專利名稱：主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)中的田徑競(jìng)賽中的、使賽跑運(yùn)動(dòng)員了解即將到來(lái)的規(guī)定的 起跑時(shí)間的裝置，屬于賽跑時(shí)應(yīng)用的記時(shí)信號(hào)系統(tǒng)的領(lǐng)域，可使運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)掌握規(guī)定的起跑 時(shí)間而準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)入競(jìng)技狀態(tài)。因此，有助于比賽成績(jī)的提高，也會(huì)使競(jìng)賽更趨向于公平。
背景技術(shù)：
在田徑運(yùn)動(dòng)中， 一些以響聲為信號(hào)使運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入競(jìng)技狀態(tài)的項(xiàng)目，例如賽跑、滑冰、自 行車、游泳、跨欄賽跑等，其起跑信號(hào)器材為
1、 發(fā)令槍 這是普通比賽時(shí)廣泛使用的。其缺點(diǎn)是由于聲音在空氣中的傳播需要時(shí) 間，所以槍聲響后，依次距槍聲遠(yuǎn)較遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)員將會(huì)依次延遲聽到槍聲。以8條跑道、氣溫 在攝氏20C。時(shí)為例最遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)員將會(huì)延遲大約0.03秒聽到槍聲。這對(duì)于上述那些是以 0.001秒來(lái)決定成績(jī)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這樣的起跑器材產(chǎn)生的效果對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)顯然是不公平的。
2、 發(fā)令槍及其音響系統(tǒng) 這是目前在重大比賽中普遍使用的。這套器材是在每一位運(yùn)
動(dòng)員身后設(shè)置一個(gè)喇叭，有導(dǎo)線和發(fā)令槍相連。發(fā)令槍的響聲以電信號(hào)的方式傳遞到喇叭(電
信號(hào)傳播的速度為300,000kra/s，故跑道近端和遠(yuǎn)端的差異可忽略不計(jì))，所有的喇叭和與其 相對(duì)的運(yùn)動(dòng)員的距離均是相等的，所以每一位運(yùn)動(dòng)員都可以在同一時(shí)間聽到槍聲，達(dá)到了公 平的目的；
3、 另外，目前使用的電子起跑器是和發(fā)令槍、終點(diǎn)的記時(shí)器相連的，它的作用僅僅是監(jiān) 測(cè)運(yùn)動(dòng)員的起跑時(shí)間和發(fā)令槍響的時(shí)間的間隔差異，如果這個(gè)差異超過了規(guī)定的時(shí)間，則被 視為搶跑，屬于犯規(guī)行為。在體育運(yùn)動(dòng)史上，自創(chuàng)建了這些項(xiàng)目開始，直至目前，都是使用上述"1"或者"2"、 "3" 的方式使競(jìng)賽開始的。但是，上述方法都有一些無(wú)法避免的缺陷和不足
1、 從宏觀技術(shù)層面分析
1) 運(yùn)動(dòng)員從聽到發(fā)令槍響到作出身體開始移動(dòng)的動(dòng)作，至少需要0.1秒的時(shí)間，這個(gè)過 程稱為"反應(yīng)時(shí)間"。但是各位運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)間是有所差異的。所以，若以目前使用的以 O.OOl秒的精度來(lái)計(jì)算成績(jī)的話，那么由于運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)間的差異，而成為導(dǎo)致最終成績(jī) 差異的重要因素。因此，如果"運(yùn)動(dòng)時(shí)間"不變，那么，這個(gè)最終成績(jī)是不能精確地反映運(yùn) 動(dòng)員的真實(shí)成績(jī)的。(目前我們所說(shuō)的成績(jī)，反映的是"總體響應(yīng)時(shí)間"，即"反應(yīng)時(shí)間"與
"運(yùn)動(dòng)時(shí)間"之和)；
2) 運(yùn)動(dòng)員處于被動(dòng)狀態(tài)，只能憑借經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)何時(shí)發(fā)令槍會(huì)響，由于求勝心切往往會(huì)搶跑， 造成犯規(guī)；
3) 由于犯規(guī)若干次即取消比賽資格，搶跑過的或者某些謹(jǐn)慎的運(yùn)動(dòng)員可能會(huì)滯后起跑， 即增加了 "反應(yīng)時(shí)間"，這將嚴(yán)重地影響他們的真實(shí)成績(jī)；
4) 電子起跑器無(wú)助于運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)掌握起跑時(shí)間；
5) 槍聲不時(shí)地給運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上制造了一些噪音。
2、 從記時(shí)系統(tǒng)的具體技術(shù)分析
1) 在跑道的終點(diǎn)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)——使用切縫攝像機(jī)可以記錄運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí) 間，其精度可達(dá)到0. 001秒；
2) 在跑道的起點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員只要是在槍聲響后O. l秒之內(nèi)起跑的，就被視為搶跑，屬于犯 規(guī),而在0.1秒之后起跑的則是守規(guī)的。
3) 從以上分析我們可以看到終點(diǎn)和起點(diǎn)的計(jì)時(shí)精度竟然相差10O倍！3、從人道主義和精神層面分析
1) 自從有上述競(jìng)賽項(xiàng)目開始，人們就忽視了或者說(shuō)漠視了運(yùn)動(dòng)員的人格和尊嚴(yán)，因?yàn)樵?運(yùn)動(dòng)員起跑的那一刻和將他人處以極刑在某種程度上有著相似之處二者都是在極度的緊張 中等待槍聲響起；
2) 我們經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的情況由于出現(xiàn)搶跑而需要第二次(甚至更多次)重新開始
起跑才能成功。這不但耽誤了時(shí)間、影響了觀賞性，而且"一鼓作氣，再而衰，三而竭"，多 次起跑疲憊了運(yùn)動(dòng)員的銳氣，進(jìn)而會(huì)影響他們的成績(jī)。
在人類社會(huì)向著理性和文明發(fā)展的進(jìn)程中，在強(qiáng)調(diào)人體工程學(xué)和人性化產(chǎn)品的時(shí)代，在 提高百分之一秒、甚至千分之一秒即可改寫體育竟賽成績(jī)的歷史記錄中，上述的起跑信號(hào)器 材顯然是不合時(shí)宜的。
在中國(guó)發(fā)明網(wǎng)上輸入"體育器械起跑信號(hào)器材"進(jìn)行搜索，結(jié)果本分類尚無(wú)任何記 錄；在中國(guó)專利網(wǎng)上輸入同樣的關(guān)鍵詞，結(jié)果空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種可使運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)參與的起跑信號(hào)裝置。本發(fā)明的使用可以 使運(yùn)動(dòng)員能夠趨向于更精準(zhǔn)的在發(fā)令員發(fā)出的規(guī)定時(shí)間起跑，因而能夠縮短"反應(yīng)時(shí)間"、更 精準(zhǔn)地計(jì)量最終成績(jī)。同時(shí)運(yùn)動(dòng)員的尊嚴(yán)得到了尊重，并可減少運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的噪音。
在這里，本發(fā)明同時(shí)提出一個(gè)新概念運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)性參與管理。其意義在于將運(yùn)動(dòng)員 從自有體育競(jìng)賽以來(lái)就一直處于被管理、被監(jiān)控的被動(dòng)性的狀態(tài)中解脫出來(lái)，可以自覺地去 執(zhí)行、自覺地去遵守，使心理上和生理上都能夠在進(jìn)入競(jìng)賽前的一剎那有充分的準(zhǔn)備，使取 得更優(yōu)異的成績(jī)具備了條件。
本發(fā)明適用于需要精確記錄成績(jī)的比賽項(xiàng)目，例如賽跑、滑冰、自行車、游泳、跨欄賽 跑，等等。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是
1、 在跑道的起跑線附近、運(yùn)動(dòng)員就位時(shí)的視線范圍內(nèi)，設(shè)有一個(gè)倒記時(shí)裝置；
2、 本倒記時(shí)裝置可以是液晶屏顯示式的，也可以是用其它記時(shí)方式顯示的；
3、 基于人的生理能力，本倒記時(shí)裝置的精確度可以是百分之一秒；
4、 在通常發(fā)令員所在的位置附近有一個(gè)控制臺(tái)，控制臺(tái)的面板上有倒記時(shí)數(shù)字顯示屏和 設(shè)置鍵、啟動(dòng)鍵、數(shù)字鍵、歸零鍵、關(guān)閉鍵等功能鍵；
5、 控制臺(tái)和位于跑道的各分道的起跑線前端的倒記時(shí)顯示屏相連，使控制面板上設(shè)置的 時(shí)間與跑道上的顯示屏相同，并且同步運(yùn)行；
6、 發(fā)令員在設(shè)置好時(shí)間后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候啟動(dòng)倒記時(shí)表，時(shí)間在趨向于歸零，運(yùn)動(dòng)員做 出相應(yīng)的準(zhǔn)備，在時(shí)間歸零時(shí)，運(yùn)動(dòng)員起跑。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，(因未能檢索到和本發(fā)明的同類裝置，只能和現(xiàn)使用的器材相比較)，本 發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 創(chuàng)意新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施；
2、 與現(xiàn)有技術(shù)的具體比較(以100ra短跑為例) 1)以槍聲為信號(hào)運(yùn)動(dòng)過程
① 運(yùn)動(dòng)員接受剌激信息(聽到槍聲)——大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)出指令——肌肉開始活 動(dòng)(此為第一階段，即"運(yùn)動(dòng)前反應(yīng)時(shí)間")——肌肉和韌帶等組織開始收縮——身體開始 移動(dòng)(此為第二階段，即"運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間")此二者之和稱為"反應(yīng)時(shí)間"，是屬于準(zhǔn)備階 段。"反應(yīng)時(shí)間"一般是0. 1秒左右。
② 身體開始移動(dòng)——身體移動(dòng)完成(到達(dá)終點(diǎn)線)，此階段稱為"運(yùn)動(dòng)時(shí)間"，這才是真正的競(jìng)賽階段。
但是，我們目前所稱的成績(jī)，是指上述"反應(yīng)時(shí)間"與"運(yùn)動(dòng)時(shí)間"之和，即"響應(yīng)時(shí)間"。
2)使用本發(fā)明為信號(hào)運(yùn)動(dòng)過程
① 在倒記時(shí)的時(shí)間即將歸零的時(shí)間中，運(yùn)動(dòng)員即可完成"反應(yīng)時(shí)間"的準(zhǔn)備階，也就是 說(shuō)可以省略"反應(yīng)時(shí)間"；
② 由于在時(shí)[司"，零"前Jt動(dòng)員已完成了j反應(yīng)的準(zhǔn)j，而起跑信號(hào)令是以時(shí)間為"零"
為準(zhǔn)并且是以此開始記時(shí)的，因此，運(yùn)動(dòng)員只有"身體開始移動(dòng)-身體移動(dòng)完成"這個(gè)過
程，即只有并且只記錄"運(yùn)動(dòng)時(shí)間"。
根據(jù)以上分析，從理論上講，使用本發(fā)明可以使100m短跑的成績(jī)提高大約0.1秒，這 將會(huì)改寫該項(xiàng)目的歷史。
3、 能夠在趨向更精確的同一時(shí)間起跑，對(duì)于成績(jī)的計(jì)量來(lái)說(shuō)可以更精確；對(duì)于運(yùn)動(dòng)員 來(lái)說(shuō)更加公平；
4、 運(yùn)動(dòng)員由被動(dòng)的聽到發(fā)令槍聲而起跑變?yōu)橹鲃?dòng)掌握倒記時(shí)歸零而起跑，可以減少搶 跑犯規(guī)的情況；
5、 一次性起跑成功可以使運(yùn)動(dòng)員"一鼓作氣"，增加其銳氣，更易創(chuàng)造新成績(jī)；
6、 本發(fā)明是符合人體工程學(xué)、人體力學(xué)和人類行為學(xué)的人性化的設(shè)計(jì)，可以使運(yùn)動(dòng)員 的人格和尊嚴(yán)都得到應(yīng)有的尊重；
7、 不再有槍聲，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上噪音會(huì)更小。


圖1:主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置的控制臺(tái)面板，其功能
1) 倒記時(shí)數(shù)字顯示屏；
2) 設(shè)置按鈕
3) 啟動(dòng)按鈕
4) 數(shù)字1-0按鈕
5) 歸零按鈕
6) 關(guān)閉按鈕
7) 控制面板
圖2:位于跑道上的倒記時(shí)顯示屏(限于圖幅和清晰度，本圖僅顯示兩條跑道，其他 六條均和此相同，略)
1) 跑道邊線
2) 倒記時(shí)顯示器
3) 起跑線
4) 分道線
具體實(shí)施例方式
1、 本發(fā)明的控制臺(tái)設(shè)置于跑道的內(nèi)側(cè)，應(yīng)當(dāng)是目前發(fā)令員所在的位置；
2、 位于每一條跑道的起跑線附近均敷設(shè)有倒記時(shí)顯示器；
3、 跑道上的倒記時(shí)顯示器有敷設(shè)的導(dǎo)線和控制臺(tái)相連，并受控于控制臺(tái)；
4、 經(jīng)檢測(cè)、調(diào)試，使所有的倒記時(shí)顯示屏能夠清晰顯示并且同步顯示、同步運(yùn)行即可 得到本發(fā)明。本發(fā)明和位于運(yùn)動(dòng)員身后的電子起跑器、終點(diǎn)的切縫攝象機(jī)聯(lián)成一體，構(gòu)成一套完整的 賽跑記時(shí)系統(tǒng)，以精確地錄運(yùn)動(dòng)員的響應(yīng)時(shí)間，即從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)所用的時(shí)間。具體操作 如下
1、 比賽前的準(zhǔn)備發(fā)令員在控制面板上設(shè)置倒記時(shí)時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員在各自的跑道上準(zhǔn)備;
2、 即將進(jìn)入比賽發(fā)令員發(fā)出"各就各位"的口令，同時(shí)啟動(dòng)倒記時(shí)，運(yùn)動(dòng)員各自半 蹲在自己的位置上，這時(shí)運(yùn)動(dòng)員可以看到倒記時(shí)顯示屏的數(shù)字在趨向歸零；
3、 進(jìn)入比賽在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，發(fā)令員發(fā)出"預(yù)備"的口令，運(yùn)動(dòng)員伸展肢體，抬起臀 部。這時(shí)運(yùn)動(dòng)員看到還有數(shù)秒倒記時(shí)即刻歸零，在心理上和生理上都會(huì)做出更積極的反應(yīng)。 在瞬間倒記時(shí)歸零，運(yùn)動(dòng)員立刻進(jìn)入競(jìng)賽。
如果考慮到習(xí)慣，本發(fā)明也可以和目前使用的發(fā)令槍相連，以保留發(fā)令時(shí)的槍聲、煙 霧和動(dòng)作形象。但是，上述各項(xiàng)功能的效果必須保持同步。
權(quán)利要求
1、一種主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，是以利用人的視覺和現(xiàn)有的倒記時(shí)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)的方式體現(xiàn)的。其特征是在倒記時(shí)歸“0”時(shí)的那一瞬間為起跑令，即在發(fā)令員設(shè)置好時(shí)間后，能夠讓運(yùn)動(dòng)員在主動(dòng)看見倒記時(shí)顯示屏的時(shí)間在趨向歸零的過程中，及早做好心理上和生理上的準(zhǔn)備，以確切掌握倒記時(shí)在到達(dá)“0”時(shí)即刻起跑的最佳時(shí)機(jī)，而不是在聽到槍聲后才做出反應(yīng)。因此可以使運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)動(dòng)作更精確地接近發(fā)令員發(fā)出的規(guī)定時(shí)間，從而使時(shí)間的計(jì)量更精細(xì)、準(zhǔn)確。
2、 按權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是能夠使運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)掌握時(shí)間的， 是一種位于起跑線附近的，運(yùn)動(dòng)員在就位時(shí)能夠展現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)員視線內(nèi)的記時(shí)器材。
3、 按權(quán)利要求2所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是在運(yùn)動(dòng)員就位時(shí)的視線內(nèi)的記 時(shí)器材，可以是在每一條跑道都設(shè)置的、僅供此道上的運(yùn)動(dòng)員單獨(dú)使用的記時(shí)器材，也可以 是設(shè)置在整體跑道的起跑線前上方的大屏幕式的、供所以運(yùn)動(dòng)員使用的記時(shí)器材。
4、 按權(quán)利要求3所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是記時(shí)顯示屏可以是液晶式的， 也可以是電子式的，還可以是以其他方式顯示時(shí)間的記時(shí)器材。
5、 按權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是記時(shí)顯示屏上時(shí)間的顯示方式 可以是倒記時(shí)的，也可以是常規(guī)記時(shí)的。
6、 按權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是記時(shí)器顯示屏顯示的時(shí)間的精 確度可以是0.001秒。
7、 按權(quán)利要求6所述的主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，其特征是記時(shí)器顯示屏顯示的時(shí)間的精 度的級(jí)別可以用不同的顏色區(qū)別，即時(shí)間越趨向于"0"顏色也越趨向于暖色，以用于警 示起跑令"0"的到來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明是一種主動(dòng)式起跑信號(hào)裝置，屬于體育領(lǐng)域中賽跑記時(shí)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。本發(fā)明引入視覺功能，可以提高計(jì)量運(yùn)動(dòng)員在起跑時(shí)的“反應(yīng)時(shí)間”的精度，其主要技術(shù)方案是在發(fā)令員位置上的控制臺(tái)與敷設(shè)在起跑線附近的倒記時(shí)裝置相連，并以時(shí)間歸“0”為起跑信號(hào)。運(yùn)動(dòng)員就位時(shí)可看到時(shí)間在逐漸歸零而作好心理上和生理上的準(zhǔn)備，一改被動(dòng)等待槍聲的緊張狀態(tài)。因此，運(yùn)動(dòng)員的“反應(yīng)時(shí)間”會(huì)更接近發(fā)令員發(fā)出的規(guī)定時(shí)間。這將直接產(chǎn)生以下結(jié)果1.縮短“反應(yīng)時(shí)間”，有助于成績(jī)的提高；2.各位運(yùn)動(dòng)員更接近同時(shí)起跑，所以更公平；3.可提高一次起跑成功的概率。本發(fā)明適用于所有需要以起跑開始記錄成績(jī)的項(xiàng)目，如賽跑、滑冰、自行車、游泳、跨欄賽跑。
文檔編號(hào)G07C1/24GK101314075SQ20081000065
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者剛 王 申請(qǐng)人:剛 王