专利名称：一种蹦床同步测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及体育训练测试领域，特别涉及一种蹦床同步测试系统。
背景技术：
蹦床是一项集艺术性、观赏性、竞技性和娱乐性为一体的高品位、高层次的艺术性项目，它与体操、技巧、艺术休操、跳水同属于技巧项目。蹦床以其特有的动作美感和艺术魅力吸引着无数观众，享有“空中芭蕾”的美誉。蹦床在西方已有近70年的发展历史，然而在我国还是一个新兴项目。20世纪90年代中期，特别是悉尼奥运会以后，我国蹦床运动迅猛发展，竞技水平快速提高。2001年在丹麦举行的第15届世界青少年蹦床锦标赛上，我国运动员一举夺得了3枚金牌、4枚银牌和1枚铜牌，震惊了国际蹦床界，充分显示了我国蹦床后备运动员的竞技实力和发展潜力。蹦床项目已成为我国竞技体育新的金牌增长点，是2008年北京奥运会有望冲击金牌的潜优势项目。虽然蹦床在我国有较好的训练基础和发展前景，但由于这项运动在我国开展的时间不长，对蹦床项目的特点、训练规律及方法的认识仍处于摸索实践阶段，理论研究相对馈乏，特别是缺乏科学的检测手段。
在蹦床训练和比赛的项目中，有男子双人同步和女子双人同步项目，它规定两个运动员各自在平行摆放的蹦床上同时完成相同难度的动作。在蹦床同步比赛中，“同步裁判”会根据两名运动员的套路表演的同步性，评定该套路的“同步分”，“同步分”加上“技术分”再加上该套路的“难度分”为运动员一套同步套路的最后得分。同步性是指两个运动员做同一个动作时起跳、触网是否一致，其时间差的大小决定同步性的好坏，若时间差小说明同步性好，其同步得分就高，反之，若时间差大则说明同步性差，其同步得分就低。目前“同步裁判”和教练都是靠眼睛来判断运动员的同步性，给出“同步分”。如何客观、科学地测量运动员的同步性是目前急需解决的问题之一。
经检索查新，现有技术中有专利号为DE102005051960B3的“检测蹦床上人的动作个数的过程及应用”、专利号为US6825777B2的“传感器与时间系统以及关联方法”、专利号为CN2537419Y的“弹跳床的计数装置”、专利号为00225653.3的“蹦床”等。其中专利DE102005051960B3公开了一种蹦床，其上安装4个传感器，与计算机相连接。通过测试蹦床的变形值来记录蹦床上人员的运动，但是该专利不能对蹦床运动员双人同步训练和比赛时的同步性进行测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种蹦床同步测试系统，对蹦床运动员双人同步训练和比赛时的同步性进行测量，提供一种能够同时测量运动员各个动作的触网时间和腾空时间，计算两个运动员触网时刻的时间差及腾空时刻的时间差，并根据国际蹦床比赛评分规则计算出可供教练员和裁判员参考的同步分。
本发明的技术方案是一种蹦床同步测试系统，包括相互电连接的传感器、连接线、处理器和计算机，特别是所述的传感器为感应器，所述感应器由加速度传感器芯片、放大电路和模拟滤波电路组成，具有同样的两只感应器分别置于两张蹦床的边缘紧贴在网的下面。
所述的连接线为两根屏蔽线，是模拟信号连接线和USB连接线模拟信号连接线，分别将两个感应器与信号处理器电连接。
所述的处理器为信号处理器，所述的信号处理器包括相互电连接的A/D转换模块、晶振、微处理器、USB接口模块和电源模块，所述的A/D转换模块采用模/数转换芯片，微处理器是单片机用于信号处理，USB接口模块置于微处理器中，所述的信号处理器置于蹦床下面的地板上且通过电源线与交流220V电连接。
所述计算机是台式计算机或笔记本电脑计算机，有USB接口置于蹦床周围保护垫的外面，所述的计算机通过USB连接线与信号处理器电连接。
感应器实时测量蹦床上网受到的加速度信息，经过信号处理器进行处理，将加速度信息实时输出至计算机，计算机根据加速度的大小判断运动员处于触网的状态或处于腾空的状态。
作为对现有技术的进一步改进，感应器中加速度传感器芯片的量程≥2g；模拟信号连接线中置有四根引线，分别为电源+、电源-、输出信号+、输出信号-；信号处理器中的A/D转换模块模/数转换芯片采用8位或以上；信号处理器中的微处理器单片机的型号是MSC1210；信号处理器中的电源模块包括变压器、整流桥、稳压电路和滤波电路；USB连接线≥2米。
相对于现有技术DE102005051960B3，本发明的有益效果是其一，本发明采用加速度传感器实时测量蹦床上的网受到的加速度，经过信号处理器进行处理，实时输出至计算机，计算机根据加速度的大小来判断运动员处于触网状态，还是腾空状态，计算运动员各个动作的触网时间和腾空时间，与目前教练员使用秒表记录触网时间和腾空时间相比较，本发明记录的数据更加准确、客观。
其二，本发明包含两个感应器、一个信号处理器、一台计算机、三根连接线和一根电源线，两个感应器分别安装在两张蹦床的边缘，信号处理器置于蹦床下面的地板上，计算机置于蹦床周围保护垫的外面，本发明安装简单、方便，不破坏原有的设施，对蹦床的结构和性能不产生影响；其三，本发明中的感应器安装在蹦床边缘，感应器紧贴在网的下面，网的上面是保护垫，运动员在蹦床上是看不见感应器的，对运动员的心理没有影响，对运动员训练或比赛时动作的发挥也没有影响；其四，本发明采用USB连接线将置于蹦床下地板上面的信号处理器的信息传输给置于蹦床周围保护垫外面的计算机，传输速率高，传输距离长，方便教练员使用，满足训练或比赛时蹦床周围保护垫上不放置器械、保护运动员在非正常情况下不受伤害的要求；
其五，本发明能够得到两个运动员触网时刻的时间差以及腾空时刻的时间差，并根据国际蹦床比赛的评分规则计算出可供教练员和裁判员参考的同步分，与目前裁判和教练靠眼睛来判断运动员的同步性相比，本发明为蹦床双人同步训练和比赛提供了客观的测量及评价系统。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的原理框图。
图3为本发明中感应器的原理框图。
图4为本发明中信号处理器的原理框图。
图5为本发明中电源模块的原理框图。
具体实施例方式
图1为本发明的总体结构示意图。两个感应器1分别安装在两张蹦床的边缘，感应器1紧贴在网的下面，信号处理器3置于蹦床下面的地板上，计算机6置于蹦床周围保护垫的外面。信号处理器3通过模拟信号连接线2与两个感应器1电连接，通过电源线4与交流220V电连接，通过USB连接线5与计算机6电连接，USB连接线5≥2米。
图2为本发明的原理框图。由两个感应器1、两根模拟信号连接线2、一个信号处理器3、一根电源线4、一根USB连接线5和一台计算机6共同组成。感应器1实时测量蹦床上网受到的加速度信息，经过信号处理器3进行处理，对并将加速度信息实时输出至计算机6，计算机6根据加速度的大小来判断运动员处于触网的状态，还是处于腾空的状态。
图3为本发明中感应器的原理框图。其由加速度传感器芯片11、放大电路12和模拟滤波电路13共同组成。其中加速度传感器芯片11的量程≥2g。两个感应器1分别安装在两张蹦床的边缘，感应器1紧贴着网，通过两根模拟信号连接线2与信号处理器3电连接。模拟信号连接线2中包含四根引线，分别定义为电源+、电源-、输出信号+和输出信号-。当运动员在蹦床上做动作下落接触到网时，就会产生向下的加速度，同时网面产生向下的形变，此时感应器1就能检测到网受到的加速度信息。
图4为本发明中信号处理器的原理框图。其由A/D转换模块31、晶振32、微处理器33、USB接口模块34和电源模块35共同组成。其中微处理器33是MSC1210型号的单片机，A/D转换模块31可以采用8位以上的多种模/数转换芯片。信号处理器3接收两个感应器1的信息，进行A/D转换和处理，得到两张蹦床的加速度信息，并将此信息通过USB协议实时输出至计算机6。
图5为本发明中电源模块的原理框图。电源模块35由变压器36、整流桥37、稳压电路38和滤波电路39共同组成。电源模块35将220V交流电源转换为5V直流电源，供给感应器1和信号处理器3。
实施例将两个感应器1分别安装在两张蹦床的边缘，感应器1紧贴在网上，将信号处理器3安放在蹦床下面的地板上，计算机6放置在蹦床周围保护垫的外面。用两根模拟信号连接线2分别将两个感应器1与信号处理器3电连接。
然后用USB连接线5将信号处理器3与计算机6电连接，最后将电源线4插在交流220V的电源上，打开计算机6，运行蹦床同步测试系统软件，系统就开始工作。感应器1实时测量蹦床上网受到的加速度，经过信号处理器3进行处理，对并将加速度信息实时输出至计算机6，计算机6根据加速度的大小来判断运动员处于触网状态，还是处于腾空状态。
没有运动员在蹦床上运动时，网是静止的，此时没有加速度，感应器1输出的加速度值为零。然而当运动员在蹦床上做动作下落接触到网时，就会产生向下的加速度，同时网面产生向下的形变，此时感应器1就能检测到网受到的加速度的大小，计算机6即可判断此蹦床上的运动员触网，处于触网状态，记录加速度的数值和接触网面的时间；当运动员离开网面在空中做动作时，网面即刻恢复水平，加速度也降为零，计算机6判断此蹦床上的运动员离开网，处于腾空状态，记录离开网面的时间；运动员不停地触网、腾空、触网、腾空，计算机6根据触网时刻和腾空时刻能够计算出此蹦床上运动员每个动作的触网时间和腾空时间。
当进行双人同步比赛时，两个运动员各自在平行摆放的蹦床上同时完成相同难度的动作，两个感应器1分别实时检测两张蹦床受到的加速度信息，并传送给计算机6，计算机6记录两个运动员各自的触网时刻和腾空时刻，计算各自的触网时间和腾空时间，然后计算两个运动员同一个动作触网时刻的时间差以及腾空时刻的时间差。若时间差小说明同步性好，反之，若时间差大则说明同步性差，并根据国际蹦床比赛的评分规则计算出可供教练员和裁判员参考的同步分。如果同步性好，则其同步分就高，反之，其同步分就低。
权利要求
1.一种蹦床同步测试系统，包括相互电连接的传感器、连接线、处理器和计算机，其特征在于所述的传感器为感应器(1)，所述的感应器(1)由加速度传感器芯片(11)、放大电路(12)和模拟滤波电路(13)组成，具有同样的两只感应器(1)分别置于两张蹦床的边缘紧贴在网的下面；所述的连接线为两根屏蔽线，是模拟信号连接线(2)和USB连接线(5)，分别将两个感应器(1)与信号处理器(3)电连接；所述的处理器为信号处理器(3)，所述的信号处理器(3)包括相互电连接的A/D转换模块(31)、晶振(32)、微处理器(33)、USB接口模块(34)和电源模块(35)，所述的A/D转换模块(31)采用模/数转换芯片，微处理器(33)是单片机用于信号处理，USB接口模块(34)置于微处理器(33)中，所述的信号处理器(3)置于蹦床下面的地板上且通过电源线(4)与交流220V电连接；所述的计算机是有USB接口的台式计算机或笔记本电脑计算机(6)，置于蹦床周围保护垫的外面，所述的计算机(6)通过USB连接线(5)与信号处理器(3)电连接；所述的感应器(1)实时测量蹦床上网受到的加速度信息，经过信号处理器(3)进行处理，将加速度信息实时输出至计算机(6)，所述的计算机(6)根据加速度的大小判断运动员处于触网状态或处于腾空状态。
2.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说感应器(1)中加速度传感器芯片(11)的量程≥2g。
3.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说模拟信号连接线(2)中置有四根引线，分别为电源+、电源-、输出信号+、输出信号-。
4.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说信号处理器(3)中的A/D转换模块(31)采用8位以上的模/数转换芯片。
5.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说信号处理器(3)中微处理器(33)的单片机型号是MSC1210。
6.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说信号处理器(3)中的电源模块(35)包括变压器(36)、整流桥(37)、稳压电路(38)和滤波电路(39)。
7.根据权利要求1所述的一种蹦床同步测试系统，其特征是所说USB连接线(5)≥2米。
全文摘要
本发明涉及一种蹦床同步测试系统，包括感应器、模拟信号连接线、信号处理器、电源线、USB连接线和计算机。两个感应器分别安装在两张蹦床边缘，信号处理器通过两根模拟信号连接线分别与两个感应器电连接，通过USB连接线与计算机电连接。感应器实时测量蹦床上的网受到的加速度，经过信号处理器进行处理，实时输出至计算机，计算机根据加速度的大小来判断蹦床上的运动员处于触网状态，还是腾空状态，记录各自的触网时间和腾空时间，计算两个运动员触网时刻的时间差及腾空时刻的时间差，判断同步性，并根据国际蹦床比赛评分规则计算出可供教练员和裁判员参考的同步分。本发明为蹦床双人同步训练和比赛提供了客观的测量及评价设备。
文档编号A63B71/06GK101017179SQ20071002023
公开日2007年8月15日 申请日期2007年3月8日 优先权日2007年3月8日
发明者申飞, 沈春山, 吴仲城 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院