专利名称：踏板响应在线检测系统的制作方法
技术领域：
本发明专利是采用微型卷标点、小型三轴电阻应变花、微型振动传感器(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)、数码相机或数码摄象机、应变仪、测振仪和控件化虚拟式信号分析仪等组成踏板响应在线检测系统。在踏板下面的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花和微型振动传感器(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)，用细引线将应变和加速度响应信号传输到应变仪和测振仪，经转换放大后再传输到控件化虚拟式信号分析仪进行实时分析处理得到相应的数据、曲线、图表和动画显示等。在踏板上面的选定测点上粘贴微型卷标点，用数码相机或数码摄象机在线实时记录下卷标点所反映踏板上选定测点的位移变形情况，再将其信号送到控件化虚拟式信号分析仪进行实时分析处理得到相应的数据、曲线、图表和动画显示等。田径跳远项目的成绩在很大程度上取决于运动员的助跑水平，它由加速、触地和起跳等环节构成。如何客观有效的评价这一系列环节的最后综合效果呢？在线实时测取起跳踏板的动态响应如踏板上所选测点的位移、速度、加速度、应变等信号，再通过虚拟式信号分析仪进行分析处理得到相应的数据、曲线、图表和动画显示等，就是客观有效的评价手段。例如，可以通过对所测取到踏板测点的动态响应信号进行自功率谱分析，从自功率谱在空间三个坐标方向的比例分配情况就可客观有效的定量评判该运动员在踏板起跳一刹那时的技术动作是否正确合理。通过数码相机或数码摄象机以非接触的量测方式高速、动态的量测贴在踏板上的卷标点以得到卷标点在三度空间中动态的坐标值变化，用以分析踏板上测点的位置、运动轨迹、位移量、变形量及速度、加速度等。还可以同时进行多点测量。可视化的图像结果让我们可以很直观的了解踏板在运动员起跳过程中完整的动态变化行为。在研制新型起跳踏板时，可以借助于上述的应变响应、振动响应(包含位移响应、速度响应、加速度响应等)和卷标点的空间位置变化情况全面了解踏板的使用效果。同时，可以测取到运动员起跳过程中踏板的强度、刚度和振型等有关的力学性能参数。并对新型踏板的力学模型，结构静、动态强度分析，模态分析，受迫响应分析等进行试验验证。本发明专利踏板响应在线检测系统用于跳远运动员的训练和新型踏板的开发研制都是极为有效的手段和工具。可广泛用于专业跳远运动员的日常训练和田径学校的教学工作中，也是踏板制造厂家在开发研制新型踏板时的一种极为有效的试验辅助手段。
背景技术：
随着田径运动的越来越普及，特别是国内的田径运动近年来有了长足的发展，我国田径运动选手如刘翔等在国际田坛上的成绩和地位越来越高，相应的，我国的田径运动训练水平和相关器材的研制开发也极需随之提高，更需超前发展，本发明专利踏板响应在线检测系统就是在这样的背景下研制设计的。在国内外均属首创。目前国内外都还没有有效的同类仪器和手段，本发明专利及时填补了这个空白。
发明内容
本发明专利采用微型卷标点、小型三轴电阻应变花、微型振动传感器(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)、数码相机或数码摄象机、应变仪、测振仪和控件化虚拟式信号分析仪等组成踏板响应在线检测系统。本发明专利采用的技术方案如下:本发明专利踏板响应在线检测系统，主要由微型卷标点⑴、小型三轴电阻应变花⑵、微型振动传感器⑶(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)、数码相机或数码摄象机⑷、应变仪(5)、测振仪(6)和控件化虚拟式信号分析仪(7)等组成。微型卷标点⑴粘贴在踏板(8)上面的选定测点上。小型三轴电阻应变花⑵和微型振动传感器(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)⑶粘贴安装在踏板⑶下面的选定测点上。各小型三轴电阻应变花⑵和微型振动传感器⑶(包括位移传感器、速度传感器、力口速度传感器)的响应信号通过导线分别传送到应变仪(5)和测振仪(6)经过转换放大后，再传输到控件化虚拟式信号分析仪(7)按照不同的需要进行分析处理，最后得到所需要的数据、曲线、图表和动画显示等。整个静、动态应变测试系统和振动测试系统的标定和定度都按照国家的有关规范进行。基于机器视觉测量的系统标定和定度按照相应的技术规范进行。与现有技术相比，本发明专利的优点在于:1、在现有的跳远运动中，还未见到有测量踏板响应的方法和仪器方面的报道。本发明专利踏板响应在线检测系统属于国内外首创。2、本发明专利中所采用的各有关测量环节都是现代机械工程测试技术中较为成熟的技术和理论，进行一定的改造转换和二次再开发后，其具体实施是完全可行。3、本发明专利的实施运用，必将使跳远运动员的日常训练和新型踏板的开发研制都将跃上一个新的台阶，产生极好的效果。
附图1是本发明专利踏板响应在线检测系统的组成示意图。
具体实施例方式如图1所示，微型卷标点⑴粘贴在踏板(8)上面的选定测点上。小型三轴电阻应变花⑵和微型振动传感器⑶(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)粘贴安装在踏板⑶下面的选定测点上。各小型三轴电阻应变花⑵和微型振动传感器(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)⑶的响应信号通过导线分别传送到应变仪(5)和测振仪(6)经过转换放大后，再传输到控件化虚拟式信号分析仪(7)按照不同的需要进行分析处理，最后得到所需要的数据、曲线、图表和动画显示等。整个静、动态应变测试系统和振动测试系统的标定和定度都按照国家的有关规范进行。基于机器视觉测量的系统标定和定度按照相应的技术规范进行。
权利要求
1.板响应在线检测器，其特征是主要由微型卷标点⑴、小型三轴电阻应变花⑵、微型振动传感器⑶(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)、数码相机或数码摄象机⑷、应变仪(5)、测振仪(6)和控件化虚拟式信号分析仪(7)等组成。
2.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是该踏板响应在线检测系统的微型卷标点⑴粘贴在踏板⑶上表面的选定测点上。
3.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是该踏板响应在线检测系统的小型三轴电阻应变花⑵和微型振动传感器⑶(包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器)粘贴安装在踏板下表面的选定测点上。
4.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是该踏板响应在线检测系统的应变测试和振动测试除可以采用有线传输的方式外，还可以采用无线遥测的方式进行传输信号的拾取。
5.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是粘贴在踏板⑶上表面测点上微型卷标点⑴的空间位置变化情况可以通过数码相机或数码摄象机⑷进行无线拍摄。
6.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪(7)既可采用台式计算机，也可采用带有接口箱的笔记本电脑。
7.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是当基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪(7)采用台式计算机时，应变仪(5)和测振仪(6)都可以安装在计算机主机箱内成为一体。
8.根据权利要求1所述的踏板响应在线检测系统，其特征是当基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪(7)采用笔记本电脑时，应变仪(5)和测振仪(6)安装在接口箱内，之后再与笔记本电脑相连接。
全文摘要
踏板响应在线检测系统采用基于机器视觉的现代测量技术和电阻应变测试、振动测试相结合，并利用虚拟式信号分析软硬件技术，在线实时检测踏板上所选测点的静动态应变和振动响应及踏板的机械动态特性参数，对运动员训练和新型起跳踏板的研制提供实测数据。具体实施是在踏板下面的测点上粘贴应变花和振动传感器，用有线或无线将将有关信号传输到应变仪和测振仪转换放大后传输到信号分析仪。在踏板上面的测点粘贴卷标点以得到动态坐标值变化，用数码相机或摄象机进行记录并将信号传输到信号分析仪进行分析处理。该检测系统不会影响踏板的使用和运动员的正常运动。既可用于选手训练和踏板受力和响应的在线检测，也是新型踏板研制者的有效辅助手段。
文档编号A63B5/16GK103083853SQ20131001316
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者张明洪, 徐倩, 杨成, 张晓林, 朱晓梅 申请人:西南石油大学