的設(shè)計與制作

第一步,選取一塊標準木工板,裁剪成長2 100 mm、寬1 200 mm的長方形;第二步,在距離寬邊400 mm的中線位置打一直徑38 mm的孔,安裝螺柱觸針及計數(shù)器;同時在同一中軸線下方距離邊緣850 mm處打一直徑10 mm的孔,便于安裝感應(yīng)觸板數(shù)據(jù)線;第三步,制作4個高400 mm的A3鋼材質(zhì)直徑38 mm的空心支撐,觸地端焊接直徑48 mm、厚2 mm的同材質(zhì)墊片,另一端焊接固定M 8螺柱,便于固定在俯臥撐測試板上;第四步,在中軸線中點靠下處安裝一塊違例感應(yīng)觸板,并在觸板下方的木板上打一小孔,以便于穿線連接感應(yīng)顯示器;第五步,在孔徑38 mm的孔端安裝螺柱觸針,在螺母頭端加裝直徑120 mm的橡膠材質(zhì)保護墊,在板的反面靠近螺柱處安裝調(diào)試感應(yīng)計數(shù)器;第六步,在木板的左上角處,安裝數(shù)字顯示器,連接數(shù)據(jù)線。

圖1 壓力式俯臥撐測試板示意圖

2.3 壓力式俯臥撐測試板的工作原理

受測者進行俯臥撐動作時,其身體向下運行過程中,胸部按壓緩沖墊帶動螺柱向下運動,當(dāng)螺柱運行到一定距離后將會觸發(fā)感應(yīng)器,感應(yīng)器將發(fā)出一個高電平信號到計數(shù)器,計數(shù)器將根據(jù)接收到的電平信號的次數(shù)及速度對受測者進行的俯臥撐運動進行計數(shù),同時,把計數(shù)結(jié)果發(fā)送給譯碼器,譯碼器再將結(jié)構(gòu)傳遞給數(shù)碼顯示單元,由數(shù)碼顯示單元顯示受測者所做的有效次數(shù)。在測試過程中,如果受測者胸部將緩沖墊和螺柱壓縮至頂點時,將觸發(fā)感應(yīng)器,感應(yīng)器把檢測信號發(fā)送給計數(shù)器,計數(shù)器將自行中止計數(shù),該次測試自行結(jié)束,此時顯示屏所顯示的數(shù)字即為該受測者的測試成績;同樣原理,受測者的腰部或膝蓋觸碰到下面的感應(yīng)板時,計數(shù)器亦將中止計數(shù),該次測試結(jié)束。

3 壓力式俯臥撐測試板的使用方法

3.1 使用前的高度調(diào)試

首先根據(jù)受測者身高及小臂長度調(diào)整感應(yīng)螺柱的高度 (如圖2所示)。感應(yīng)螺柱高度的調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)螺柱低端的螺母來完成的。按照3個身高區(qū)域隨機抽取3組學(xué)員進行小臂長度 (俯撐時肘尖至地面的長度)的測量,每組15名學(xué)員,身高區(qū)域分別定為168 cm以下、168～183 cm之間、183 cm以上。通過測量計算得出小臂長度的平均值分別為27.6 cm、29.83 cm、32.2 cm,根據(jù)以上測量結(jié)果,進行俯臥撐考核前按考核人員身高劃分為3個組別,測試板螺柱高度分別調(diào)整為28 cm、30 cm、32 cm,基本上保證了上體在向下運動時肩部一旦低于于肘部即觸發(fā)感應(yīng)器并自動計數(shù),使整個考核過程體現(xiàn)出科學(xué)性和針對性。

圖 2 感應(yīng)螺柱示意圖

3.2 具體使用方法

受測者俯臥于測試板適當(dāng)位置,按俯臥撐準備動作要領(lǐng)做好準備,監(jiān)考人員按下測試板前開始鍵后2 min倒計時開始,受測者按照規(guī)定動作要領(lǐng)進行俯臥撐測試。當(dāng)向下運動時,胸部按壓緩沖墊,感應(yīng)螺柱隨之向下運動,當(dāng)螺柱向下運動到一定位置時,位于測試板下面的計數(shù)感應(yīng)器開始感應(yīng)計數(shù),數(shù)字跳動一次,然后身體向上運動至兩臂正直,螺柱復(fù)位,即完成一次有效動作;按照上述動作在規(guī)定時間內(nèi)進行測試,顯示屏所顯示數(shù)字即為受測者完成的俯臥撐成績。在測試過程中,受測者由于體力下降,手臂支撐不住,胸部將緩沖墊和螺柱壓縮至死點時 (螺柱上的彈簧被壓縮到螺距為“0”,即螺柱頭部平面下降到與測試板同一平面),根據(jù)測試標準,此為違例,俯臥撐測試自行結(jié)束,此時顯示屏所顯示的數(shù)字即為該受測者的測試成績;受測者由于體能下降導(dǎo)致的腰部或膝蓋觸碰到下面的感應(yīng)板時,按測試標準也屬違例,此時顯示屏所顯示的數(shù)字即為該受測者的測試成績。也就是說,在考核過程中只要有一次違例發(fā)生,計數(shù)器便自行停止,此時顯示屏上所顯示的數(shù)字即為該受測者的測試成績。

4 結(jié)論

壓力式俯臥撐測試板對場地、氣候條件和周邊環(huán)境要求較低,操作簡單,生產(chǎn)成本較低,貼近部隊訓(xùn)練需要,適合于大樣本人群的體能普考和成績評定工作。本器材可繼續(xù)加以完善并推廣應(yīng)用,可產(chǎn)生可觀的軍事效益,必能為推進部隊體能訓(xùn)練信息化建設(shè),增強整體體能戰(zhàn)斗力素質(zhì)提供保障。

受測者在進行動作的同時通過計數(shù)器能夠及時看到自己已經(jīng)完成了動作數(shù)量,哪些動作是符合標準的,那些動作則是不能夠被計數(shù)的,從而避免了受測者認為完成了考核規(guī)定次數(shù)而監(jiān)考人員認為其動作不標準未達標的現(xiàn)象,公平公正地對軍人體能考核進行自動測試與評判,實現(xiàn)了從現(xiàn)場測試至成績評定過程智能化,突破了人為誤差的 “瓶頸”,提高了考核過程和結(jié)果的權(quán)威性、客觀性。

使用壓力式俯臥撐測試板雖能夠解決俯臥撐考核中的主要問題,對容易出現(xiàn)爭議的上肢動作標準和膝部違例情況進行自動評判,但本器材并非盡善盡美,對受測者軀干違例情況,如塌腰、提臀等動作的評判,將仍依靠人眼觀察配合進行。這需要研制者進一步改進和完善。