CN103182170A

CN103182170A - 具有跳投功能的投篮机

Info

Publication number: CN103182170A
Application number: CN2013100867144A
Authority: CN
Inventors: 王高伟; 史智兴; 司永胜; 王超然; 贾成志
Original assignee: 王高伟
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2013-07-03

Abstract

本发明公开了一种具有跳投功能的投篮机，属于一种体育休闲设备。该设备包括四部分：支架、A传感器检测装置、B控制电路、C执行装置。其中支架包括钢架、机箱、挡板、篮筐，主要起到支撑执行装置的作用；A传感器检测装置包括投币器、跳起检测传感器、进球检测传感器；B控制电路包括跳起检测传感器信号处理电路、微处理器、LED数码管驱动电路、电机驱动电路；C执行装置包括LED数码管、推杆电机。B控制电路与A传感器装置相连，B控制电路通过驱动电路与C执行电路相连。B控制电路根据A传感器检测装置返回的信号及用户指令向C执行装置发出控制信号。

Description

具有跳投功能的投篮机

技术领域

本发明属于一种体育休闲设备，更具体地说是一种具有跳投功能的投篮机。

背景技术

投篮机是将篮球运动中的投篮动作独立出来而形成的一种的体育休闲设备。在以往的投篮机中，有降噪功能的投篮机(申请号：200520112802.8)，有滑动篮筐的投篮机(申请号：200520109786.7)，有改进投篮机放置结构的投篮机(申请号：200520122366.2)，有防止夹球结构的投篮机(申请号：200520122360.5)，有可升降多篮球架的投篮机(申请号：200620092486.7)，有可旋转从动板的投篮机(申请号：200620133494.1)，有可折叠的投篮机(申请号：200920270333.0)等等。

上述各种投篮机只能立定投球，没有跳投检测功能。为了能够实现在娱乐的同时又能锻炼全身肌肉的效果，设计了本发明。

发明内容

本发明提供了一种具有跳投功能的投篮机，不仅能像现有投篮机一样可以立定投球，而且在跳投模式下玩家必须成功跳起以后投进的球才计数。

为了实现上述目的，本发明应在传统的投篮机上增加一个可以检测玩家在投球时是否跳起的装置，该投篮机包括：

微处理器，用于接收传感器返回的信号并根据传感器返回的信号向LED数码管和电机发出控制信号；

与微处理器相连的跳起检测装置，用于检测玩家是否跳起并通知微处理器；

与微处理器相连的进球检测传感器，用于检测玩家投的球是否进篮筐并通知微处理器，微处理器再根据跳起检测装置返回的信号和用户的指令向LED数码管发出控制信号是LED数码管显示的投球个数是否加一；

与微处理器相连的显示装置，用于接收微处理器的控制信号，通过LED数码管显示时间和玩家投进篮球的个数，并在时间结束后，在投球个数的位置显示最高纪录；

与微处理器相连的投币器和挡板升降装置，与现有的投篮机保持一致。

本发明要解决的技术问题是：

1.怎样设计跳起检测装置。所采用的技术方案有两种：

方案1：跳起检测装置主要由角铁构成的支架和3～5组对射型光电开关组成，每组光电开关的对射距离与投篮机宽度相同，相邻两个光电开关间的水平距离为10cm，竖直高度可以根据玩家的年龄或玩家选择的难度在10-25cm内随意调节。当接收端接收不到发射端发射的光线时，传感器向微处理器返回高电平；当接收端能够接收到发射端发射的光线时，传感器向微处理器返回低电平。

方案2：跳起检测装置主要由角铁、条钢和铁板构成的矩形支架和电阻式应变片组成，应变片贴在铁板下方条钢的中心。条钢发生形变时，传感器向微处理器返回高电平；条钢不发生形变时，传感器向微处理器返回低电平。

2.怎样判断玩家是否跳起。

当微处理器接收到跳起检测装置返回的信号是高电平时，表明玩家未跳起。当微处理器接收到跳起检测装置返回的信号是低电平时，表明玩家跳起。

在跳投模式下，当玩家跳起后，若在规定的时间范围内微处理器收到进球检测传感器返回的信号为高电平，表明没有篮球进篮筐，LED数码管显示的投球个数不增加。若在规定的时间范围内微处理器收到进球检测传感器返回的信号为低电平，表明有篮球进篮筐，微处理器再根据用户设定好的程序查询跳起检测传感器此时返回的信号是否为高电平，如果不是高电平，则表明玩家只是跳起没有落下，认为玩家作弊，投球无效，LED数码管显示的投球个数不增加；如果是高电平则表明玩家跳起后又落下，此时微处理器向LED数码管发出控制信号使显示的投球个数加一。

上述规定的时间范围指的是处理器检测到跳起信号后到篮球进篮筐的有效时间区间，要根据投篮机的投篮距离试验确定。进球太早或太晚都会被微处理器认为是无效。

本发明与传统的投篮机相比，有益效果在于：

成本低廉，有跳投检测功能，增加了趣味性，可以帮助玩家提高弹跳能力，也可以帮助篮球运动员更好的锻炼跳投技巧。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明跳起检测装置1结构示意图(根据方案1构造而成)；

图3是本发明跳起检测装置2结构示意图(根据方案2构造而成)；

图4是本发明系统模块关系图；

图5是本发明跳起检测装置1信号处理电路原理图；

图6是本发明跳起检测装置2信号处理电路原理图；

图7是本发明微处理器端口分配图；

图中：1、钢架，2、机箱(用于盛放电路、投币器等)，3、跳起检测装置，4、挡板，5、推杆电机，6、篮筐，7、LED数码管显示屏，8、投币器，9、进球检测传感器，10、光电开关接收端，11、光电开关发射端，12、光电开关光线，13、应变片。

具体实施方式

参照图1、图2如下：具有跳投功能的投篮机，包括钢架(1)、机箱(2)、跳起检测装置(3)、挡板(4)、推杆电机(5)、篮筐(6)、LED数码管显示屏(7)、投币器(8)、进球检测传感器(9)、光电开关接收端(10)、光电开关发射端(11)，其特征是：当玩家进入跳投模式后，所述的跳起检测装置(3)在钢架(1)的前侧，玩家没有跳起时，至少有一个光电开关接收端(10)接收不到光电开关发射端(11)发射的光，经过图6的信号处理电路向微处理器返回高电平的信号；当玩家跳起时，光电开关接收端(10)都能接收到光电开关发射端(11)发射的光，经过图6的信号处理电路向微处理器返回低电平的信号。

参照图1、图3如下：具有跳投功能的投篮机，包括钢架(1)、机箱(2)、跳起检测装置(3)、挡板(4)、推杆电机(5)、篮筐(6)、LED数码管显示屏(7)、投币器(8)、进球检测传感器(9)、应变片(13)，其特征是：当玩家进入跳投模式后，所述的跳起检测装置(3)在钢架(1)的前侧，玩家没有跳起时，条钢中间的应变片发生形变，电阻值变大，经过图7的信号处理电路向微处理器返回高电平的信号；当玩家跳起时，条钢中间的应变片不发生形变，电阻值减小，经过图7的信号处理电路向微处理器返回低电平的信号。

信号处理电路采用了集成运算放大器LM358、双四输入与非门74LS20和双四选一数据选择器74LS153。

图5中个硬件功能具体实现方法：

LM358运放的U1和U2用作放大器；U3和U4用作比较器，输出数字量的高低电压。

本发明方案1所用的对射型光电开关的发射端用的是红色激光发射管，接收端用的是1cm²的硅光电池；光电池受光输出最大电压为0.5V，故用运放LM358中的U1和U2将信号放大；信号经过U3和U4后输出标准的TTL电平。双四输入与非门74LS20中的第一组与非门将光电开关的四路信号取与非运算，输出即所需信号，与74LS153的6脚连接；投币器返回的信号就是标准的TTL电平，无需处理；返回信号与74LS153的5脚连接。双四选一数据选择器74LS153中的第一组数据选择器用于选择跳起检测装置和投币器的信号，输出ZA与微处理器的P3.2口连接；10脚与GND连接，11脚与+5V连接，9脚即第二组数据选择器输出ZB与三极管Q1的基极连接；三极管Q1用作开关控制红色激光发射管的导通与否。当数据选择器74LS153选择跳起检测装置信号同时红色激光发射管导通。

图6中各硬件功能具体实现方法：

将应变片2粘贴到图3中应变片(13)所示的位置，应变片1固定在电路板上，通过调节电位器RM1和RM2可以调整跳起检测装置的灵敏度。当应变片2发生形变时其电阻会变大，导致运放LM358反相端的参考电压升高，进而致使运放LM358输出低电平。此时输出的信号是TTL电平，故图7中运放LM358的输出1脚与双四选一数据选择器74LS153的6脚连接。

图7中各模块的连接关系如下：

电源模块通过+24V、+15V、+5V、GND给微处理器、传感器模块、显示模块、电机模块供电。

传感器模块通过P3.2、P3.3向微处理器返回检测信号。

微处理器通过P0口和P2.0～P2.4控制显示模块要显示的内容，通过P2.5、P2.6控制推杆电机电源的接通与否和推杆电机的正反转，通过P1.0、1.1控制数据选择器74LS153向微处理器返回的是跳起检测装置的信号还是投币器的信号。

本发明所用的微处理器是51系列的8位单片机。

当数据选择器选择投币器的返回信号时，即普通模式，与现有的投篮机功能保持一致；当数据选择器选择跳起检测传感器返回的信号时，即跳投模式，此时玩家必须跳起并在上述的规定时间范围内投进球投球个数才会加一，否则投球个数不变。

当玩家在跳投模式下时，微处理器根据跳起检测传感器返回的信号、用户指令以及进球检测传感器返回的信号向LED数码管发出控制信号，控制要显示的投球个数。当玩家投球的时间结束时，显示投球个数的位置会显示历史最高记录，不再显示玩家当前的进球个数。

Claims

1.具有跳投功能的投篮机，该投篮机包括：微处理器、跳起检测装置、进球检测传感器、显示装置。其特征在于，所述跳起检测装置位于投篮机的前侧，用于检测玩家在投球时，是否跳起；所述进球检测传感器位于投篮机的篮筐下方，用于检测是否有篮球投进篮筐；所述显示装置位于进球检测传感器下方，用于显示玩家投进篮球的个数、投球剩余时间和历史最高纪录。

2.根据权利要求1所述具有跳投功能的投篮机，其特征在于，所述跳起检测装置主要由角铁构成的支架和3～5组对射型光电开关组成，每组光电开关的对射距离与投篮机宽度相同，相邻两个光电开关间的水平距离为5～11cm，竖直高度可以根据玩家的年龄或玩家选择的难度在10～25cm内随意调节。

3.根据权利要求1所述具有跳投功能的投篮机，其特征在于，所述的跳起检测装置主要由角铁、条钢和铁板构成的矩形支架和电阻式应变片组成，应变片贴在铁板下方条钢的中心。