壓力式俯臥撐測試板的研制

常 敏 李成學 包帥善

(解放軍蚌埠汽車士官學校,安徽蚌埠233011)

俯臥撐是一項非常簡單有效的健身運動,通過經常性、多次數的練習可以增加人體上肢、肩帶和胸部的力量,并能有效提高心血管系統機能,是深受人們喜愛的健身項目。在軍事訓練中,通過俯臥撐訓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、進出戰壕、埋雷與排雷、戰場救護等各種需要上肢俯臥支撐能力的戰術動作以及戰場作業的體能基礎之一,具有很強的實戰意義,所以俯臥撐是我軍衡量軍人體能標準和軍事訓練大綱中所規定的必考項目之一。

1 傳統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的方法。在實施過程中最容易出現的問題是,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節,身體呈 “一”字形上下起伏。俯臥撐動作是否標準到位,主要體現在身體是否繃直 (不得出現塌腰、提臀的動作)和肩關節是否低于肘關節兩個環節上。

標準動作要求肘關節夾角小于90度且肩關節低于肘關節,但由于俯臥撐考核要求在2 min的規定時間以內完成,所以受測者在考核中容易不由自主地加快動作頻率,導致部分俯臥撐動作界乎與“合格”與 “不合格”之間,給監考人員目測動作和計數帶來了很大困難。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,不方便在組織大規模考核時使用。

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、考核結果人為因素較大等問題,我們根據俯臥撐考核標準,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來測試俯臥撐動作是否標準。該器材結構簡單、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模的體能考核時使用;并經不斷改進,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構如圖1所示。主要有以下部分組成:木工板1塊,自動計數器1個,譯碼器1個,數碼顯示器1個,電源1個,二級壓力感應器1個,一級壓力感應器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,便于安裝感應觸板數據線;第三步,制作4個高400 mm的A3鋼材質直徑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的橡膠材質保護墊,在板的反面靠近螺柱處安裝調試感應計數器;第六步,在木板的左上角處,安裝數字顯示器,連接數據線。

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,當螺柱運行到一定距離后將會觸發感應器,感應器將發出一個高電平信號到計數器,計數器將根據接收到的電平信號的次數及速度對受測者進行的俯臥撐運動進行計數,同時,把計數結果發送給譯碼器,譯碼器再將結構傳遞給數碼顯示單元,由數碼顯示單元顯示受測者所做的有效次數。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,將觸發感應器,感應器把檢測信號發送給計數器,計數器將自行中止計數,該次測試自行結束,此時顯示屏所顯示的數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板時,計數器亦將中止計數,該次測試結束。

3 壓力式俯臥撐測試板的使用方法

3.1 使用前的高度調試

首先根據受測者身高及小臂長度調整感應螺柱的高度 (如圖2所示)。感應螺柱高度的調節是通過旋轉螺柱低端的螺母來完成的。按照3個身高區域隨機抽取3組學員進行小臂長度 (俯撐時肘尖至地面的長度)的測量,每組15名學員,身高區域分別定為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,根據以上測量結果,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感應器并自動計數,使整個考核過程體現出科學性和針對性。

圖 2 感應螺柱示意圖

3.2 具體使用方法

受測者俯臥于測試板適當位置,按俯臥撐準備動作要領做好準備,監考人員按下測試板前開始鍵后2 min倒計時開始,受測者按照規定動作要領進行俯臥撐測試。當向下運動時,胸部按壓緩沖墊,感應螺柱隨之向下運動,當螺柱向下運動到一定位置時,位于測試板下面的計數感應器開始感應計數,數字跳動一次,然后身體向上運動至兩臂正直,螺柱復位,即完成一次有效動作;按照上述動作在規定時間內進行測試,顯示屏所顯示數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),根據測試標準,此為違例,俯臥撐測試自行結束,此時顯示屏所顯示的數字即為該受測者的測試成績;受測者由于體能下降導致的腰部或膝蓋觸碰到下面的感應板時,按測試標準也屬違例,此時顯示屏所顯示的數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生,計數器便自行停止,此時顯示屏上所顯示的數字即為該受測者的測試成績。

4 結論

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

受測者在進行動作的同時通過計數器能夠及時看到自己已經完成了動作數量,哪些動作是符合標準的,那些動作則是不能夠被計數的,從而避免了受測者認為完成了考核規定次數而監考人員認為其動作不標準未達標的現象,公平公正地對軍人體能考核進行自動測試與評判,實現了從現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果的權威性、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。