一种基于超声波传感器的铁饼测高装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，包括超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块，所述超声波传感器采集的铁饼离地高度参数输入DSP微处理模块，DSP微处理模块将处理后的数据通过无线发送模块向实时监测装置发送。本发明能够很方便的测量出在飞行过程中铁饼的离地高度的物理参数，并经过高性能的DSP微处理模块处理后实时的传送到计算机上，进行各组数据的分析对比，为训练提供更准确的依据。
【专利说明】一种基于超声波传感器的铁饼测高装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁饼测高装置，尤其涉及一种基于超声波传感器的铁饼测高装置。
【背景技术】
[0002]对于竞技体育来说，在投掷项目中，由于铁饼在飞行过程中的离地高度是不断变化的，且不易测得，因此急需通过改进技术手段来测量出铁饼在飞行过程中离地高度的参数，并进行比较分析来提高铁饼运动员的成绩。因为铁饼在飞行过程中所处的高度，很大程度上影响铁饼运动员的投掷成绩。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能够测出铁饼的离地高度运动参数的铁饼测高装置。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，包括超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块，所述超声波传感器采集的铁饼离地高度参数输入DSP微处理模块，DSP微处理模块将处理后的数据通过无线发送模块向实时监测装置发送。
[0005]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，包括超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块，所述超声波传感器采集的运动参数输入DSP微处理模块，DSP微处理模块将处理后的数据通过无线发送模块向实时监测装置发送。本发明能够测量出在飞行过程中铁饼的离地高度的物理参数，并实时的传送到计算机上，并进行各组数据的分析对比，为训练提供更准确的依据。
【专利附图】
【附图说明】`
[0006]图1是本发明的纵刨面结构图。
[0007]图2是本发明的仰视图。
[0008]图3是功能电路板安装的局部放大图。
[0009]图4是功能电路板硬件原理图。
[0010]图中各标号代表的含义如下:
1、铁饼圈2、调重槽3、铁饼盖4、立柱5、螺钉6、填充物7、功能电路板8、垫片9、固定螺母10、芯片11、超声传感器12、DSP微处理器13、无线发射模块14、模数转化芯片15、调重块。
【具体实施方式】
[0011]本发明的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其较佳的【具体实施方式】如图1至图4所示，包括超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块，所述超声波传感器采集的离地高度参数输入DSP微处理模块，DSP微处理模块将处理后的数据通过无线发送模块向实时监测装置发送。
[0012]采用了超声波传感器能够很方便的测量出铁饼在飞行过程中离地高度的物理参数。
[0013]所述DSP微处理模块具有体积小、重量轻、数据处理性能强等特点，能够满足铁饼离地高度参数处理的要求。
[0014]所述超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块安装固定在一块圆形的功能电路板上面，并在所述功能电路板上安装有两个调重块，所述调重块具有调节功能电路板质心位置的作用，以保证整个功能电路板的质心为其圆心。
[0015]所述功能电路板通过一个固定螺母安装在铁饼立柱上；所述铁饼立柱的内壁和外壁加工有螺纹，用于固定铁饼的上、下两个铁饼盖；且立柱外壁上端为螺纹，下端加工出轴肩，用于安装固定所述功能电路板。
[0016]所述功能电路板的四周包裹着填充物，该填充物为万能发泡胶，具有减震的作用，能够在铁饼落地承受巨大冲击力的时候，保护电子元器件免受冲击、震荡。
[0017]用于安装该铁饼测高装置的铁饼与国际标准的铁饼完全一致，即采用铅铸造而成，主要包括铁饼圈、上铁饼盖、下铁饼盖和立柱，且铁饼圈上加工有调重槽，以保证安装有所述测高装置的铁饼和国际标准铁饼的重量和质地手感一致。
[0018]所述实时监测装置包括无线接收模块和数据处理模块；所述无线接收模块用于接收所述无线发送模块发送来的数据信息，所述数据处理模块用于对无线接收模块所接收的数据信息进行计算、存储和打印处理。
[0019]本发明采用传感器进行数据采集，目的是为了更好的测出铁饼离地距离物理参数，为运动员的训练提供更准确的依据。
[0020]本发明的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置是一种新型的专项投掷运动训练器械，能够实时获取铁饼测高装置飞行过程中的离地高度的数值信息，从而可以对运动员的技术动作进行基于力信息的诊断与分析，实现了铁饼动力学测试手段的创新与突破，可直接用于优秀铁饼运动员的动力学数据测试。数值化铁饼的设计不仅能够对高水平运动员进行技术分析诊断，为运动员及教练员动作修正、新的动作设计提供理论依据，而且对尽快提高运动员水平和训练的技术含量，摆脱以往完全经验主义的作法起着非常关键的作用。铁饼测高装置的设计将为运动生物力学的方法学研究提供一种实用的手段，它利用超声波传感器可以直接获取铁饼在飞行过程中离地高度的物理参数，深入揭示铁饼在出手和飞行过程中的运动状态和离地高度信息，为改进运动员的出手高度和方式，提供一种量化的评价手段从而揭示动作技术规律，指导教学、训练和比赛，使训练科学化。
[0021]具体的结构特点是:
把铁饼测高装置分为四部分，超声波传感器、模数转化模块、微处理模块和无线发射模块，当铁饼在空中运动时，超声波发射器向某一个方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播时刻碰到障碍物就立刻返回，超声波接收器收到反射波就立即停止计时，通过得到超声波传播的时间就可以计算出铁饼的离地距离。这样可以检查出铁饼出手和飞行过程中的离地高度，并与对应的投掷距离进行对照，这样对比优秀球员的参数与训练球员的参数，可以找出其技术动作的不足，也可以找出某个运动员不同出手位置时技术参数的差别，找到最佳出手位置时的参数，根据参数来调整球员的技术动作，这样可以快速的提高球员的技术水平，提高成绩。
[0022]铁饼圈内部加工出调重槽，使装有铁饼测高装置的铁饼的重量和传统的普通铁饼重量一致，即功能电路板和传感器增加的重量可以通过铣削去铁饼内圈的重量来实现，这样保证了铁饼是标准的，且运动员适用无差别，同时易于制作。
[0023]功能电路板为圆形板，并且功能电路板上安装有两个调重块，用与调节该电路板的质心的位置，以保证电路板的质心为其圆心，从而保证铁饼的质心也为其几何中心，使铁饼能够符合国际标准并满足运动员的要求。
[0024]用一个加工有内外螺纹的立柱来固定功能电路，电路板正中心加工有圆孔，用于嵌套在立柱上，并用螺母固定；使得铁饼在投掷和落地的过程中不至于损坏电路板和传感器，以免造成检测的数据不准确。
[0025]在功能电路板固定后，向其四周(铁饼的内部)填充万能发泡胶，以减少在铁饼落地时各电子元器件所受到的震动，从而确保所测得的数据的准确性。
[0026]相应的运动参数采集发送装置包括:超声波传感器、模数转换模块、DSP微处理模块、无线发送模块和电源模块；其中超声波传感器是一个通过检测声波发出到接收的时间差的传感器；相应的模数转换模块接收超声波感器空间方位信息并转化为数字信号；相应的DSP微处理模块接收相应的数字信号，并通过无线发送模块发送给相应的实时监测装置；相应的电源模块包括充电元件和电源，用于为超声波传感器、模数转换模块、微处理器和无线发送模块提供稳定电流。
[0027]本发明实施还提供了与上述一种基于超声波传感器的铁饼测高装置相配套的实时监测装置，用于接收上述铁饼测高装置送来的运动参数信息并对所接收的运动参数信息进行业务处理，其具体实现结构包括无线接收模块和数据处理模块；其中，相应的无线接收模块用于接收所述铁饼测高装置的无线发送模块发送来的运动参数信息；相应的数据处理模块用于对相应无线接收模块所接收的运动参数信息进行计算、存储和打印处理。
[0028]具体地，该实时监测装置安装于计算机主板的插槽上，相应的无线接收模块为与无线发送模块相配套的无线接收模块，用于接收上述铁饼测高装置的无线发送模块发送来的运动参数信息；相应的数据处理模块为一个DSP微处理器，用于对相应无线接收模块所接收的运动参数信息进行相应处理并将传输给计算机，以供研究人员分析使用。
[0029]本发明实施提供的铁饼测高装置运动参数的测量方法包括:
通过超声波传感器采集铁饼测高装置投掷过程中的运动参数信息；
具体地，当运动员投掷上述铁饼测高装置时，超声波传感器采集铁饼测高装置的离地距离的方位信息。通过无线发送模块将所述的运动参数信息发送到实时监测装置；
具体地，相应的模数转换器将上述的超声波传感器采集的信息转化为数字信号；相应的DSP微处理模块接收这些数字信号，并通过无线发送模块将所述的数字信号发送到安装于计算机主板插槽上的实时监测装置。
[0030]具体地，相应的实时监测装置接收上述铁饼测高装置发送来的运动参数信息并对所接收的运动参数信息，然后经实时监测装置的单片机处理后发送给计算机。
[0031]进一步地，计算机对这些数据进行计算，包括:出手时的离地距离、飞行过程中铁饼离地距离的参数，从而就得到了铁饼从出手、空中运动到落地的离地距离的参数。在投掷出手前的一刹那，铁饼的出售位置最佳，这些参数是教练等研究人员最关心的参数。教练员通过对不同运动员之间的参数的分析和对比，以及同一运动员多次投掷过程的参数的分析和对比，可以找出运动员技术动作的不足，以此为依据改进训练，达到大幅提高训练成绩的目的。
[0032]该装置实施例的实现有效克服了现有技术中采集的运动器材运动学参数精确性不高、可靠行性不强和不能实时测控的问题，使研究人员能够精确地对运动器材在投掷过程中的各项信息进行实时监测，以进行系统的分析来制定训练计划，达到提高训练成绩的目的。
[0033]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，包括超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块，所述超声波传感器采集的离地高度参数输入DSP微处理模块，DSP微处理模块将处理后的数据通过无线发送模块向实时监测装置发送。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，采用了超声波传感器能够很方便的测量出铁饼在飞行过程中离地高度的物理参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，所述DSP微处理模块具有体积小、重量轻、数据处理性能强等特点，能够满足铁饼离地高度参数处理的要求。
4.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，所述超声波传感器、DSP微处理模块和无线发射模块安装固定在一块圆形的功能电路板上面，并在所述功能电路板上安装有两个调重块，所述调重块具有调节功能电路板质心位置的作用，以保证整个功能电路板的质心为其圆心。
5.根据权利要求5所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，所述功能电路板通过一个固定螺母安装在铁饼立柱上；所述铁饼立柱的内壁和外壁加工有螺纹，用于固定铁饼的上、下两个铁饼盖；且立柱外壁上端为螺纹，下端加工出轴肩，用于安装固定所述功能电路板。
6.根据权利要求1至5所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，所述功能电路板的四周包裹着填充物，该填充物为万能发泡胶，具有减震的作用，能够在铁饼落地承受巨大冲击力的时候，保护电子元器件免受冲击、震荡。
7.根据权利要求1至6所述的一种基于超声波传感器的铁饼测高装置，其特征在于，用于安装该铁饼测高装置的铁饼与国际标准的铁饼完全一致，即采用铅铸造而成，主要包括铁饼圈、上铁饼盖、下铁饼盖和立柱，且铁饼圈上加工有调重槽，以保证安装有所述测高装置的铁饼和国际标准铁饼的重量和质地手感一致。
【文档编号】A63B65/10GK103691127SQ201310723475
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】田建君 申请人:北方工业大学