专利名称：电子数显的人体纵跳仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子数显的人体纵跳仪，可测定人体垂直向上纵跳的高度，用来评定人体弹跳运动能力，它是人体体质测试标准之一。
现有的测定纵跳高度的方法大致有三种。其一为摸高方法，本方法是用一手向上伸直，在人垂直方向向上跳起时记下跳前，跳后的高度，两者之差，即为摸高纵跳高度，这种方法因手伸缩性较大容易产生差。其二为重心升高方法，此方法是以机械的或光学的方法测量人体垂直向上跳时腰部(某一点)升高。其三为腾空方法，测量人体的脚离开地面后，垂直升高的高度。腾空方法较真实反映了人体弹跳能力，它不受被测试者脚大小的影响。
本实用新型的电子数显人体纵跳仪，采用腾空方法来测量人体的弹跳能力。人体站立在平台上用力垂直向上纵跳时，其过程如下1、人体站立不动，保持体重；2、准备上跳下蹲时，产生失重状态；3、向上跳起时，脚向下产生蹬力；4、脚离开平台上升、下降直到回落平台前的腾空(时间)状态；5、脚落到平台上，产生冲击力；6、恢复到原体重。
由此可见，作用于平台上的力与时间的关系，相应地大致可分成6个阶段，力传感器输出的力与时间的关系曲线如
图1所示。人体垂直向上升时，腾空为第4阶段，此时测力传感器输出的力为零。腾空时间为人体自由落体的两倍，测得腾空时间，便可按自由落体公式计算出纵跳高度。
腾空时间的测定，可由电路来实现，也就是用计时电路测定腾空时间。当测力传感器输出为零时或很小时，使计时电路开始计时；当力从零开始回升时，使之停止计时，就可确定腾空时间。
为测定腾空时间，也可采用开关来实现。人体开始腾空，离开平台没有作用力时，断开开关，电路开始计时。当人体的脚回落平台时，接通开关，该电路停止计时。将这样得到的腾空时间输入单片机(例如Cpu)，在Cpu里按其内存存放的自由落体公式程序，就可计算出纵跳高度。
由于该电路由测力传感器、电压放大器、电压比较器、单片机及显示器依和/或蜂鸣器次连接而成。测力传感器的结构下面将详细加以说明，而电路本身都是常规技术，也不是本实用新型的任务，因此说明从略。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，测试精度高，使用方便的电子数显的人体纵跳仪。
为了达到上述目的，本实用新型的电子数显的人体纵跳仪包括测试平台和电连接于该测试平台的控制器，其中所述测试平台由底板，安装于所述底板上的电压信号发生装置，和安装于所述电压信号发生装置上的盖板组成。
本实用新型的电子数显的人体纵跳仪具有结构简单，测试精度高，使用方便的优点。
图1是纵跳过程作用的力与时间的关系曲线图；图2a和2b及2c分别是测试平台的俯视图和剖视图，及控制器的示意图；图3a和3b是悬臂梁式弹性体构成框架的测力传感器的结构正视图和侧视图；图4a和4b是哑铃孔梁构成框架的传感器的结构正视图和侧视图；图5a～5d分别表示不同形状的弹性体，其上各应变电阻片的配置和等效测量电桥图；图6a～6d分别表示测力传感器在平台的底板上配备图和其他矩形弹性体的结构图；图7a、7b和7c分别是作为电压信号发生装置的机械式接触开关在平台上的配置图，导柱剖视图和开关结构图；图8a、8b和8c分别是具有导电橡胶结点的测试平台结构图；图9a、9b和9c分别是具有上橡胶板、中间弹性绝缘板和下橡胶板的测试平台结构图。
下面，边参照附图，边说明本实用新型的实施例。
图2a和2b及2c分别是测试平台的俯视图和剖视图，及控制器的示意图。本实用新型人体纵跳仪，是由测试平台7及控制器12组成。该测试平台7，则由顶盖8、电压信号发生装置9及其信号输出接口11和底板10组成。控制器12内装有单片机系统、外部设有显示屏14、按钮开关13、电源插头15和电池盒17组成，通过导线16联接测试平台7的接口11而成。
在这里，可以将测力传感器用作电压信号发生装置。测力传感器可有多种型式，如双梁，单梁的框架结构。就框架结构中的测力弹性体而言，又有悬臂梁式，具有哑铃孔形的梁，也可选用S型，和具有圆孔的矩形弹性体。由于弹性体的不同形状，构成测力平台的结构也不尽相同。
本实用新型的作为电压信号发生装置的测力传感器，可以采用如图3a和3b所示的悬臂梁式弹性体构成的框架结构。该传感器30由两个弹性体31和两个上横梁32组成的矩形框架结构。另外，该弹性体31可直接与平台的底板用螺栓联接，又通过上横梁32上的螺纹孔，用螺栓与平台的顶盖相连。
并且，测力传感器可以采用如图4a和4b所示的框架结构。该传感器33是用具有哑铃孔的梁来构成框架，该框架由上横梁34，弹性体35和下横梁36各两个组成。并且，可通过下横梁36上的螺纹孔，与平台的底板用螺钉联接，通过上横梁34上的螺纹孔与平台的顶盖用螺纹相连。
根据本实用新型的传感器中的弹性体，可以采用如图5a～5c所示的形状，各应变电阻片的配置情况也示于该图中，而等效测量电桥，如图5d所示，其中标号37,38,39分别表示不同形状的弹性体，及其弹性体上粘贴的四个应变电阻片41、42、43、44的位置。标号40表示由该应变电阻片组成的测量电桥的情况。
并且，测力传感器还可以采用如图6b～6d所示的弹性体的结构，即该测力传感器40配备有S形或外方内圆孔的矩形弹性体41、42或43。当测力传感器采用四个传感器时，可以分别布置在底板44的四个角部，如图4a所示。当然也可选用1个以上，或多个传感器，例如用3个则在平台的底板44上布置成三角形、用2个布置成直线型，或1个安装在底板44的中心之类等。
并且，本实用新型也可以采用机械式接触开关，来代替测力传感器，作为电压信号发生装置。这时，测试平台50的结构，如图7所示。沿平台50的四周设有四个导柱定位系统，及四个接触开关。具体地说，该导柱定位系统包括在盖板上52安装导柱51，在底板53上安装导套54，使得盖板52与底板53之间上下可以移动。另外，接触开关包括在盖板52与底板54的相对位置上设置的凸块55，在该凸块55的一边设有支持弹簧56，而另一边设有接触开关的簧片57、58。当测试者站立在盖板52上时，支持弹簧56变形，将板盖52上的凸块55下移，使得两个接触簧片57、58接触，通过该开关输出一种电信号。同样，当测试者离开时，支持板簧56使凸块55上移、使得两个接触簧片57、58分开、输出另一个电信号。
并且，也可以采用导电橡胶，将其做成整体的橡胶垫60，在橡胶垫60内设置许的结点，如图8a所示(即，图中虚线的交叉点)。
有关结点的具有结构，如图8b所示的构件61包括作为接触点的具有变截面的上导电橡胶凸台62、作为盖板与该导电橡胶凸台62连接的上胶板63、导电板65、以及作为底板与该导电板65粘合的下板64。当测试者站在上胶板63上时，凸台开始下降，即使导电橡胶凸台62与导电板65接触而导通；当测试者离开时，上胶板63恢复原状，使电路断开。
如图8c所示的构件66包括多个弹性支架69，具有变截面的上胶板的凸台67、由导电橡胶作成的结点68、支持导电橡胶结点68的弹性支架69以及设置在非导电胶板71上由导电橡胶做成的导线70。另外，当弹性支架具有很强的弹性时，上胶板可采用平面形的橡胶板，即该机械式接触开关是由平面形的上胶板和多个支持导电橡胶结点的弹性支架构成。
当测试者站立于上胶板67上时，上胶板的凸台67开始压迫导电橡胶结点68，使之与下面的导电橡胶的导线70接触，将导线接通；当测试者离开时，导电橡胶结点68，在弹性支架69以及上胶板的恢复过程中开始上移，而将导线70断开，这样就可以输出两种开关的电信号。
并且，测试平台也可以采用具有导电线条的上、中间弹性绝缘板和下橡胶板构成，分别如图9a、9b和9c所示。
该上橡胶板的结构，如图9a所示，在长方形的上橡胶板90下面，具有多条纵向(或横向)排列，串联连接导线91。该中间弹性绝缘板92，如图9b所示，其中具有多个开口，即网格状镂空部分93。同样，该下橡胶板的结构，如图9c所示，在长方形的下橡胶板94上面，具有多条横向(或纵向)排列，串联连接的导线95。并且在下橡胶板94的四周边沿设有凸缘96。该导线91和95可以是金属编织导线，或导电橡胶线，也可以是贴制的一层导电橡胶膜。把上橡胶板90、中间弹性绝缘板92和下橡胶板84依次重叠起来就构成测试平台。这时，中间弹性绝缘板92上的开口93部分对应的上、下橡胶板上的导线91和95相交处，可以形成导电结点。
当测试者站立在测试平台上时，中间弹性绝缘板受压力产生变形，使上橡胶板下的纵向导线与下橡胶板上的导线接触，即接通。当测试者跳离测试平台时，中间弹性绝缘板变形复原，使上橡胶板下的纵向导线与下橡胶板上的导线脱离接触，即断开。而当测试者降落到测试平台上时，中间弹性绝缘板重新受压力产生变形，又使上橡胶板下的纵向导线与下橡胶板上的导线接触，即接通。这样，就可以输出开关接通/断开两种状态的电压信号，该电压信号之间的时间间隔，就是被测试者纵跳时的腾空时间，并可转换成纵跳高度值。
下面，说明本实用新型是如何工作的。一般地说，测试者站在测试平台上后，作为电信号发生器，例如测力传感器或机械式接触开关的输出电压信号发生了变化，该信号经放大，使电压比较器翻转，单片机接到翻转信号后，从开始待机状态进入准备状态，在几秒内由蜂鸣的发出报警声。在测试者向上起跳离开测试平台的瞬间，传感器电压输出状态变化，使电压比较器再次翻转，单片机接到信号开始计时。当测试者落下踏在测试平台上时，电压比较器又一次翻转，单片机停止计时，并按自由落体公式进行计算，转换成纵跳高度，由显示器显示出纵跳高度值。
权利要求1.一种电子数显的人体纵跳仪包括测试平台和电连接于该测试平台的控制器，其特征是所述测试平台由底板，安装于所述底板上的电压信号发生装置，和安装于所述电压信号发生装置上的盖板组成。
2.根据权利要求1所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述电压信号发生装置是测力传感器。
3.根据权利要求2所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述的测力传感器是由至少一个弹性体和上横梁组成的框架结构，所述弹性体上粘贴有多个电阻应变片。
4.根据权利要求3所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述弹性体是一种悬臂式梁、S形体或外方带内圆孔的矩形体。
5.根据权利要求3所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述弹性体是一种两端具有哑铃孔的悬臂式梁或具有哑铃孔的S形体，所述电阻应变片位于所述哑铃孔上边。
6.根据权利要求1所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述电压信号发生装置是机械式接触开关，所述的接触开关设置于盖板四周。
7.根据权利要求6所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述机械式接触开关是由上胶板上的多个具有变截面的上导电橡胶结点和一个具有导电板的下板构成。
8.根据权利要求6所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述机械式接触开关是由上胶板下设置的多个具有变截面的导电凸台和多个与所述凸台对置的支持导电橡胶结点的弹性支架构成。
9.根据权利要求6所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述机械式接触开关是由平面形的上胶板和多个支持导电橡胶结点的弹性支架构成。
10.根据权利要求6所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述机械式接触开关是由具有多条纵向排列，串联连接导线的上橡胶板；具有网格状镂空部分的中间弹性绝缘板；及具有多条横向排列，串联连接的导线下橡胶板重叠构成。
11.根据权利要求10所述的电子数显的人体纵跳仪，其特征是所述该导线是金属编织导线，导电橡胶线，或一层导电橡胶膜。
专利摘要本实用新型的人体纵跳仪包括:测试平台和电连接于该测试平台的控制器,其中该测试平台是由底板,安装于该底板上的电压信号发生装置,和安装于该电压信号发生装置上的盖板组成。本实用新型具有结构简单,测试精度高,使用方便等优点。
文档编号A63B71/06GK2442710SQ00236170
公开日2001年8月15日 申请日期2000年6月5日 优先权日2000年6月5日
发明者赵东红 申请人:赵东红