面向运动科学应用的可穿戴柔性肌肉应力监测设备设计与初步验证

摘要

针对运动训练、康复评估等领域对肌肉发力状态实时、可视化监控的迫切需求，本研究设计并开发了一套面向体育科学应用的可穿戴柔性肌肉应力监测系统。研究核心包括：研制了以Ecoflex为基底、炭黑/石墨烯为导电材料的柔性应变传感器，经测试具备良好线性度、约60ms的快速响应及可靠的循环稳定性，能满足动态体育动作的监测要求；依据运动解剖学原理，设计了4×3传感阵列布局与贴合人体形态的绑带结构；完成了从多通道信号调理、嵌入式处理到无线传输的硬件系统集成，并实现了将传感器数据实时转化为肌肉应力热力图的可视化方法。本研究完成了核心传感单元的制备与验证，更构建了完整的系统解决方案，为力量训练监控、技术动作分析与运动康复评估提供了直观、可量化的新型工具，具备明确的体育应用前景。