專利名稱：靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種體育運(yùn)動(dòng)測(cè)試儀，具體涉及一種靈敏素質(zhì)測(cè)試中使用的測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
根據(jù)國家教委和國家體委關(guān)于普通高等學(xué)校體育專業(yè)招考的有關(guān)規(guī)定，靈敏素質(zhì)測(cè)試是一項(xiàng)必測(cè)項(xiàng)目?？忌撵`敏素質(zhì)，是通過考生在定點(diǎn)起跑后按順序到達(dá)規(guī)定測(cè)試點(diǎn)的時(shí)間來評(píng)判的。其中有十字變向障礙跑、三角形跑和五米三向折回跑等可選項(xiàng)。在相關(guān)測(cè)試儀器中，現(xiàn)有的大型電子計(jì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，只在大型的正式的競賽中使用，而小型的計(jì)時(shí)器，功能單一，僅能用于計(jì)時(shí)，不能對(duì)考生進(jìn)行全面、自動(dòng)的測(cè)試，加上此項(xiàng)目不可控因素多，考生途中是否犯規(guī)，也只能通過裁判目測(cè)來判斷，全過程通常要安排多人監(jiān)考，不僅工作強(qiáng)度大，而且還有較大的分散性和計(jì)時(shí)誤差，影響測(cè)試結(jié)果，有礙人才的選拔。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有計(jì)時(shí)器的上述缺陷，提供一種測(cè)試準(zhǔn)確工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單且造價(jià)較低的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，包括一臺(tái)帶單片機(jī)的主機(jī)及與之電連接的紅外線傳感器、發(fā)令鍵盤和顯示屏。主機(jī)內(nèi)安裝有與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路，該控制邏輯集成電路包括監(jiān)控模塊、計(jì)時(shí)模塊，其中監(jiān)控模塊將控制信號(hào)傳送到鍵盤，控制發(fā)令；主機(jī)內(nèi)有輸入電路連接紅外線傳感器和鍵盤，并將紅外線傳感信號(hào)和鍵盤信號(hào)輸入到上述控制邏輯集成電路中，有輸出電路將測(cè)試數(shù)據(jù)輸出到顯示屏。
采用本實(shí)用新型對(duì)考生進(jìn)行測(cè)試，只需裁判一人操作，即可取代原有的發(fā)令員、計(jì)時(shí)員、司線員的全部職能，不僅工作效率大大提高，測(cè)試快捷，而且計(jì)時(shí)客觀準(zhǔn)確，杜絕了人為差錯(cuò)，有較大的推廣價(jià)值。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為圖1一實(shí)施例的一種現(xiàn)場布置示意圖；圖3為圖2中反射式傳感器的發(fā)射接收電路；圖4為圖2中對(duì)射式傳感器的發(fā)射器電路；圖5為與圖4對(duì)應(yīng)的接收器的檢波放大電路；圖6為與圖5對(duì)應(yīng)的接收器的輸出控制電路；圖7為與圖5對(duì)應(yīng)的另一種接收器的輸出控制電路。
圖中1、主機(jī)，2、鍵盤，3、紅外線傳感器，4、光電隔離電路，5、控制邏輯集成電路，6、單片機(jī)，7、光電隔離電路，8、顯示屏，9、反射式傳感器，10、發(fā)射器，11、接收器，12、接收器，13、發(fā)射器，14、發(fā)射電路。
具體實(shí)施方式
依照靈敏素質(zhì)測(cè)試的招考規(guī)定，本實(shí)用新型從要求的測(cè)試點(diǎn)采集信號(hào)、分析處理，并協(xié)助裁判監(jiān)控測(cè)試過程(避免犯規(guī))，最后將成績輸出。其測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)包括起跑點(diǎn)信號(hào)、中間測(cè)試點(diǎn)及終點(diǎn)的到位信號(hào)及其到位的順序信號(hào)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例介紹本實(shí)用新型。
參見圖1。一臺(tái)外接電源的主機(jī)1內(nèi)，帶有單片機(jī)6、及與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路5及輸入輸出電路，其中輸入、輸出電路均為光電隔離電路，單片機(jī)采用AT89C52?？刂七壿嫾呻娐窞镋PM7064S型，其中包含監(jiān)控模塊、計(jì)時(shí)模塊。
紅外線傳感器3、發(fā)令鍵盤2和顯示屏8與主機(jī)1連接。主機(jī)1通過光電隔離電路4接收紅外線傳感信號(hào)和鍵盤信號(hào)后，對(duì)傳入信號(hào)及傳入順序的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，控制計(jì)時(shí)模塊，再通過監(jiān)控模塊將控制信號(hào)送到鍵盤2，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)，包括犯規(guī)情況、測(cè)試成績輸出到顯示屏8。發(fā)令鍵盤2上設(shè)置有發(fā)令鍵、取消鍵等按鍵，主機(jī)1或鍵盤2上還可設(shè)置若干狀態(tài)指示燈。輸出電路上也可連接一發(fā)聲電路，模擬起跑槍聲和裁判口令。
圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例在五米三向折回跑項(xiàng)目測(cè)試現(xiàn)場中的布置示意圖。考生的測(cè)試過程為起跑點(diǎn)→②→①→③→①→④→終點(diǎn)，在此過程中，只有考生按順序到達(dá)測(cè)試點(diǎn)、準(zhǔn)確踏上到位標(biāo)志線、最后全力沖刺，系統(tǒng)則正常開表停表，顯示屏8顯示考生的測(cè)試成績，否則作犯規(guī)處理。
本實(shí)用新型的紅外線傳感器3包括反射式傳感器和對(duì)射式傳感器兩種。在測(cè)試場地的起跑區(qū)一側(cè)，設(shè)置反射式傳感器9。各測(cè)試點(diǎn)①、②、③、④的到位線兩端的延長線上安裝有對(duì)射式傳感器，它由分體的發(fā)射器10和接收器11組成；感應(yīng)終點(diǎn)沖刺的遠(yuǎn)距離對(duì)射式傳感器由發(fā)射器13和接收器12組成。
參見圖3。反射式傳感器9中，發(fā)射電路14和接收電路通過穩(wěn)壓集成電路7805、插座J1與主機(jī)相連，接收12V電源，并輸出電平信號(hào)。
其中發(fā)射電路14由BA5104集成電路IC1、晶振455K、電容C1、C2、電阻R1、R2、R3、三極管VT1、穩(wěn)壓二極管D1、紅外發(fā)光二極管組成。晶振455K、電容C1、C2接在IC1的OSC1、OSC2腳上，當(dāng)K1至K8中任何一腳接地，455晶振工作，產(chǎn)生振蕩，IC1的D0腳有振蕩輸出，VT1工作，紅外發(fā)光二極管VD1、VD2向外發(fā)射紅外光波。設(shè)置兩個(gè)串聯(lián)的紅外發(fā)光二極管VD1、VD2，擴(kuò)大紅外線的發(fā)射區(qū)域。
該反射式傳感器的接收電路包括專用紅外線接收塊HQA268、BA5204集成電路IC2及非門電路IC3，若HQA268收到紅外線光波，由VT2放大從IC2的IN腳輸入，經(jīng)處理后，IC2的HP1～HP6、CP1、CP2腳中與發(fā)射對(duì)應(yīng)的一腳輸出高電平，經(jīng)非門電路IC3放大，通過插座J1接主機(jī)1的光電隔離電路4。
該反射式傳感器9能感應(yīng)起跑區(qū)域?qū)挾?5cm、遠(yuǎn)度70cm、高度3cm范圍內(nèi)的紅外線。當(dāng)考生站到起跑位置上，紅外光被后腳擋住后反射回去，此時(shí)紅外接收探頭HQA268收到紅外線光波，接收電路將高電平信號(hào)從插座J1輸入到主機(jī)1，則確認(rèn)運(yùn)動(dòng)員(考生)起跑已到位，到位狀態(tài)指示燈亮，即可發(fā)令。裁判按下發(fā)令鍵，主機(jī)發(fā)出模擬槍聲，考生后腳離地，主機(jī)從插座J1收到的電平發(fā)生變化，立即啟動(dòng)計(jì)時(shí)模塊開表計(jì)時(shí)。
圖2中每一組分體的發(fā)射器10和接收器11組成一個(gè)對(duì)射式傳感器。
參見圖4。發(fā)射器10由集成電路BA5104和455K晶振、紅外發(fā)光二極管等組成，通過穩(wěn)壓集成電路7805、插座J2與主機(jī)1相連，接收12V電源。該部分與上述設(shè)置在起跑區(qū)的反射式傳感器的紅外線發(fā)射電路14相同。
對(duì)射式傳感器的接收器11中，包括檢波放大電路和輸出控制電路。
其中檢波放大電路參見圖5。該電路中，紅外接收探頭HQA268連接三極管VT61、VT62、電阻R62、R63，將收到紅外線信號(hào)放大，通過二極管VD61、VD62、電容C62進(jìn)行檢波，VT63、VT64、R64、R65、R66再放大，從VT64的C極輸出，通過插座J60輸出電平信號(hào)。另外，VT64的C極還通過串聯(lián)的電阻R67、R68、穩(wěn)壓管D62，連接VT65、發(fā)光二極光管VD63，組成感應(yīng)指示電路，以顯示紅外線對(duì)射的感應(yīng)狀態(tài)。
在同一個(gè)對(duì)射式傳感器的接收器11中，可以設(shè)置3～5組檢波放大電路，輸出電平信號(hào)的插座則為J60～J64。
參見圖6，輸出控制電路的主插座J3與主機(jī)1連接，取12V電源，經(jīng)由C63、C64及穩(wěn)壓集成電路7805輸出5V電壓，供電。并聯(lián)的插座J65～J69與上述五組檢波放大電路的插座J60～J64連接，供電并接收電平信號(hào)。門電路U61～U64與插座J65～J69連接，接收電平信號(hào)并進(jìn)行邏輯處理，再由U65、U66放大，從插座J3輸出至主機(jī)。插座J65、J66分別接U61的兩輸入腳，J67、J68分別接U62的兩輸入腳，U61、U62的輸出腳分別接U63的兩輸入腳，U63、J69的輸出腳分別接U64的兩輸入腳。U64的輸出腳一路接74S04非門電路U67、電阻R60、發(fā)光二極光管VD64組成的到位指示電路，另一路經(jīng)74S04非門電路U65、U66放大，電平信號(hào)通過主插座J31輸出。
其中U61～U64采用與門電路74S08，利用與門的邏輯關(guān)系，當(dāng)任何一腳輸入為0時(shí)，則輸出為0。五組檢波放大電路中的紅外接收探頭HQA268從上至下排列，全部感應(yīng)紅外光對(duì)準(zhǔn)時(shí)，U64輸出為高電平1。當(dāng)考生跑到位準(zhǔn)確踏線時(shí)，五個(gè)紅外接收探頭感應(yīng)的紅外光線中任意一條或多條被切斷，U64的輸出即變?yōu)榈碗娖?。
如圖2中的測(cè)試點(diǎn)①、②、③、④的到位線上分別設(shè)置了上述的對(duì)射式傳感器，用于對(duì)途中各測(cè)試點(diǎn)到位的監(jiān)控，其控制高度為32cm，寬度250cm～450cm，檢測(cè)精度誤差小于1毫米。這四個(gè)對(duì)射式傳感器通過各自的主插座J31～J34分別連接主機(jī)，輸入考生在測(cè)試過程中的到位情況由主機(jī)來判斷到位順序分析測(cè)試狀況。
為了保證終點(diǎn)沖刺時(shí)系統(tǒng)能準(zhǔn)確停表，避免考生未到終點(diǎn)、手去擋光造成停表，終點(diǎn)沖刺位置則設(shè)置一對(duì)遠(yuǎn)距離的對(duì)射式傳感器，由發(fā)射器13和接收器12組成。
發(fā)射器13的電路與發(fā)射器10的電路相同，如圖4。
接收器12的電路采用三組圖5所示檢波放大電路和圖7所示的輸出控制電路組成，以滿足至少有兩個(gè)紅外接收探頭HQA268感應(yīng)的紅外光線被切斷時(shí)，該接收器才輸出使主機(jī)控制停表的電平信號(hào)。
參見圖7，有三個(gè)連接檢波放大電路的插座J71～J73，其輸出的電平信號(hào)經(jīng)過門電路邏輯處理后，從主插座J7輸出。所述門電路由6個(gè)非門電路U71～U76、3個(gè)與非門電路U77～U79、兩個(gè)與門電路U80、U81電路組成。其中J71的信號(hào)由U71、U72倒相，J72的信號(hào)由U73、U74倒相，J73的信號(hào)由U75、U76倒相，U71～U76的輸出腳按U72-U73、U74-U75、U71-U76組合，再作為與非門電路U77～U79的輸入腳，分別經(jīng)U77、U78、U79的輸出腳輸出，U77～U79的輸出腳再作為與門電路U80、U81的輸入腳。
當(dāng)考生的身體沖過終點(diǎn)時(shí)，三組檢波放大電路中至少有兩個(gè)紅外接收探頭HQA268中所感應(yīng)的紅外光線被切斷，插座J71～J73輸出的電平信號(hào)為000或001，由上述6個(gè)非門U71～U76倒相后為111111或111100，在U77～U79的輸出011或000，與門電路U80、U81的最終輸出為低電平0，主插座J7向主機(jī)輸出的電平由高變低，此時(shí)單片機(jī)立即發(fā)出停表指令，控制停表。否則，只有一個(gè)紅外接收探頭HQA268中所感應(yīng)的紅外光線被切斷，與門電路U80、U81的最終輸出仍為高電平1，主插座J7向主機(jī)輸出的電平不發(fā)生變化。
本實(shí)用新型中的主機(jī)還可通過RS232接口與一臺(tái)電腦連接，將考生的信息傳輸?shù)皆撋衔粰C(jī)上，通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理軟件將考生的成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、排序、打印等處理，得到更為實(shí)用的測(cè)試數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型已經(jīng)試制成功，使用效果顯著。
權(quán)利要求1.靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征在于有一臺(tái)帶單片機(jī)(6)的主機(jī)(1)及與之電連接的紅外線傳感器(3)、發(fā)令鍵盤(2)和顯示屏(8)，主機(jī)內(nèi)有控制邏輯集成電路(5)和輸入輸出電路；所述輸入電路接收紅外線傳感信號(hào)和鍵盤信號(hào)，所述控制邏輯集成電路(5)與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制交換，它包括監(jiān)控模塊、計(jì)時(shí)模塊；主機(jī)(1)內(nèi)的輸出電路連接顯示屏(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征為所述單片機(jī)(6)為AT89C52，控制邏輯集成電路(5)為EPM7064S，所述輸入電路和輸出電路為光電隔離電路(4)；所述輸出電路還連接有發(fā)聲控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征為所述紅外線傳感器(3)包括反射式傳感器(9)和對(duì)射式傳感器，其中反射式傳感器(9)設(shè)置在測(cè)試場地的起跑區(qū)一側(cè)，對(duì)射式傳感器為分體的發(fā)射器(10)和接收器(11)，每一組對(duì)射式傳感器設(shè)置在各測(cè)試點(diǎn)及終點(diǎn)的到位線兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征為紅外線傳感器(3)的發(fā)射電路部分由BA5104集成電路、晶振455K、電容、電阻、三極管、穩(wěn)壓二極管、紅外發(fā)光二極管組成；紅外線傳感器(3)的接收電路部分包括含專用紅外線接收探頭HQA268的檢波放大電路和包含門電路的輸出控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征為所述紅外線傳感器(3)的接收電路中，設(shè)有由穩(wěn)壓管、三極管、發(fā)光二極光管組成的感應(yīng)指示電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，其特征為所述對(duì)射式傳感器的接收器(11)設(shè)置有檢波放大電路和控制輸出電路，其中檢波放大電路設(shè)有3～5組，通過插座連接到控制輸出電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種靈敏素質(zhì)自動(dòng)測(cè)試儀，它包括一臺(tái)帶單片機(jī)的主機(jī)及與之電連接的紅外線傳感器、發(fā)令鍵盤和顯示屏。主機(jī)內(nèi)安裝有與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路，該控制邏輯集成電路包括監(jiān)控模塊、計(jì)時(shí)模塊，主機(jī)內(nèi)有輸入電路接收紅外線傳感信號(hào)和鍵盤信號(hào)，有輸出電路將測(cè)試數(shù)據(jù)輸出到顯示屏。采用本實(shí)用新型對(duì)考生進(jìn)行測(cè)試，只需裁判一人操作，即可取代原有的發(fā)令員、計(jì)時(shí)員、司線員的全部職能，不僅工作效率大大提高，測(cè)試快捷，而且計(jì)時(shí)客觀準(zhǔn)確，杜絕了人為差錯(cuò)，有較大的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G06F17/00GK2768670SQ200520050390
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者蔡言詩 申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué)