多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置的制作方法

本实用新型涉及一种跳远起跳犯规提示装置，特别涉及一种多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置，属于体育器械领域。

背景技术：

跳远运动从1886年开始启用起跳板。起跳板2埋入地下，与地面齐平，如图1所示，长122cm，宽20cm，厚10cm。起跳板2靠近落地区4的边沿被称为起跳线。起跳线与落地区近端1-3m，与落地区远端至少为10m。运动员必须在起跳线后方起跳。

为了便于判定运动员是否犯规，在起跳线前设置橡皮泥显示板3，如图2所示。橡皮泥显示板3被安装在起跳线靠近落地区一侧的凹槽处或制作成一块隔板与起跳板2形成一体。橡皮泥显示板3长122cm，宽10cm，水平高度要超出起跳板0.7cm，靠近起跳线边沿应向助跑方向倾斜形成45°斜面，并在斜面上覆盖0.1厘米厚的橡皮泥。

根据规则要求，运动员必须在起跳线后方起跳方为有效。对于视觉不易判罚的犯规，裁判员通常以橡皮泥上的痕迹作为判罚犯规与否的主要依据。同时，高级别的跳远比赛中，运动员起跳瞬间的影像也作为辅助判罚的依据。利用橡皮泥和视频回放的方式，判罚耗时较长，且容易出现争议判罚。

通常，运动员的起跳角度为16°-24°，高水平的运动员会合理利用橡皮泥显示板的45°斜面，来最大程度地发挥竞技水平，例如：起跳时脚尖翘起，虽然脚尖已经压线，但是由于橡皮泥显示板3上没有留下痕迹，该起跳为有效试跳。

现有技术中有一种将红外传感器设置在犯规临界线处，监视犯规，实现报警，可这种方式使运动员不能利用45°斜面来提高成绩，所以依然需要借助于橡皮泥显示板，但是仍然存在判罚耗时较长、容易出现争议判罚的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种准确判定犯规、节省时间及简便易行的多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置。

本实用新型的多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置，所述装置包括电容式人体感应传感器5、多个红外避障传感器6、控制器和犯规显示电路；

所述电容式人体感应传感器5为平板型，所述电容式人体感应传感器5设置在起跳线前侧，所述电容式人体感应传感器5与起跳线相邻的侧面为斜向上成45°斜面；

所述多个红外避障传感器6并排设置在电容式人体感应传感器5的一侧，所述一侧位于起跳线的一端，用于检测起跳线上及其前侧是否有障碍物；

红外避障传感器6的障碍物检测信号输出端与控制器的障碍物检测信号输入端连接；

电容式人体感应传感器5的电容检测信号输出端与控制器的电容检测信号输入端连接；

控制器的犯规控制信号输出端与犯规显示电路的显示信号输入端连接。

优选的是，所述犯规显示电路包括场效应驱动电路、电源电路和LED灯带；

控制器通过场效应驱动电路控制LED灯带的开关，电源电路为LED灯带供电。

优选的是，所述LED灯带设置在落地区4与电容式人体感应传感器5之间的助跑道的两侧。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型利用人体感应传感器5替代现有的橡皮泥显示板3，并设置了45°斜面，同时本实用新型在起跳线处及电容式人体感应传感器5同侧的一端还设置了红外避障传感器6，当运动员起跳时，判定犯规的条件：一、红外避障传感器6检测到障碍物；二、人体感应传感器5检测到较大人体电容变化的信号，同时满足这两个条件时，判定运动员起跳犯规，控制器控制犯规显示电路进行提示。所以本实用新型依靠两个传感器同时检测到信号来确定起跳是否犯规，能准确判定犯规、节省时间及简便易行。

附图说明

图1为跳远比赛场地设置图；

图2为图1中起跳板和橡皮泥显示板的结构示意图；

图3为本实用新型应用到跳远比赛场地的示意图；

图4为图3中起跳板2、电容式人体感应传感器5和红外避障传感器6的结构示意图；

图5为本实用新型多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置的电气原理示意图。

1表示助跑道，2表示起跳板，3表示橡皮泥显示板，4表示落地区，5表示电容式人体感应传感器，6表示红外避障传感器，7表示LED灯带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

结合图3-图5说明本实施方式，本实施方式所述的多传感器复合式跳远起跳犯规提示装置包括电容式人体感应传感器5、多个红外避障传感器6、控制器和犯规显示电路；

电容式人体感应传感器5为平板型，电容式人体感应传感器5设置在起跳线前侧，所述电容式人体感应传感器5与起跳线相邻的侧面为斜向上成45°斜面；

所述多个红外避障传感器6并排设置在电容式人体感应传感器5的一侧，所述一侧位于起跳线的一端，用于检测起跳线上及其前侧是否有障碍物；

红外避障传感器6的障碍物检测信号输出端与控制器的障碍物检测信号输入端连接；

电容式人体感应传感器5的电容检测信号输出端与控制器的电容检测信号输入端连接；

控制器的犯规控制信号输出端与犯规显示电路的显示信号输入端连接。

本实施方式使用平板型的金属板作为电容式人体感应传感器5的电容极板，电容式人体感应传感器5的电容的大小主要取决于人体和金属板间的距离和正度面积，根据需要，设置为物体(鞋)刚刚触碰时，即构成电容器，控制器能否检测到较大电容变化值就可以间接的反应人体是否接近并触碰到电容式人体感应传感器5，从而用于判断运动员是否犯规。

本实施方式利用物体对红外线的反射性质，选用单向红外避障传感器。其原理是：设定在一定范围内，发射出去的红外线如果遇到障碍物，即被反射回红外避障传感器的接收头，红外避障传感器就会将检测到的这一信号传送给控制器；发射出去的红外线如果没有遇到障碍物，会由于距离越来越远而逐渐减弱至消失，则红外避障传感器接收头无信号反馈。

本实施方式当电容式人体感应传感器在近似于触碰范围内检测到物体(鞋)和红外避障传感器检测到障碍物(鞋)，这两个条件同时成立时，由控制器输出控制信号，犯规显示电路进行犯规提示。当到达提示时间后，控制器控制两个传感器重复上述工作过程，完成循环检测。

本实施方式的控制器为Arduino UNO。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。Arduino UNO是Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328单片机，同时具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出)，6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。

优选实施例中，本实施方式的犯规显示电路包括场效应驱动电路、12V锂电池电源电路和LED灯带；

控制器通过场效应驱动电路控制LED灯带的开关，电源电路为LED灯带供电。

当电容式人体感应传感器5和红外避障传感器6对运动员鞋犯规动作进行检测，并将检测信号发送到控制器，由控制器对信号进行逻辑判断。当判定为犯规时，控制器输出驱动信号，由场效应驱动电路控制电源电路转换，接通12V锂电电源电路，点亮红色LED灯带，进行犯规提示。

优选实施例中，LED灯带设置在落地区4与电容式人体感应传感器5之间的助跑道的两侧。

本实施方式深入细致地研究了跳远起跳板、橡皮泥显示板的构造以及跳远起跳犯规判罚依据的实质内涵，发现橡皮泥显示板的45°斜面的设置是有一定的存在作用，一方面是考虑运动员在起跳时的安全，另一方面也是根据多数运动员的16-24°起跳角而设定，这样更有利于运动员发挥运动水平，提高比赛成绩。本实施方式电容式人体感应传感器和红外避障传感器进行跳远起跳犯规的检测，利用控制器控制犯规显示电路进行犯规提示，多传感器协同工作有利于对有争议的判罚作出准确提示，有助于实现对跳远起跳犯规的自动专业判罚。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。