专利名称：一种多功能起跳板的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型体育装备领域，特别涉及跳远运动中平时训练和竞赛使用的一种多功能起跳板。
背景技术：
跳远是最为古老的运动项目之一，也一直是人类的基本生存技能之一。随着世界体育运动的飞速发展、竞技水平的不断提高，对运动员的技术水平提出了新的更高的要求。 在跳远运动中，起跳是最为关键的一环，运动员在此阶段技术掌握的好坏，是其运动技能高低的重要标志之一，也是能否取得优秀成绩的重要决定因素之一。规范的动作是取得优秀成绩的基础，但是现在国内外对运动员动作质量的分析还只能停留在动作实现是否到位的定性分析上，无法实现对起跳过程的定量分析。发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，实现对起跳过程的定量分析，本发明的目的在于提出了一种多功能起跳板，能够实现对跳远运动员起跳过程中踩踏起跳板的水平力和竖直力的测量，进而可对运动员起跳的动作进行分析包括起跳角度以及发力是否合理等，从而为运动员提高成绩提供指导，并对起跳过程中的越界行为提出报警。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种多功能起跳板，包括基座1，在基座1上设置有下支撑钢板3，在下支撑钢板3 上两端设置有两个相同的传感器5，传感器5上为上支撑钢板2，上支撑钢板2上设置有标准起跳板4 ；在基座1上的左右两端分别设置有激光发射管6和激光接收管7形成越界报警装置，在基座1上开有引线槽8，在基座1上布置有系统信号调理及显示电路模块9，传感器5的惠斯通电桥13输出端与系统信号调理及显示电路模块9的AD620放大电路14的输入端相连。
所述的传感器5包括金属弹性体10和金属应变片11，金属弹性体10采用工字型结构，在金属弹性体10的竖直梁和水平梁受力变形位置粘贴有金属应变片11，金属应变片 11构成惠斯通电桥13，在金属弹性体10上加工有螺孔12。
所述的系统信号调理及显示电路模块9包括两组AD620放大电路14，AD620放大电路14的输入端与惠斯通电桥13输出端相连；两组AD620放大电路14的输出端与加法器电路15输入端相连，加法器电路15的输出端与峰值保持电路16输入端相连，峰值保持电路16的输出端与数字显示模块17输入端相连。
所述的激光发射管6和激光接收管7组成激光发射接收电路18，激光发射接收电路18的输出端与V/I转换电路19的输入端相连；V/I转换电路19的输出端与声压比较电路20的输入端相连，声压比较电路20的输出端与声音报警电路21的输入端相连。
本发明采用工字型结构传感器对跳远运动中运动员所起跳产生的水平分力和竖直分力进行测量，具有线性好，灵敏度高的特点；利用运算放大器对传感器的输出电压信号进行分析放大，并通过数字显示模块直接显示测量得到的水平分力和竖直分力，记录方便简单；越界报警系统可简易直观的判定运动员起跳时是否越界，避免人为误判。因此，总体来说本发明测量性能好，操作简单，记录方便，可有效应用于跳远训练和竞赛中，实现跳远运动的定量分析，对运动员的成绩提高具有重要的指导意义。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的传感器5的结构示意图。
图3是本发明金属弹性体10的受力变形图。
图4是本发明系统信号调理及显示电路模块9示意图。
图5是本发明的越界报警系统即激光发射接收电路18的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
参照图1，一种多功能起跳板，包括基座1，在基座1上设置有下支撑钢板3，在下支撑钢板3上两端设置有两个相同的传感器5，传感器5上为上支撑钢板2，上支撑钢板2上设置有标准起跳板4 ；在基座1上的左右两端分别设置有激光发射管6和激光接收管7形成越界报警装置，在基座1上开有引线槽8，用以传感器5电源线和信号线的引出，在基座1 上布置有系统信号调理及显示电路模块9，用以系统调理及显示电路的布置。
基座1由木质材料构成，主要功能对新型多功能起跳板起支撑作用。因基座1与起跳板4均为木质结构，弹性较大，故采用上支撑钢板2和下支撑钢板3将传感器5、基座1 和起跳板4隔离，使传感器5上下均为刚性接触，以提高系统的线性度和灵敏度；传感器5 与下支撑钢板3、基座1采用螺钉连接，与上支撑钢板2、起跳板4也采用螺钉连接。
参照图2和图3，，所述的传感器5为本发明核心部件之一，包括金属弹性体10和金属应变片11。金属弹性体10材料为不锈钢304，在所测力值范围内，不锈钢304具有线性好，灵敏度高的特点；金属弹性体10采用工字型结构，其优点是可以同时测量竖直力和水平力竖直梁的形变用于测量水平力，水平梁的形变用于测量竖直力。根据金属弹性体 10受力变形后其上的应力分布确定金属应变片11在金属弹性体10上的最佳分布位置，并用胶粘方式将金属应变片11粘贴在金属弹性体10上。金属应变片11最终构成惠斯通电桥13。在金属弹性体10上加工有螺孔12，用以传感器5和其他部件的连接。
参照图4，所述的系统信号调理及显示电路模块9包括两组AD620放大电路14， AD620放大电路14的输入端与惠斯通电桥13输出端相连；两组AD620放大电路14的输出端与加法器电路15输入端相连，加法器电路15的输出端与峰值保持电路16输入端相连， 峰值保持电路16的输出端与数字显示模块17输入端相连。在起跳过程中，弹性体10产生形变，惠斯通电桥13产生输出信号，通过AD620放大电路14将其进行放大处理，然后采用加法器电路15将两个传感器的信号进行相加处理，通过峰值保持电路16将起跳的所产生的瞬间信号转化为常值信号，输入到数字显示模块17中，通过LED将运动员的起跳力值显示出来。
参照图5，所述的激光发射管6和激光接收管7组成激光发射接收电路18，激光发射接收电路18的输出端与V/I转换电路19的输入端相连，V/I转换电路19将激光发射接收电路18产生的电流信号转换为电压信号输出；V/I转换电路19的输出端与声压比较电路20的输入端相连，声压比较电路20的输出端与声音报警电路21的输入端相连，声压比较电路20用于消除自然光对激光的影响，当由V/I转换电路19输出的电压高于设定的电压值时，此时激光管为连通状态，当由V/I转换电路19输出的电压低于设定的电压值时， 此时激光管为断开状态；当激光管为断开状态时，通过后续的声音报警电路21发出越界报Sfc目。
本发明主要工作原理为
在运动员起跳过程中，对起跳板4的倾斜作用力传递到金属弹性体10上，金属弹性体10发生弹性形变。竖直梁形变主要由水平分力作用产生，由竖直梁上惠斯通电桥13的输出信号可测得水平分力的大小；水平梁的形变主要由竖直分力作用产生，由水平梁上惠斯通电桥13的输出信号可测得竖直力的大小。电压信号由惠斯通电桥13输出后经AD620 放大电路14进行放大处理，然后通过一加法器电路15将两个传感器5的输出信号进行相加处理。峰值保持电路16将起跳的所产生的瞬间信号转化为常值信号，输入到数字显示模块17中，通过LED将运动员的起跳力值显示出来。
越界报警系统用于检测跳远过程中运动员是否越界。工作时，激光发射电路中的激光发射管6发射的激光由接收电路的激光接收管7接收，产生的电流经过V/I转换电路 19转换成电压信号，经过电压比较电路20 ；当由V/I转换电路19输出的电压高于设定的电压值时，此时激光管为连通状态，当由V/I转换电路19输出的电压低于设定的电压值时，此时激光管为断开状态；当激光管为断开状态时，通过后续的声音报警电路21发出越界报m
权利要求
1.一种多功能起跳板，包括基座(1)，其特征在于，在基座(1)上设置有下支撑钢板 (3)，在下支撑钢板C3)上两端设置有两个相同的传感器(5)，传感器( 上为上支撑钢板 O)，上支撑钢板( 上设置有标准起跳板；在基座(1)上的左右两端分别设置有激光发射管(6)和激光接收管(7)形成越界报警装置，在基座⑴上开有引线槽(8)，在基座⑴ 上布置有系统信号调理及显示电路模块(9)，传感器(5)的惠斯通电桥(1 输出端与系统信号调理及显示电路模块(9)的AD620放大电路(14)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种多功能起跳板，其特征在于，所述的传感器(5)包括金属弹性体(10)和金属应变片(11)，金属弹性体(10)采用工字型结构，在金属弹性体(10)的竖直梁和水平梁受力变形位置粘贴有金属应变片(11)，金属应变片(11)构成惠斯通电桥 (13)，在金属弹性体(10)上加工有螺孔(12)。
3.根据权利要求1所述的一种多功能起跳板，其特征在于，所述的系统信号调理及显示电路模块(9)包括两组AD620放大电路(14)，AD620放大电路(14)的输入端与惠斯通电桥(13)输出端相连；两组AD620放大电路(14)的输出端与加法器电路(15)输入端相连， 加法器电路(1 的输出端与峰值保持电路(16)输入端相连，峰值保持电路(16)的输出端与数字显示模块(17)输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种多功能起跳板，其特征在于，所述的激光发射管(6)和激光接收管(7)组成激光发射接收电路(18)，激光发射接收电路(18)的输出端与V/I转换电路(19)的输入端相连；V/I转换电路(19)的输出端于声压比较电路00)的输入端相连，声压比较电路00)的输出端与声音报警电路的输入端相连。
全文摘要
一种多功能起跳板，包括基座，在基座上设置有下支撑钢板，在下支撑钢板上设置有两个传感器，传感器上为上支撑钢板，上支撑钢板上设置有标准起跳板；在基座的左右两端设置越界报警装置，在基座上布置有系统信号调理及显示电路模块。本发明采用的工字型结构传感器对跳远运动中运动员所起跳产生的水平分力和竖直分力进行测量、分析放大，记录方便简单；越界报警系统可简易直观的判定运动员起跳时是否越界，避免人为误判，实现跳远运动的定量分析，对运动员的成绩提高具有重要的指导意义。
文档编号A63B71/06GK102500091SQ201110343858
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者张晟, 牛喆, 王保金, 赵玉龙, 邱红军, 郭方方, 闫振龙, 陈佩, 陈善平 申请人:西安交通大学