压力式俯卧撑测试板的研制

常 敏 李成学 包帅善

(解放军蚌埠汽车士官学校,安徽蚌埠233011)

俯卧撑是一项非常简单有效的健身运动,通过经常性、多次数的练习可以增加人体上肢、肩带和胸部的力量,并能有效提高心血管系统机能,是深受人们喜爱的健身项目。在军事训练中,通过俯卧撑训练可有效提高士兵上肢 (肱三头肌、三角肌前束)、胸部 (胸大肌)、以及腰背部 (腰大肌、前锯肌)等部位的肌肉力量,这是单兵在陆地完成攀爬翻越、卧倒起立、匍匐前进、进出战壕、埋雷与排雷、战场救护等各种需要上肢俯卧支撑能力的战术动作以及战场作业的体能基础之一,具有很强的实战意义,所以俯卧撑是我军衡量军人体能标准和军事训练大纲中所规定的必考项目之一。

1 传统俯卧撑考核方法存在的问题

目前,我军各级单位组织的俯卧撑考核中主要采用的是人眼目测计数的方法。在实施过程中最容易出现的问题是,受测者上体放下的程度不容易掌握。俯卧撑标准动作是人俯撑在地上或垫上,两手掌着地,指尖向前,双手间距比肩稍宽,两脚并拢,脚前掌撑地,身体绷直,然后以手臂力量屈伸肘关节,身体呈 “一”字形上下起伏。俯卧撑动作是否标准到位,主要体现在身体是否绷直 (不得出现塌腰、提臀的动作)和肩关节是否低于肘关节两个环节上。

标准动作要求肘关节夹角小于90度且肩关节低于肘关节,但由于俯卧撑考核要求在2 min的规定时间以内完成,所以受测者在考核中容易不由自主地加快动作频率,导致部分俯卧撑动作界乎与“合格”与 “不合格”之间,给监考人员目测动作和计数带来了很大困难。目前我军也研制了一些测试仪器,如利用红外线照射检验俯卧撑动作是否标准的智能俯卧撑测试仪,但是在解决问题的同时,也存在着产品造价较高、佩带仪器花费时间长、仍需与人眼目测配合使用等问题,不方便在组织大规模考核时使用。

为了解决军人在俯卧撑考核中存在的动作幅度难以测量、标准尺度难以把握、考核结果人为因素较大等问题,我们根据俯卧撑考核标准,通过多年俯卧撑考核工作的实践,研制出一种压力式俯卧撑测试板,主要利用人体胸部压力感应来测试俯卧撑动作是否标准。该器材结构简单、方便实用、造价低廉,可解决俯卧撑考核中的主要问题,适合于部队组织大规模的体能考核时使用;并经不断改进,取得了良好的效果。

2 压力式俯卧撑测试板的组成及工作原理

2.1 压力式俯卧撑测试板的组成

压力式俯卧撑测试板的结构如图1所示。主要有以下部分组成:木工板1块,自动计数器1个,译码器1个,数码显示器1个,电源1个,二级压力感应器1个,一级压力感应器1个,大断面平头螺柱1个,压缩弹簧1个,细软电线20 m,紧固螺钉若干,支撑立柱6个,自制缓冲垫1套,油漆1桶,纽扣电池2个。

2.2 压力式俯卧撑测试板的设计与制作

第一步,选取一块标准木工板,裁剪成长2 100 mm、宽1 200 mm的长方形;第二步,在距离宽边400 mm的中线位置打一直径38 mm的孔,安装螺柱触针及计数器;同时在同一中轴线下方距离边缘850 mm处打一直径10 mm的孔,便于安装感应触板数据线;第三步,制作4个高400 mm的A3钢材质直径38 mm的空心支撑,触地端焊接直径48 mm、厚2 mm的同材质垫片,另一端焊接固定M 8螺柱,便于固定在俯卧撑测试板上;第四步,在中轴线中点靠下处安装一块违例感应触板,并在触板下方的木板上打一小孔,以便于穿线连接感应显示器;第五步,在孔径38 mm的孔端安装螺柱触针,在螺母头端加装直径120 mm的橡胶材质保护垫,在板的反面靠近螺柱处安装调试感应计数器;第六步,在木板的左上角处,安装数字显示器,连接数据线。

图1 压力式俯卧撑测试板示意图

2.3 压力式俯卧撑测试板的工作原理

受测者进行俯卧撑动作时,其身体向下运行过程中,胸部按压缓冲垫带动螺柱向下运动,当螺柱运行到一定距离后将会触发感应器,感应器将发出一个高电平信号到计数器,计数器将根据接收到的电平信号的次数及速度对受测者进行的俯卧撑运动进行计数,同时,把计数结果发送给译码器,译码器再将结构传递给数码显示单元,由数码显示单元显示受测者所做的有效次数。在测试过程中,如果受测者胸部将缓冲垫和螺柱压缩至顶点时,将触发感应器,感应器把检测信号发送给计数器,计数器将自行中止计数,该次测试自行结束,此时显示屏所显示的数字即为该受测者的测试成绩;同样原理,受测者的腰部或膝盖触碰到下面的感应板时,计数器亦将中止计数,该次测试结束。

3 压力式俯卧撑测试板的使用方法

3.1 使用前的高度调试

首先根据受测者身高及小臂长度调整感应螺柱的高度 (如图2所示)。感应螺柱高度的调节是通过旋转螺柱低端的螺母来完成的。按照3个身高区域随机抽取3组学员进行小臂长度 (俯撑时肘尖至地面的长度)的测量,每组15名学员,身高区域分别定为168 cm以下、168～183 cm之间、183 cm以上。通过测量计算得出小臂长度的平均值分别为27.6 cm、29.83 cm、32.2 cm,根据以上测量结果,进行俯卧撑考核前按考核人员身高划分为3个组别,测试板螺柱高度分别调整为28 cm、30 cm、32 cm,基本上保证了上体在向下运动时肩部一旦低于于肘部即触发感应器并自动计数,使整个考核过程体现出科学性和针对性。

图 2 感应螺柱示意图

3.2 具体使用方法

受测者俯卧于测试板适当位置,按俯卧撑准备动作要领做好准备,监考人员按下测试板前开始键后2 min倒计时开始,受测者按照规定动作要领进行俯卧撑测试。当向下运动时,胸部按压缓冲垫,感应螺柱随之向下运动,当螺柱向下运动到一定位置时,位于测试板下面的计数感应器开始感应计数,数字跳动一次,然后身体向上运动至两臂正直,螺柱复位,即完成一次有效动作;按照上述动作在规定时间内进行测试,显示屏所显示数字即为受测者完成的俯卧撑成绩。在测试过程中,受测者由于体力下降,手臂支撑不住,胸部将缓冲垫和螺柱压缩至死点时 (螺柱上的弹簧被压缩到螺距为“0”,即螺柱头部平面下降到与测试板同一平面),根据测试标准,此为违例,俯卧撑测试自行结束,此时显示屏所显示的数字即为该受测者的测试成绩;受测者由于体能下降导致的腰部或膝盖触碰到下面的感应板时,按测试标准也属违例,此时显示屏所显示的数字即为该受测者的测试成绩。也就是说,在考核过程中只要有一次违例发生,计数器便自行停止,此时显示屏上所显示的数字即为该受测者的测试成绩。

4 结论

压力式俯卧撑测试板对场地、气候条件和周边环境要求较低,操作简单,生产成本较低,贴近部队训练需要,适合于大样本人群的体能普考和成绩评定工作。本器材可继续加以完善并推广应用,可产生可观的军事效益,必能为推进部队体能训练信息化建设,增强整体体能战斗力素质提供保障。

受测者在进行动作的同时通过计数器能够及时看到自己已经完成了动作数量,哪些动作是符合标准的,那些动作则是不能够被计数的,从而避免了受测者认为完成了考核规定次数而监考人员认为其动作不标准未达标的现象,公平公正地对军人体能考核进行自动测试与评判,实现了从现场测试至成绩评定过程智能化,突破了人为误差的 “瓶颈”,提高了考核过程和结果的权威性、客观性。

使用压力式俯卧撑测试板虽能够解决俯卧撑考核中的主要问题,对容易出现争议的上肢动作标准和膝部违例情况进行自动评判,但本器材并非尽善尽美,对受测者躯干违例情况,如塌腰、提臀等动作的评判,将仍依靠人眼观察配合进行。这需要研制者进一步改进和完善。