专利名称：能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种排球供球及挥臂速度监测装置。
技术背景目前，在排球接球、传球、扣球等训练中，所采用的训练方法主要为通过他人传球或抛球的供球方式进行训练，这种方式受人为因素影响较大，排球运行轨迹难以再现，球员(尤其是初学者)难以准确选择触球点，训练效果较差；并且，在扣球训练中，目前还无法准确对运动员的挥臂速度进行监测。利用运动员运动信息对运动员动作技术过程进行监控的能够进行ー维运动的排球供球及挥臂速度监测装置在国内国外还没有出现。
实用新型内容本实用新型是为了解决现有采用他人传球或抛球进行供球的方式排球轨迹难以再现，扣球者难以准确选择触球点导致的训练效果差，以及无法准确监测运动员的挥臂速度的问题，从而提供一种能够进行ー维运动的排球供球及挥臂速度监测装置。能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，它包括限位用供气管路、一号气泵、悬浮用供气管路、三号气泵、整流栅、供球管路、集球箱、挡板、底座、万向节、ニ维驱动机构、支架、开关垫、ー维行走轮、N组光束收发装置和控制系统；限位用供气管路和悬浮用供气管路按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路侧面的入气ロ与一号气泵的出气ロ连通；位于悬浮用供气管路下部的入气ロ与三号气泵的出气ロ连通；整流栅覆盖并固定在悬浮用供气管路的内侧壁上；供球管路的入球ロ与集球箱的底部连通；限位用供气管路和悬浮用供气管路的侧壁上均开有入球ロ，供球管路穿过限位用供气管路侧壁上的入球ロ后与悬浮用供气管路侧壁上的入球ロ连通；整流栅位于悬浮用供气管路侧壁上的入球ロ的下侧，供球管路与限位用供气管路之间的夹角为锐角；挡板位于供球管路中，所述挡板采用下开启的方式通过轴承与供球管路的侧壁连接；每组光束收发装置均包括ー个光束发生装置和ー个光束接收装置，所述光束发生装置和光束接收装置相对设置ホ组光束收发装置均设置在限位用供气管路的出气ロ所在平面上方，且光束收发装置出射的光束方向为水平方向ホ组光束收发装置出射的光束位于同一平面上，且该平面与限位用供气管路的出气ロ所在平面平行；支架的活动端固定在限位用供气管路的底部；支架的固定端通过万向节与底座连接，所述ニ维驱动机构用于驱动支架的活动端产生ニ维运动；ー维行走轮固定在底座下面；所述开关垫铺设在一维行走轮ー侧的地面上；控制系统包括控制电路、计时器、一号气泵驱动电路、三号气泵驱动电路、挡板驱动电路、一号电机、ニ维驱动电路、ニ维驱动机构、开关量采集电路、三号电机和ー维行走轮驱动电路；[0012]定时器的时间信号输出端与控制电路的时间信号输入端连接；控制电路的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路的驱动信号输出端与一号气泵的驱动信号输入端连接； 控制电路的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路的驱动信号输出端与三号气泵的驱动信号输入端连接；控制电路的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路的驱动信号输出端与一号电机的驱动信号输入端连接；一号电机用于驱动挡板动作；控制电路的万向节驱动信号输出端与ニ维驱动电路的ニ维驱动信号输入端连接；所述ニ维驱动电路的驱动信号输出端与ニ维驱动机构的驱动信号输入端连接；开关量采集电路的开关量采集信号输入端与开关垫的开关量信号输出端连接，所述开关量采集电路的开关量采集信号输出端与控制电路的开关量信号输入端连接；控制电路的ー维行走轮驱动信号输出端与ー维行走轮驱动电路的驱动信号输入端连接；所述ー维行走轮驱动电路的驱动信号输出端与三号电机的驱动信号输入端连接；三号电机驱动ー维行走轮做ー维运动；每个光束发生装置的光束发生控制信号输入端分别与控制电路的ー个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置的光束发生控制信号输出端与控制电路的ー个光束发生控制信号输入端连接；N为大于或等于2的正整数。它还包括M根旋转用供气管路、M个电磁阀和二号气泵，所述M根旋转用供气管路均匀分布设置在限位用供气管路和悬浮用供气管路之间的环形空间内，所述M根旋转用供气管路相互平行且平行于限位用供气管路的中轴线，每根旋转用供气管路下部的进气ロ分别与ー个电磁阀的进气ロ连接，所有电磁阀的出气ロ同时与二号气泵的出气ロ连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路，控制电路的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路的驱动信号输出端与二号气泵的驱动信号输入端连接；M个电磁阀的控制信号输入端分别与控制电路的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于3的整数。它还包括喷射用供气管路和高压气泵，喷射用供气管路同轴套在悬浮用供气管路内部；位于喷射用供气管路下部的入气ロ与高压气泵的出气ロ连通；控制系统还包括高压气泵驱动电路，控制电路的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路的驱动信号输出端高压气泵的驱动信号输入端连接。有益效果本实用新型采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行击球训练，并且能够保证排球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的练习接球、传球和扣球的训练；本实用新型通过切割光束的方式，对扣球时运动员的挥臂速度进行监測。本实用新型采用多组光束收发装置，可以监测运动员在扣球过程中的挥臂速度，井能够将该挥臂速度的大小实时显示在与控制模块连接的显示器上，实现训练者技术过程的实时有效监控。
[0025]图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I中供气部分的俯视图；图3是本实用新型电气部分原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一、结合图I至图3说明本具体实施方式
，能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，它包括限位用供气管路I、一号气泵1-4、悬浮用供气管路3、三号气泵3-4、整流栅5、供球管路6、集球箱7、挡板8、底座11、万向节9、ニ维驱动机构、支架10、开关垫14、ー维行走轮15、N组光束收发装置和控制系统；限位用供气管路I和悬浮用供气管路3按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路I侧面的入气ロ与一号气泵1-4的出气ロ连通；位于悬浮用供气管路3下部的入气ロ与三号气泵3-4的出气ロ连通；整流柵5覆盖并固定在悬浮用供气管路3的内侧壁上；供球管路6的入球ロ与集球箱7的底部连通；限位用供气管路I和悬浮用供气管 路3的侧壁上均开有入球ロ，供球管路6穿过限位用供气管路I侧壁上的入球ロ后与悬浮用供气管路3侧壁上的入球ロ连通；整流柵5位于悬浮用供气管路3侧壁上的入球ロ的下侦れ供球管路6与限位用供气管路I之间的夹角为锐角；挡板8位于供球管路6中，所述挡板8采用下开启的方式通过轴承与供球管路6的侧壁连接；每组光束收发装置均包括ー个光束发生装置12-1和ー个光束接收装置12-2，所述光束发生装置12-1和光束接收装置12-2相对设置；N组光束收发装置均设置在限位用供气管路I的出气ロ所在平面上方，且光束收发装置出射的光束方向为水平方向ホ组光束收发装置出射的光束位于同一平面上，且该平面与限位用供气管路I的出气ロ所在平面平行；支架10的活动端固定在限位用供气管路I的底部；支架10的固定端通过万向节9与底座连接，所述ニ维驱动机构用于驱动支架10的活动端产生ニ维运动；ー维行走轮15固定在底座11下面；所述开关垫14铺设在一维行走轮ー侧的地面上;控制系统包括控制电路60、计时器50、一号气泵驱动电路1-3、三号气泵驱动电路
3-3、挡板驱动电路8-2、一号电机8-1、ニ维驱动电路9-2、ニ维驱动机构9_1、开关量采集电路14-1、三号电机15-1和ー维行走轮驱动电路15-2 ；定时器50的时间信号输出端与控制电路60的时间信号输入端连接；控制电路60的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路1-3的气泵驱动信号输入端连接；ー号气泵驱动电路1-3的驱动信号输出端与一号气泵1-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路3-3的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路3-3的驱动信号输出端与三号气泵3-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路8-2的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路8-2的驱动信号输出端与一号电机8-1的驱动信号输入端连接；一号电机8-1用于驱动挡板8动作；控制电路60的万向节驱动信号输出端与ニ维驱动电路9-2的ニ维驱动信号输入端连接；所述ニ维驱动电路9-2的驱动信号输出端与ニ维驱动机构9-1的驱动信号输入端连接；开关量采集电路14-1的开关量采集信号输入端与开关垫14的开关量信号输出端连接，所述开关量采集电路14-1的开关量采集信号输出端与控制电路60的开关量信号输入端连接；控制电路60的一维行走轮驱动信号输出端与一维行走轮驱动电路15-2的驱动信号输入端连接；所述ー维行走轮驱动电路15-2的驱动信号输出端与三号电机15-1的驱动信号输入端连接；三号电机15-1驱动ー维 行走轮15做一维运动；姆个光束发生装置12-1的光束发生控制信号输入端分别与控制电路60的ー个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置12-2的光束发生控制信号输出端与控制电路60的ー个光束发生控制信号输入端连接；N为大于或等于2的正整数。本实用新型的排球悬浮式供球原理首先采用定时器50对控制电路60进行定吋，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将ー颗排球落到整流栅5上，然后将挡板8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制一号气泵1-4和三号气泵3-4开启，实现供气，进而实现ー个周期的排球悬浮式供球；然后，在设定时间间隔下进行下ー个周期的排球悬浮。本实用新型的运动员挥臂速度监测原理本实用新型在限位用供气管路I的出气口上方平面内平行设置多个光束收发装置，当运动员进行挥臂切割光连续切割两条以上的光束，通过计算两个光束发生装置的距离以及切割两个光束的时间间隔，从而获得瞬时挥臂速度。本实施方式中，采用ー维行走轮15实现供球装置的一维运动；当运动员准备进行起跳式扣球时，运动员的支撑脚踩踏开关垫14，同时，控制电路60驱动供球装置迅速向运动员运动方向的异侧移动，以保证球员在起跳及下落时，不受到供球管路的干扰，保证球员的人身安全。
具体实施方式
ニ、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的区别在于，它还包括M根旋转用供气管路2、M个电磁阀2-1和二号气泵2-4，所述M根旋转用供气管路2均匀分布设置在限位用供气管路I和悬浮用供气管路3之间的环形空间内，所述M根旋转用供气管路2相互平行且平行于限位用供气管路I的中轴线，每根旋转用供气管路2下部的进气ロ分别与ー个电磁阀2-1的进气ロ连接，所有电磁阀2-1的出气ロ同时与二号气泵2-4的出气ロ连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路2-3，控制电路60的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路2-3的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路2-3的驱动信号输出端与二号气泵2-4的驱动信号输入端连接；Mf电磁阀2-1的控制信号输入端分别与控制电路60的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于3的整数。本实施方式中，采用M根旋转用供气管路2实现供球过程中排球的旋转，通过控制旋转用供气管路2相应的部分阀门开启和关闭，实现排球如上旋、下旋等运动，更加真实模拟排球的运行，训练效果更佳。
具体实施方式
三具体实施方式
一或ニ所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的区别在干，它还包括喷射用供气管路4和高压气泵4-4，喷射用供气管路4同轴套在悬浮用供气管路3内部；位于喷射用供气管路4下部的入气ロ与高压气泵4-4的出气ロ连通；控制系统还包括高压气泵驱动电路4-3，控制电路60的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路4-3的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路4-3的驱动信号输出端高压气泵4-4的驱动信号输入端连接。本实用新型的排球喷射式供球原理首先采用定时器50对控制电路60进行定吋，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将ー颗排球落到整流栅5上，然后将挡板8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制高压气泵4-4开启，实现喷射，进而实现ー个周期的排球喷射式供球；然后，在设定时间间隔下进行下ー个周期的排球喷射。本实施方式用于排球喷射的过程，本实施方式中，通过万向节调整方向，实现不同角度的排球喷射。
具体实施方式
四具体实施方式
三所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的区别在干，M= 12。
具体实施方式
五具体实施方式
一、ニ或四所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的区别在于，控制电路60采用单片机实现。
具体实施方式
六具体实施方式
五所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置的区别在干，N组光束收发装置之间的间隔为5cm。
权利要求1.能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征是它包括限位用供气管路(I)、一号气泵(1-4)、悬浮用供气管路(3)、三号气泵(3-4)、整流栅(5)、供球管路(6)、集球箱(7)、挡板(8)、底座(11)、万向节(9)、二维驱动机构、支架(10)、开关垫(14)、一维行走轮(15)、N组光束收发装置和控制系统； 限位用供气管路(I)和悬浮用供气管路(3)按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路(I)侧面的入气口与一号气泵(1-4)的出气口连通；位于悬浮用供气管路(3)下部的入气口与三号气泵(3-4)的出气口连通；整流栅(5)覆盖并固定在悬浮用供气管路(3)的内侧壁上； 供球管路(6)的入球口与集球箱(7)的底部连通；限位用供气管路⑴和悬浮用供气管路(3)的侧壁上均开有入球口，供球管路￠)穿过限位用供气管路(I)侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路(3)侧壁上的入球口连通；整流栅(5)位于悬浮用供气管路(3)侧壁上的入球口的下侧，供球管路(6)与限位用供气管路(I)之间的夹角为锐角；挡板(8)位于供球管路￠)中，所述挡板(8)采用下开启的方式通过轴承与供球管路￠)的侧壁连接；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置(12-1)和一个光束接收装置(12-2)，所述光束发生装置(12-1)和光束接收装置(12-2)相对设置；N组光束收发装置均设置在限位用供气管路(I)的出气口所在平面上方，且光束收发装置出射的光束方向为水平方向；N组光束收发装置出射的光束位于同一平面上，且该平面与限位用供气管路(I)的出气口所在平面平行； 支架(10)的活动端固定在限位用供气管路(I)的底部；支架(10)的固定端通过万向节(9)与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架(10)的活动端产生二维运动； 一维行走轮(15)固定在底座(11)下面；所述开关垫(14)铺设在一维行走轮一侧的地面上； 控制系统包括控制电路(60)、计时器(50)、一号气泵驱动电路(1-3)、三号气泵驱动电路(3-3)、挡板驱动电路(8-2)、一号电机(8-1)、二维驱动电路(9-2)、二维驱动机构(9_1)、开关量采集电路(14-1)、三号电机(15-1)和一维行走轮驱动电路(15-2)； 定时器(50)的时间信号输出端与控制电路(60)的时间信号输入端连接；控制电路(60)的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路(1-3)的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路(1-3)的驱动信号输出端与一号气泵(1-4)的驱动信号输入端连接； 控制电路￠0)的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路(3-3)的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路(3-3)的驱动信号输出端与三号气泵(3-4)的驱动信号输入端连接； 控制电路(60)的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路(8-2)的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路(8-2)的驱动信号输出端与一号电机(8-1)的驱动信号输入端连接；一号电机(8-1)用于驱动挡板(8)动作； 控制电路￠0)的万向节驱动信号输出端与二维驱动电路(9-2)的二维驱动信号输入端连接；所述二维驱动电路(9-2)的驱动信号输出端与二维驱动机构(9-1)的驱动信号输入端连接； 开关量采集电路(14-1)的开关量采集信号输入端与开关垫(14)的开关量信号输出端连接，所述开关量采集电路(14-1)的开关量采集信号输出端与控制电路￠0)的开关量信号输入端连接； 控制电路￠0)的一维行走轮驱动信号输出端与ー维行走轮驱动电路(15-2)的驱动信号输入端连接；所述ー维行走轮驱动电路(15-2)的驱动信号输出端与三号电机(15-1)的驱动信号输入端连接；三号电机(15-1)驱动ー维行走轮(15)做一维运动； 每个光束发生装置(12-1)的光束发生控制信号输入端分别与控制电路￠0)的ー个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置(12-2)的光束发生控制信号输出端与控制电路￠0)的ー个光束发生控制信号输入端连接； N为大于或等于2的正整数。
2.根据权利要求I所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征在于它还包括M根旋转用供气管路(2)、M个电磁阀(2-1)和二号气泵(2-4)，所述M根旋转用供气管路(2)均匀分布设置在限位用供气管路(I)和悬浮用供气管路(3)之间的环形空间内，所述M根旋转用供气管路(2)相互平行且平行于限位用供气管路(I)的中轴线，每根旋转用供气管路(2)下部的进气ロ分别与ー个电磁阀(2-1)的进气ロ连接，所有电磁阀(2-1)的出气ロ同时与二号气泵(2-4)的出气ロ连通； 控制系统还包括二号气泵驱动电路(2-3),控制电路(60)的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路(2-3)的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路(2-3)的驱动信号输出端与二号气泵(2-4)的驱动信号输入端连接；Mf电磁阀(2-1)的控制信号输入端分别与控制电路(60)的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于3的整数。
3.根据权利要求I或2所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征在于它还包括喷射用供气管路(4)和高压气泵(4-4)，喷射用供气管路(4)同轴套在悬浮用供气管路(3)内部；位于喷射用供气管路(4)下部的入气ロ与高压气泵(4-4)的出气ロ连通； 控制系统还包括高压气泵驱动电路(4-3)，控制电路￠0)的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路(4-3)的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路(4-3)的驱动信号输出端高压气泵(4-4)的驱动信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征在于M = 12。
5.根据权利要求1、2或4所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征在于控制电路(60)采用单片机实现。
6.根据权利要求5所述的能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，其特征在于N组光束收发装置之间的间隔为5cm。
专利摘要能够进行一维运动的排球供球及挥臂速度监测装置，涉及一种排球供球及挥臂速度监测装置。它是为了解决现有采用他人传球或抛球进行供球的方式排球轨迹难以再现，扣球者难以准确选择触球点导致的训练效果差，以及无法准确监测运动员挥臂速度的问题。本实用新型采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行击球训练，并且能够保证排球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的进行扣球训练；本实用新型通过切割光束的方式，对运动员挥臂速度进行监测。本实用新型适用于排球训练。
文档编号A63B69/00GK202387199SQ20112056377
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者周振友, 夏国滨, 张环宇, 郭时萍, 韩大勇 申请人:哈尔滨商业大学