专利名称：一种活动式可拼装型的数字跑道系统的制作方法
技术领域：
一种活动式可拼装型的数字跑道系统所属领域本实用新型涉及体肓训练自动化领域，特别涉及一种活动式可拼装型 的数字跑道系统。技术背景在田径项目中，我国在女子中长跑和竞走、男子110米高栏等小项上 具有一定的基础，在多次奥运会和世界田径竞标赛上取得优良成绩。但田径是欧美国家的 传统项目，即便是在我国的强势小项目上，我们也谈不上有多少优势，最多只能说具有世界 先进水平，更别提众多的其它田径项目了。要改变这种局面就必须打破传统训练模式、注重 训练方法和手段的改进、加强科技攻关的力度、提高田径运动训练过程中的科技含量和科 学化训练水平。目前田径科学化训练手段，除了常规的生理生化指标的监控、专项能力锻炼与 提高以及靠高速影像解析系统来获得训练过程的运动学信息以此评价分析运动技术 外，有针对田径训练系统的基于数字跑道的田径训练信息采集和反馈系统，申请号是 200510095623. 2，公开号是CN1818569，系统由上塑胶层、传感器单元、行引线、列引线、下 塑胶层、传感器采集节点、现场总线单元、数字跑道模块、现场总线、计算机、无线耳麦组成， 其中多个传感器单元置于起保护作用上塑胶层和下塑胶层之间，传感器单元由行引线和列 引线连接，构成传感器采集节点，多个传感器采集节点与下塑胶层和上塑胶层、现场总线单 元连接构成作为训练平台的大面积柔性数字跑道模块固定在地面，在大面积柔性数字跑道 模块中，每一行传感器单元的行引线和每一列传感器单元的列引线连接到现场总线单元 上，再通过现场总线与计算机相连接，完成信息采集到计算机的传递，无线耳麦通过无线通 讯网络接受计算机的反馈信息。系统的核心技术是数字跑道，其优点是是满足田径训练的 需要，能实时检测、获取运动员进行田径项目训练时，其脚底与跑道接触的形状、时间、蹬 地力和支撑力等信息，从而获得运动员的步长、步频、动作时序，据此可精确获得运动员在 任意时刻的速度、加速度、弯道离心力，做到运动学和动力学信息的同步获取，同时系统的 实时性和项目适应性也能得到保证。但是其专用性太强，数字跑道作为一个不可分割连在 一起的较长的整体结构，其制作、运输极为不便，而且维护成本很高，不能随着训练地点的 改变而灵活地转移，占用场地面积大这些缺点都使得这种数字跑道的应用收到了极大的限 制。
发明内容为了克服这种基于阵列柔性传感器的数字跑道的制作运输困难、维护成本高、占 用面积大、不易灵活转移等缺点，本实用新型提出一种活动式可拼装型的数字跑道系统，通 过将数字跑道系统分割为很多块首尾相接的小面积数字跑道模块，大大降低运输、维护成 本，减少占用训练场地面积，可以随着训练地点的改变而灵活地转移，有利于资源共享和大 范围的推广应用。本发明的技术方案是一种活动式可拼装型的数字跑道系统，由跑道塑胶层、传感 器保护层、柔性阵列传感器、跑道底层、固定边框、数据预处理模块、现场总线、数据连接器、 电源连接器、供电电源、计算机组成，其特征在于[0006]柔性阵列传感器黏贴于跑道底层和传感器保护层之间，它们和位于传感器保护层 上表面的跑道塑胶层通过固定边框固定成为单个的数字跑道模块，除首尾外的每一块数字 跑道模块的跑道底层二侧分别有二个固定突起和二个固定凹槽，用于将各个数字跑道模块 首尾相接，并通过二侧的固定片固定构成整个数字跑道，每一块数字跑道模块的柔性阵列 传感器通过跑道底层边缘的连通孔连接到置于跑道底层中的数据预处理模块，各个数据预 处理模块通过电源连接器和数据连接器分别和电源接口、数据总线接口首尾相互连接以提 供电源和传输数据，数字跑道末端的现场总线接口和电源接口分别连接到CAN卡和跑道供 电电源上，CAN卡连接到计算机完成数据的传输。所述的数字跑道模块，是将螺丝通过固定边框上的螺孔螺入跑道底层，将跑道塑 胶层、传感器保护层、柔性阵列传感器、跑道底层固定组合而成。所述的各个数字跑道模块首尾相接，是将跑道底层一侧的二个固定突起插入另一 块跑道底层的二个固定凹槽中，另外二侧用二块固定片分别用螺丝固定在二块相连的数字 跑道模块边缘处的连接螺孔中以加固连接。所述的数据预处理模块固定于跑道底层边缘的凹槽中，其数据总线、电源线分别 连接到现场总线接口、电源接口上。所述的现场总线接口、电源接口采用接插件的连接方式，向外部提供一个易插拔 的电气连接接口。所述的数据连接器和电源连接器都是采用在数据、电源线的二端封装和现场总线 接口、电源接口相对应的接插件接头。所述的跑道底层采用材质坚硬且不易变形的高强度耐冲击材料。所述的构成数字跑道系统的每一块数字跑道模块都按顺序编号，按编号连接。所述的数字跑道模块，第一块的尾端无凸起，最后一块的末端无凹槽，并分别用无 现场总线接口、无电源接口的固定边框固定。本发明相对于现有技术的有益效果是其一，活动式可拼装型的数字跑道系统的各个数字跑道模块通过固定片和螺丝相 互连接，电源和数据通过封装有接插件接头的固定边框接口和数据连接器、电源连接器相 互连接传输，这种易于组装拆卸的结构决定了数字跑道系统的高度灵活性，不仅使生产运 输难度大大减少，降低了成本，还可以根据训练场地的变更而拆卸、运输、再拼接，实现训练 场地的可择性以及资源共享性。其二，活动式可拼装型的数字跑道系统由很多块相互独立的数字跑道模块首尾相 接组合而成，在使用中一旦出现故障或者损毁，只需对出现故障或者损毁的数字跑道模块 进行维修或者替换，而无须涉及其他数字跑道模块，从而大大降低了产品的维护成本。其三，活动式可拼装型的数字跑道系统暂时无需使用时，可方便的拆卸层叠放置 于仓库或者其他地方，减少了占用场地的面积，。其四，活动式可拼装型的数字跑道系统对所占用场地无任何破坏，从而提高了其 使用范围以及体育场地的多用性。
以下结合附图和实施例对本实用新型专利做进一步的说明。图1是数字跑道模块的结构示意图；图2是数字跑道模块底层的结构示意图；[0023]图3是二块数字跑道模块拼接示意图；图4是该发明的整体结构图。图1中，101、固定边框；102、固定螺孔；103、连接螺孔；104、数据总线接口 ；105、 电源接口 ；106、固定螺孔；107、固定螺孔；108、电源接口 ；109、数据总线接口 ；110、连接螺 孔；111、固定螺孔；112、跑道塑胶层；113、传感器保护层；114、柔性阵列传感器；115、跑道 底层；116、固定突起；117、固定突起；218、固定螺孔；219、连接螺孔；220、固定螺孔；221、 固定螺孔；222、连接螺孔；223、固定螺孔；224、固定凹槽；225、固定凹槽；238、数字跑道模 块。图2中，115、跑道底层；132、连通孔；133、数据传输线；134、电源供给线；135、数 据预处理模块；136、电源供给线；137、数据传输线；139、凹槽。图3中，202、固定螺孔；203、连接螺孔；204、数据总线接口 ；205、电源接口 ；206、 固定螺孔；207、固定螺孔；208、电源接口 ；209、数据总线接口 ；210、连接螺孔；211、固定螺 孔；127、数据连接器；126、电源连接器。图3中，100、第一块数字跑道模块的尾端；x99、最后一块数字跑道模块的末端； 129、跑道供电电源；130数据总线CAN卡；131计算机。
具体实施方式
图1是数字跑道模块的结构示意图。在图1中，柔性阵列传感器(114)黏贴于跑道底层(115)和传感器保护层(113) 之间，跑道塑胶层(112)位于传感器保护层(113)上表面，将螺丝通过固定边框(101)上的 螺孔(102、106、107、111)螺入跑道底层(115)，将跑道塑胶层(112)、传感器保护层(113)、 柔性阵列传感器(114)、跑道底层(115)固定组合在一起，电源接口(105、108)和数据总线 接口(109、104)位于数字跑道模块(238) —侧的固定边框(101)上，另一侧固定边框上只 有固定螺孔(218)、连接螺孔(219)、固定螺孔(220)、固定螺孔(221)、连接螺孔(222)、固定 螺孔(223)，并且他们的位置和另一侧的相应部件位置对称一致，固定凹槽(224、225)和固 定突起(116、117)分别为固定在跑道底层(115)的二侧。图2是数字跑道模块底层的结构示意图。图2中，连通孔(132)位于跑道底层(115)的一侧边缘位置，孔的大小以传感器的 导线能穿过为准，凹槽139是在跑道底层(115)的一侧附近上刻出的一块长方体区域，大小 以能放下数据预处理模块135为准，并且和连通孔(132)相通，使传感器的导线穿过连通孔 (132)连接到数据预处理模块(135)上，数据预处理模块(135)的数据传输和电源供给接口 通过数据传输线(133 ；137)、电源供给线(134 ； ,136)连接到固定边框(101)上的数据总 线接口 (104,109)和电源接口 (108,105) ο图3是二块数字跑道模块拼接示意图；图3中，将第一块数字跑道模块跑道底层(115)上的固定突起(116、117)插入第 二块数字跑道模块跑道底层(115)上的固定凹槽(224、225)中，使他们紧紧相连在一起， 螺丝穿过固定片(128)的固定孔螺入第一块数字跑道模块跑道底层(115)上的连接螺孔 (110)和第二块数字跑道模块跑道底层(115)上的连接螺孔(203)，使二块数字跑道模块物 理固定在一起，数据连接器(127)的二端插入第一块数字跑道模块的现场总线接口(109)
6和第二块数字跑道模块的现场总线接口(204)，电源连接器(126)的二端插入第一块数字 跑道模块的电源接口(108)和第二块数字跑道模块的电源接口(205)，至此已完成了二块 数字跑道模块的物理电气连接，其他的数字跑道模块的相互连接也以此类推从而完成整个 跑道的组装。图4是该发明的整体结构图。图4中，、第一块数字跑道模块的尾端(100)和最后一块数字跑道模块的末端 (x99)由于无需再连接，设计为无凸起和凹槽，并用固定边框固定。；最后一块数字跑道模块 的电源接口(x09)连接到跑道供电电源(129)实现对系统的供电，现场总线接口(x08)连 接到数据总线CAN卡(130)，数据总线CAN卡(130)连接到计算机(131)完成数字跑道和计 算机(131)之间的数据传输。
权利要求一种活动式可拼装型的数字跑道系统，由跑道塑胶层(112)、传感器保护层(113)、柔性阵列传感器(114)、跑道底层(115)、固定边框(101)、数据预处理模块(135)、现场总线(130)、数据连接器(127)、电源连接器(126)、供电电源(129)、计算机(131)组成，其特征在于柔性阵列传感器(114)黏贴于跑道底层(115)和传感器保护层(113)之间，它们和位于传感器保护层(113)上表面的跑道塑胶层(112)通过固定边框(101)固定成为单个的数字跑道模块，除首尾外的每一块数字跑道模块的跑道底层(115)二侧分别有二个固定突起(116、117)和二个固定凹槽(224、225)，用于将各个数字跑道模块首尾相接，并通过二侧的固定片(128)固定构成整个数字跑道，每一块数字跑道模块(238)的柔性阵列传感器(114)通过跑道底层(115)边缘的连通孔(132)连接到置于跑道底层(115)中的数据预处理模块(135)，各个数据预处理模块(135)通过数据连接器(127)和电源连接器(126)首位相互连接以提供电源和传输数据，数字跑道末端的现场总线接口(x08)和电源接口(x09)分别连接到CAN卡(130)和跑道供电电源(129)上，数据总线CAN卡(130)连接到计算机(131)完成数据的传输。
2.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是数字跑 道模块的跑道底层一侧的二个固定突起(116、117)插入另一块跑道底层的二个固定凹槽 (224,225)中，另外二侧用二块固定片分别用螺固定在二块相连的数字跑道模块边缘处的 螺孔中。
3.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是数据预处 理模块(135)固定于跑道底层(115)边缘的凹槽(139)中，其数据总线(134、136)分别连 接到现场总线接口(109、104)，电源线(133、139)分别连接到电源接口(108、105)。
4.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是电源接口 (108、105)、现场总线接口(109、104)采用接插件的连接方式。
5.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是数据连接 器(127)和电源连接器(126)都是采用在数据、电源线的二端封装和现场总线接口(109、 104)、电源接口(108、105)相对应的接插件接头。
6.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是跑道底层 (115)采用材质坚硬且不易变形的高强度耐冲击材料。
7.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是螺丝通过 固定边框(101)上的螺孔(106、107、102、111)螺入跑道底层(115)，将跑道塑胶层(112)、 传感器保护层(113)、柔性阵列传感器(114)、跑道底层(115)、固定边框(101)固定成为一 个模块。
8.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是数据连接 器(127)的二端接入第一块的现场总线接口(109)和第二块的现场总线接口(204)，电源连 接器(126)的二端接入第一块的电源接口(108)和第二块的电源接口(205)，以此类推完成 所有模块数据总线和电源的连接。
9.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是构成数字 跑道系统的数字跑道模块都按顺序编号，按顺序连接。
10.根据权利要求1所述的一种活动式可拼装型的数字跑道系统，其特征是第一块的尾端(100)后一块的末端(X99)无凸起和凹槽，并用固定边框固定。
专利摘要本实用新型创造涉及体育训练自动化领域，特别涉及一种活动式可拼装型的数字跑道系统。活动式可拼装型的数字跑道系统由很多块相互独立的数字跑道模块首尾相接组合而成，在使用中一旦出现故障或者损毁，只需对出现故障或者损毁的数字跑道模块进行维修或者替换，而无须涉及其他数字跑道模块。独立的数字跑道模块由跑道塑胶层、传感器保护层、柔性阵列传感器、跑道底层、固定边框、数据预处理模块、现场总线、数据连接器、电源连接器、供电电源、计算机组成。活动式可拼装型的数字跑道系统的各个数字跑道模块通过固定片和螺丝相互连接，电源和数据通过封装有接插件接头的固定边框接口和数据连接器、电源连接器相互连接传输。
文档编号G01D21/02GK201727936SQ20102015357
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者刘宇, 孙怡宁, 张胜年, 杨先军, 闾坚强 申请人:上海体育学院