跳高高度自动显示装置的制作方法

文档序号：18691530发布日期：2019-09-17 20:54阅读：303来源：国知局

本本实用新型涉及体育运动事业，尤其是一种跳高高度自动显示装置。

背景技术：

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，全民健身运动蓬勃开展，其中跳高是一种群众性的体育活动之一，也是重要的竟技运动项目之一。然而，直到今天，跳高高度的显示，仍然是人工放杆，人工观察的方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种跳高高度自动显示装置，当跳高运动员跳过跳高架上的横杆时，显示装置能自动显示运动员所跳过的高度，即便运动员撞掉了横杆，也能显示运动员所跳的实际高度，避免了因运动员撞掉了横杆而无成绩的尴尬局面。如将跳高架横放在沙坑上，也可作为跳远距离自动显示装置使用。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种跳高高度自动显示装置，包括跳高架、信号检测电路、数据锁定电路、数据显示电路；所述跳高架，包括底座，在底座的两侧对称设置有立柱Ⅰ和立柱Ⅱ，立柱Ⅰ与立柱Ⅱ相对应的端面每间隔一厘米设置一个水平通孔Ⅰ，每个水平通孔Ⅰ内均安装有信号检测电路的一个激光发射管；立柱Ⅱ与立柱Ⅰ相对应的端面每间隔一厘米设置一个水平通孔Ⅱ，每个水平通孔Ⅱ内均安装有信号检测电路的一个光敏二极管；每个水平通孔Ⅰ内的激光发射管发出的激光束打到每个对应水平通孔Ⅱ内的光敏二极管上，形成激光幕布；信号检测电路的输出端经数据锁定电路锁定后传输到数据显示电路中显示。

立柱Ⅰ和立柱Ⅱ的一个侧面和传统跳高架一样，在垂直方向每间隔一定高度，设置一个钉子，钉子上可以放置横杆，在这里，横杆只作为跳高的导跳作用。

具体地，所述信号检测电路，包括激光束单元，所述激光束单元，包括激光发射管G、光敏二极管L、电阻R、电阻R01、电阻R02、电压比较器U。

激光发射管G的正极与电源VCC连接，激光发射管G的负极与相邻激光束单元的激光发射管G串联连接后接地。

光敏二极管L的负极与电源VCC连接，光敏二极管L的正极与电阻R串联连接后接地，且光敏二极管L的正极与电压比较器U的反相输入端连接；电压比较器U的同相输入端与相邻激光束单元的电压比较器U的同相输入端连接后连接在电阻R01和电阻R02之间，电阻R01的一端与电源VCC连接，电阻R01的另一端与电阻R02串联连接后接地，电压比较器U的输出端与数据锁定电路的锁定单元的二极管D的正极连接。

所述数据锁定电路，包括锁定单元，所述锁定单元包括首锁定单元、中间锁定单元和尾锁定单元。

首锁定单元的继电器触点KB的转换触点与电源VCC连接，首锁定单元的继电器触点KB的常闭触点与中间锁定单元的继电器触点KB的转换触点连接，中间锁定单元的继电器触点KB的常闭触点与尾锁定单元的继电器触点KB的转换触点连接，尾锁定单元的继电器触点KB的常闭触点与数据显示电路的对应输入端连接。

首锁定单元的继电器线圈KA、中间锁定单元的继电器线圈KA、尾锁定单元的继电器线圈KA均通过一个复零按钮AN1与电源VCC连接。

首锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

中间锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

尾锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

首锁定单元的二极管D的正极、中间锁定单元的二极管D的正极、尾锁定单元的二极管D的正极均与信号检测电路的一个电压比较器U的输出端连接。

所述首锁定单元、中间锁定单元和尾锁定单元，均包括二极管D、三极管Q、电阻Ra、电阻Rb、继电器线圈KA、继电器触点KB、复零按钮AN1。

二极管D的正极与信号检测电路中对应的激光束单元的电压比较器U的输出端连接。

二极管D的负极与电阻Ra串联连接后与继电器触点KB的常开触点连接，且继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

三极管Q的基极与二极管D的负极连接，三极管Q的发射极接地，电阻Rb连接在三极管Q的基极与三极管Q的发射极之间。

三极管Q的集电极与继电器线圈KA串联连接后经复零按钮AN1与电源VCC连接。

所述数据显示电路，包括数码管、分段二极管和分位二极管；所述数码管有三个，分别是百位显示数码管XS1、十位显示数码管XS2和个位显示数码管XS3。所述分段二极管为百位分段二极管、十位分段二极管和个位分段二极管。

所述分位二极管包括百位分位二极管、十位分位二极管和个位分位二极管；百位分位二极管、十位分位二极管和个位分位二极管的正极与数据锁定电路相应输出端连接，百位分位二极管的负极与对应的百位分段二极管的正极连接；十位分位二极管的负极与对应的十位分段二极管的正极连接；个位分位二极管的负极与对应的个位分段二极管的正极连接。

百位分段二极管的负极经限流电阻与百位显示数码管XS1的相应管脚连接；十位分段二极管的负极经限流电阻与十位显示数码管XS2的相应管脚连接；个位分段二极管的负极经限流电阻与个位显示数码管XS3的相应管脚连接。

数据锁定电路输出的每个数据分别通过一个分位二极管，将数据分别送到百位分段二极管、十位分段二极管和个位分段二极管，使百位显示数码管XS1、十位显示数码管XS2和个位显示数码管XS3显示出相应数字。

所述百位显示数码管XS1的输入端a、b、c、d、e、f、g通过一一对应的限流电阻Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg与相应的百位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df的负极连接。

百位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df的正极与所有分位二极管中的百位分位二极管Db0的负极连接，使百位显示数码管XS1显示数字0。

百位分段二极管Db、Dc的正极与所有分位二极管中的百位分位二极管Db1的负极连接，使百位显示数码管XS1显示数字1。

所述十位显示数码管XS2的输入端a、b、c、d、e、f、g通过一一对应的限流电阻Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg与相应的十位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df、Dg的负极连接。

十位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds0的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字0。

十位分段二极管Db、Dc的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds1的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字1。

十位分段二极管Da、Db、Dd、De、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds2的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字2。

十位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds3的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字3。

十位分段二极管Db、Dc、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds4的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字4。

十位分段二极管Da、Dc、Dd、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds5的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字5。

十位分段二极管Da、Dc、Dd、De、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds6的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字6。

十位分段二极管Da、Db、Dc的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds7的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字7。

十位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds8的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字8。

十位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的十位分位二极管Ds9的负极连接，使十位显示数码管XS2显示数字9。

所述个位显示数码管XS3的输入端a、b、c、d、e、f、g通过一一对应的限流电阻Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg与相应的个位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df、Dg的负极连接。

个位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg0的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字0。

个位分段二极管Db、Dc的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg1的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字1。

个位分段二极管Da、Db、Dd、De、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg2的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字2。

个位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg3的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字3。

个位分段二极管Db、Dc、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg4的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字4。

个位分段二极管Da、Dc、Dd、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg5的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字5。

个位分段二极管Da、Dc、Dd、De、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg6的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字6。

个位分段二极管Da、Db、Dc的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg7的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字7。

个位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、De、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg8的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字8。

个位分段二极管Da、Db、Dc、Dd、Df、Dg的正极与所有分位二极管中的个位分位二极管Dg9的负极连接，使个位显示数码管XS3显示数字9。

本实用新型的有益效果是：跳高架两立柱之间的激光束组成一个光帘，当运动员从跳高架两立柱之间跳过时，总会挡住一部分激光束，但显示电路只显示所挡激光束中的最下面一道激光束的数据，从而能自动显示运动员所跳的高度。因运动员所跳高度是所阻挡激光束下面一道未阻挡的激光束的高度，故跳高架上所标的激光束高度尺寸都比实际尺寸多一厘米。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型跳高架结构示意图。

图中，1.底座，2.立柱Ⅰ，3. 立柱Ⅱ，4.激光束，5.水平通孔Ⅰ，6. 水平通孔Ⅱ，7.横杆。

图2是本实用新型信号检测电路。

图3是本实用新型数据锁定电路。

图4是本实用新型数据显示电路。

图5为图4中A区域的放大图。

图6为图4中B区域的放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种跳高高度自动显示装置，包括跳高架、信号检测电路、数据锁定电路、数据显示电路。

所述跳高架，如图1所示，包括底座1，在底座1的两侧对称设置有立柱Ⅰ2和立柱Ⅱ3，立柱Ⅰ2与立柱Ⅱ3相对应的端面每间隔一厘米设置一个水平通孔Ⅰ5，每个水平通孔Ⅰ内均安装有信号检测电路的一个激光发射管；立柱Ⅱ3与立柱Ⅰ2相对应的端面每间隔一厘米设置一个水平通孔Ⅱ6，每个水平通孔Ⅱ6内均安装有信号检测电路的一个光敏二极管；每个水平通孔Ⅰ5内的激光发射管发出的激光束4打到每个对应水平通孔Ⅱ6内的光敏二极管上，形成激光幕布；信号检测电路的输出端经数据锁定电路锁定后传输到数据显示电路中显示。

立柱Ⅰ2和立柱Ⅱ3的一个侧面和传统跳高架一样，在垂直方向每间隔一定高度，设置一个钉子，钉子上可以放置横杆7，在这里，跳高架上的横杆7只起运动员起跳的导跳作用，运动员起跳后通过跳高架两柱之间时，总会挡住一部分激光束，但电路只显示所阻挡激光束中最下面一道激光束的高度。

具体地，所述信号检测电路，包括激光束单元，所述激光束单元，包括激光发射管G、光敏二极管L、电阻R、电阻R01、电阻R02、电压比较器U。

激光发射管G的正极与电源VCC连接，激光发射管G的负极与相邻激光束单元的激光发射管G串联连接后接地。

本实用新型信号检测电路的工作原理，如图2所示，光敏二极管L100、L101、L102……Ln分别安装在跳高架立柱上不同高度的通孔中，激光发射管G100、G101、G102……Gn安装在跳高架另一边立柱上的对应通孔中，每一激光发射管都与相应光敏二极管对应，如G100与L100对应、G101与L101对应、G102与L102对应等。

当跳高运动员未起跳时，激光束均未受阻挡，跳高架一侧立柱通孔中的激光发射管所发出的激光束均一一正对应跳高架另一侧立柱通孔中的光敏二极管。

下面以高度101厘米处激光束受阻挡时为例说明其工作过程。

当跳高运动员未起跳时，跳高架两立柱之间的激光束均未受阻挡，激光发射管G101发出的激光束正对应光敏二极管L101，光敏二极管L101导通，图2中M点为高电平，该高电平加到电压比较器U101的反相输入端2脚，故其输出端N点为低电平，图2中Q点电压为比较电压，该点电压由R01与R02分压决定。当激光束101受阻挡时，L101由导通变为关断，M点电压由高电平变为低电平，此时M点电压低于Q点电压，故电压比较器U101的输出端N点由低电平变为高电平。即当跳高架两立柱间的激光束未受阻挡时，所有电压比较器的输出端100、101、102、103……均输出低电平，只有当运动员起跳通过跳高架两立柱之间时，所有被挡住的激光束，其对应的输出端瞬间均输出高电平，跳过之后，输出端均又恢复为低电平。

所述数据锁定电路，包括锁定单元，所述锁定单元包括首锁定单元、中间锁定单元和尾锁定单元。

首锁定单元的继电器线圈KA、中间锁定单元的继电器线圈KA、尾锁定单元的继电器线圈KA均通过一个复零按钮AN1与电源VCC连接。

首锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

中间锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

尾锁定单元的继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

首锁定单元的二极管D的正极、中间锁定单元的二极管D的正极、尾锁定单元的二极管D的正极均与信号检测电路的一个电压比较器U的输出端连接。

所述首锁定单元、中间锁定单元和尾锁定单元，均包括二极管D、三极管Q、电阻Ra、电阻Rb、继电器线圈KA、继电器触点KB、复零按钮AN1。

二极管D的正极与信号检测电路中对应的激光束单元的电压比较器U的输出端连接。

二极管D的负极与电阻Ra串联连接后与继电器触点KB的常开触点连接，且继电器触点KB的常开触点与电阻Ra之间与数据显示电路的对应输入端连接。

三极管Q的基极与二极管D的负极连接，三极管Q的发射极接地，电阻Rb连接在三极管Q的基极与三极管Q的发射极之间。

三极管Q的集电极与继电器线圈KA串联连接后经复零按钮AN1与电源VCC连接。

数据锁定电路的工作原理，具体如图3所示，数据锁定电路由三极管、二极管、电阻和继电器等组成，其输入端100、101、102……分别与来自信号检测电路的输出端100、101、102……n一一对应连接。

数据锁定电路可同时有多个信号同时输入，但其输出端O100、O101、O102……On，每次只一个输出端输出高电平信号。

在运动员起跳前，先按一下按钮AN1，使所有继电器K100A、K101A、K102A……KnA的线圈均断电，继电器的转换触点K100B、K101B、K102B……KnB均在自然状态，转换触点均与其常闭触点连接，此时，VCCK100BK101BK102B……KnBO000，所有输出点中，只有O000端有输出，该信号输出到数据显示电路，使三个数码管均显示0，即000。

当运动员起跳后经过跳高架两立柱之间时，会挡住一部分激光束，所有被挡激光束对应的输出点均会输出高电平信号，该信号会传送到数据锁电路的对应输入端。

假入从信号检测电路过来的信号101、102、103、104和105是高电平，这5个高电平信号分别经D101、D102、D103、D104和D105又分别加到三极管Q101、Q102、Q103、Q104和Q105的基极，5个三极管均导通，5个继电器线圈K101A、K102A、K103A、K104A和K105A均通电，瞬间，5个继电器均吸合，其常闭触点断开，常开触点接通，如继电器K101，其触点K101B，原来OP接通，继电器吸合后，OP断开，OQ接通，此时，VCC经K100B、经K101B（OQ）、经电阻Ra101到三极管Q101基极，使Q101保持导通（自锁）状态。

当运动员从跳高架两立柱之间经过后，从信号检测电路送过来的信号消失，即101、102、103、104和105的高电平信号变为低电平，Q102、Q103、Q104、Q105这四个三极管均由导通变为截止，只有三极管Q101保持导通，只有继电器K101A保持吸合状态。此时VCCK100BK101B（OQ）O101，使O101输出端输出高电平。该端子高电平送到数据显示电路，使数据显示电路的三个数码管百位显示1、十位显示0、个位显示1，合在一齐显示为101。数据显示电路的输入端可同时输入多个信号，但其输出端只输出最低一道激光束送来的信号。