专利名称：拳击训练器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种拳击训练器，它是一种拳击训练体育器材。
现有的拳击训练器材大都十分简单，如拳击沙包和拳击吊球等。其不足之处是拳击者不能准确地知道自己的拳击力量和出拳速度，教练员也不能对运动员的运动素质作出客观的评定。
本实用新型的目的是提出一种新的拳击训练器，它能准确地显示和记录拳击者的拳击力量和出拳速度，从而为教练员指导训练提供了较准确的参考数据。
本实用新型的目的是这样实现的拳击训练器由拳击沙包和测试仪两部分组成。在拳击沙包内安装充气的球和压力传感器，并与测试仪相连。测试仪由恒流源、放大器、峰值检出电路、有效值选择电路、逻辑控制电路、采样保持器、A／D转换器、8031单片机、D／A转换器、打印机、指针表和数字显示器等组成。恒流源输出7mA电流供压力传感器工作，当充气球被击打，压力发生变化时，压力传感器输出一个相应的信号，该信号由放大器放大并输出信号(A)，峰值检出电路、有效值选择电路和采样保持器同时接受输出信号(A)。峰值检出电路产生峰值信号(B)，有效值选择电路产生有效值信号(C)，逻辑控制电路根据(C)信号来决定(B)信号是否有效，并且在(B)信号有效时间内向采样保持器送保持信号(H)，向A／D转换器送转换信号(B／C)，同时还向8031单片机送中断信号(INT)，8031单片机在中断处理中将A／D转换数据读入，并在各算法程序中将其转换成相应的数据。即可得到拳击者的拳击力量和出拳速度。
本实用新型的优点是可准确地显示和记录拳击者的拳击力量和出拳速度以及训练过程中运动员的耐力、暴发力、攻击强度等数据。
本实用新型的附图有
图1拳击训练器系统示意图。
图2拳击训练器沙包内部电气组成示意图。
图3拳击训练器测试仪信号源电路示意图。
图4拳击训练器测试仪峰值检出电路示意图。
图5拳击训练器测试仪有效值选择电路示意图。
图6拳击训练器测试仪逻辑控制电路示意图。
图7拳击训练器测试仪采样保持器电路示意图。
图8拳击训练器测试仪信号关系示意图。
图9拳击训练器测试仪单片机系统结构示意图。
图10 拳击训练器测试仪显示器与接口地址分配示意图。
图11 拳击训练器测试仪单片机与打印机连结示意图。
图12 拳击训练器测试仪单片机与模数转换器连结示意图。
图13 拳击训练器测试仪单片机与数模转换器连结示意图。
图14 拳击训练器测试仪单片机与按键组连结示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
本实用新型的拳击训练器由拳击沙包P和测试仪两部分组成。
图1为拳击训练器系统示意图。它由拳击沙包P、恒流源CCS、压力传感器PS、放大器AP、峰值检出电路TC、有效值选择电路ET、逻辑控制电路LC、采样保持器S／H、A／D转换器、8031单片机、D／A转换器、打印机PR、指针头M和数字显示器LED等组成。恒流源CCS输出7mA电流供压力传感器PS工作，当充气球BB被击打，压力发生变化时压力传感器PS输出一个相应的信号，该信号由放大器AP放大并输出信号(A)，峰值检出电路TC、有效值选择电路ET和采样保持器S／H同时接受输出信号(A)。峰值检出电路TC产生峰值信号(B)，有效值选择电路ET产生有效值信号(C)，逻辑控制电路LC根据(C)信号来决定(B)信号是否有效，并且在(B)信号有效时间内向采样保持器S／H送保持信号(H)，向A／D转换器送转换信号(B／C)，同时还向8031单片机送中断信号(INT)，8031单片机在中断处理中将A／D转换数据读入，并在各算法程序中将其转换成相应的数据，其中一部分送打印机PR打印，一部分经D／A转换器转换成模拟量送指针表M指示，还有一部分送数字显示器LED显示。图中A／D转换器选用AD570，D／A转换器选用AD7528。
本实用新型的特征在于拳击沙包P内安放一个充气球BB如兰球。充气球B的外径与拳击沙包P的内径紧贴着，充气球BB上连接一个压力传感器PS，通过压力传感器PS测量充气球BB中的压力变化，当拳击运动员击打拳击沙包P的充气球BB部位时，充气球BB中的压力发生变化，压力变化的大小与拳击力成正比，压力传感器PS将压力转换成相应的电信号，测试仪内的计算机随时测量压力传感器送出的电信号，通过A／D转换器将其转换成数字信号，计算机将这一数字代入已寄存好的运算公式中，即可计算出相应的数据。
拳击沙包P采用《国家体育器材手册》中规定的标准拳击沙包，其长100－120厘米，直径30－40厘米，用皮革或帆布镶皮革制成，内装回丝纱或五分之一沙再拌以五分之四木屑，重量为30－40公斤。兰球选用标准比赛兰球，其内充2.5个大气压(250KPa)，压力传感器PS采用半导体固态压阻式气压传感器，其型号为CYG02，量程为500KPa，它要求7mA左右恒流源CCS供电，输出信号满量程为100mV左右。恒流源CCS采用＋15V电源供电，输出恒定电流7mA(可调)，放大器将压力传感器PS的信号放大到0～＋10V输出，输出阻抗小于10Ω。
图2为拳击训练器沙包内部电气组成示意图。它由充气球BB、压力传感器PS、恒流源CCS、放大器AP等组成。工作过程如上所述。
图3为拳击训练器测试仪信号源电路示意图。它由三端稳压电路块W317、压力传感器PS、双运算放大器集成电路LF412等组成。稳压电路块W317和电位器W2组成恒流源CCS。压力传感器PS选用压阻式气压传感器。调节电位器W2使输出电流为7mA，压力传感器PS输出到双运放集成电路LF412上，第一级运算放大器与压力传感器PS构成电桥放大器，输出部分接到电压跟随器F上，调节电位器W1使输出在0～＋10V范围内，输出阻抗小于10Ω。电位器W1选用1KΩ，W2选用200Ω。
图4为拳击训练器测试仪峰值检出电路示意图。它是将输入的信号峰值检出，也就是在峰值点上产生一个逻辑电平上升沿，这个信号如图8中的(B)信号。图中LM393为双运算放大器。
图5为拳击训练器测试仪有效值选择电路示意图。它给出一个电平Level，低于这一电平的信号不产生(C)信号，高于这一电平的信号才输出一个(C)信号，也就是说(C)信号是说明(B)信号是否有效的。图中电位器W3选用10KΩ。
图6为拳击训练器测试仪逻辑控制电路示意图。它构成的逻辑关系为当有(C)信号时，(B)信号的上升沿才产生(H)和(B／C)信号，同时还有(INT)信号，(R)是逻辑控制电路的复位信号，由8031单片机给出。图中74LS74为芯片。
图7为拳击训练器测试仪采样保持器电路示意图。它由采样保持器LF398构成，当有(H)信号时，能将信号(A)(即压力信号)保持住，送到A／D转换器的输入端进行模拟数字转换。图中Hc为保持电容，选用2200P。
图8为(A)信号、(B)信号、(C)信号、(H)信号、(B／C)信号、(R)信号和(INT)信号的关系示意图。
图9为拳击训练器测试仪单片机系统结构示意图。它由8031单片机、8K EPROM和8K RAM存贮器组成。地址线除占用Po口外，还占用了P2口的五条线(P2，0～P2，4)，它们作为地址线的A8～A12，Po口通过8282锁存器产生A0～A7，8282锁存器之前是数据线D0～D7。EPROM和RAM的实际地址为0000H～1FFFH。系统晶振为8MHz。8K EPROM中除存有运算程序外，还存有一定的数据表格。8K RAM用于记录数据，按拳击比骞规定记录数据在三分钟之内。另外，在EPROM中还存有数据表格，供打印用。
图10为拳击训练器测试仪显示器与接口地址分配示意图。通过74LS138译码器将P2口的5、6和A0～A3译为2000H～2007H八条地址线，其中2000H～2003H用于显示驱动器CD4513的片选信号，因BCD码只占用四条数据线，所以采用高四条送偶数四位数据，低四条送奇数四位数据，实际上仪器本身也是设计了两组数字显示，每组四位数，共八个字。其余2004H用于打印机口地址，2007H用于D／A转换器口地址，2006H用于复位峰值检出电路TC中复位信号。2005H保留。
图11为拳击训练器测试仪单片机与打印机连结示意图。8031单片机的数据线与微机打印的数据线相连，8031单片机译码产生的2004H地址接STB，用以锁存数据，打印机送出的BUSY信号被8031单片机接收，以监示打印机的忙状态。
图12为拳击训练器测试仪单片机与模数转换器连结示意图。，A／D转换器的数据由B1～B8送至8031单片机的P1口，A／D转换器的起动信号(B／C)由逻辑控制电路LC提供，8031单片机接受逻辑控制电路LC送来的中断申请信号(INT)，并响应中断，从P1口读取数据，读完数据后产生一个2006H地址信号(即R信号)，用来恢复逻辑控制电路LC的逻辑状态。
图13为拳击训练器测试仪单片机与数模转换器连结示意图。8031单片机的P0口送出数据，P3，7是选择D／A转换器A／B两个通道的，8031单片机通过译码电路产生2007H地址，作为D／A转换器的写信号(WR)，这样A通道地址为2007H，B通道地址为A007H，双运算放大器LM358是输出放大器。
数据与电压之间关系为DAC内容模拟输出FFH －Vin( 256/256 )00H －Vin( 0/256 )
图14为拳击训练器测试仪单片机与按键组连结示意图。测试仪所需六个功能键在8031单片机的四个端口(RXD，TXD，T1，T2)上实现。图中的开关均为常闭按键开关，从电路上可以看出，当K1或K2动作时，都对相应的两个端同时产生影响，其真实表如下K1K4K3RXDTXDK2K5K6T1T2OFFONON11OFFONON11ONOFFON01ONOFFON10ONONOFF10ONONOFF0权利要求1.一种拳击训练器，通常采用拳击沙包或拳击吊球，本实用新型的特征在于拳击训练器包括一个装有充气球BB的拳击沙包P、恒流源CCS、压力传感器PS、放大器AP、峰值检出电路TC、有效值选择电路ET、逻辑控制电路LC、采样保持器S/H、A/D转换器、8031单片机、D/A转换器、打印机PR、指针头M和数字显示器LED，拳击沙包P内连接一个压力传感器PS，通过压力传感器PS测量充气球BB的压力变化得到相应的数据，恒流源CCS输出电流供压力传感器PS工作，当充气球BB被击打，压力发生变化时压力传感器PS输出一个相应的信号，该信号由放大器AP放大并输出信号(A)，峰值检出电路TC、有效值选择电路ET和采样保持器S/H同时接受输出信号(A)，峰值检出电路TC产生峰值信号(B)，有效值选择电路ET产生有效值信号(C)，逻辑控制电路LC根据(C)信号来决定(B)信号是否有效，并且在(B)信号有效时间内向采样保持器S/H送保持信号(H)，向A/D转换器送转换信号(B/C)，同时还向8031单片机送中断信号(INT)，8031单片机在中断处理中将A/D转换数据读入，并在各算法程序中将其转换成相应的数据，其中一部分送打印机PR，一部分经D/A转换器转换成模拟量送指针表M，还有一部分送数字显示器LED。
专利摘要本实用新型公开了一种拳击训练器。它由拳击沙包P、压力传感器PS、峰值检出电器TC、A/D和D/A转换器、8031单片机、打印机PR等组成。拳击沙包P内安放一个充气球B，其上连接一个压力传感器PS，当充气球BB被击打，压力发生变化时压力传感器PS输出一个相应的信号，该信号由放大器AP放大并输出信号(A)，该信号经峰值检出电路TC处理后，送A/D转换器进行模数转换，再送8031单片机，并在各算法程序中将其转换成相应的数据输出。
文档编号A63B69/20GK2081742SQ9021776
公开日1991年7月31日 申请日期1990年8月20日 优先权日1990年8月20日
发明者李鸣 申请人:李鸣