專利名稱：一種多功能起跳板的制作方法
技術領域：
本發明涉及新型體育裝備領域，特別涉及跳遠運動中平時訓練和競賽使用的一種多功能起跳板。
背景技術：
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展、競技水平的不斷提高，對運動員的技術水平提出了新的更高的要求。 在跳遠運動中，起跳是最為關鍵的一環，運動員在此階段技術掌握的好壞，是其運動技能高低的重要標志之一，也是能否取得優秀成績的重要決定因素之一。規范的動作是取得優秀成績的基礎，但是現在國內外對運動員動作質量的分析還只能停留在動作實現是否到位的定性分析上，無法實現對起跳過程的定量分析。發明內容
為了克服上述現有技術的缺陷，實現對起跳過程的定量分析，本發明的目的在于提出了一種多功能起跳板，能夠實現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力是否合理等，從而為運動員提高成績提供指導，并對起跳過程中的越界行為提出報警。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下
一種多功能起跳板，包括基座1，在基座1上設置有下支撐鋼板3，在下支撐鋼板3 上兩端設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上設置有標準起跳板4 ；在基座1上的左右兩端分別設置有激光發射管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上布置有系統信號調理及顯示電路模塊9，傳感器5的惠斯通電橋13輸出端與系統信號調理及顯示電路模塊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和金屬應變片11，金屬彈性體10采用工字型結構，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變片11，金屬應變片 11構成惠斯通電橋13，在金屬彈性體10上加工有螺孔12。
所述的系統信號調理及顯示電路模塊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的輸出端與數字顯示模塊17輸入端相連。
所述的激光發射管6和激光接收管7組成激光發射接收電路18，激光發射接收電路18的輸出端與V/I轉換電路19的輸入端相連；V/I轉換電路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。
本發明采用工字型結構傳感器對跳遠運動中運動員所起跳產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，總體來說本發明測量性能好，操作簡單，記錄方便，可有效應用于跳遠訓練和競賽中，實現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意義。


圖1是本發明的整體結構示意圖。
圖2是本發明的傳感器5的結構示意圖。
圖3是本發明金屬彈性體10的受力變形圖。
圖4是本發明系統信號調理及顯示電路模塊9示意圖。
圖5是本發明的越界報警系統即激光發射接收電路18的電路示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的結構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上設置有下支撐鋼板3，在下支撐鋼板3上兩端設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上設置有標準起跳板4 ；在基座1上的左右兩端分別設置有激光發射管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 上布置有系統信號調理及顯示電路模塊9，用以系統調理及顯示電路的布置。
基座1由木質材料構成，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均為木質結構，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為本發明核心部件之一，包括金屬彈性體10和金屬應變片11。金屬彈性體10材料為不銹鋼304，在所測力值范圍內，不銹鋼304具有線性好，靈敏度高的特點；金屬彈性體10采用工字型結構，其優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。根據金屬彈性體 10受力變形后其上的應力分布確定金屬應變片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變片11粘貼在金屬彈性體10上。金屬應變片11最終構成惠斯通電橋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，所述的系統信號調理及顯示電路模塊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的輸出端與數字顯示模塊17輸入端相連。在起跳過程中，彈性體10產生形變，惠斯通電橋13產生輸出信號，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將起跳的所產生的瞬間信號轉化為常值信號，輸入到數字顯示模塊17中，通過LED將運動員的起跳力值顯示出來。
參照圖5，所述的激光發射管6和激光接收管7組成激光發射接收電路18，激光發射接收電路18的輸出端與V/I轉換電路19的輸入端相連，V/I轉換電路19將激光發射接收電路18產生的電流信號轉換為電壓信號輸出；V/I轉換電路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，當由V/I轉換電路19輸出的電壓高于設定的電壓值時，此時激光管為連通狀態，當由V/I轉換電路19輸出的電壓低于設定的電壓值時， 此時激光管為斷開狀態；當激光管為斷開狀態時，通過后續的聲音報警電路21發出越界報Sfc目。
本發明主要工作原理為
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發生彈性形變。豎直梁形變主要由水平分力作用產生，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將起跳的所產生的瞬間信號轉化為常值信號，輸入到數字顯示模塊17中，通過LED將運動員的起跳力值顯示出來。
越界報警系統用于檢測跳遠過程中運動員是否越界。工作時，激光發射電路中的激光發射管6發射的激光由接收電路的激光接收管7接收，產生的電流經過V/I轉換電路 19轉換成電壓信號，經過電壓比較電路20 ；當由V/I轉換電路19輸出的電壓高于設定的電壓值時，此時激光管為連通狀態，當由V/I轉換電路19輸出的電壓低于設定的電壓值時，此時激光管為斷開狀態；當激光管為斷開狀態時，通過后續的聲音報警電路21發出越界報m
權利要求
1.一種多功能起跳板，包括基座(1)，其特征在于，在基座(1)上設置有下支撐鋼板 (3)，在下支撐鋼板C3)上兩端設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( 上設置有標準起跳板；在基座(1)上的左右兩端分別設置有激光發射管(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 上布置有系統信號調理及顯示電路模塊(9)，傳感器(5)的惠斯通電橋(1 輸出端與系統信號調理及顯示電路模塊(9)的AD620放大電路(14)的輸入端相連。
2.根據權利要求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)和金屬應變片(11)，金屬彈性體(10)采用工字型結構，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變片(11)，金屬應變片(11)構成惠斯通電橋 (13)，在金屬彈性體(10)上加工有螺孔(12)。
3.根據權利要求1所述的一種多功能起跳板，其特征在于，所述的系統信號調理及顯示電路模塊(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)的輸出端與數字顯示模塊(17)輸入端相連。
4.根據權利要求1所述的一種多功能起跳板，其特征在于，所述的激光發射管(6)和激光接收管(7)組成激光發射接收電路(18)，激光發射接收電路(18)的輸出端與V/I轉換電路(19)的輸入端相連；V/I轉換電路(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，在基座上設置有下支撐鋼板，在下支撐鋼板上設置有兩個傳感器，傳感器上為上支撐鋼板，上支撐鋼板上設置有標準起跳板；在基座的左右兩端設置越界報警裝置，在基座上布置有系統信號調理及顯示電路模塊。本發明采用的工字型結構傳感器對跳遠運動中運動員所起跳產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 優先權日2011年11月3日
發明者張晟, 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