专利名称：多功能起跳板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种体育器材，特别涉及一种跳远运动中平时 训练或竞赛使用的多功能起跳板。
背景技术：
跳远是最为古老的运动项目之一,也一直是人类的基本生存技 能之一。随着世界体育运动的飞速发展、竞技水平的不断提高，对运 动员的技术水平提出了新的更高的要求。在跳远运动中，起跳是最为 关键的一环，运动员在此阶段技术掌握的好坏，是其运动技能高低的 重要标志之一，也是能否取得优秀成绩的重要决定因素之一。规范的 动作是取得优秀成绩的基础，但是现在国内外对运动员动作质量的分 析还只能停留在动作实现是否到位的定性分析上，无法实现对起跳过 程的定量分析。 发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种 多功能起跳板，能够实现对跳远运动员起跳过程中踩踏起跳板的竖直 力的测量，对起跳过程进行定量分析，并对起跳过程中的越界行为提
出报警。
本实用新型的技术方案是这样实现的多功能起跳板，包括一基 座l，基座1上配置一跳板面板4，跳板面板4的正前方的基座1两
侧分别配置有激光发射管5和激光接收管6，起跳板面板4与基座1所形成的空腔内配置有与起跳板面板4相接触的弹性圆环2，圆环2
外壁中间位置配置有金属应变片3，两金属应变片3与2个电阻R构 成惠斯通电桥7。
多功能起跳板测力信号调理电路包括一惠斯通电桥7，惠斯通电 桥7的信号输出端与一放大运算电路8的信号输入端相连，放大运算 电路8的信号输出端与一峰值保持器9的信号输入端相连，峰值保持 器9的信号输出端与数字显示模块10的信号输入端相连。
起跳板的越界报警电路包括由激光发射管5和激光接收管6组成 的激光发射接收电路ll，激光发射接收电路11的信号输出端与一 V/I 转换电路12的信号输入端相连，V/I转换电路12的信号输出端与一 电压比较电路13的信号输入端相连，电压比较电路13的信号输出端 与一声音报警电路14的信号输入端相连。
本实用新型由于配置了多功能起跳板测力信号调理电路，所以 能够实现对跳远运动员起跳过程中踩踏起跳板的竖直力的测量，对起 跳过程进行定量分析；由于配置了起跳板的越界报警电路，所以能够 对起跳过程中的越界行为提出报警。

图1是本实用新型多功能起跳板的结构示意图。
图2是本实用新型多功能起跳板弹性圆环的受力示意图，其中，
图2 (a)为未受力时弹性圆环保持原来形状的示意图；图(b)为受
力后弹性圆环的变形图。
图3是本实用新型多功能起跳板的惠斯通电桥图。图4是本实用新型多功能起跳板测力系统框图，由惠斯通电桥7，
放大运算电路8，峰值保持器9以及数字显示模块10组成。 图5是本实用新型多功能起跳板测力信号调理电路图。 图6是本实用新型多功能起跳板越界报警系统框图。 图7是本实用新型多功能起跳板越界报警信号调理电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细说明。
参照图1，本实用新型包括一基座1，基座1上配置一跳板面板 4，跳板面板4的正前方的基座1两侧分别配置有激光发射管5和激 光接收管6，起跳板面板4与基座1所形成的空腔内配置有与起跳板 面板4相接触的弹性圆环2，圆环2外壁中间位置配置有金属应变片 3，两金属应变片3与2个电阻R构成惠斯通电桥7。
运动员起跳时踩踏起跳板面板4，与起跳板面板4相接触的弹性 圆环2受力发生弹性变形，粘贴在圆环2外壁中间位置的金属应变片 3感受到弹性圆环2的变形，通过惠斯通电桥将变形转换成电压信号 输出。当起跳力过大时，面板4与基座1侧壁的台阶接触，无法继续 向下移动，从而避免弹性圆环2在过大外力下发生过量变形而失效。 在起跳板前端紧贴起跳线的两侧布置有一组激光管，分别为激光发射 管5和激光接收管6。工作时，激光管发出的光信号是持续连通的， 当运动员越界踩踏起跳线时，将阻挡激光信号，此时便发出越界报警。
图2为弹性圆环2的受力变形示意图。如图2(a)所示，未受力时， 圆环成圆形；运动员起跳时作用在面板上的力F传递到弹性圆环2上，弹性圆环2发生弹性变形，成椭球形。此时，在弹性圆环2横向 轴心线的两外表面处具有最大的应力变形，在此处的金属应变片3感
应其变形。
图3为惠斯通电桥7的电阻布置图。2个电阻R为标准电阻，Rxl 和Rx2为贴在弹性圆环2外表面上的两片金属应变片3。当金属应变 片3感受到弹性圆环2的变形，其电阻发生变化，即Rxl和Rx2阻 值发生变化，而两个标准电阻R的阻值不发生变化，此时惠斯通电 桥7便有一个电压信号V输出。
参照图4、图5，多功能起跳板测力信号调理电路包括一惠斯通 电桥7，惠斯通电桥7的信号输出端与一放大运算电路8的信号输入 端相连，放大运算电路8的信号输出端与一峰值保持器9的信号输入 端相连，峰值保持器9的信号输出端与数字显示模块10的信号输入 端相连。电压信号V由惠斯通电桥7输出后，由于比较微弱，必须 将其送入运算放大电路8进行放大处理。由于运动员踩踏起跳板所得 到的力是一个瞬时力，因而经过运算放大电路8处理后的信号是一个 瞬时信号，信号经过峰值保持器9处理后，将瞬时信号转化为一个常 值信号，输入到数字显示模块10中，通过LED将运动员的起跳力值 显示出来。
图5是其中的一个实施实例，由惠斯通电桥7输出的电压信号， 经过由仪表放大器AD620组成的运算放大电路8后，通过峰值保持 器9后，由包括了 A/D转换模块在内的三位半LED显示芯片ICL7106 组成的数字显示模块IO，将运动员的起跳力显示出来。参照图6、图7，起跳板的越界报警电路包括由激光发射管5和
激光接收管6组成的激光发射接收电路11，激光发射接收电路11的 信号输出端与一 V/I转换电路12的信号输入端相连，V/I转换电路 12的信号输出端与一电压比较电路13的信号输入端相连，电压比较 电路B的信号输出端与一声音报警电路14的信号输入端相连。通过 激光接收管电路11产生的信号是电流信号，经过V/I转换电路12后 转换成电压信号输出。为了消除自然光对激光的影响，使经过V/I转 换电路12后转换成的电压信号经过电压比较电路13，当由V/I转换 电路12输出的电压高于设定的电压值时，此时激光管为连通状态； 当由V/I转换电路12输出的电压低于设定的电压值时，此时激光管 为断开状态。当激光管为断开状态时，通过后续的声音报警电路14 发出越界报警。
参见图7，激光发射接收电路11中的激光发射管6发射的激光 由激光接收管6接收，产生的电流经过V/I转换电路12后成电压信 号，经过电压比较电路13。当激光管连通时，电压比较电路13产生 低电平，此时不报警；当激光管断开时，电压比较电路13产生高电 平，触使声音报警电路14中的可控硅Q导通，此时继电器J导通， 常开开关J1与J2闭合，蜂鸣器发出声音报警，时间继电器JS开始 工作。延时一定时间后，如5秒，时间继电器JS断开，常闭开关JS1 和JS2断开，可控硅不导通，继电器J断开，报警停止，电路复原。
权利要求1、多功能起跳板，包括一基座(1)，基座(1)上配置一跳板面板(4)，其特征在于，跳板面板(4)的正前方的基座(1)两侧分别配置有激光发射管(5)和激光接收管(6)，起跳板面板(4)与基座(1)所形成的空腔内配置有与起跳板面板(4)相接触的弹性圆环(2)，圆环(2)外壁中间位置配置有金属应变片(3)，两金属应变片(3)与2个电阻(R)构成惠斯通电桥(7)。
2、 根据权利要求1所说的多功能起跳板，其特征在于，惠斯通 电桥(7)的信号输出端与一放大运算电路(8)的信号输入端相连， 放大运算电路(8)的信号输出端与一峰值保持器(9)的信号输入端 相连，峰值保持器(9)的信号输出端与数字显示模块(10)的信号 输入端相连。
3、 根据权利要求1所说的多功能起跳板，其特征在于，所说的 激光发射管(5)和激光接收管(6)组成激光发射接收电路(11)， 激光发射接收电路(11)的信号输出端与一V/I转换电路(12)的信 号输入端相连，V/I转换电路(12)的信号输出端与一电压比较电路(13)的信号输入端相连，电压比较电路(13)的信号输出端与一声 音报警电路(14)的信号输入端相连。
专利摘要多功能起跳板，包括一基座1，基座1上配置一跳板面板4，跳板面板4的正前方的基座1两侧分别配置有激光发射管5和激光接收管6，起跳板面板4与基座1所形成的空腔内配置有与起跳板面板4相接触的弹性圆环2，圆环2外壁中间位置配置有金属应变片3，两金属应变片3与2个电阻R构成惠斯通电桥7，惠斯通电桥7接入测力信号调理电路，激光发射管5和激光接收管6接入越界报警电路，能够实现对跳远运动员起跳过程中踩踏起跳板的竖直力的测量，对起跳过程进行定量分析，并对起跳过程中的越界行为提出报警。
文档编号G01L1/22GK201353393SQ20082022854
公开日2009年12月2日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者唐秀萍, 方续东, 林启敬, 王伟忠, 蒋庄德, 赵玉龙 申请人:西安交通大学