CN109113305A - 一种可变换的运动地板及变换方法、自检测技术 - Google Patents

Abstract

一种可变换的运动地板，包含有底层龙骨、顶层龙骨、减震模块、灯组模块、表层模块、控制器。所述底层龙骨、顶层龙骨通过卡槽相互卡接，灯组模块设置于顶层龙骨和表层模块之间；减震模块是由若干个减震垫单元组成，减震模块分别设置在底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间、底层龙骨底部、顶层龙骨顶部；表层模块采用陶瓷玻璃表面或硼硅玻璃表面。控制器与灯组模块无线连接。灯组模块及其遥控器的设计，通过单片机控制的遥控器开启对应的灯组模块的LED灯带，根据竞赛规则变换地板轮廓，形成相应的运动场地。本发明通过红外监测模块捕捉运动员的运动轨迹，辅助教练员进行训练。本发明省去裁判进行比赛裁定的人力投入，实现了运动项目的自动化处理模式。

Description

一种可变换的运动地板及变换方法、自检测技术

技术领域

本发明涉及地板领域，更具体地说，特别涉及一种可变换的运动地板及变换方法、自检测技术。

背景技术

随着时代的进步，人们对体育运动越来越重视，同时对体育设施的要求也不断提高。如今的地面空间可谓是寸土寸金，很多体育场没有条件进行排球场、篮球场、足球场等运动场所，为了节省空间，大多采用单一的场地来进行各项体育活动，采用不同颜色或不同规格的线条边界画在场地以形成排球场、篮球场甚至足球场，但是在使用时很容易使得运动员混淆边界，也不美观。

对于运动地板，其减震功能也是横梁运动地板质量的指标之一。由于目前的运动地板都是通过单层木龙骨作为支撑层的，其中减震垫采用平板形的橡皮垫，由于其形状所致，难以实现不同的运动项目对地面减震的不同要求。虽然后来市面上出现了双层龙骨制成的运动地板，但是其是通过简单的十字交叉进行铺设，其减震仍是采用橡胶垫铺垫，减震效果仍未改善。因此，目前的运动地板的减震性能还是有待提高的。

另外，现有的比赛项目中，对于球的出界、是否击中等判断大部分采用裁判进行人工判断，由于比赛过程中运动量大，需要裁判全程进行同步跟踪，需耗费大量体力，并且准确率不高，有的采用摄像头监测来辅助判断，但是对判断的准确度仍未提高，通过观看多角度的录像回放来判断具有滞后性，因此急需一种能够精确实时判断比赛结果的技术。

发明内容

(1)技术问题

因此，如何解决上述运动地板单一、通过画线形成各种运动场，且减震性能有待提高，不能够精确实时判断比赛结果的问题，成了本领域技术人员亟待解决的问题。

(2)技术方案

针对上述问题，本发明的内容是提供一种可变换的运动地板及变换方法、自检测技术。

一种可变换的运动地板，包含有底层龙骨、顶层龙骨、减震模块、灯组模块、表层模块、控制器。

所述底层龙骨、顶层龙骨通过卡槽相互卡接，所述底层龙骨通过螺栓固定于地面，所述底层龙骨与地面之间设置有减震模块。所述灯组模块设置于所述顶层龙骨和所述表层模块之间。

进一步的，所述底层龙骨的上表面等间隔设置有凹槽，所述顶层龙骨的下表面等间隔设置有凹槽，底层龙骨凹槽和顶层龙骨凹槽的形状、大小相匹配。底层龙骨和顶层龙骨通过各自的凹槽相互卡接。所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间设置有减震模块。

所述凹槽设置成正方形，此时底层龙骨与顶层龙骨相互垂直。或所述凹槽设置成平行四边形，此时底层龙骨与顶层龙骨呈一定角度，具体角度依据具体安装情况进行设置。

进一步的，所述底层龙骨、顶层龙骨均采用胶木龙骨。

所述减震模块是由若干个减震垫单元组成，减震模块分别设置在所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间、底层龙骨底部、顶层龙骨顶部。所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间设置有单一的减震垫单元，底层龙骨底部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块一，顶层龙骨顶部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块二。所述减震垫单元是由上半球组、中间层、下半球组组成的一体结构。所述上半球组和下半球组均由四个半球组成，四个半球呈两排两列排列成方形矩阵。所述减震模块一的长度与底层龙骨的长度相同。所述减震模块二的长度与顶层龙骨的长度相同。所述减震模块一、减震模块二是通过注塑工艺在模具中制得的一体模块。

所述灯组模块设置有两种形式，一种是直线型灯组模块，一种是点状灯组模块。所述直线型灯组模块设置在所述表层模块的底面，所述直线型灯组模块设置在顶层龙骨上方减震模块二的上半球组之间。所述点状灯组模块，安装在卡座中，卡座安装于所述表层模块的下表面的卡槽中，卡槽通过粘结胶粘结于所述表层模块的下表面。所述卡槽呈方形设置，所述卡槽采用硬质硅胶材质。所述点状灯组模块由若干个单独的点状LED 灯柱组成，位于不同行不同列的点状LED灯柱亮起，组合后形成呈弧形的灯带，形成运动场界线。

所述直线型灯组模块采用电连接的柔性LED灯带，柔性LED灯带是由硅胶层包裹的发光二极管结构，具有高亮耐热的优势，可任意卷曲，也可剪切和沿接。

进一步的，所述灯组模块还包含有电源，所述电源采用市电220V或市电380V电源。所述电源与所述灯组模块通过导线电连接，所述电源设置在运动地板整体的一个边角处。

进一步的，所述灯组模块还设置由无线接收模块，无线接收模块连接有编码器和控制灯亮灭的开关模块。

所述表层模块采用陶瓷玻璃表面或硼硅玻璃表面，陶瓷玻璃采用透明或半透明的陶瓷玻璃。所述表面模块，是通过若干块陶瓷玻璃进行拼接组成，陶瓷玻璃拼接处设置在所述顶层龙骨处，所述陶瓷玻璃之间的缝隙采用环氧胶树脂进行粘结。

所述控制器与所述灯组模块无线连接，所述控制器包含有单片机、按键、灯光控制电路板、无线发射模块。所述无线发射模块与灯组模块的无线接收模块相匹配，所述无线发射模块连接有编码器。所述按键根据需要设置有若干个。所述单片机采用AT89C51 单片机，控制控制器上的按键，并与灯光控制电路板相连接，完成控制器对灯组模块的控制，在单片机上预先写入程序，根据设定特定项目的运动场地尺寸，对应相应的按键相连接，每个按键对应一种规格的运动场地。如果所需运动场地尺寸没有按键对应的尺寸，则通过单片机自定义设置尺寸，来控制灯组模块的亮灭。

本可变换的运动地板的变换方法，是通过所述控制器进行控制，通过基于单片机AT89C51的控制器，能够对不同的灯组模块的亮灭进行控制，在进行不同的比赛项目时，使得相应尺寸的表层模块的LED灯带及点状LED灯柱亮起，作为该项目运动场地的画线。

控制器的每个按键对应不同的LED灯带组合，按键后，操作指令发送至单片机，单片机通过继电器控制不同LED灯带或点状LED灯柱的开关，以形成不同运动项目所需要的场地，亮起的LED灯带组成运动场地的直线边界，亮起的LED灯点形成运动场地的弧形线条。

本可变换的运动地板的自检测技术，通过红外监测模块捕捉运动员的运动轨迹，辅助教练员进行训练。所述红外监测模块包含有控制器、检测模块、红外发射模块、红外接收模块、电源模块、射频模块。所述控制器采用射频模块和处理芯片。所述射频模块双向通讯，可接受控制器对红外发射模块的发射红外线的指令，也可接受红外发射模块的指令。

所述检测模块是内部设置有球体检测电路的检测设备，至少由两路红外发射与接收的对管构成，用于检测球体入框的动作和球体的运动方向；所述检测模块设置在目标球框下，所述检测模块根据不同的体育项目设置成响应的形状。所述电源模块采用锂离子蓄电池。所述红外发射模块可移动设置于运动场的边角处、球门处或球网处，所述红外发射模块依据由LED灯带组成的运动场地边缘发射有红外线，当球入框、或者运动场出界时，红外线监测到球的运动，并将该信号发送至红外接收模块，处理器接收到该信号，并将该信号转换成比赛裁定的状态，呈现于显示屏。所述红外发射模块采用球形红外发射器，通过控制器可控制红外发射模块的发射方向和发射时间，依据不同的运动场地要求，红外发射模块可向对应的方向发射红外线。球形红外发射器，包含有球形框架和多个红外发射源，球形框架分布有多个等间距的孔，多个红外发射源分布在球形框架的孔中。

当球体通过球框时，所述检测模块的球体检测电路检测到有球体遮挡，发出信号至控制器，控制器接收到该信号，实时记录相应时间，并通过两路红外发射与接收的对管发生遮挡的时间，判定处球体的运动方向。控制器通过其中的射频模块发送至处理芯片，根据不同的运动项目采用对应的算法，计算出该项目的运动数据。

(3)有益效果

本可变换的运动地板，其底层龙骨和顶层龙骨的双层龙骨设计，使得该运动地板结构稳固。设置在底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间、底层龙骨底部、顶层龙骨顶部的多处减震模块，使得该运动地板吸收振动效果好。灯组模块及其遥控器的设计，使得本运动地板可以根据运动项目的需要，通过单片机控制的遥控器开启对应的灯组模块的LED 灯带，根据竞赛规则变换地板轮廓，以形成相应的运动场地，使用完毕后关闭灯组模块。本自检测技术省去裁判进行比赛裁定的人力投入，实现了运动项目的自动化处理模式，节省人力，裁定准确率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，图2是本发明底层龙骨的结构示意图，图3是本发明顶层龙骨的结构示意图，图4是减震垫单元结构示意图，图5是减震模块一、减震模块二结构示意图，图6是表层模块下表面卡槽的结构示意图，图7是表层模块的下表面结构示意图，图8是单片机AT89C51原理图，图9是BISS0001型号处理芯片的原理图。

图中：1是底层龙骨，2是顶层龙骨，3是减震模块，3-1是减震模块一，3-2是减震模块二，3-3是减震垫单元；4-1是直线型灯组模块，4-2是点状灯组模块；5是表层模块，6是控制器，7是卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种可变换的运动地板，包含有底层龙骨1、顶层龙骨2、减震模块3、灯组模块、表层模块5、控制器6。

所述底层龙骨1、顶层龙骨2通过卡槽相互卡接，所述底层龙骨通过螺栓固定于地面，所述底层龙骨与地面之间设置有减震模块。所述灯组模块设置于所述顶层龙骨2和所述表层模块5之间。

如图2所示，所述底层龙骨1的上表面等间隔设置有凹槽；如图3所示，所述顶层龙骨的下表面等间隔设置有凹槽，底层龙骨凹槽和顶层龙骨凹槽的形状、大小相匹配。底层龙骨和顶层龙骨通过各自的凹槽相互卡接。所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间设置有减震模块。

所述凹槽设置成正方形，此时底层龙骨与顶层龙骨相互垂直。或所述凹槽设置成平行四边形，此时底层龙骨与顶层龙骨呈一定角度，具体角度依据具体安装情况进行设置。

所述底层龙骨、顶层龙骨均采用胶木龙骨。

所述减震模块3是由若干个减震垫单元组成，减震模块分别设置在所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间、底层龙骨底部、顶层龙骨顶部。所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间设置有单一的减震垫单元3-3，如图4所示。底层龙骨底部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块一3-1，顶层龙骨顶部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块二 3-2，如图5所示。所述减震垫单元3-3是由上半球组、中间层、下半球组组成的一体结构，如图4所示，所述上半球组和下半球组均由四个半球组成，四个半球呈两排两列排列成方形矩阵。所述减震模块一的长度与底层龙骨的长度相同。所述减震模块二的长度与顶层龙骨的长度相同。所述减震模块一、减震模块二是通过注塑工艺在模具中制得的一体模块。

所述灯组模块设置有两种形式，一种是直线型灯组模块4-1，一种是点状灯组模块4-2。所述直线型灯组模块4-1设置在所述表层模块的底面，所述直线型灯组模块4-1设置在顶层龙骨上方减震模块二的上半球组之间。所述点状灯组模块4-2，安装在卡座中，卡座安装于所述表层模块的下表面的卡槽中，卡槽通过粘结胶粘结于所述表层模块的下表面。所述卡槽呈方形设置，所述卡槽采用硬质硅胶材质，所述卡槽7结构如图6所示。所述点状灯组模块4-2由若干个单独的点状LED灯柱组成，位于不同行不同列的点状 LED灯柱亮起，组合后形成呈弧形的灯带。

所述直线型灯组模块4-1采用电连接的柔性LED灯带，柔性LED灯带是由硅胶层包裹的发光二极管结构，具有高亮耐热的优势，可任意卷曲，也可剪切和沿接。

所述灯组模块还包含有电源，所述电源采用市电交流220V或市电交流380V电源。所述电源与所述灯组模块通过导线电连接，所述电源设置在运动地板整体的一个边角处。

所述灯组模块还设置由无线接收模块，无线接收模块连接有编码器和控制灯亮灭的开关模块。

所述表层模块5采用陶瓷玻璃表面或硼硅玻璃表面，陶瓷玻璃采用透明或半透明的陶瓷玻璃。所述表面模块，是通过若干块陶瓷玻璃进行拼接组成，陶瓷玻璃拼接处设置在所述顶层龙骨处，所述陶瓷玻璃之间的缝隙采用环氧胶树脂进行粘结。

所述直线型灯组模块和点状灯组模块根据需要设置在每块陶瓷玻璃的特定位置，点状灯组模块组成的灯带弧度根据使用需要进行设定。优选的，所述直线型灯组模块对应的位置位于每块陶瓷玻璃的四边边缘，所述点状灯组模块设置在每块陶瓷玻璃底面中间，如图7所示。

所述控制器与所述灯组模块无线连接，所述控制器包含有单片机、按键、灯光控制电路板、无线发射模块。所述无线发射模块与灯组模块的无线接收模块相匹配，所述无线发射模块连接有编码器。所述按键根据需要设置有若干个。所述单片机采用AT89C51 单片机，控制控制器上的按键，并与灯光控制电路板相连接，完成控制器对灯组模块的控制，在单片机上预先写入程序，根据设定特定项目的运动场地尺寸，对应相应的按键相连接，每个按键对应一种规格的运动场地。如果所需运动场地尺寸没有按键对应的尺寸，则通过单片机自定义设置尺寸，来控制灯组模块的亮灭。单片机AT89C51的原理图如图8所示。

在安装该运动地板时，清理现场确保基层混凝土完全裸露。首先进行龙骨弹线定位，等间隔铺设减震模块一3-1，在减震模块一3-1之上铺设有底层龙骨1，在底层龙骨的卡槽中铺设有减震垫单元3-3，然后铺设顶层龙骨2，使顶层龙骨2与底层龙骨1相互垂直，并使得顶层龙骨的卡槽与底层龙骨的卡槽相互卡接；之后在顶层龙骨2的上方铺设有减震模块二3-2，同时在减震模块二3-2的上半球组中间铺设直线型灯组模块，最后将粘结有点状灯组模块的表层模块5铺设在减震模块二之上，铺设完成后，在表层模块的缝隙采用环氧胶树脂进行粘结。其中，灯组模块的电源通过电线连接在运动地板表面的一个边角处，其无线接收模块设置顶层龙骨和底层龙骨的间隔空隙中。该运动地板整体具有减震、弹性的特点，能够给运动员提供强有力的技术支撑。双层龙骨结构的运动地板，由于双层龙骨十字交叉的铺设达到了理想的高度，其整体结构具有很好的稳固性和减震性。通过基于单片机AT89C51的控制器，能够对不同的灯组模块的亮灭进行控制，在进行不同的比赛项目时，使得相应尺寸的表层模块的LED灯带亮起，作为该项目运动场地的画线边缘。

本可变换的运动地板的变换方法，是通过所述控制器进行控制，通过基于单片机AT89C51的控制器，能够对不同的灯组模块的亮灭进行控制，在进行不同的比赛项目时，使得相应尺寸的表层模块的LED灯带亮起，作为该项目运动场地的画线边缘。

控制器的每个按键对应不同的LED灯带组合，按键后，操作指令发送至单片机，单片机通过继电器控制不同LED灯带或点状LED灯柱的开关，以形成不同运动项目所需要的场地，亮起的LED灯带组成运动场地的直线边界，亮起的LED灯点形成运动场地的弧形线条。

本可变换的运动地板的自检测技术，通过红外监测模块捕捉运动员的运动轨迹，辅助教练员进行训练。所述红外监测模块包含有控制器、检测模块、红外发射模块、红外接收模块、电源模块、射频模块。所述控制器采用射频模块和处理芯片。所述射频模块双向通讯，可接受控制器对红外发射模块的发射红外线的指令，也可接受红外发射模块的指令。所述处理芯片采用BISS0001型号芯片，其原理图如图9所示。所述检测模块是内部设置有球体检测电路的检测设备，至少由两路红外发射与接收的对管构成，用于检测球体入框的动作和球体的运动方向；所述检测模块设置在目标球框下，所述检测模块根据不同的体育项目设置成响应的形状。所述电源模块采用大容量锂离子蓄电池，并配有备用电池以备电量不足时进行更换。所述红外发射模块可移动设置于运动场的边角处、球门处或球网处，所述红外发射模块依据由LED灯带组成的运动场地边缘发射有红外线，当球入框、或者运动场出界时，红外线监测到球的运动，并将该信号发送至红外接收模块，处理器接收到该信号，并将该信号转换成比赛裁定的状态，呈现于显示屏。所述红外发射模块采用球形红外发射器，通过控制器可控制红外发射模块的发射方向和发射时间，依据不同的运动场地要求，红外发射模块可向对应的方向发射红外线。球形红外发射器，包含有球形框架和多个红外发射源，球形框架分布有多个等间距的孔，多个红外发射源分布在球形框架的孔中。

当球体通过球框时，所述检测模块的球体检测电路检测到有球体遮挡，发出信号至控制器，控制器接收到该信号，实时记录相应时间，并通过两路红外发射与接收的对管发生遮挡的时间，判定处球体的运动方向。控制器通过其中的射频模块发送至处理芯片，根据不同的运动项目采用对应的算法，计算出该项目的运动数据。

本自检测技术省去裁判进行比赛裁定的人力投入，实现了运动项目的自动化处理模式，节省人力，裁定准确率高。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的产品。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可变换的运动地板，包含有底层龙骨、顶层龙骨、减震模块、灯组模块、表层模块、控制器，其特征在于：

所述底层龙骨、顶层龙骨通过卡槽相互卡接，所述底层龙骨通过螺栓固定于地面，所述底层龙骨与地面之间设置有减震模块；所述灯组模块设置于所述顶层龙骨和所述表层模块之间；

所述减震模块是由若干个减震垫单元组成，减震模块分别设置在所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间、底层龙骨底部、顶层龙骨顶部；

所述灯组模块设置有两种形式，一种是直线型灯组模块，一种是点状灯组模块；

所述表层模块采用陶瓷玻璃表面或硼硅玻璃表面，陶瓷玻璃采用透明或半透明的陶瓷玻璃；所述表面模块，是通过若干块陶瓷玻璃进行拼接组成，陶瓷玻璃拼接处设置在所述顶层龙骨处，所述陶瓷玻璃之间的缝隙采用环氧胶树脂进行粘结；

所述控制器与所述灯组模块无线连接，所述控制器包含有单片机、按键、灯光控制电路板、无线发射模块，所述无线发射模块与灯组模块的无线接收模块相匹配，所述无线发射模块连接有编码器；所述按键根据需要设置有若干个。

2.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述底层龙骨的上表面等间隔设置有凹槽，所述顶层龙骨的下表面等间隔设置有凹槽，底层龙骨凹槽和顶层龙骨凹槽的形状、大小相匹配；所述底层龙骨和顶层龙骨通过各自的凹槽相互卡接。

3.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述底层龙骨卡槽与顶层龙骨卡槽间设置有单一的减震垫单元，底层龙骨底部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块一，顶层龙骨顶部设置有由多个减震垫单元组成的减震模块二；

所述减震垫单元是由上半球组、中间层、下半球组组成的一体结构，所述上半球组和下半球组均由四个半球组成，四个半球呈两排两列排列成方形矩阵，所述减震模块一的长度与底层龙骨的长度相同；所述减震模块二的长度与顶层龙骨的长度相同。

4.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述直线型灯组模块设置在所述表层模块的底面，所述直线型灯组模块设置在顶层龙骨上方减震模块二的上半球组之间；所述点状灯组模块，安装在卡座中，卡座安装于所述表层模块的下表面的卡槽中，卡槽通过粘结胶粘结于所述表层模块的下表面；所述卡槽呈方形设置；所述点状灯组模块由若干个单独的点状LED灯柱组成，位于不同行不同列的点状LED灯柱亮起，组合后形成呈弧形的灯带，形成运动场界线。

5.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述灯组模块采用电连接的柔性LED灯带，柔性LED灯带是由硅胶层包裹的发光二极管结构。

6.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述灯组模块还包含有电源，所述电源采用市电220V或市电380V电源；所述电源与所述灯组模块通过导线电连接，所述电源设置在运动地板整体的一个边角处。

7.根据权利要求1所述的一种可变换的运动地板，其特征在于：所述灯组模块还设置由无线接收模块，无线接收模块连接有编码器和控制灯亮灭的开关模块。

8.一种可变换的运动地板的变换方法，其特征在于，通过所述控制器进行控制，通过基于单片机AT89C51的控制器，能够对不同的灯组模块的亮灭进行控制，在进行不同的比赛项目时，使得相应尺寸的表层模块的LED灯带及点状LED灯柱亮起，作为该项目运动场地的画线。

9.一种可变换的运动地板的自检测技术，其特征在于，通过红外监测模块捕捉运动员的运动轨迹，辅助教练员进行训练；所述红外监测模块包含有控制器、检测模块、红外发射模块、红外接收模块、电源模块、射频模块；所述控制器采用射频模块和处理芯片，所述射频模块双向通讯，可接受控制器对红外发射模块的发射红外线的指令，也可接受红外发射模块的指令，所述处理芯片采用BISS0001型号芯片。所述检测模块是内部设置有球体检测电路的检测设备，至少由两路红外发射与接收的对管构成，用于检测球体入框的动作和球体的运动方向；所述检测模块设置在目标球框下，所述检测模块根据不同的体育项目设置成相应的形状；所述电源模块采用锂离子蓄电池；所述红外发射模块可移动设置于运动场的边角处、球门处或球网处，所述红外发射模块依据由LED灯带组成的运动场地边缘发射有红外线，当球入框、或者运动场出界时，红外线监测到球的运动，并将该信号发送至红外接收模块，处理器接收到该信号，并将该信号转换成比赛裁定的状态。

10.根据权利要求9所述的一种可变换的运动地板的自检测技术，其特征在于，所述红外发射模块采用球形红外发射器，通过控制器可控制红外发射模块的发射方向和发射时间，依据不同的运动场地要求，红外发射模块可向对应的方向发射红外线；球形红外发射器，包含有球形框架和多个红外发射源，球形框架分布有多个等间距的孔，多个红外发射源分布在球形框架的孔中。