专利名称：竞走运动中对跑步的自动示警监视装置的制作方法
技术领域：
本发明是利用声光显示，反映使用者鞋底压力变化的一种技术设施。
从最新一届奥运会(即2000年9月悉尼奥运会)上看，竞走比赛中，对于运动员是否违规跑步，除了有限的录相外，在很大程度上仍然要凭肉眼观察下结论，运动员与裁判员常常为此发生争执，有时却很难断定谁是谁非，可见，能够客观、准确监视走与跑的有效手段至今仍然没有面世。
本发明的目的，就在于用一套简单装置，客观、准确的反映和记录使用者是否同时双脚离开了地面(即是否已跑步)，从而可以大大减少竞走比赛中，在裁判工作上的人为差错。
以下按监视装置的总体结构、各部件的构造、部件的组装以及工作原理等四部分加以说明。
一、监视装置的总体结构监视装置是一个闭合的电路系统，除了作为工作能源的电池外，共包括两大部分，一是对违规跑步的监测部分，二是对违规行为的显示和记录部分，二者之间以导线串联。监测部分的主体是压控开关，显示部分则包括灯泡、电铃、录音机。
二、各部件构造1、电池普通5号电池2个，对此无特殊要求，所以不作另外说明。
2、灯泡手电筒用1.5～2.5伏小灯泡一个，无特殊要求，也不另作说明。
3、电铃小型普通电铃一个，无特殊要求，也不另作说明。
4、录音机微型录音机一个，无特殊要求，也不另作说明。
5、压控开关是一种受到垂直地面的压力会自动切断电流，压力解除后又会自动接通电流的部件，现将它的内部构造结合附
图1加以说明，其中①是压控开关的顶底，用软塑料制成，顶底间距约6mm。
②是两端顶底的局部增厚部分，厚约2mm。
③是弹性橡胶，分布于压控开关的两端，厚约4mm。
④是被动离合片，由窄而薄的钢片制成。水平镶嵌在下方的塑料增厚层的底部，向外一端连接导线接头，向内一端则贴在压控开关内侧的底部。
⑤是主动离合片，由窄而薄且弹性强的钢片制成。水平镶嵌在上方塑料增厚层的顶部，向外一端连接导线接头，向内一端在伸入压控开关后，随即从水平折向对角线的下方，直至近压控开关的底部，再折向水平并重叠在被动离合片之上。由于在制作时已使主动离合片具明显的向下弹性压力，所以在无外力作用下，两离合片之间接触紧密。
⑥是主动离合片的顶钮，位于底部的中央，呈半园柱状，弧面向上，走向与离合片的延长方向相垂直，长度约为离合片宽度的一倍，高度约为3mm。由塑料制成，与压控开关底面连为一体。
三、部件的组装1、电源—示警盒将电池、灯泡、电铃、录音机串联后装入一矩形塑料盒中，盒的规格不限，但不宜过大。对其外部有以下要求，结合图2说明如下。
①盒的外侧(佩带面为内侧)盖面应用红色透明塑料制成，并在电铃的相应部位开有若干园孔，以利于灯光和声音显示。
②盒上方的左右两角各开一导线通孔，以便于导线的连通。
③盒的两端设计一对悬挂架，以便于使用者将其挂在身上。(正确的佩带方法是系于腰部，并在所有衣服之外，以方便裁判人员随时检查)。
④在盒底边缘，沿水平方向设计一个两端敞开的塑料细管，用作导线通道，以支撑连接两腿之间的导线。
2、竞走专用鞋竞走专用鞋的特殊之处在于鞋底。每只鞋的鞋底，各装有3个压控开关。为适应这一需要，将竞走专用鞋底分为三层。
①鞋底的下层是与地面相接触的耐磨层，这一层与一般运动鞋没有区别。
②鞋底的中层是压控开关的安装层，实际上压控开关即是中层的组成部分，压控开关的顶底即中层的顶底。顶底均为软塑料制成，上下间距6mm。沿鞋底边缘宽1cm的周边地段，用弹性软橡胶充填封闭(这些橡胶也即是压控开关两端的橡胶)，以保护压控开关中的主动离合片所需的上下活动空间和清洁的环境。在该层的脚尖、前掌和后根部位(按脚的长度百分比计算，从脚尖算起约在10、40和90地方)，沿垂直脚长的方向，通过顶底层的局部加厚、主动离合片和被动离合片的镶嵌安装以及在相应部位顶钮的设置，各构成一个压控开关。这些压控开关的长度，即所在部位鞋底的宽度，因此彼此各不相同。
③鞋底上层是一般运动鞋常用的海绵层。但需在实践中测试选择适中的厚度，太厚有可能降低压控开关的灵敏度，使其不能充分达到预期的压控效果，若太薄又可能消除不了压控开关的顶钮给脚底带来的不适感。
3、监视装置的导线连接路线导线从电源—示警盒一端的导线通孔引出，沿使用者身后的一侧向下延伸，经大腿、小腿、足腕从鞋后的导线用孔进入鞋内(图2⑤)，依次串联3个压控开关后再从鞋后的同一导线用孔引出，然后向上经足腕、小腿、大腿至腰部，穿过电源—示警盒下侧的导线支撑管到达使用者身后的另外一侧。再后的连接方式与第一条腿相同。最后返回电源—示警盒的另一端，从这一端的导线通孔进入盒内，形成一个完整的回路，如图2所表示的。
为了使监视装置的使用者在运动中不致受身后导线摆动的干扰，须对导线采取必要的稳定措施，为此，可考虑用弧形卡在腿部加以固定，弧形卡用强弹性钢丝制成，略成大小不对称的两个园圈所组成的“8”字形，其中小园呈封闭状，使导线从中穿过，用以控制其摆动幅度，大园则有一开口，以便在使用时随意卡在人的身上。弧形卡应有大小不同的多种规格，以适应人与人之间以及人体的不同部位之间不同规格的需要。当然，除此之外，选用胶带、小绳索等其他方式固定也是未尝不可的。
四、工作原理1、压控开关对电流的控制原理每一压控开关的两离合片，各连接一个导线接头，在无外力作用下，由于主动离盒片存在固有的向下弹性压向，使得它与下面的被动离合片接触紧密，因此，电流可以从二者之间顺利通过，参见图1；如果压控开关顶底受到垂直于鞋底方向的压力，压控开关内之弹性橡胶将因受压而变薄，顶底间的距离必将缩短，位于底面中央的顶钮势必相对上升，并向上推动主动离合片，以致使主动离合片与被动离合片脱离接触，从而导致之间的电流被切断(如图3所示)。当外力取消、压控开关的顶底间距靠橡胶的弹性得以恢复，顶钮因此相对下降至原来位置，而不再对主动离合片产生压力，主动离合片则因自身的弹性也重新恢复与被动离合片的密切接触，电流随之可以接通。
2、竞走监视装置对跑步的监测原理它的监测作用在于准确反映使用者的双脚在同一时间是否都离开了地面。如果运动员严格遵守双脚不得同时离地的规定，在行进中的任何时间里，就必然至少有一只脚的脚尖、脚掌或脚根着地，因此，相应地至少有一个压控开关因受运动员自身重量的压力而将电流切断，所以示警的讯号就不会发出；反之，如果使用者违反规定令双脚同时都离开了地面(实质即是跑步)，由于所有6个压控开关都受不到压力，以致全部电路畅通。此时，作为示警用的警灯、警铃和对警铃声的录音将同时工作。
权利要求
1.竞走运动中对跑步的自动示警监视装置。这是一个闭合电路系统，通过压控开关以监测使用者是否违规跑步，而监测结果则以声、光和录音的形式显示出来。
2.竞走专用鞋。是压控开关与普通运动鞋的结合。压控开关固定在运动鞋鞋底的中层。
3.压控开关。是控制电流的自动开关。在无外力作用下，电流可以自由流通于压控开关内的主动离合片和被动离合片之间；当压控开关受到垂直地面的压力后，开关的顶底间距缩小，固定在底板上的顶钮相对上升，并从下向上推动原来重叠在被动离合片之上的主动离合片，使两离合片脱离接触，之间的电流因而中断；外力消除后，压控开关顶底的距离靠顶底间橡胶的弹性得以恢复，顶钮因此相对下降，而不再压迫主动离合片，主动离合片则因其自身的弹性也恢复到原来部位，两离合片间之电流随之接通。
全文摘要
本发明是通过对使用者鞋底受压的监测和对监测结果的声、光显示(及录音),以确认其是否已违规跑步的。压控开关是监测的中心。如图中示,当受到上下方向压力时,压控开关会自动切断电流,压力解除后又会自动接通电流。本发明是一个闭合的电路系统,串联了装在鞋底上的6个压控开关(每只鞋的前、中、后各1个)和灯泡、电铃、录音机。使用者如违规跑步,因全部压控开关接受不到压力,电流因之畅通,声、光显示(和录音)就会发出;相反,若部分压控开关因受压而切断电流,则无任何显示出现。
文档编号A63B71/06GK1350876SQ0011754
公开日2002年5月29日 申请日期2000年10月31日 优先权日2000年10月31日
发明者王其荣, 王玉珉 申请人:王其荣