压电传感器在射击辅助训练系统中的应用

苏圆 庄建军 李雅婷 余飒爽 杨诗宇 武秀峰 邹鸣

摘  要： 为准确掌握运动员训练时手部的动作情况，研究和设计一种射击辅助训练系统。该系统以聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜为传感器，STM32F103C8T6为控制核心，配以放大电路、滤波电路和无线传输模块，用以捕捉射击运动员击发瞬间手部施加在枪体接触面的压力波形，并将该信号通过蓝牙传输至手机端APP，在APP中完成压力波形的显示、存储、计算和分析。经模拟测试，该系统可以实时记录击发瞬间手部相关位置施加的压力波形，为教练员实施精确的个性化指导提供客观依据。

关键词： 射击训练; PVDF压电薄膜; 系统设计; 蓝牙传输; 模拟测试; 精确指导

中图分类号： TN384?34; TP391.4                文献标识码： A                       文章编号： 1004?373X（2020）06?0001?04

Application of piezoelectric sensor in assistant shooting training system

SU Yuan1， ZHUANG Jianjun1， LI Yating1， YU Sashuang1， YANG Shiyu1， WU Xiufeng1， ZOU Ming2

（1. Nanjing University， Nanjing 210023， China; 2. Nanjing Forestry Police College， Nanjing 210023， China）

Abstract： An assistant shooting training system is studied and designed to accurately master the athletes′ hand movements during training. In the system， the polyvinylidene fluoride （PVDF） piezoelectric film is taken as sensor， STM32F103C8T6 is used as the control core， to which the amplifier circuit， filter circuit and wireless transmission module are equipped， so as to capture the pressure waveform of the shooter′s hand imposing on his gun′s contact surface at the moment of shooting. The pressure waveform signal is transmitted to mobile App through Bluetooth， and the display， storage， calculation and analysis of the pressure waveform are completed in the App. The simulation testing results show that the system can record the pressure waveform generated at the relevant position of the hand at the moment of firing in real time， and provide objective basis for coaches to implement the precise personalized guidance.

Keywords： shooting training; PVDF piezoelectric film; system design; Bluetooth transmission; simulation test; precise guidance

0  引  言

1984年洛杉矶奥运会，许海峰在男子手枪60发慢射项目上夺得新中国第一枚奥运金牌。此后，我国运动健儿在多项国际射击比赛中取得了骄人的成绩，中国逐渐成为世界射击运动高水平国家之一。在项群训练理论中，射击属技能类表现准确性运动项目，外在表现并不复杂，但动作的精细程度、动作稳定性和一致性方面是其他任何项目所不具备的，由于其“重里不重表”的特点使射击运动的选材难度之大可谓“众项”之首。任何外部因素，如各持枪位置的施力情况、枪体的晃动幅度及心率调节能力等都会影响运动员的发挥[1]。

目前，射击训练主要依赖于教练的主观经验，只限于定性的分析，缺乏系统化、数据化的训练指导，远不能满足射击运动员评价和选材的需要。……