專利名稱：短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電類，是一種基于加速度傳感技術(shù)的短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，應(yīng)用于高水平體育賽事或高水平運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。
背景技術(shù)：
反應(yīng)時(shí)間是指從刺激作用發(fā)生到引起機(jī)體外部反應(yīng)開始動(dòng)作之間的時(shí)間間隔，又稱反應(yīng)時(shí)或反應(yīng)的潛伏期。生理學(xué)家實(shí)驗(yàn)研究已證實(shí)人類的反應(yīng)時(shí)間極限為0.1秒，即人類從接收到外界刺激到做出動(dòng)作反應(yīng)，至少需要花費(fèi)0. 1秒以上的時(shí)間。
國(guó)際田聯(lián)規(guī)定在國(guó)際賽事中，所有400米(含)以下的徑賽項(xiàng)目，必須采用蹲踞式起跑和使用起跑器。起跑犯規(guī)探測(cè)器發(fā)明于上世紀(jì)八十年代初，其設(shè)計(jì)是通過將探測(cè)器測(cè)得的反應(yīng)時(shí)間與人類的反應(yīng)極限時(shí)間O. l秒作比較，低于0.1秒則會(huì)被視為搶跑犯規(guī)。另外，在每輪比賽中，對(duì)于首次起跑犯規(guī)的運(yùn)動(dòng)員將會(huì)受到警告而不被取消比賽資格，但之后無(wú)論是誰(shuí)起跑犯規(guī)都會(huì)被直接取消比賽資格，所以，從運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高和競(jìng)賽戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的角度考慮，起跑反應(yīng)時(shí)的強(qiáng)化訓(xùn)練在現(xiàn)代短距離徑賽類項(xiàng)目中一直都占有十分重要的地位。
目前，我國(guó)對(duì)運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)間或能力的測(cè)定大都是通過簡(jiǎn)單的聲光反應(yīng)時(shí)測(cè)定儀或計(jì)算機(jī)模擬測(cè)定儀來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的強(qiáng)化訓(xùn)練大都也是僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)的練習(xí)，缺乏必要的能夠?qū)崟r(shí)測(cè)試和反饋的訓(xùn)練設(shè)備。短距離競(jìng)賽起跑經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電子設(shè)備判斷失靈的現(xiàn)象，這對(duì)于發(fā)展體育運(yùn)動(dòng)、提高競(jìng)技水平和體現(xiàn)公平性是一個(gè)嚴(yán)重的問題，因此，研制精確、穩(wěn)定的起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)就顯得越來(lái)越重要了。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是通過聲音傳感器和加速度傳感器判斷短跑運(yùn)動(dòng)員是否起跑違例，達(dá)到0.01秒的精度。
本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于 一，可以同時(shí)對(duì)8-10名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行起跑監(jiān)測(cè)；二，采用基于晶體壓電效應(yīng)的加速度傳感器三，即時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)員起跑信息；四，包括有線型系統(tǒng)和無(wú)線型系統(tǒng)兩種類型。該起跑反應(yīng)時(shí)測(cè)定主要是實(shí)現(xiàn)(聽覺)神經(jīng)——起跑這一簡(jiǎn)單動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定，設(shè)計(jì)思路是通過聲音傳感器檢測(cè)發(fā)令槍的聲音，用加速度傳感器檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員起跑的時(shí)刻，單片機(jī)通過對(duì)上述兩個(gè)信號(hào)的判別計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員聽到發(fā)令槍到起跑所需要的時(shí)間，通過單片機(jī)串口發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)盒，再由RS—232C接口傳送到PC機(jī)進(jìn)行記錄和顯示；同時(shí)單片機(jī)還對(duì)該時(shí)間的值同0.1秒進(jìn)行比較以判別是否搶跑，如果測(cè)得的值小于O.l秒，則蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲以示搶跑。
整個(gè)系統(tǒng)包括發(fā)令槍檢測(cè)部分、起跑動(dòng)作檢測(cè)部分、單片機(jī)控制檢測(cè)小系統(tǒng)、蜂鳴器、轉(zhuǎn)發(fā)盒和PC機(jī)以及起跑信息顯示牌，其特征是用于發(fā)令槍檢測(cè)的聲音傳感器、用于起跑動(dòng)作檢測(cè)的加速度傳感器、蜂鳴器和起跑信息顯示牌直接連接單片機(jī)，單片機(jī)通過轉(zhuǎn)發(fā)控制盒連接PC機(jī)。發(fā)令槍檢測(cè)部分的聲音傳感器采用了MAX9075比較器，起跑動(dòng)作檢測(cè)部分采用了ADXL105加速度傳感器。單片機(jī)接受到聲音傳感器的信號(hào)后啟動(dòng)計(jì)時(shí)模塊，所述計(jì)時(shí)模塊在各加速度傳感器的信號(hào)傳入后分別計(jì)時(shí)并做出判斷，同時(shí)將各時(shí)間值和所做判斷傳向電子顯示牌。發(fā)令槍響后所述單片機(jī)啟動(dòng)終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備，若有搶跑現(xiàn)象被檢出，警報(bào)器則鳴響同時(shí)發(fā)送停機(jī)清零信號(hào)給終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備，若無(wú)搶跑現(xiàn)象檢出則可對(duì)所采集判斷的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、調(diào)
用、數(shù)據(jù)打印或者遠(yuǎn)程共享。短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，包括有線型系統(tǒng)和無(wú)線型系統(tǒng)兩種類型，其區(qū)別在于數(shù)據(jù)的傳輸是有線傳輸?shù)倪€是無(wú)線傳輸?shù)摹?br> 本實(shí)用新型通過單片機(jī)對(duì)聲音傳感器和加速度傳感器信號(hào)的識(shí)別，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)員聽到發(fā)令槍到起跑所需要的時(shí)間，根據(jù)反應(yīng)時(shí)記錄進(jìn)行處理和繪制成反應(yīng)時(shí)曲線，能夠直觀地了解運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)的變化及趨勢(shì)，強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)員起跑反應(yīng)時(shí)的本體感覺，合理縮短起跑反應(yīng)時(shí)間。
本實(shí)用新型兼容多種打印機(jī)，提供了 USB和并行口兩種打印接口，在單機(jī)使用的情況下，可以存儲(chǔ)測(cè)試記錄，也可以打印測(cè)試報(bào)告、在線測(cè)試、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享，測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)具有個(gè)案的調(diào)用、同一被測(cè)試者不同時(shí)間階段測(cè)試結(jié)果對(duì)比的功能。

圖1短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
1發(fā)令槍聲音檢測(cè)傳感器2起跑器加速度傳感器圖2發(fā)令槍聲音信號(hào)檢測(cè)電路圖3發(fā)令槍起跑反應(yīng)時(shí)檢測(cè)單片機(jī)軟件流程圖圖4加速度傳感檢測(cè)電路具體實(shí)施方式
如說明書附圖之圖l所示，將電容聲傳感器固定在發(fā)令槍上，加速度傳感器安放在每個(gè)起跑器的U型槽內(nèi)，然后將兩者連接到單片機(jī)上，單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)相連，再通過微型計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展口連接起跑信息顯示牌和終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備。
首先通過電容聲傳感器和加速度傳感器，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)令槍信號(hào)和運(yùn)動(dòng)員起跑信號(hào)的拾取，經(jīng)過閾值比較后，再由單片機(jī)進(jìn)行判讀計(jì)時(shí)，最后得到運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)時(shí)間，與此同時(shí)判斷其是否搶跑，如果發(fā)生搶跑，則單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出搶跑報(bào)蝥聲，同時(shí)將各個(gè)運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)時(shí)間傳向電子顯示牌，若無(wú)搶跑現(xiàn)象檢出則將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，可對(duì)所采集判斷的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、調(diào)用、數(shù)據(jù)打印或者遠(yuǎn)程共享。
本實(shí)用新型將精確判斷和實(shí)時(shí)顯示結(jié)合起來(lái)，發(fā)令槍響后幾乎是瞬間，顯示牌就給出每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)時(shí)間，搶跑運(yùn)動(dòng)員的號(hào)碼旁就會(huì)亮起紅燈。若有紅燈亮起，報(bào)瞀器就會(huì)鳴響，同時(shí)，終點(diǎn)計(jì)時(shí)裝置回零。單獨(dú)使用所述電子起跑器，還可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，結(jié)合運(yùn)動(dòng)員自己的感覺，進(jìn)行分析，以便提高運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)能力。
權(quán)利要求1. 一種短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，包括發(fā)令槍檢測(cè)部分、起跑動(dòng)作檢測(cè)部分、單片機(jī)控制檢測(cè)小系統(tǒng)、蜂鳴器、轉(zhuǎn)發(fā)盒和PC機(jī)以及起跑信息顯示牌，其特征是用于發(fā)令槍檢測(cè)的聲音傳感器、用于起跑動(dòng)作檢測(cè)的加速度傳感器、蜂鳴器和起跑信息顯示牌直接連接單片機(jī)，單片機(jī)通過轉(zhuǎn)發(fā)控制盒連接PC機(jī)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，其特征在于發(fā)令槍檢測(cè)部分的聲音傳感器采 用了MAX9075比較器，起跑動(dòng)作檢測(cè)部分采用了 ADXL105加速度傳感器。
3. 按照權(quán)利要求1所述的短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，其特征在于單片機(jī)接受到聲音傳感器的信號(hào) 后啟動(dòng)計(jì)時(shí)模塊，所述計(jì)時(shí)模塊在各加速度傳感器的信號(hào)傳入后分別計(jì)時(shí)并做出判斷，同時(shí)將各時(shí)間 值和所做判斷傳向電子顯示牌。
4. 按照權(quán)利要求1所述的短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，其特征在于發(fā)令槍響后所述單片機(jī)啟動(dòng)終點(diǎn) 計(jì)時(shí)設(shè)備，若有搶跑現(xiàn)象被檢出，警報(bào)器則鳴響同時(shí)發(fā)送停機(jī)清零信號(hào)給終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備，若無(wú)搶跑現(xiàn) 象檢出則可對(duì)所采集判斷的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、調(diào)用、數(shù)據(jù)打印或者遠(yuǎn)程共享。
5. 按照權(quán)利要求1所述的短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，包括有線型系統(tǒng)和無(wú)線型系統(tǒng)兩種類型，其 區(qū)別在于數(shù)據(jù)的傳輸是有線傳輸?shù)倪€是無(wú)線傳輸?shù)摹?br> 專利摘要一種短距離徑賽起跑反應(yīng)時(shí)判讀系統(tǒng)，包括發(fā)令槍檢測(cè)部分、起跑動(dòng)作檢測(cè)部分、單片機(jī)控制檢測(cè)小系統(tǒng)、蜂鳴器、轉(zhuǎn)發(fā)盒和PC機(jī)以及起跑信息顯示牌，其特征是聲音傳感器、加速度傳感器、蜂鳴器和起跑信息顯示牌直接連接單片機(jī)，單片機(jī)通過轉(zhuǎn)發(fā)控制盒連接PC機(jī)。單片機(jī)對(duì)聲音傳感器和加速度傳感器信號(hào)的識(shí)別，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)員聽到發(fā)令槍到起跑所需要的時(shí)間，根據(jù)反應(yīng)時(shí)記錄進(jìn)行處理和繪制成反應(yīng)時(shí)曲線，能夠直觀地了解運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)的變化及趨勢(shì)。發(fā)令槍響后所述單片機(jī)啟動(dòng)終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備，若有搶跑現(xiàn)象被檢出，警報(bào)器鳴響同時(shí)發(fā)送停機(jī)清零信號(hào)給終點(diǎn)計(jì)時(shí)設(shè)備，若無(wú)搶跑現(xiàn)象檢出，則將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(jī)。
文檔編號(hào)A61B5/16GK201267476SQ200820127128
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者王培勇 申請(qǐng)人:王培勇