專利名稱：一種蹦床同步測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體育訓(xùn)練測試領(lǐng)域，特別涉及一種蹦床同步測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蹦床是一項集藝術(shù)性、觀賞性、競技性和娛樂性為一體的高品位、高層次的藝術(shù)性項目，它與體操、技巧、藝術(shù)休操、跳水同屬于技巧項目。蹦床以其特有的動作美感和藝術(shù)魅力吸引著無數(shù)觀眾，享有“空中芭蕾”的美譽(yù)。蹦床在西方已有近70年的發(fā)展歷史，然而在我國還是一個新興項目。20世紀(jì)90年代中期，特別是悉尼奧運(yùn)會以后，我國蹦床運(yùn)動迅猛發(fā)展，競技水平快速提高。2001年在丹麥舉行的第15屆世界青少年蹦床錦標(biāo)賽上，我國運(yùn)動員一舉奪得了3枚金牌、4枚銀牌和1枚銅牌，震驚了國際蹦床界，充分顯示了我國蹦床后備運(yùn)動員的競技實力和發(fā)展?jié)摿Α１拇岔椖恳殉蔀槲覈偧俭w育新的金牌增長點，是2008年北京奧運(yùn)會有望沖擊金牌的潛優(yōu)勢項目。雖然蹦床在我國有較好的訓(xùn)練基礎(chǔ)和發(fā)展前景，但由于這項運(yùn)動在我國開展的時間不長，對蹦床項目的特點、訓(xùn)練規(guī)律及方法的認(rèn)識仍處于摸索實踐階段，理論研究相對饋乏，特別是缺乏科學(xué)的檢測手段。
在蹦床訓(xùn)練和比賽的項目中，有男子雙人同步和女子雙人同步項目，它規(guī)定兩個運(yùn)動員各自在平行擺放的蹦床上同時完成相同難度的動作。在蹦床同步比賽中，“同步裁判”會根據(jù)兩名運(yùn)動員的套路表演的同步性，評定該套路的“同步分”，“同步分”加上“技術(shù)分”再加上該套路的“難度分”為運(yùn)動員一套同步套路的最后得分。同步性是指兩個運(yùn)動員做同一個動作時起跳、觸網(wǎng)是否一致，其時間差的大小決定同步性的好壞，若時間差小說明同步性好，其同步得分就高，反之，若時間差大則說明同步性差，其同步得分就低。目前“同步裁判”和教練都是靠眼睛來判斷運(yùn)動員的同步性，給出“同步分”。如何客觀、科學(xué)地測量運(yùn)動員的同步性是目前急需解決的問題之一。
經(jīng)檢索查新，現(xiàn)有技術(shù)中有專利號為DE102005051960B3的“檢測蹦床上人的動作個數(shù)的過程及應(yīng)用”、專利號為US6825777B2的“傳感器與時間系統(tǒng)以及關(guān)聯(lián)方法”、專利號為CN2537419Y的“彈跳床的計數(shù)裝置”、專利號為00225653.3的“蹦床”等。其中專利DE102005051960B3公開了一種蹦床，其上安裝4個傳感器，與計算機(jī)相連接。通過測試蹦床的變形值來記錄蹦床上人員的運(yùn)動，但是該專利不能對蹦床運(yùn)動員雙人同步訓(xùn)練和比賽時的同步性進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種蹦床同步測試系統(tǒng)，對蹦床運(yùn)動員雙人同步訓(xùn)練和比賽時的同步性進(jìn)行測量，提供一種能夠同時測量運(yùn)動員各個動作的觸網(wǎng)時間和騰空時間，計算兩個運(yùn)動員觸網(wǎng)時刻的時間差及騰空時刻的時間差，并根據(jù)國際蹦床比賽評分規(guī)則計算出可供教練員和裁判員參考的同步分。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種蹦床同步測試系統(tǒng)，包括相互電連接的傳感器、連接線、處理器和計算機(jī)，特別是所述的傳感器為感應(yīng)器，所述感應(yīng)器由加速度傳感器芯片、放大電路和模擬濾波電路組成，具有同樣的兩只感應(yīng)器分別置于兩張蹦床的邊緣緊貼在網(wǎng)的下面。
所述的連接線為兩根屏蔽線，是模擬信號連接線和USB連接線模擬信號連接線，分別將兩個感應(yīng)器與信號處理器電連接。
所述的處理器為信號處理器，所述的信號處理器包括相互電連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊、晶振、微處理器、USB接口模塊和電源模塊，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，微處理器是單片機(jī)用于信號處理，USB接口模塊置于微處理器中，所述的信號處理器置于蹦床下面的地板上且通過電源線與交流220V電連接。
所述計算機(jī)是臺式計算機(jī)或筆記本電腦計算機(jī)，有USB接口置于蹦床周圍保護(hù)墊的外面，所述的計算機(jī)通過USB連接線與信號處理器電連接。
感應(yīng)器實時測量蹦床上網(wǎng)受到的加速度信息，經(jīng)過信號處理器進(jìn)行處理，將加速度信息實時輸出至計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)加速度的大小判斷運(yùn)動員處于觸網(wǎng)的狀態(tài)或處于騰空的狀態(tài)。
作為對現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，感應(yīng)器中加速度傳感器芯片的量程≥2g；模擬信號連接線中置有四根引線，分別為電源+、電源-、輸出信號+、輸出信號-；信號處理器中的A/D轉(zhuǎn)換模塊模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用8位或以上；信號處理器中的微處理器單片機(jī)的型號是MSC1210；信號處理器中的電源模塊包括變壓器、整流橋、穩(wěn)壓電路和濾波電路；USB連接線≥2米。
相對于現(xiàn)有技術(shù)DE102005051960B3，本發(fā)明的有益效果是其一，本發(fā)明采用加速度傳感器實時測量蹦床上的網(wǎng)受到的加速度，經(jīng)過信號處理器進(jìn)行處理，實時輸出至計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)加速度的大小來判斷運(yùn)動員處于觸網(wǎng)狀態(tài)，還是騰空狀態(tài)，計算運(yùn)動員各個動作的觸網(wǎng)時間和騰空時間，與目前教練員使用秒表記錄觸網(wǎng)時間和騰空時間相比較，本發(fā)明記錄的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、客觀。
其二，本發(fā)明包含兩個感應(yīng)器、一個信號處理器、一臺計算機(jī)、三根連接線和一根電源線，兩個感應(yīng)器分別安裝在兩張蹦床的邊緣，信號處理器置于蹦床下面的地板上，計算機(jī)置于蹦床周圍保護(hù)墊的外面，本發(fā)明安裝簡單、方便，不破壞原有的設(shè)施，對蹦床的結(jié)構(gòu)和性能不產(chǎn)生影響；其三，本發(fā)明中的感應(yīng)器安裝在蹦床邊緣，感應(yīng)器緊貼在網(wǎng)的下面，網(wǎng)的上面是保護(hù)墊，運(yùn)動員在蹦床上是看不見感應(yīng)器的，對運(yùn)動員的心理沒有影響，對運(yùn)動員訓(xùn)練或比賽時動作的發(fā)揮也沒有影響；其四，本發(fā)明采用USB連接線將置于蹦床下地板上面的信號處理器的信息傳輸給置于蹦床周圍保護(hù)墊外面的計算機(jī)，傳輸速率高，傳輸距離長，方便教練員使用，滿足訓(xùn)練或比賽時蹦床周圍保護(hù)墊上不放置器械、保護(hù)運(yùn)動員在非正常情況下不受傷害的要求；
其五，本發(fā)明能夠得到兩個運(yùn)動員觸網(wǎng)時刻的時間差以及騰空時刻的時間差，并根據(jù)國際蹦床比賽的評分規(guī)則計算出可供教練員和裁判員參考的同步分，與目前裁判和教練靠眼睛來判斷運(yùn)動員的同步性相比，本發(fā)明為蹦床雙人同步訓(xùn)練和比賽提供了客觀的測量及評價系統(tǒng)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的原理框圖。
圖3為本發(fā)明中感應(yīng)器的原理框圖。
圖4為本發(fā)明中信號處理器的原理框圖。
圖5為本發(fā)明中電源模塊的原理框圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。兩個感應(yīng)器1分別安裝在兩張蹦床的邊緣，感應(yīng)器1緊貼在網(wǎng)的下面，信號處理器3置于蹦床下面的地板上，計算機(jī)6置于蹦床周圍保護(hù)墊的外面。信號處理器3通過模擬信號連接線2與兩個感應(yīng)器1電連接，通過電源線4與交流220V電連接，通過USB連接線5與計算機(jī)6電連接，USB連接線5≥2米。
圖2為本發(fā)明的原理框圖。由兩個感應(yīng)器1、兩根模擬信號連接線2、一個信號處理器3、一根電源線4、一根USB連接線5和一臺計算機(jī)6共同組成。感應(yīng)器1實時測量蹦床上網(wǎng)受到的加速度信息，經(jīng)過信號處理器3進(jìn)行處理，對并將加速度信息實時輸出至計算機(jī)6，計算機(jī)6根據(jù)加速度的大小來判斷運(yùn)動員處于觸網(wǎng)的狀態(tài)，還是處于騰空的狀態(tài)。
圖3為本發(fā)明中感應(yīng)器的原理框圖。其由加速度傳感器芯片11、放大電路12和模擬濾波電路13共同組成。其中加速度傳感器芯片11的量程≥2g。兩個感應(yīng)器1分別安裝在兩張蹦床的邊緣，感應(yīng)器1緊貼著網(wǎng)，通過兩根模擬信號連接線2與信號處理器3電連接。模擬信號連接線2中包含四根引線，分別定義為電源+、電源-、輸出信號+和輸出信號-。當(dāng)運(yùn)動員在蹦床上做動作下落接觸到網(wǎng)時，就會產(chǎn)生向下的加速度，同時網(wǎng)面產(chǎn)生向下的形變，此時感應(yīng)器1就能檢測到網(wǎng)受到的加速度信息。
圖4為本發(fā)明中信號處理器的原理框圖。其由A/D轉(zhuǎn)換模塊31、晶振32、微處理器33、USB接口模塊34和電源模塊35共同組成。其中微處理器33是MSC1210型號的單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換模塊31可以采用8位以上的多種模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。信號處理器3接收兩個感應(yīng)器1的信息，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和處理，得到兩張蹦床的加速度信息，并將此信息通過USB協(xié)議實時輸出至計算機(jī)6。
圖5為本發(fā)明中電源模塊的原理框圖。電源模塊35由變壓器36、整流橋37、穩(wěn)壓電路38和濾波電路39共同組成。電源模塊35將220V交流電源轉(zhuǎn)換為5V直流電源，供給感應(yīng)器1和信號處理器3。
實施例將兩個感應(yīng)器1分別安裝在兩張蹦床的邊緣，感應(yīng)器1緊貼在網(wǎng)上，將信號處理器3安放在蹦床下面的地板上，計算機(jī)6放置在蹦床周圍保護(hù)墊的外面。用兩根模擬信號連接線2分別將兩個感應(yīng)器1與信號處理器3電連接。
然后用USB連接線5將信號處理器3與計算機(jī)6電連接，最后將電源線4插在交流220V的電源上，打開計算機(jī)6，運(yùn)行蹦床同步測試系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)就開始工作。感應(yīng)器1實時測量蹦床上網(wǎng)受到的加速度，經(jīng)過信號處理器3進(jìn)行處理，對并將加速度信息實時輸出至計算機(jī)6，計算機(jī)6根據(jù)加速度的大小來判斷運(yùn)動員處于觸網(wǎng)狀態(tài)，還是處于騰空狀態(tài)。
沒有運(yùn)動員在蹦床上運(yùn)動時，網(wǎng)是靜止的，此時沒有加速度，感應(yīng)器1輸出的加速度值為零。然而當(dāng)運(yùn)動員在蹦床上做動作下落接觸到網(wǎng)時，就會產(chǎn)生向下的加速度，同時網(wǎng)面產(chǎn)生向下的形變，此時感應(yīng)器1就能檢測到網(wǎng)受到的加速度的大小，計算機(jī)6即可判斷此蹦床上的運(yùn)動員觸網(wǎng)，處于觸網(wǎng)狀態(tài)，記錄加速度的數(shù)值和接觸網(wǎng)面的時間；當(dāng)運(yùn)動員離開網(wǎng)面在空中做動作時，網(wǎng)面即刻恢復(fù)水平，加速度也降為零，計算機(jī)6判斷此蹦床上的運(yùn)動員離開網(wǎng)，處于騰空狀態(tài)，記錄離開網(wǎng)面的時間；運(yùn)動員不停地觸網(wǎng)、騰空、觸網(wǎng)、騰空，計算機(jī)6根據(jù)觸網(wǎng)時刻和騰空時刻能夠計算出此蹦床上運(yùn)動員每個動作的觸網(wǎng)時間和騰空時間。
當(dāng)進(jìn)行雙人同步比賽時，兩個運(yùn)動員各自在平行擺放的蹦床上同時完成相同難度的動作，兩個感應(yīng)器1分別實時檢測兩張蹦床受到的加速度信息，并傳送給計算機(jī)6，計算機(jī)6記錄兩個運(yùn)動員各自的觸網(wǎng)時刻和騰空時刻，計算各自的觸網(wǎng)時間和騰空時間，然后計算兩個運(yùn)動員同一個動作觸網(wǎng)時刻的時間差以及騰空時刻的時間差。若時間差小說明同步性好，反之，若時間差大則說明同步性差，并根據(jù)國際蹦床比賽的評分規(guī)則計算出可供教練員和裁判員參考的同步分。如果同步性好，則其同步分就高，反之，其同步分就低。
權(quán)利要求
1.一種蹦床同步測試系統(tǒng)，包括相互電連接的傳感器、連接線、處理器和計算機(jī)，其特征在于所述的傳感器為感應(yīng)器(1)，所述的感應(yīng)器(1)由加速度傳感器芯片(11)、放大電路(12)和模擬濾波電路(13)組成，具有同樣的兩只感應(yīng)器(1)分別置于兩張蹦床的邊緣緊貼在網(wǎng)的下面；所述的連接線為兩根屏蔽線，是模擬信號連接線(2)和USB連接線(5)，分別將兩個感應(yīng)器(1)與信號處理器(3)電連接；所述的處理器為信號處理器(3)，所述的信號處理器(3)包括相互電連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊(31)、晶振(32)、微處理器(33)、USB接口模塊(34)和電源模塊(35)，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊(31)采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，微處理器(33)是單片機(jī)用于信號處理，USB接口模塊(34)置于微處理器(33)中，所述的信號處理器(3)置于蹦床下面的地板上且通過電源線(4)與交流220V電連接；所述的計算機(jī)是有USB接口的臺式計算機(jī)或筆記本電腦計算機(jī)(6)，置于蹦床周圍保護(hù)墊的外面，所述的計算機(jī)(6)通過USB連接線(5)與信號處理器(3)電連接；所述的感應(yīng)器(1)實時測量蹦床上網(wǎng)受到的加速度信息，經(jīng)過信號處理器(3)進(jìn)行處理，將加速度信息實時輸出至計算機(jī)(6)，所述的計算機(jī)(6)根據(jù)加速度的大小判斷運(yùn)動員處于觸網(wǎng)狀態(tài)或處于騰空狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說感應(yīng)器(1)中加速度傳感器芯片(11)的量程≥2g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說模擬信號連接線(2)中置有四根引線，分別為電源+、電源-、輸出信號+、輸出信號-。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說信號處理器(3)中的A/D轉(zhuǎn)換模塊(31)采用8位以上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說信號處理器(3)中微處理器(33)的單片機(jī)型號是MSC1210。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說信號處理器(3)中的電源模塊(35)包括變壓器(36)、整流橋(37)、穩(wěn)壓電路(38)和濾波電路(39)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蹦床同步測試系統(tǒng)，其特征是所說USB連接線(5)≥2米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蹦床同步測試系統(tǒng)，包括感應(yīng)器、模擬信號連接線、信號處理器、電源線、USB連接線和計算機(jī)。兩個感應(yīng)器分別安裝在兩張蹦床邊緣，信號處理器通過兩根模擬信號連接線分別與兩個感應(yīng)器電連接，通過USB連接線與計算機(jī)電連接。感應(yīng)器實時測量蹦床上的網(wǎng)受到的加速度，經(jīng)過信號處理器進(jìn)行處理，實時輸出至計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)加速度的大小來判斷蹦床上的運(yùn)動員處于觸網(wǎng)狀態(tài)，還是騰空狀態(tài)，記錄各自的觸網(wǎng)時間和騰空時間，計算兩個運(yùn)動員觸網(wǎng)時刻的時間差及騰空時刻的時間差，判斷同步性，并根據(jù)國際蹦床比賽評分規(guī)則計算出可供教練員和裁判員參考的同步分。本發(fā)明為蹦床雙人同步訓(xùn)練和比賽提供了客觀的測量及評價設(shè)備。
文檔編號A63B71/06GK101017179SQ20071002023
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者申飛, 沈春山, 吳仲城 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院