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踏跳時(shí)間檢測(cè)儀的制作方法

文檔序號(hào):1627869閱讀:327來源:國(guó)知局
專利名稱:踏跳時(shí)間檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型是涉及體育運(yùn)動(dòng)踏跳時(shí)間的一種檢測(cè)裝置。
大量研究表明,對(duì)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員,影響跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的諸多因素中,踏跳時(shí)間是相關(guān)系數(shù)最大的敏感指標(biāo),一般踏跳時(shí)間越短,跳遠(yuǎn)成績(jī)?cè)胶?,它因人而異,基本不隨運(yùn)動(dòng)員年齡增長(zhǎng)或訓(xùn)練水平的提高而改變,是一項(xiàng)穩(wěn)定因素,所以它是選拔少年跳遠(yuǎn)人才,評(píng)定運(yùn)動(dòng)員跳躍能力的重要指標(biāo)之一。但由于踏跳技術(shù)本身的動(dòng)作過程和檢測(cè)條件復(fù)雜多變,始終無法較精確的采集到踏跳時(shí)間一數(shù)據(jù)。國(guó)外專門建立了運(yùn)動(dòng)員優(yōu)秀模式的標(biāo)準(zhǔn),但采集踏跳時(shí)間這一數(shù)據(jù)的檢測(cè)方法,專用儀器至今未見報(bào)導(dǎo);國(guó)內(nèi)目前較有效的手段是依靠測(cè)力臺(tái)或高速攝影(錄)機(jī)之類來獲得這方面的數(shù)據(jù)。用高速攝影(錄)機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)員踏跳全過程進(jìn)行錄象,再配以解析或人工處理系統(tǒng),雖最終可得到踏跳時(shí)間等有關(guān)的數(shù)據(jù),但所用的設(shè)備、儀器相當(dāng)昂貴,且使用技術(shù)性要求高,檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋慢,不直觀,僅作為專門研究人員用于極少數(shù)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)診斷還可以,從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上它都不可能作為大面積選才之用。相對(duì)使用較多的是測(cè)力臺(tái)裝置。測(cè)力臺(tái)是主要用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)員完成各種動(dòng)作時(shí)的發(fā)力大小的裝置借用它來檢測(cè)踏跳時(shí)間時(shí),是將測(cè)力臺(tái)作為踏跳板,運(yùn)動(dòng)員在臺(tái)上完成踏跳動(dòng)作,測(cè)力系統(tǒng)記錄下全過程力的變化,由此進(jìn)行一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算,最后推算出踏跳時(shí)間,現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于(1)測(cè)量誤差大,既包括方法誤差,也有人為誤差;(2)信息反饋慢,費(fèi)時(shí)費(fèi)事;(3)設(shè)備投資也較高,且對(duì)檢測(cè)環(huán)境、條件要求苛刻,其使用受到一定限制,很不方便,,因此它也不適于大面積推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,而提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單,性能可靠、使用方便的踏跳時(shí)間檢測(cè)儀,促進(jìn)我國(guó)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)水平的提高。
可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的目的。它由加速度傳感器、具有數(shù)據(jù)采集和處理功能的微處理機(jī)及電源三部分組成,加速度傳感器的輸出端與微處理機(jī)的輸入端連接,電源與微處理機(jī)連接。將振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于體育測(cè)試領(lǐng)域。
以下結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述。


圖1、踏跳時(shí)間檢測(cè)儀方框圖。
圖2、踏跳時(shí)間檢測(cè)儀電原理圖。
圖3、踏跳時(shí)間檢測(cè)儀面板結(jié)構(gòu)圖。
圖中(1)加速度傳感器;(2)具有數(shù)據(jù)采集和處理功能的微處理機(jī);(3)電源;(4)電源開關(guān);(5)信號(hào)輸入插座;(6)充電插座;(7)打印紙架;(8)打印紙進(jìn)入口;(9)打印紙出口;(10)四位數(shù)碼顯示器;(11)電源指示燈;(12)信號(hào)指示燈;(13)數(shù)據(jù)采集工作指示燈;(14)15位鍵盤。
加速度傳感器(1)的作用在于將踏跳板所經(jīng)受的機(jī)械振動(dòng)情況轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并通過電纜輸送給微處理機(jī)(2)。它安裝在不影響運(yùn)動(dòng)員踏跳動(dòng)作的踏跳板的邊角處。根據(jù)踏跳時(shí)間檢測(cè)的要求,應(yīng)從運(yùn)動(dòng)員腳著板開始計(jì)時(shí),到腳離板為止,因此與本檢測(cè)儀配套的踏跳板面設(shè)計(jì)成長(zhǎng)80cm,寬50cm。采用其它尺寸也可,但應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)員腳部能在踏跳板上完成全部踏跳動(dòng)作。踏跳板按跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的要求進(jìn)行埋設(shè)。本儀器中采用通用測(cè)振壓電加速度計(jì)YD83型。也可采用其它種類,型號(hào)的低頻、高靈敏度加速度傳感器。
具有數(shù)據(jù)采集和處理功能的微處理機(jī)(2)是本檢測(cè)儀的主機(jī),它的主要作用是完成數(shù)據(jù)采集、處理,鍵盤監(jiān)視,數(shù)據(jù)顯示及打印等功能。本儀器的微處理機(jī)由通用電荷放大電路和有源濾波電路組成的放大器(OUT)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D),中央處理器(CPU),包括程序和數(shù)據(jù)兩部分的存儲(chǔ)器(ROM、RAM)、面板(B)及打印機(jī)(E)所組成;放大器(OUT)與A/D、CPU與A/D、RAM、ROM、打印機(jī)(E)以控制線(CB)連接;A/D、CPU、RAM、ROM、打印機(jī)(E)之間以數(shù)據(jù)總線DB相連接;CPU與RAM、ROM以地址總線AB連接,打印機(jī)與面板以接口總線IFB連接,由通用電荷放大電路及有源濾波電路組成的放大器(OUT)可采用模擬放大器或通用運(yùn)算放大器,如μA741、LM356集成電路均可,由加速度傳感器測(cè)得的微弱電信號(hào)經(jīng)放大電路放大和濾波后,輸送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D),本儀器中選用ADC0808/9、8位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器,也可視精度,采集速度選用其它型號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。通過A/D將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),數(shù)字信號(hào)由中央處理器(CPU)進(jìn)行讀取。中央處理器是本檢測(cè)儀的核心部件,選用InteL8031單片微處理器,也可選用其它型號(hào)微處理器,配以相應(yīng)軟件。中央處理器對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、判斷,并將有用數(shù)字信息輸入存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)。程序存儲(chǔ)器(ROM)采用2732集成電路,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)采用6116或6264集成電路,也可采用其它型號(hào)存儲(chǔ)器。本儀器中選用EPSON Model-41型字輪打印機(jī),亦可選用其它類型。面板如附圖3所示。面板、打印機(jī)通過接口總線與中央處理器相聯(lián)。
其它接口和邏輯電路都是通用標(biāo)準(zhǔn)電路,如附圖2所示。
電源(3)由四節(jié)1號(hào)電池或四節(jié)GNY3型鎘鎳蓄電池為各部件供電。也可配置交流外接電源。
將檢測(cè)儀設(shè)置在一定的工作狀態(tài)后,儀器自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集狀態(tài)。在正常情況下,如果運(yùn)動(dòng)員的腳不踩到踏跳板上,則中央處理器所采集到的信號(hào)為零,反之則不為零。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員沒有踩到踏板之前,雖中央處理器一直在讀取信號(hào),但因?yàn)檫@個(gè)信號(hào)是零,所以,對(duì)信號(hào)不進(jìn)行任何處理,即不對(duì)所采集到的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員起跳,腳開始踩上踏跳板時(shí),中央處理器即可采集到一組非零的數(shù)據(jù)序列,同時(shí)中央處理器立即將所采集到的信號(hào)送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ),直到采集并存儲(chǔ)完3000個(gè)以上信號(hào)為止,即采集并存儲(chǔ)3000次以上。之所以要完成3000次采集、存儲(chǔ),是因?yàn)樘ぬ逭駝?dòng)信號(hào)經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中央處理器采集并存儲(chǔ)等過程,共需要100μS,也就是說采集一次數(shù)據(jù)需要100μS。那么,3000次信號(hào)采集、存儲(chǔ)所用的時(shí)間為300ms。一般運(yùn)動(dòng)員的踏跳時(shí)間小于200ms,即運(yùn)動(dòng)員從腳踩到踏跳板上開始到腳離開的這段時(shí)間一般在200ms以下,為保證檢測(cè)結(jié)果正確,本檢測(cè)儀的采集時(shí)間設(shè)置為300sm,大于運(yùn)動(dòng)員完成動(dòng)作所用的時(shí)間。當(dāng)完成3000次信號(hào)采集后,中央處理器對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理,判斷出離板點(diǎn)。因?yàn)椴杉璧臅r(shí)間為100μS,也就是說每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表100μS,這樣,在判斷出離板點(diǎn)后,開始點(diǎn)與離板點(diǎn)之間有多少個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),就有多少個(gè)100μS,故能算出整個(gè)踏跳時(shí)間。其檢測(cè)結(jié)果直接由面板上的顯示器顯示,并可打印出來。
本檢測(cè)儀相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有下優(yōu)點(diǎn)1、構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低;設(shè)備投資大幅度下降,具有明顯的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益,適于大面積推廣應(yīng)用。
2、性能可靠,適用范圍寬;單片機(jī)及大,中規(guī)模集成電路的采用具有較高智能性和可靠性,其檢測(cè)精度完全滿足選才和訓(xùn)練的需要,它除可測(cè)得跳遠(yuǎn)、三級(jí)跳的踏跳時(shí)間外,還可推廣應(yīng)用到各類運(yùn)動(dòng)員的步頻,滯空時(shí)間,簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)間等內(nèi)容的檢測(cè)。
3、使用方便;避免了對(duì)檢測(cè)環(huán)境的苛刻要求,有效地克服了復(fù)雜多變的測(cè)試條件對(duì)檢測(cè)效果的影響可廣泛用于室內(nèi)、外檢測(cè),容易操作,整個(gè)檢測(cè)過程可在0.5秒內(nèi)完成,讀數(shù)直觀。
權(quán)利要求1.一種特別適用于體育運(yùn)動(dòng)踏跳時(shí)間的檢測(cè)儀,其特征在于它由加速度傳感器,具有數(shù)據(jù)采集,處理功能的微處理機(jī)和電源三部分所組成,加速度傳感器的輸出端與微處理機(jī)輸入端連接,電源與微處理機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)儀,其特征在于微處理機(jī)是由通用電荷放大電路和有源濾波電路組成的放大器(OUT)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、中央處理器(CPU)、包括程序和數(shù)據(jù)兩部分的存儲(chǔ)器(ROM、RAM)、面板(B)及打印機(jī)(E)所組成;OUT與A/D,CPD與A/D、RAM、ROM、打印機(jī)以控制線(CB)連接;A/D、CPU、RAM、ROM、打印機(jī)之間以數(shù)據(jù)總線DB相連接;CPU與RAM、ROM以地址總線AB連接;打印機(jī)與面板以接口總線IFB連接。
專利摘要本實(shí)用新型是涉及體育運(yùn)動(dòng)踏跳時(shí)間的一種檢測(cè)裝置。它由加速度傳感器、具有數(shù)據(jù)采集和處理功能的微處理機(jī)及電源三部分組成,將振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于體育測(cè)試,它構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低,適于大面積推廣應(yīng)用;性能可靠,適用范圍寬,完全滿足選才和訓(xùn)練的需要;使用方便,容易操作,可在0.5秒內(nèi)完成一次踏跳時(shí)間檢測(cè),讀數(shù)直觀。
文檔編號(hào)A63B69/00GK2062639SQ8921494
公開日1990年9月26日 申請(qǐng)日期1989年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月12日
發(fā)明者羅毅, 李潔, 于學(xué)禮, 潭思潔 申請(qǐng)人:天津市電子儀器技術(shù)研究所, 天津市體育科學(xué)研究所
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