專利名稱：保齡球球速顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保齡球球速的檢測顯示系統(tǒng)。
吃飽了，住好了，生理要求滿足后，人對娛樂和健康長壽就有了更進一步的追求。保齡球運動就是在這樣的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，先進技術(shù)在各項各業(yè)應(yīng)用的逐步深入，對保齡球球館的設(shè)施要求也越來越高了?，F(xiàn)有國產(chǎn)的保齡球球館設(shè)施，除為保齡球運動配備的回球機系統(tǒng)外，沒有保齡球球速顯示裝置。這樣，給保齡球運動帶來了諸多不便。例如，由于沒有球速的顯示和記錄，運動員就無法對各次所擲球的力度(旋轉(zhuǎn)的速度)進行比較，以便在下一次投擲時作相應(yīng)的調(diào)整，從而提高擲球的命中率和參與該項運動的興趣等等。
本發(fā)明的目的是提供一種顯示保齡球球速的裝置，它通過設(shè)置在保齡球球道上的檢測裝置，把信號提供給單片計算機(單片機)，經(jīng)單片機處理后，顯示出該球的運動速度。以克服上述之不足。
為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本保齡球球速顯示系統(tǒng)，包括球速探測傳感裝置、單片機、數(shù)碼顯示器、漢字生成器、漢字字模處理器和點陣移動漢字顯示器。在球道的相應(yīng)位置上設(shè)置一個球速探測傳感器，以探測保齡球通過該傳感器范圍的時間，將該時間轉(zhuǎn)換成信號，提供給單片機，單片機根據(jù)獲得的信號，經(jīng)內(nèi)設(shè)程序處理后，送往數(shù)碼管顯示，同時開啟點陣漢字顯示器，將預先設(shè)置好的漢字說明，用點陣漢字移動方式顯示出來。
上述球速探測裝置，可采用這樣的結(jié)構(gòu)，它主要由球速探測傳感器和單片機兩部分組成，球速探測傳感器采用鏡面反射型光電開關(guān)，它的偏振光發(fā)射濾波器和反射鏡片分別安裝在距球門2米左右的球道兩側(cè)，鏡面反射型光電開關(guān)是一個光點傳感器，我們使由光點和鏡面形成的反射線與球道垂直且能相互作用。當保齡球通過該反射區(qū)域時，反射線被遮擋，使光電開關(guān)動作，把光電開關(guān)的動作時間，轉(zhuǎn)換成電信號后，送單片機程序處理。
本發(fā)明由于采用上述技術(shù)解決方案，因而具有如下有益效果一是球速探測裝置，采用了鏡面反射型光電控制開關(guān)作為球速探測器，與單片機結(jié)合后用以測量球速，與常用的數(shù)字電路測速器相比，它具有更高的測速精度和工作可靠性；二是僅僅使用一組鏡面反射型光電開關(guān)，且設(shè)置在一個點上就能夠完成測量速度，這種測量速度的方法，克服了用常規(guī)方法測量某運動物體的平均速度，為測量該物體在某一長度的位移量，總需要在起始點至終止點各設(shè)置一個探頭的缺點，這樣使本測量裝置更趨簡便；三是由于采用了僅僅需要選定一點就能測量保齡球球速的這一種方法，它克服了若使用現(xiàn)有技術(shù)測量速度需要安裝兩個測量點，而這兩個測量點，基于保齡球在投擲時，其落球點的各有不同(有的落球點在球道的起始端，有的竟然落球在球道長度的1／2處，有的……)的特殊情況，故難以選定哪里為最佳點的缺陷；四是新設(shè)計的球速顯示系統(tǒng)，在數(shù)字顯示速度的同時，能附有漢字說明，使顯示方式更臻完善；五是新設(shè)計的球速顯示系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊合理，便于加工安裝和使用，還極易與保齡球館原有設(shè)備相配套；六是新設(shè)計的球速顯示系統(tǒng)，采用了OTP型單片計算機，使程序保密性更好且成本低廉，利于成批生產(chǎn)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。


圖1是本發(fā)明保齡球球速顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明保齡球球速探測裝置示意3是本發(fā)明球速顯示系統(tǒng)電氣控制框4是本發(fā)明球速顯示系統(tǒng)單片機主程序流程框5是本發(fā)明球速顯示系統(tǒng)測速原理6是本發(fā)明球速顯示系統(tǒng)漢字字模傳送流程框圖首先對圖中各構(gòu)件的編號進行說明1-顯示屏，1″-顯示屏框架，2-數(shù)碼顯示管，3-點陣式移動漢字顯示屏，4-電源插座，5-球速探測傳感器輸入插座，6-漢字編程輸入插座，7-單片機，8-球速探測傳感器，9-點陣漢字生成器，10-漢字字模處理器，11-PC機(家用電腦)，12-穩(wěn)壓電源，13-鏡面反射型光電開關(guān)，14-反射鏡片，15-保齡球球道，16-保齡球，17-信號線，18-紅外線，18″-反射線，19-球門。
本實施例保齡球球速顯示系統(tǒng)，由顯示屏1，球速探測傳感器8和單片機7及其接口電路所組成。如圖1所示，顯示屏1由若干只數(shù)碼顯示管2，若干塊16×16點陣式移動漢字顯示屏3等組成，封裝在顯示平面位置，兼作一個顯示屏框架1″的正視外表平面。單片機7、點陣漢字生成器9、漢字字模處理器10、穩(wěn)壓電源12及其計算機接口電路等連接所用的印刷線路板均安裝在顯示屏框架1″箱體內(nèi)部。電源插座4、球速探測傳感器輸入插座5和漢字編程輸入插座6，安裝在顯示屏框架1″殼體的左右兩側(cè)面或后背面。
如圖2所示，球速探測傳感器8，是在距球門19適當位置的球道15兩側(cè)，分別安裝WL250型鏡面反射式光電開關(guān)13和反射鏡片14，開關(guān)13上有一個紅外線發(fā)射器和一個紅處線接收器，使發(fā)射器發(fā)向反射鏡片14的紅外線18，又從反射鏡片14反射回來的反射線18″正好被接收器13接收，這樣形成了一個光線“回路”。設(shè)此時光電開關(guān)13為常態(tài)(開關(guān)為“0”狀態(tài))。當有保齡球16通過該光線回路時，紅外線18，反射線18″被遮擋，這時開關(guān)13上的紅外線接收器接收不到反射線18″，其回路被截斷，使開關(guān)13動作，我們設(shè)定此時的開關(guān)13為“1”狀態(tài)；當保齡球16完全通過此回路區(qū)域后，開關(guān)13又恢復為常態(tài)“0”。顯然，保齡球16通過這個反射回路區(qū)域時，開關(guān)13即會出現(xiàn)“0”-“1”-“0”的狀態(tài)過程，而記錄著開關(guān)13“1”狀態(tài)的時間信號，實際上反映著該保齡球通過此區(qū)域時的平均速度。我們只要將此時間信號由信號線17引出，送往單片機7作數(shù)據(jù)處理，這就能達到目的。
當然，鏡面反射型光電開關(guān)，也可采用直射式光電耦合型電子開關(guān)，即在球道的一側(cè)安裝一個紅外線發(fā)射管，另一側(cè)安裝一個紅外線接收管，使發(fā)射管發(fā)出的紅外線正好被接收管接收。
本發(fā)明保齡球球速顯示系統(tǒng)的電氣控制框圖見圖3。它是一個由單片計算機7構(gòu)成的實時控制系統(tǒng)。單片機7的主要任務(wù)是一是實現(xiàn)高精度的定時，令其每隔0．01秒中斷一次；二是將來自球速探測傳感器8，通過信號線17的時間信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過譯碼提供給數(shù)碼顯示管2顯示，同時，控制點陣漢字顯示器3。完成上述任務(wù)單片機7的主程序流程框圖如圖4所示，圖中各字母的含義為AA-主程序，BB-設(shè)置定時器計數(shù)工作方式，CC-裝入定時器初值，DD-允許中斷，EE-送0．01秒計數(shù)器初值，F(xiàn)F-球速傳感器=“0”？，GG-踏步等等，KK-開始計數(shù)，LL-球速傳感器=“1”？，MM-關(guān)計數(shù)器，NN-讀出計數(shù)器內(nèi)容，QQ-計算平均速度，SS-存放在顯示緩沖器中，TT-調(diào)用顯示子程序，ZZ-控制漢字顯示系統(tǒng)。
本發(fā)明在顯示數(shù)字的同時，還伴有點陣移動漢字顯示。點陣移動漢字顯示也是一個單片機實時控制系統(tǒng)，它主要由點陣漢字生成器9，漢字字模處理器10和家用電腦PC機11構(gòu)成。其中PC機11是輔助設(shè)備，它僅用來漢字編程，編程完成后可以除去而不會影響本系統(tǒng)的工作。本發(fā)明使用的移動漢字顯示，是按16×16的規(guī)模來設(shè)計字模的。先是將所有使用到的漢字進行編碼，然后，將每一個漢字的點陣信息(字模)按編程順序依次排列，并寫入EEPROM中，形成一個小型漢字庫，爾后供單片機調(diào)用。漢字字模傳送流程框圖見圖5，圖中各字母含義為A-開始，B-按顯示坐標計算緩沖區(qū)地址，C-按漢字編碼計算字模地址，D-準備顯示16行，E-將2字節(jié)模送顯示緩沖區(qū)，F(xiàn)-調(diào)整指針G-處理完16行否？，S-調(diào)整顯示坐標，Z-結(jié)束。
穩(wěn)壓電源12，提供5V和12V兩組直流電源。5V為單片機和移動漢字供電電源；12V為數(shù)碼管顯示供電電源。
下面著重說明本發(fā)明的測速方法和原理，通常，測量物體P直線運動的平均速度V，都采用這樣的方法，設(shè)P在t-t+△t這段時間內(nèi)的位移為AB，以位移AB和△t的比值求出P的平均速度V。本發(fā)明測量平均速度的方法是令物體P(保齡球)自身的橫斷直徑d為位移值A(chǔ)B。測量點M與P在位移方向上的B相切時，開始記錄時間，當P位移至A與M相切后，計時結(jié)束，我們就將物體P位移自身直徑d所需的時間，定作為計算P在這段時間內(nèi)移動平均速度的依據(jù)。見圖5。本發(fā)明的測速傳感器就是按上述方法設(shè)定的。結(jié)合圖2所示，鏡面反射型光電開關(guān)13與其相對應(yīng)的反射鏡片14，它所發(fā)射和接收的紅外線18光束垂直于球道，形成相當于圖5中的M線，物體P為保齡球，位移值A(chǔ)B為球的直徑。測速過程如下當被測保齡球進入到B端與M線相切后，即圖上的P位，M線被保齡球遮擋，鏡面反射型光電開關(guān)13動作，它從狀態(tài)“0”→“1”狀態(tài)，這個“1”的狀態(tài)，一直保持到保齡球從P位移到P″位，此后，光電開關(guān)13才恢復為“0”狀態(tài)。顯然，開關(guān)13呈現(xiàn)為“1”態(tài)的時間，就是保齡球在球道上運動位移自身直徑d所需的時間。我們將這個時間作為數(shù)據(jù)，送入單片機7，作數(shù)據(jù)處理(見圖3)就獲得了該球的平均速度值。
應(yīng)當指出，這種測量方法的測量誤差，主要來自光電開關(guān)的觸發(fā)時間(即動作滯后)誤差，但本發(fā)明可以通過計算機程序來作補償調(diào)整。
權(quán)利要求
1．一種保齡球球速顯示系統(tǒng)，包括顯示屏(1)，球速探測傳感器(8)和單片機(7)及其接口電路，其特征在于顯示屏(1)由若干只數(shù)碼顯示管(2)，若干塊16×16點陣式移動漢字顯示屏(3)等構(gòu)成，封裝在顯示平面位置，兼作一個顯示屏框架(1″)的正視外表平面，單片機(7)、點陣漢字生成器(9)、漢字字模處理器(10)、穩(wěn)壓電源(12)及其計算機接口電路等連接所用的印刷線路板均安裝在顯示屏框架(1″)箱體內(nèi)部，電源插座(4)、球速探測傳感器輸入插座(5)和漢字編程輸入插座(6)，分別安裝在顯示屏框架(1″)殼體的左右兩側(cè)面或后背面。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，其特征在于球速探測傳感器(8)，它包括鏡面反射式光電開關(guān)(13)和反射鏡片(14)，鏡面反射式光電開關(guān)(13)和反射鏡片(14)分別安裝在距球門(19)2米左右的球道(15)兩側(cè)，鏡面反射式光電開關(guān)(13)和反射鏡片(14)形成的反射線(18″)紅外線(18)正好與球道(15)垂直，且能相互作用，當保齡球(16)通過時，反射線(18″)或紅外線(18)被遮擋，這時，能夠使鏡面反射式光電開關(guān)(13)動作。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，特征在于所述球速探測傳感器(8)，其構(gòu)件鏡面反射式光電開關(guān)(13)和反射鏡片(14)，也可用直射式光電耦合型電子開關(guān)代替。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，特征在于所述球速探測傳感器(8)，是只用了一個鏡面反射式光電開關(guān)(13)和一個反射鏡片(14)，可以安裝在距球門(19)適當位置的球道(15)兩側(cè)，它是只用了一個測量點就能夠測量球速的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，特征在于其測速方法和原理，是把保齡球位移自身直徑d所需的時間，設(shè)定作為計算該保齡球在這一段時間內(nèi)移動平均速度的依據(jù)，這一種測量方法和原理，只需要選定一個探測點，就能完成對保齡球直線運動平均速度的測量。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，特征在于其測速方法和原理，可以用耒測量其它類似場合物體直線運動的平均速度。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，其特征在于在數(shù)碼顯示管(2)顯示被測量球速值的同時，點陣漢字顯示屏(3)能夠?qū)㈩A先設(shè)置好的漢字說明，用點陣漢字移動方式顯示出來。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的保齡球球速顯示系統(tǒng)，其特征在于從球速探測傳感器(8)上獲得的信號，經(jīng)單片機(7)內(nèi)設(shè)程序轉(zhuǎn)換，譯碼，數(shù)據(jù)處理后，送往數(shù)碼管(2)顯示，同時，去控制點陣漢字顯示器系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保齡球球速檢測顯示系統(tǒng)。它包括球速探測傳感裝置、單片機、數(shù)碼顯示器、漢字生成器、漢字字模處理器和點陣移動漢字顯示器。本發(fā)明只需要選定一個探測點,就能完成對保齡球直線運動平均速度的測量。測量結(jié)果經(jīng)單片機內(nèi)設(shè)程序處理后,送數(shù)碼管顯示,同時將預先設(shè)置好的漢字說明,用點陣漢字移動方式顯示出來。本發(fā)明具有測速精度高、工作可靠、安裝使用簡單、顯示效果好、還極易與保齡球館原有設(shè)備相配套等優(yōu)點。
文檔編號A63D5/00GK1291520SQ99120269
公開日2001年4月18日 申請日期1999年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月6日
發(fā)明者汪文斌 申請人:汪文斌