专利名称：一种可统计投篮成绩的篮球收集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可显示并播报投篮情况的篮球辅助训练系统，可以实时的知晓自己的投篮情况并加以改进投篮姿势。
背景技术：
现如今，全球大概有上亿人在打篮球，篮球已经成为一项名副其实的全球运动，各地所提供的篮球训练场地也越来越多。但在运动员私人单独训练或业余爱好者在自家庭院中训练的过程中，一般存在两个难题其一是不能及时了解在一段时间内自己的投篮成绩，其二是在投篮之后需要离开投篮位置自行捡球，并再次回到特定位置定点投球，大部分时间耗费在训练准备过程中，训练效率较低，训练效果不佳。在篮球训练中，投球命中率是最瞩目的标志，在大多数篮球训练场上并没有设置对命中率有直观表现的装置，更不会对所投篮球中的不同类型，如空心球或碰框进球的个数有所区别记录，但是运动员需要及时知道上述训练细节情况，以便对自我状况和投篮技术进行调整，不断提高投篮能力。专利号为CN 201578828U的篮球记分器专利采用了在篮板表面上且位于篮球框的底部安装红外线计数器的接收头，在篮球框上与计数器接收头相对的位置上安装红外线计数器发射头，当有球落入球框架时，篮球会把计数器发射的射向接收头的红外线给挡住，这时红外线计数器的接收头所连接的电路模块会进行计数。但是当篮球在框架上滚动并没进入篮框时，如果篮球在红外线计数器可感应的范围之内，计数器就会计数，从而发生错误判断，起不到准确计数的作用。而且，位于篮框上过的红外线计数器发射头容易和篮球发生撞击，引起安全问题。专利号为CN 202376707U的一种教学用的篮球投篮训练网，篮球在固定轨道上进行传输，轨道高度及轨道长度不可调，当身高不同的运动员进行训练时就会不太方便，而且固定长度的轨道不能随意将篮球输送到投篮地点。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可显示并播报投篮情况的篮球辅助训系统，本发明提出的系统方案可以使运动员及时知道自己在训练投球过程中，所投篮球中的空心球、碰框进球及未进球的个数，了解投篮状况，且所投篮球可自动回到定点，这样篮球可以循环使用，节省了捡球时间。本发明所采用的技术方案是本发明中，使篮球自动回到定点的部分是在篮球框I下有由四个固定高度的支柱
2支撑的尼龙网3，支柱2底端有底座29，便于支柱2的位置固定，尼龙网3的中心有略大于篮球的圆形孔洞4，圆形孔洞4下方连接漏球网5，漏球网5下方有固定高度的支架6，支架6底端有底座30便于支架6位置的固定，支架6支撑着由两根可伸缩杆7组成的轨道，轨道在支架上固定，可伸缩杆7上有固定其伸缩长度的方头螺钉8。在轨道终端连接比轨道略低的长方形铁板9，长方形铁板9由四根可伸缩杆10支撑，可伸缩10底端有底座31便于可伸缩杆10位置的固定，可伸缩杆10上有固定其高度的方头螺钉11，可伸缩杆10的最高高度比轨道初始端低。长方形铁板9边上围绕着尼龙网12。运动员可根据自身身高调节轨道终端的高度，通过调节轨道长度及方向可选择在不同定点进行投球。投出的球由尼龙网3收集，通过漏球网5传输到轨道上，篮球经由轨道滚动到运动员身边，运动员站在长方形铁板的长边的侧面可伸手取球。回落到定点的篮球聚集在长方铁板9上，可保证运动员身边随时都存在篮球。本发明中，篮球计数器的感应部分包括行程开关13、应变片压力传感器14、红外线传感器15。行程开关13是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当安装在生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关13是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。因此，将行程开关13安置在传送篮球回到定点的轨道上，当篮球对行程开关13进行撞击时，行程开关13会产生感应；应变片压力传感器14是将待测物件上的应变变化转换为一种电信号的传感器。在所述的应变片压力传感器14中应用的是金属箔状的金属电阻应变片，将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变的基体上，当基体受力发生应变力变化时，电阻应变片也一起发生形变，从而应变片的阻值发生变化，使的加在电阻上的电压发生变化，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路。在本发明中应变片压力传感器14的电阻应变片粘合在篮球框I与篮板16的连接处。当篮球撞击到篮球框I时，篮球框I会发生振动，那么，篮球框I与篮板16的连接处就会因受力而发生应变，使粘连在上面的电阻应变片一起发生形变，则应变片压力传感器14产生感应；在篮球框I下端安装一个与篮球框相同大小的圆形铁框17，此圆形铁框17由外凸形圆弧形铁杆焊接在篮球框I上，红外传感器15位于外凸弧形的内壁。红外线传感器15是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。任何物质，只要它本身具有一定的温度即高于绝对零度，都能辐射红外线。在所述的红外线传感器15中的检测元件使用热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度会有所升高，使其电阻阻值发生变化，通过转换电路变成电信号输出。红外线传感器15测量时不会与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应速度快等优点。在本发明中，只有当篮球已经落入到篮球框里面时，红外线传感器15才会对篮球有所感应，进球才有效。压力传感器32装在篮板16上，当有球撞在篮板上时，压力传感器会感应到，这样会区分于球撞在篮板16上和撞在篮筐周围，从而改进姿势，对下一步投篮有帮助。本发明中，篮球计数器的处理控制部分为单片机18，单片机18是一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，它是一种在线式实时控制计算机，即现场控制，单片机18具有较强的抗干扰能力和较低的成本的优点。单片机18是靠程序控制的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。单片机18通过编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。现如今单片机18已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机18的踪迹。在发明中，单片机18设置于篮球架19上。且在单片机18上连接有蜂鸣器20,在本发明中使用电磁式蜂鸣器20,电磁式蜂鸣器20由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性的振动发声。通过程序的编写单片机18实现计数和报警的功能以及在投球数目为100时可延时然后自动清零。所记数据由液晶显示屏21显示，液晶显示屏21相对于一般映像管显示器显示的更加的清晰，同时也可以节约空间。液晶显示屏21上数据分为三组来显示，每组显示的数据的位数为三位，分别显示投入的篮球的空心球、碰框进球及未进球的数量。在投入的篮球的总量为100的时候，蜂鸣器20产生报警且具有短暂的停留时间，让运动员对自己所投篮球的命中率有一个直观的印象，然后，显示屏幕21清零，并重新开始计数。在显示屏处可以连接一个小喇叭，这可以随时报告，如果进球了会发出“好球”的声音，如果是球打在了板上或篮筐边缘就会发出“加油”的声音。并且这个喇叭会实时的报出，已经进了多少个球。所述的红外线传感器15和应变片压力传感器14可经过导电线22将感应信号传输给单片机18。在行程开关13处有安装无线发送模块23，无线接收模24块则在单片机18处，无线收发模块是用于无线数字传送领域的遥控、遥感、遥测系统中的数据采集、检测、报警、过程控制等环节的一种信号传送装置。无线发送模块23的频率稳定度极高，特别适合无线遥控及数据传输系统。无线接收模块24本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。本发明中，行程开关13处的感应信号经过无线发送模块23传输给无线接收模块24进而传输给单片机18。在单片机18处有两个控制开关，一个开关25控制单片机18是否开始工作，另一开关26则可提供运动员对显示屏幕21进行手动清零。便于运动员对训练场地的控制，方便训练。与现有技术相比，本发明的有益效果是运动员可选择不同的地点不间断投球，所投篮球不会与测量设备相撞击，避免了发生安全问题，且显示屏幕上可分别显示所投球数，并可以帮助投球者改变姿势，直到达到最好的投篮姿势，使运动员了解自身投篮状况以及投球的命中率；所投篮球可自动回到定点，增加了训练时间，提高了训练效率。
图1是本发明的系统结构示意图。图2是本发明的计数及显示模块的结构示意图。图3是本发明的计数模块的连接关系示意图。图4是本发明的单片机程序的流程图。
具体实施例方式使篮球自动回到定点的各部分结构之间的连接是在篮球框I下有由四个固定高度的支柱2支撑的尼龙网3，四个固定支柱2的高度为2米，固定支柱2的底部有便于固定位置的底座29，固定支柱2排布成边长为2米的正方形，此正方形的一条边在篮板16的正下方，且与篮板16平行，正方形的中点在篮板16竖直中线上。尼龙网3为边长为2. 5米的正方形，尼龙网的四个角都固定在固定支柱2的顶点上，尼龙网3的中心有直径为30厘米的孔洞4，孔洞4下方连接直径为30厘米，长度为30厘米的空心圆柱形的漏球网5。漏球网5的正下方有固定高度的支架6，此支架6的高度为1. 6米，支架底部有固定其位置的底座30，支架6支撑着由两根可伸缩杆7组成的轨道，可伸缩杆7的最短距离为2米，可伸缩的最长距离为6米，运动员可以通过伸缩轨道长度来选择不同的定点进行投球。两根轨道之间的距离为20厘米，轨道在支架6上固定，可伸缩杆7上有固定其长度的方头螺钉8。在轨道终端连接比轨道低10厘米的长方形铁板9，长方形铁板9可以使篮球聚集在运动员身边，可以使他没有等待篮球回落的时间，实现不间断投球。长方形铁板9为长为I米，宽为60厘米，轨道终端固定在长方形板9的短边的正上方，且轨道的两个终端到长方形铁板9的两个长边的距离相等。长方形铁板9由四根可伸缩杆10支撑，可伸缩杆10最低高度为O. 6米，可调节的最闻闻度为1. 3米，可伸缩杆10上有固定其闻度的方头螺钉11且底端有固定其位置的底座31。当运动员拧松螺丝11，可将长方形铁板9调节到合适运动员身高的高度，然后拧紧方头螺钉11，固定其高度。长方形铁板9边上围绕着尼龙网12，尼龙网12的高度为20厘米。因此，在运动员训练投球时，运动员可根据自身身高调节轨道终端的高度，通过调节轨道长度及方向可选择在不同定点进行投球。投出的球由尼龙网3收集，通过漏球网5传输到轨道上，篮球经由轨道滚动到运动员身边，运动员站在长方形铁板9长边的侧边可伸手取球。回落到定点的篮球聚集在长方形铁板9上，可保证运动员身边随时都存在篮球。这样，运动员就可以选择在不同的地点不间断的投球，增加了可训练的时间，提高了训练的效率。本发明的计数模块的结构示意图如图2所示，单片机18安置于篮球架19正表面距离地面高度2. 5米。在篮球框I与篮板16的连接处粘合有应变片压力传感器14的电阻应变片，所述的应变片压力传感器14应用的是金属箔状的金属电阻应变片，将此应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在篮球框I与篮板16的连接处。当篮球撞击到篮框I时，篮框I会发生振动，篮框I与篮板16的连接处受力发生应变力变化时，电阻应变片也一起发生形变，则应变片的阻值发生变化，从而使加在电阻上的电压发生变化，通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路。应变片压力传感器14作为将待测物件上的应变变化转换为一种电信号的传感器，将所测得的感应信号经由导电线22传输给单片机18 ;在距离传输篮球轨道的初始点50厘米处的轨道上表面安装有行程开关13，行程开关13由干电池27对它进行供电，干电池27位于和行程开关13位置相对的轨道的下表面。行程开关13的作用原理与按钮类似，当篮球在轨道上滚动到行程开关13的位置时，会对行程开关13进行撞击，行程开关13的触点动作，实现电路的电平切换。当球滚过行程开关13的位置，电路电平恢复成原状。行程开关13与无线发射装置23用导电线相连，发射模块23的安装在于行程开关13相对的轨道下表面处且与轨道垂直，无线发射模块23将行程开关13处感应信号发送出去，由与单片机18直接相连的无线接收模块24接收，将感应信号传输给单片机18。在篮球框I正下方5厘米处安装一个与篮球框相同大小的圆形框17，此圆形铁框17由外凸形圆弧形铁杆与篮球框I连接，红外传感器15位于外凸弧形铁杆的内壁。当篮球落入篮球框I内，篮球本身具有一定的温度会辐射红外线。在所述的红外线传感器15中的检测元件使用热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。红外线传感器15与单片机18直接用电导线相连，将感应信号传输给单片机18。红外线传感器15测量时与篮球不可能发生撞击，从而解决了安全问题，并且红外线传感器15有灵敏度高，响应速度快等优点，增加了计数的准确性。
图3是本发明的计数模块的连接关系示意图。本发明的单片机程序的流程图如图4所示，单片机18处有两个控制开关，都位于篮球架19的正表面，一个开关25用于控制单片机18是否开始工作，另一开关26则是提供运动员对显示屏幕进行手动清零。单片机18由电源模块28进行供电，电源模块28可提供+5V供电，电源模块28安置在单片机18正下方的篮球架19表面。单片机18正上方的篮球架19表面上连接有蜂鸣器20以及液晶显示屏21，液晶显示屏21的大小为5寸，显示屏21上显示数据分为三组，显示数据的位数为三位。当程序开始运行，如果红外线传感器15传输给单片机18感应信号，但应变片压力传感器14处无感应信号，则在液晶显示屏21上对应空心球计数位置处的数量增加I ;如果红外线传感器15有传输给单片机18感应信号，且应变片压力传感器14处也传送有感应信号，则在液晶显示屏21上对应碰框进球计数位置处的数量增加I ;如果红外线传感器15处无感应信号，行程开关13处将感应信号传输给单片机18，则在液晶显示屏21上未进球计数位置处的数量增加I。当行程开关13处感应信号从初始化开始累计感应次数为100次时，蜂鸣器20会发出声音报警，起到提示运动员的作用，且液晶显示屏幕21上的数据延时10秒后自动清零。然后，液晶显示屏21上数据从零开始重新计数，运动员也可对液晶显示屏21上的数据手动清零，再从零开始计数。在这个延时过程中，运动员可以清晰地看到自己在这段时间内所投球的命中率，清楚认知自我的投球能力，以便提闻。 上述所有装置以及模块均可以外购。本发明可实现的功能运动员可根据自身身高调节聚集篮球的长方形板9的高度，通过调节轨道7长度可选择不同的地点进行投球。如果所投篮球进入篮球框1，可通过红外传感器15进行感应；若所进球碰撞篮球框1，则粘贴在球框I与篮板16连接处上的应变片压力传感器14的应变片会随着连接处的形变而发生感应。回落的球由位于篮球框I下的尼龙网3收集，通过尼龙网3上的孔洞4传输到轨道7并回到定点；安装在轨道7上的行程开关13可对所经过的球计数。通过导电线22和无线收发模块23、24将所有感应信号传输给单片机18，经由单片机18程序控制，在位于单片机18之上的液晶显示屏21上分别显示所投篮球中空心球、碰框进球及未进球的个数。并在所投球总数为100时，报警、延时然后清零，也可手动清零并重新开始计数。
权利要求
1.一种可统计投篮成绩的篮球收集系统，其特征在于包括尼龙网(3)，漏球网(5)、可伸缩杆(7)、长方形板(9)，和计数、显示装置。所述的计数装置包括行程开关(13)、应变片压力传感器(14)、红外线传感器(15)、连接无线收送模块(23)、无线接收模块(24)和单片机(18 )所述的显示装置包括显示模块(21)压电式传感器(32 )和电磁式蜂鸣器(20 )。
2.根据权利要求1所述的一种可统计投篮成绩的篮球收集系统，其特征在于可伸缩杆(7)的高度可调节。
3.根据权利要求1所述的一种可统计投篮成绩的篮球收集系统，其特征在于应变片压力传感器(14)的应变片位于篮球框(I)与篮板(16)的连接处。行程开关(13)与无线收送模块(23)相连且都位于可伸缩杆上，单片机(18)与无线接收模块(24)。
4.根据权利要求1所述的一种可统计投篮成绩的篮球收集系统，其特征是所述的篮球框(I)下端有一个相同大小的圆形框(17)，此圆形框(17)与篮球框(I)由外凸形圆弧连接， 红外传感器(15)位于外凸弧形的内壁。
5.根据权利要求1所述的一种可统计投篮成绩的篮球收集系统，其特征是所述的显示模块(21)为液晶显示屏，其显示方式为数据分成三组，每组显示位数为三位，而且通过喇叭可以随时的播报进球情况。
全文摘要
本发明公开了一种可以实时播报并显示投篮情况的系统,本发明解决了投篮运动员不能及时了解在一段时间内自己的投篮成绩，以及在一次投篮之后需要离开投篮位置捡球，并再次回到特定位置定点投球的问题。系统包括尼龙网(3)，漏球网(5)、可伸缩杆(7)、长方形板(9)、行程开关(13)、应变片压力传感器(14)、红外线传感器(15)、压电式压力传感器(32)、连接无线收送模块(23)、无线接收模块(24)、单片机(18)、显示屏(21)和电磁式蜂鸣器(20)。系统是可对已投篮球中碰筐或撞板未进球、碰筐进球、完美进球三种形式分别进行计数且使所投球可自动回到定点的投篮训练场，使运动员随时知道投篮状况，便于提高训练效果，且可连续投球，节省了时间，提高了效率。
文档编号A63B47/02GK102989137SQ20121053690
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者马莹, 苏畅, 胡文龙 申请人:哈尔滨黑石科技有限公司