專利名稱：一種多功能起跳板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型體育裝備領(lǐng)域，特別涉及跳遠運動中平時訓(xùn)練和競賽使用的一種多功能起跳板。
背景技術(shù)：
跳遠是最為古老的運動項目之一，也一直是人類的基本生存技能之一。隨著世界體育運動的飛速發(fā)展、競技水平的不斷提高，對運動員的技術(shù)水平提出了新的更高的要求。 在跳遠運動中，起跳是最為關(guān)鍵的一環(huán)，運動員在此階段技術(shù)掌握的好壞，是其運動技能高低的重要標志之一，也是能否取得優(yōu)秀成績的重要決定因素之一。規(guī)范的動作是取得優(yōu)秀成績的基礎(chǔ)，但是現(xiàn)在國內(nèi)外對運動員動作質(zhì)量的分析還只能停留在動作實現(xiàn)是否到位的定性分析上，無法實現(xiàn)對起跳過程的定量分析。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)對起跳過程的定量分析，本發(fā)明的目的在于提出了一種多功能起跳板，能夠?qū)崿F(xiàn)對跳遠運動員起跳過程中踩踏起跳板的水平力和豎直力的測量，進而可對運動員起跳的動作進行分析包括起跳角度以及發(fā)力是否合理等，從而為運動員提高成績提供指導(dǎo)，并對起跳過程中的越界行為提出報警。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種多功能起跳板，包括基座1，在基座1上設(shè)置有下支撐鋼板3，在下支撐鋼板3 上兩端設(shè)置有兩個相同的傳感器5，傳感器5上為上支撐鋼板2，上支撐鋼板2上設(shè)置有標準起跳板4 ；在基座1上的左右兩端分別設(shè)置有激光發(fā)射管6和激光接收管7形成越界報警裝置，在基座1上開有引線槽8，在基座1上布置有系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9，傳感器5的惠斯通電橋13輸出端與系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9的AD620放大電路14的輸入端相連。
所述的傳感器5包括金屬彈性體10和金屬應(yīng)變片11，金屬彈性體10采用工字型結(jié)構(gòu)，在金屬彈性體10的豎直梁和水平梁受力變形位置粘貼有金屬應(yīng)變片11，金屬應(yīng)變片 11構(gòu)成惠斯通電橋13，在金屬彈性體10上加工有螺孔12。
所述的系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9包括兩組AD620放大電路14，AD620放大電路14的輸入端與惠斯通電橋13輸出端相連；兩組AD620放大電路14的輸出端與加法器電路15輸入端相連，加法器電路15的輸出端與峰值保持電路16輸入端相連，峰值保持電路16的輸出端與數(shù)字顯示模塊17輸入端相連。
所述的激光發(fā)射管6和激光接收管7組成激光發(fā)射接收電路18，激光發(fā)射接收電路18的輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路19的輸入端相連；V/I轉(zhuǎn)換電路19的輸出端與聲壓比較電路20的輸入端相連，聲壓比較電路20的輸出端與聲音報警電路21的輸入端相連。
本發(fā)明采用工字型結(jié)構(gòu)傳感器對跳遠運動中運動員所起跳產(chǎn)生的水平分力和豎直分力進行測量，具有線性好，靈敏度高的特點；利用運算放大器對傳感器的輸出電壓信號進行分析放大，并通過數(shù)字顯示模塊直接顯示測量得到的水平分力和豎直分力，記錄方便簡單；越界報警系統(tǒng)可簡易直觀的判定運動員起跳時是否越界，避免人為誤判。因此，總體來說本發(fā)明測量性能好，操作簡單，記錄方便，可有效應(yīng)用于跳遠訓(xùn)練和競賽中，實現(xiàn)跳遠運動的定量分析，對運動員的成績提高具有重要的指導(dǎo)意義。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的傳感器5的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明金屬彈性體10的受力變形圖。
圖4是本發(fā)明系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9示意圖。
圖5是本發(fā)明的越界報警系統(tǒng)即激光發(fā)射接收電路18的電路示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細敘述。
參照圖1，一種多功能起跳板，包括基座1，在基座1上設(shè)置有下支撐鋼板3，在下支撐鋼板3上兩端設(shè)置有兩個相同的傳感器5，傳感器5上為上支撐鋼板2，上支撐鋼板2上設(shè)置有標準起跳板4 ；在基座1上的左右兩端分別設(shè)置有激光發(fā)射管6和激光接收管7形成越界報警裝置，在基座1上開有引線槽8，用以傳感器5電源線和信號線的引出，在基座1 上布置有系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9，用以系統(tǒng)調(diào)理及顯示電路的布置。
基座1由木質(zhì)材料構(gòu)成，主要功能對新型多功能起跳板起支撐作用。因基座1與起跳板4均為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，彈性較大，故采用上支撐鋼板2和下支撐鋼板3將傳感器5、基座1 和起跳板4隔離，使傳感器5上下均為剛性接觸，以提高系統(tǒng)的線性度和靈敏度；傳感器5 與下支撐鋼板3、基座1采用螺釘連接，與上支撐鋼板2、起跳板4也采用螺釘連接。
參照圖2和圖3，，所述的傳感器5為本發(fā)明核心部件之一，包括金屬彈性體10和金屬應(yīng)變片11。金屬彈性體10材料為不銹鋼304，在所測力值范圍內(nèi)，不銹鋼304具有線性好，靈敏度高的特點；金屬彈性體10采用工字型結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是可以同時測量豎直力和水平力豎直梁的形變用于測量水平力，水平梁的形變用于測量豎直力。根據(jù)金屬彈性體 10受力變形后其上的應(yīng)力分布確定金屬應(yīng)變片11在金屬彈性體10上的最佳分布位置，并用膠粘方式將金屬應(yīng)變片11粘貼在金屬彈性體10上。金屬應(yīng)變片11最終構(gòu)成惠斯通電橋13。在金屬彈性體10上加工有螺孔12，用以傳感器5和其他部件的連接。
參照圖4，所述的系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊9包括兩組AD620放大電路14， AD620放大電路14的輸入端與惠斯通電橋13輸出端相連；兩組AD620放大電路14的輸出端與加法器電路15輸入端相連，加法器電路15的輸出端與峰值保持電路16輸入端相連， 峰值保持電路16的輸出端與數(shù)字顯示模塊17輸入端相連。在起跳過程中，彈性體10產(chǎn)生形變，惠斯通電橋13產(chǎn)生輸出信號，通過AD620放大電路14將其進行放大處理，然后采用加法器電路15將兩個傳感器的信號進行相加處理，通過峰值保持電路16將起跳的所產(chǎn)生的瞬間信號轉(zhuǎn)化為常值信號，輸入到數(shù)字顯示模塊17中，通過LED將運動員的起跳力值顯示出來。
參照圖5，所述的激光發(fā)射管6和激光接收管7組成激光發(fā)射接收電路18，激光發(fā)射接收電路18的輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路19的輸入端相連，V/I轉(zhuǎn)換電路19將激光發(fā)射接收電路18產(chǎn)生的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出；V/I轉(zhuǎn)換電路19的輸出端與聲壓比較電路20的輸入端相連，聲壓比較電路20的輸出端與聲音報警電路21的輸入端相連，聲壓比較電路20用于消除自然光對激光的影響，當(dāng)由V/I轉(zhuǎn)換電路19輸出的電壓高于設(shè)定的電壓值時，此時激光管為連通狀態(tài)，當(dāng)由V/I轉(zhuǎn)換電路19輸出的電壓低于設(shè)定的電壓值時， 此時激光管為斷開狀態(tài)；當(dāng)激光管為斷開狀態(tài)時，通過后續(xù)的聲音報警電路21發(fā)出越界報Sfc目。
本發(fā)明主要工作原理為
在運動員起跳過程中，對起跳板4的傾斜作用力傳遞到金屬彈性體10上，金屬彈性體10發(fā)生彈性形變。豎直梁形變主要由水平分力作用產(chǎn)生，由豎直梁上惠斯通電橋13的輸出信號可測得水平分力的大小；水平梁的形變主要由豎直分力作用產(chǎn)生，由水平梁上惠斯通電橋13的輸出信號可測得豎直力的大小。電壓信號由惠斯通電橋13輸出后經(jīng)AD620 放大電路14進行放大處理，然后通過一加法器電路15將兩個傳感器5的輸出信號進行相加處理。峰值保持電路16將起跳的所產(chǎn)生的瞬間信號轉(zhuǎn)化為常值信號，輸入到數(shù)字顯示模塊17中，通過LED將運動員的起跳力值顯示出來。
越界報警系統(tǒng)用于檢測跳遠過程中運動員是否越界。工作時，激光發(fā)射電路中的激光發(fā)射管6發(fā)射的激光由接收電路的激光接收管7接收，產(chǎn)生的電流經(jīng)過V/I轉(zhuǎn)換電路 19轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過電壓比較電路20 ；當(dāng)由V/I轉(zhuǎn)換電路19輸出的電壓高于設(shè)定的電壓值時，此時激光管為連通狀態(tài)，當(dāng)由V/I轉(zhuǎn)換電路19輸出的電壓低于設(shè)定的電壓值時，此時激光管為斷開狀態(tài)；當(dāng)激光管為斷開狀態(tài)時，通過后續(xù)的聲音報警電路21發(fā)出越界報m
權(quán)利要求
1.一種多功能起跳板，包括基座(1)，其特征在于，在基座(1)上設(shè)置有下支撐鋼板 (3)，在下支撐鋼板C3)上兩端設(shè)置有兩個相同的傳感器(5)，傳感器( 上為上支撐鋼板 O)，上支撐鋼板( 上設(shè)置有標準起跳板；在基座(1)上的左右兩端分別設(shè)置有激光發(fā)射管(6)和激光接收管(7)形成越界報警裝置，在基座⑴上開有引線槽(8)，在基座⑴ 上布置有系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊(9)，傳感器(5)的惠斯通電橋(1 輸出端與系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊(9)的AD620放大電路(14)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能起跳板，其特征在于，所述的傳感器(5)包括金屬彈性體(10)和金屬應(yīng)變片(11)，金屬彈性體(10)采用工字型結(jié)構(gòu)，在金屬彈性體(10)的豎直梁和水平梁受力變形位置粘貼有金屬應(yīng)變片(11)，金屬應(yīng)變片(11)構(gòu)成惠斯通電橋 (13)，在金屬彈性體(10)上加工有螺孔(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能起跳板，其特征在于，所述的系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊(9)包括兩組AD620放大電路(14)，AD620放大電路(14)的輸入端與惠斯通電橋(13)輸出端相連；兩組AD620放大電路(14)的輸出端與加法器電路(15)輸入端相連， 加法器電路(1 的輸出端與峰值保持電路(16)輸入端相連，峰值保持電路(16)的輸出端與數(shù)字顯示模塊(17)輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能起跳板，其特征在于，所述的激光發(fā)射管(6)和激光接收管(7)組成激光發(fā)射接收電路(18)，激光發(fā)射接收電路(18)的輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路(19)的輸入端相連；V/I轉(zhuǎn)換電路(19)的輸出端于聲壓比較電路00)的輸入端相連，聲壓比較電路00)的輸出端與聲音報警電路的輸入端相連。
全文摘要
一種多功能起跳板，包括基座，在基座上設(shè)置有下支撐鋼板，在下支撐鋼板上設(shè)置有兩個傳感器，傳感器上為上支撐鋼板，上支撐鋼板上設(shè)置有標準起跳板；在基座的左右兩端設(shè)置越界報警裝置，在基座上布置有系統(tǒng)信號調(diào)理及顯示電路模塊。本發(fā)明采用的工字型結(jié)構(gòu)傳感器對跳遠運動中運動員所起跳產(chǎn)生的水平分力和豎直分力進行測量、分析放大，記錄方便簡單；越界報警系統(tǒng)可簡易直觀的判定運動員起跳時是否越界，避免人為誤判，實現(xiàn)跳遠運動的定量分析，對運動員的成績提高具有重要的指導(dǎo)意義。
文檔編號A63B71/06GK102500091SQ201110343858
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者張晟, 牛喆, 王保金, 趙玉龍, 邱紅軍, 郭方方, 閆振龍, 陳佩, 陳善平 申請人:西安交通大學(xué)