2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫——運(yùn)動器材制造與智能化技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪種材料因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗疲勞和可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在高端運(yùn)動器材制造中應(yīng)用廣泛？A.鋁合金B(yǎng).鈦合金C.玻璃纖維增強(qiáng)塑料D.工程塑料2.在3D打印運(yùn)動器材時，選擇合適的打印材料需要重點(diǎn)考慮以下哪個因素對其最終力學(xué)性能影響最大？A.打印速度B.材料層間結(jié)合強(qiáng)度C.打印設(shè)備成本D.后處理工藝的復(fù)雜性3.用于測量運(yùn)動員關(guān)節(jié)角度變化的傳感器，最可能屬于以下哪一類？A.加速度傳感器B.壓力傳感器C.陀螺儀D.溫度傳感器4.智能運(yùn)動鞋通過內(nèi)置傳感器收集步態(tài)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)無線傳輸至手機(jī)App進(jìn)行分析。此過程中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸最常用的技術(shù)是？A.藍(lán)牙B.紅外線C.以太網(wǎng)D.衛(wèi)星通信5.以下哪項(xiàng)技術(shù)通常不直接應(yīng)用于運(yùn)動器材的自動化生產(chǎn)線，以提高生產(chǎn)效率和一致性？A.工業(yè)機(jī)器人自動化抓取與裝配B.基于機(jī)器視覺的質(zhì)量檢測C.傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)D.人工智能輔助運(yùn)動器材設(shè)計(jì)6.碳纖維復(fù)合材料的制造過程中，樹脂浸漬和固化工藝對最終材料性能的影響主要體現(xiàn)在？A.提供結(jié)構(gòu)支撐B.增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性C.確保纖維與基體的有效結(jié)合及材料整體性能D.控制材料的密度7.當(dāng)設(shè)計(jì)需要承受反復(fù)沖擊載荷的運(yùn)動器材時，材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮其？A.屈服強(qiáng)度B.疲勞極限C.彈性模量D.局部塑性變形能力8.在智能運(yùn)動器材中，嵌入式系統(tǒng)通常需要具備以下哪種關(guān)鍵能力來處理和響應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)？A.高度圖形化用戶界面顯示B.實(shí)時數(shù)據(jù)處理與決策控制C.海量數(shù)據(jù)長期存儲D.強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接能力9.運(yùn)動員進(jìn)行力量訓(xùn)練時，智能護(hù)具通過壓力傳感器監(jiān)測肌肉負(fù)荷。為提高測量精度，傳感器布置時應(yīng)重點(diǎn)考慮？A.傳感器數(shù)量越多越好B.傳感器的均勻分布和與皮膚的良好接觸C.傳感器盡量遠(yuǎn)離肌肉施力區(qū)域D.傳感器采用無線方式以提高活動自由度10.將人工智能（AI）應(yīng)用于運(yùn)動表現(xiàn)分析時，其主要價值在于？A.直接替代運(yùn)動員進(jìn)行訓(xùn)練B.自動生成個性化的訓(xùn)練計(jì)劃并執(zhí)行C.通過模式識別和數(shù)據(jù)分析，提供更深入的專項(xiàng)表現(xiàn)洞察和預(yù)測D.完全自動化的器材維護(hù)與管理二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上）1.運(yùn)動器材制造中，為保證復(fù)合材料部件的質(zhì)量，通常需要采用______等無損檢測技術(shù)來檢查內(nèi)部是否存在缺陷。2.智能運(yùn)動器材中常用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）通信協(xié)議，如Zigbee，通常工作在______頻段。3.嵌入式系統(tǒng)中的微控制器（MCU）選擇時，需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)除了處理速度（如時鐘頻率）外，還有______和內(nèi)存大小。4.為了在運(yùn)動器材中集成智能化功能，需要考慮的因素除了技術(shù)可行性外，還包括______、功耗和耐用性。5.在運(yùn)動器材的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用有限元分析（FEA）可以幫助工程師預(yù)測和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的______、剛度和振動特性。6.碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）材料相比傳統(tǒng)金屬材料，在輕量化運(yùn)動器材制造中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在______和比強(qiáng)度高。7.傳感器信號處理是智能運(yùn)動器材中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的是為了______傳感器原始信號，提取有用信息并降低噪聲干擾。8.工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線在運(yùn)動器材制造中的應(yīng)用，可以顯著提高_(dá)_____和生產(chǎn)效率。9.智能運(yùn)動器材的數(shù)據(jù)可視化通常通過______或交互式圖表等形式，將復(fù)雜的運(yùn)動數(shù)據(jù)以直觀的方式呈現(xiàn)給用戶。10.人工智能在運(yùn)動器材設(shè)計(jì)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用包括利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行______優(yōu)化，以提高器材性能或適應(yīng)不同用戶需求。三、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述3D打印技術(shù)在制造高性能、輕量化運(yùn)動器材方面的主要優(yōu)勢。2.解釋運(yùn)動器材制造中，材料選擇需要考慮哪些主要性能指標(biāo)，并舉例說明。3.智能運(yùn)動器材中的傳感器數(shù)據(jù)采集過程通常涉及哪些關(guān)鍵步驟？四、論述題（10分）論述將智能化技術(shù)（如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等）集成到傳統(tǒng)運(yùn)動器材制造流程中，對提升運(yùn)動器材性能、用戶體驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)價值可能帶來的變革性影響。五、設(shè)計(jì)題（15分）設(shè)想一種用于跑步訓(xùn)練的智能運(yùn)動鞋部件，需要集成至少兩種不同的傳感器。請簡述該部件需要監(jiān)測哪些關(guān)鍵跑步數(shù)據(jù)，選擇合適的傳感器類型，并初步說明傳感器數(shù)據(jù)如何被處理以提供給運(yùn)動員的反饋（如步頻、步幅、著地沖擊力等）。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.A5.D6.C7.B8.B9.B10.C二、填空題1.超聲波、X射線、熱成像2.射頻（RF）/ISM3.功耗4.成本效益5.強(qiáng)度6.輕質(zhì)7.預(yù)處理和特征提取8.一致性9.移動App界面10.結(jié)構(gòu)或性能三、簡答題1.優(yōu)勢：設(shè)計(jì)自由度高，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)；快速原型制作，便于測試和迭代；按需制造，減少材料浪費(fèi)；可實(shí)現(xiàn)功能集成（如嵌入式傳感器）；輕量化設(shè)計(jì)潛力大。2.性能指標(biāo)：①力學(xué)性能（強(qiáng)度、剛度、模量、韌性、疲勞極限）；②輕量化指標(biāo)（密度、比強(qiáng)度、比模量）；③耐用性（抗沖擊、耐磨、抗老化）；④環(huán)境適應(yīng)性（耐高低溫、耐濕、耐腐蝕）；⑤生物相容性（接觸人體）；⑥制造工藝性（可加工性、成本）。例如，自行車車架需高比強(qiáng)度、高疲勞極限；高爾夫球桿頭需高沖擊韌性、高硬度。3.關(guān)鍵步驟：①傳感器選型與布置（根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)選擇合適類型和位置）；②信號采集（通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC獲取模擬信號數(shù)字化）；③信號預(yù)處理（濾波、放大、去噪等）；④數(shù)據(jù)傳輸（將處理后的數(shù)據(jù)通過有線或無線方式送入處理單元）；⑤數(shù)據(jù)存儲（可選，將數(shù)據(jù)暫存或發(fā)送至云端）；⑥數(shù)據(jù)處理與分析（嵌入式系統(tǒng)或后臺進(jìn)行算法處理，提取特征信息）；⑦結(jié)果輸出與應(yīng)用（通過指示燈、顯示屏、App等形式反饋給用戶或用于控制）。四、論述題智能化技術(shù)集成帶來的變革：首先，在材料與制造環(huán)節(jié)，智能化檢測（如在線質(zhì)量監(jiān)控）和自動化設(shè)備（如機(jī)器人）提高了制造精度和效率，并促進(jìn)新材料的應(yīng)用。其次，在產(chǎn)品功能上，集成傳感器、嵌入式系統(tǒng)和無線通信，使運(yùn)動器材具備數(shù)據(jù)采集能力，實(shí)時監(jiān)測運(yùn)動狀態(tài)（速度、距離、姿態(tài)、生理指標(biāo)等）。再次，通過數(shù)據(jù)傳輸和云平臺分析，用戶可獲取個性化運(yùn)動反饋、指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和訓(xùn)練優(yōu)化。最后，AI的應(yīng)用可進(jìn)一步提升產(chǎn)品智能化水平，如自動調(diào)整器材參數(shù)、預(yù)測損傷風(fēng)險、提供智能化的運(yùn)動處方等。這些變革不僅提升了器材的性能和用戶體驗(yàn)，也催生了新的商業(yè)模式（如數(shù)據(jù)服務(wù)、訂閱制），推動了運(yùn)動器材產(chǎn)業(yè)的升級和價值鏈的重構(gòu)。五、設(shè)計(jì)題部件：智能跑步鞋足底緩沖層。監(jiān)測數(shù)據(jù)：步頻、步幅、著地沖擊力、足底壓力分布。傳感器選擇：1.加速度傳感器：嵌入鞋底中足或跟部，用于測量垂直方向的加速度變化，通過算法計(jì)算出步頻和著地沖擊力峰值。2.壓力傳感器陣列：鋪設(shè)在鞋底接觸地面的關(guān)鍵區(qū)域（如中足、跟部），用于測量著地時足底各點(diǎn)的壓力分布和大小。數(shù)據(jù)處理與反饋：1.傳感器采集數(shù)據(jù)后，通過內(nèi)置的微控制器進(jìn)行初步處理（如濾波、峰值檢測）。2.步頻和沖擊力數(shù)據(jù)用于實(shí)時計(jì)算