CN109550181B - 一种通过数字信号译码定位的全自动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过数字信号译码定位的全自动装置，包括两根吊绳、跳高横杆、电机和左右对称分布的两个自动杆托机构，每个所述自动杆托机构包括立柱支架、若干个推式电磁铁、若干个杆托、粗立杆、微型电动机、齿轮、齿条、小孔、若干个门闩、两个拉式电磁铁、细立杆和若干个与门电路模块。每根杆托都对应一个与门电路模块，单片机发出七位二进制编码的数字信号，经与门电路模块译码得出是不是本模块，是的话就通电驱动电磁铁推动门闩卡住对应的杆托，跟随齿条带动的粗立杆伸出和缩回。本发明所述一种通过数字信号译码定位的全自动装置，具有构思巧妙、结构简单、自动化程度高等特点，易于推广，市场前景广阔。

Description

一种通过数字信号译码定位的全自动装置

技术领域

本发明涉及数字信号译码定位装置领域，特别涉及一种通过数字信号译码定位的全自动装置。

背景技术

目前在进行体育跳高训练时，需要不断地进行调节跳杆的高度来进行锻炼和测量跳高水平，以往的跳高架只能通过人为的进行调节高度，需要通过调节固定旋钮的位置和观察刻度标线的数据来进行调节，过程复杂且比较繁琐费力，浪费了大量的时间和精力，满足不了体育训练的使用需求。由此，诞生了自动升降跳高架，而在现有技术中自动升降跳高架又分为：

1、自动升降跳高架采用两段式结构，下面一段固定支柱上附加活动小支柱进行升降，两段之间会有相对移动，造成测量精度下降。

2、自动升降跳高架采用单根整体支柱，利用吊装杆托的方法进行升降。吊绳也会有伸缩，同样造成误差。

两者共同缺点是两个部件之间有相对位移，造成高度会有误差。不如老式简易木架的托是固定死的，没有相对移动。而且很少能够实现把跳高横杆“自动”从地上捡起，并放到“预跳高度”上的功能。

本发明的方案便是针对上述问题对现有自动升降跳高架进行的改进。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种通过数字信号译码定位的全自动装置，解决现有自动升降跳高架存在相对位移、高度会有误差、且不能自动拾取跳高横杆的问题。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种通过数字信号译码定位的全自动装置，包括两根吊绳、跳高横杆、电机和左右对称分布的两个自动杆托机构，其中：

两根所述吊绳的下端分别连接于所述跳高横杆的左右两端；

所述电机采用双输出轴结构并放置于跳高架的正上方，双输出轴分别设置于所述电机的左右两端，并分别连接两根所述吊绳的上端，用于通过电机自身的运转带动双输出轴旋转进而使得两根所述吊绳缠绕在所述双输出轴上或者从所述双输出轴上松开以此实现所述跳高横杆的升降；

每个所述自动杆托机构均包括立柱支架、若干个推式电磁铁、若干个杆托、粗立杆、微型电动机、齿轮、齿条、小孔、若干个门闩、两个拉式电磁铁、细立杆和若干个与门电路模块，其中：

所述立柱支架的外框架上设置有若干层，每层层高均相同，且每层内放置一个杆托，所述立柱支架内侧一面固定若干个所述推式电磁铁，相对应的另一面则嵌有若干个用于托住所述跳高横杆的杆托；

每个所述杆托的后端靠近所述粗立杆处均设有一豁口，用于供对应的所述门闩卡入；

所述微型电动机设置于所述立柱支架的内部底端，用于驱动所述齿轮旋转；

所述齿轮设置于所述立柱支架的内部底端，并与所述微型电动机的输出轴轴向连接；

所述齿条水平设置于所述齿轮上方并与所述齿轮啮合，用于随着所述齿轮的旋转而水平前后移动；

若干个所述小孔均匀凿设于所述粗立杆上，且每个所述小孔内对应放置有一个门闩；

所述粗立杆固定设置于所述齿条上，并放置于所述立柱支架内部，且位于所述推式电磁铁和杆托中间，用于随着所述齿条前后移动而带动所有门闩前后移动；

两个所述拉式电磁铁分别连接于所述细立杆的上下两端，用于拉动所述细立杆；

所述细立杆放置于所述杆托和门闩之间，用于带动伸出的所述门闩归位；

所述推式电磁铁与所述与门电路模块的输出端电性连接，用于推出所述门闩卡住其对应的所述杆托；

当某个与门电路模块发出信号时，通过所述与门电路模块的输出端给所述推式电磁铁通电，所述推式电磁铁推动对应的所述门闩伸出，所述门闩嵌入对应的杆托的豁口，所述推式电磁铁推杆瞬间收回，留下所述门闩卡住豁口，对应的杆托伸出所述立柱支架，放置所述跳高横杆，而当所述粗立杆后移时，所述粗立杆带动伸出的杆托一起向后退回。

进一步的，若干个所述门闩、杆托、推式电磁铁和与门电路模块的数量均为128个，且一一对应设置。

进一步的，每个所述与门电路模块包括七根数字信号线、一共地线、七个过孔、七个三极管、七个二极管、一上拉电阻和一与门电路输出端，其中：

每根所述数字信号线均从电路板的背面通过对应的所述过孔贯穿到电路板的正面；

每个所述三极管的发射极均连接所述共地线，其基极均连接其对应的信号线，集电极则作为对应信号线的第一输出端；

每个所述二极管的负极均连接其对应的信号线，正极则作为对应信号线的第二输出端；

当信号线为0时，输入信号经过所述三极管取反后变成高电平输出，作为与门电路的输入端参与编码；

当信号线为1时，输入信号经过所述二极管隔离后参与编码；

在每根信号线的第一输出端和第二输出端中选择高电位进入与门电路，并使得七根数字信号线的输出端均为高电位，通过所述上拉电阻将所述与门电路输出端固定在高电位，进而推动所述推式电磁铁。

进一步的，所述输入信号为与七根数字信号线连接的单片机发出的二进制编码的数字信号。

进一步的，任意两个相邻的所述层之间的层高为1厘米。

进一步的，每个所述门闩均留有一缺口并呈型，分为竖直部和水平部，所述水平部可嵌入所述门闩的豁口，所述竖直部在所述水平部嵌入所述豁口后还与所述门闩之间具有一间隙，所述间隙可容置所述细立杆，用于所述拉式电磁铁拉回所述细立杆时通过所述缺口挡住所述门闩的竖直部进而使得所述门闩靠近所述拉式电磁铁归位。

进一步的，所述杆托为木片。

优选的，每个所述杆托宽4厘米，长大于6厘米。

进一步的，所述粗立杆与细立杆平行并列竖置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中门闩是中心部件，前面是杆托，后面是推式电磁铁和拉式电磁铁。由推式电磁铁推出门闩卡住杆托，门闩返回则由拉式电磁铁拉回细立杆带动。所有门闩都随粗立杆前后移动，只是卡住杆托豁口的门闩，才能带动杆托随粗立杆一起移动。每根杆托都对应一个与门电路模块，单片机发出七位二进制编码的数字信号，经与门电路模块译码得出是不是本模块，是的话就通电驱动电磁铁推动门闩卡住对应的杆托，跟随齿条带动的粗立杆伸出和缩回。本发明所述一种通过数字信号译码定位的全自动装置，具有构思巧妙、结构简单、自动化程度高等特点，易于推广，市场前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中电路板的背面结构示意图；

图2是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中与门电路模块的放大示意图；

图3是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中128个与门电路模块的结构放大示意图；

图4是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中杆托和门闩的结构示意图；

图5是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中电磁铁推出门闩卡住杆托的侧视图；

图6是本发明一种通过数字信号译码定位的全自动装置中粗立杆带动卡住杆托的门闩移动的示意图。

【主要符号说明】

1-共地线；

2-过孔；

3-三极管；

4-二极管；

5-上拉电阻；

6-与门电路输出端；

7-第一位信号线的两个输出端；

8-第二位信号线的两个输出端；

9-第三位信号线的两个输出端；

10-剩余信号线的输出端；

11-细立杆；

12-门闩；

13-杆托；

14-拉式电磁铁；

15-推式电磁铁；

16-与门电路模块；

17-粗立杆；

18-齿条；

19-齿轮；

20-数字信号线。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1-6所示，本实施例公开了一种通过数字信号译码定位的全自动装置，包括两根吊绳(未图示)、跳高横杆(未图示)、电机(未图示)和左右对称分布的两个自动杆托机构，其中：

两根所述吊绳的下端分别连接于所述跳高横杆的左右两端；

所述电机采用双输出轴结构并放置于跳高架的正上方，双输出轴分别设置于所述电机的左右两端，并分别连接两根所述吊绳的上端，用于通过电机自身的运转带动双输出轴旋转进而使得两根所述吊绳缠绕在所述双输出轴上或者从所述双输出轴上松开以此实现所述跳高横杆的升降；

每个所述自动杆托机构均包括立柱支架(未图示)、若干个推式电磁铁15、若干个杆托13、粗立杆17、微型电动机(未图示)、齿轮19、齿条18、小孔(未标示)、若干个门闩12、两个拉式电磁铁14、细立杆11和若干个与门电路模块16，其中：

所述立柱支架的外框架上设置有若干层，每层层高均相同，均为1厘米，且每层内放置一个杆托13，所述立柱支架内侧一面固定若干个所述推式电磁铁15，相对应的另一面则嵌有若干个用于托住所述跳高横杆的杆托13；

每个所述杆托13的后端靠近所述粗立杆17处均设有一豁口，用于供对应的所述门闩12卡入；

所述微型电动机设置于所述立柱支架的内部底端，用于驱动所述齿轮19旋转；

所述齿轮19设置于所述立柱支架的内部底端，并与所述微型电动机的输出轴轴向连接；

所述齿条18水平设置于所述齿轮19上方并与所述齿轮19啮合，用于随着所述齿轮19的旋转而水平前后移动；

若干个所述小孔均匀凿设于所述粗立杆17上，且每个所述小孔内对应放置有一个门闩12；

所述粗立杆17固定设置于所述齿条18上，并放置于所述立柱支架内部，且位于所述推式电磁铁15和杆托13中间，用于随着所述齿条18前后移动而带动所有门闩12前后移动；

两个所述拉式电磁铁14分别连接于所述细立杆11的上下两端，用于拉动所述细立杆11；

所述细立杆11放置于所述杆托13和门闩12之间，用于带动伸出的所述门闩12归位；本实施例中，所述细立杆11是根长杆，与粗立杆17平行并列竖置。

所述推式电磁铁15与所述与门电路模块16的输出端电性连接，用于推出所述门闩12卡住其对应的所述杆托13；

当某个与门电路模块16发出信号时，通过所述与门电路模块16的输出端给所述推式电磁铁15通电，所述推式电磁铁15推动对应的所述门闩12伸出，所述门闩12嵌入对应的杆托13的豁口，所述推式电磁铁15推杆瞬间收回，留下所述门闩12卡住豁口，对应的杆托13伸出所述立柱支架，放置所述跳高横杆，而当所述粗立杆17后移时，所述粗立杆17带动伸出的杆托13一起向后退回。

进一步的，若干个所述门闩12、杆托13、推式电磁铁15和与门电路模块16的数量均为128个，且一一对应设置。

实际操作中，单片机发出的二进制编码的七根数字信号线，对应有2⁷＝128种状态，通过译码电路定位到对应的位置。图二为所示译码电路，128种状态都对应一个这样的与门电路模块。某个与门模块的输出信号为高电平，其它译码电路的与门模块输出为低电平，这样就定位到了这个唯一高电平输出模块。要让与门输出为高电平，则要七个输入端都必须是高电平，不管其本来是否为高电平，本来不是的就取反参与。这样每根数字信号线就要提供两种输出线路：本来为高电平的，就经过二极管原样输出；本来为低电平的，就经过三极管取反输出。与门输入端则根据所在位置的译码对编码电平的高低要求，在这一根信号线的两种输出里面取舍：编码是高电平的选经二极管的作为输入端；编码是低电平的选经三极管的作为输入端，这样这个与门的七个输入端都固定下来了。当信号线电平变成其它的编码，则这个与门的输入信号至少也变了一个，这个与门电路模块的译码输出必然都是低电平。因为任何译码模块的高电平是选择经过二极管输入与门，如果变成低电平，则经过的这个二极管就会正向导通，拉低与门；同样，任何译码模块的低电平信号是选定经过三极管输入与门，如果变成其它编码的高电平经过，这样三极管变成导通的，也拉低了与门。总之译码电路对应的输入编码信号是唯一的，编码信号与译码电路是一一对应的，一种输入编码，只能得到唯一的输出译码，其它模块的译码必然都是低电平。

本实施例中，如图2所示，每个所述与门电路模块16包括七根数字信号线20、一共地线1、七个过孔2、七个三极管3、七个二极管4、一上拉电阻5和一与门电路输出端6，其中：

每根所述数字信号线20均从电路板的背面通过对应的所述过孔2贯穿到电路板的正面；

每个所述三极管3的发射极均连接所述共地线1，其基极均连接其对应的信号线，集电极则作为对应信号线的第一输出端；

每个所述二极管4的负极均连接其对应的信号线，正极则作为对应信号线的第二输出端；

当信号线为0时，输入信号经过所述三极管3取反后变成高电平输出，作为与门电路的输入端参与编码；当信号线为1时，输入信号经过所述二极管4隔离后参与编码；所述输入信号为与七根数字信号线20连接的单片机发出的二进制编码的数字信号。

在每根信号线的第一输出端和第二输出端中选择高电位进入与门电路，并使得七根数字信号线20的输出端均为高电位，通过所述上拉电阻5将所述与门电路输出端6固定在高电位，进而推动所述推式电磁铁15。

具体的，本实施例中，七位二进制编码的数字信号线20，每根分别从电路板的背面经过孔2到正面，再经过二极管4和三极管3改变成要求的译码信号量，成为七端与门的输入信号。经过二极管4和三极管3作用，纠正为高电平的译码输入状态：当信号线为0时，经过三极管3取反，变成高电平输出，作为与门电路的输入端参与编码；当信号线为1时，经过二极管4隔离参与编码。对应每根数字信号线20的这两个输入状态，根据译码需要确定选用哪种输入端进入与门电路，选用标准是都必须是高电位进入与门，才能使与门电路的输出端为高电位，进而才能驱动推式电磁铁15。七根数字信号线20都各自二选一，选出高电位参与组成一个七输入与门电路模块16，控制一个推式电磁铁15，对应一个杆托13的伸缩。

如图4所示，每个所述门闩12均留有一缺口并呈型，分为竖直部和水平部，所述水平部可嵌入所述门闩12的豁口，所述竖直部在所述水平部嵌入所述豁口后还与所述门闩12之间具有一间隙，所述间隙可容置所述细立杆11，用于所述拉式电磁铁14拉回所述细立杆11时通过所述缺口挡住所述门闩12的竖直部进而使得所述门闩12靠近所述拉式电磁铁14归位，拉式电磁铁14瞬间就弹回，留下了门闩12。

具体工作原理：

立柱支架的外框架有128层，每层层高1厘米，每层里面放一个杆托13，杆托13采用木片制成，宽4厘米，长大于6厘米，后端有一个豁口，供门闩12卡入。底部齿条18上固定一个粗立杆17，粗立杆17放置在一个立柱支架里面，立柱支架内侧一面固定有128个推式电磁铁15，另一面安装128个活动的杆托13，粗立杆17放在推式电磁铁15和杆托13中间，粗立杆17上凿有128个小孔，每个孔里面插入一个门闩12，每个门闩12后面对应一个推式电磁铁15，前面对应一个杆托13。当某个与门电路模块16发出信号，就会给对应的推式电磁铁15通电，推式电磁铁15推动对应的门闩12伸出粗立杆17上的小孔，门闩12伸入对应的杆托13的豁口，推式电磁铁15推杆瞬间就收回了，留下了门闩12卡住豁口。齿条18上的粗立杆17移动，带动所有门闩12前后移动，包括唯一伸出的卡入豁口的门闩12，再由伸出的门闩12带动卡住的杆托13一起移动，这样就实现了杆托13的伸缩。而此时的其它门闩12都没有被其对应的推式电磁铁15推出，也就没有卡住对应的杆托13，门闩12虽然也随粗立杆17一起移动，但没有卡住杆托13，杆托13就不会被带动伸出。由于是豁口卡住的，粗立杆17后移的时候也能带动杆托13一起向后退回。门闩12是由推式电磁铁15推出的，推式电磁铁15推出门闩12后，把门闩12留下，推式电磁铁15就立刻返回原位置了。留下的门闩12卡住杆托13，随着粗立杆17移动。

当要换个高度的杆托13，吊绳收回刚刚绷紧时(每次跳前要把吊绳全放下)，绕过吊绳的压力传感器感受到压力，此时用电机转过的圈数估算吊绳的长度。吊起时的长度小于起始长度说明跳高横杆没有掉下来(起始长度为落下的跳高横杆刚刚被吊起悬空时的长度)，此状态可先吊高跳高横杆，再换杆托13，然后放下跳高横杆；如果跳高横杆掉下来了，则要先缩进杆托13，再吊起跳高横杆，然后伸出预定高度的杆托13，最后放下跳高横杆。有先有后的目的是为了不让杆托13挡住吊高过程中的跳高横杆。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，包括两根吊绳、跳高横杆、电机和左右对称分布的两个自动杆托机构，其中：

两根所述吊绳的下端分别连接于所述跳高横杆的左右两端；

所述电机采用双输出轴结构并放置于跳高架的正上方，双输出轴分别设置于所述电机的左右两端，并分别连接两根所述吊绳的上端，用于通过电机自身的运转带动双输出轴旋转进而使得两根所述吊绳缠绕在所述双输出轴上或者从所述双输出轴上松开以此实现所述跳高横杆的升降；

每个所述自动杆托机构均包括立柱支架、若干个推式电磁铁、若干个杆托、粗立杆、微型电动机、齿轮、齿条、小孔、若干个门闩、两个拉式电磁铁、细立杆和若干个与门电路模块，其中：

所述立柱支架的外框架上设置有若干层，每层层高均相同，且每层内放置一个杆托，所述立柱支架内侧一面固定若干个所述推式电磁铁，相对应的另一面则嵌有若干个用于托住所述跳高横杆的杆托；

每个所述杆托的后端靠近所述粗立杆处均设有一豁口，用于供对应的所述门闩卡入；

所述微型电动机设置于所述立柱支架的内部底端，用于驱动所述齿轮旋转；

所述齿轮设置于所述立柱支架的内部底端，并与所述微型电动机的输出轴轴向连接；

所述齿条水平设置于所述齿轮上方并与所述齿轮啮合，用于随着所述齿轮的旋转而水平前后移动；

若干个所述小孔均匀凿设于所述粗立杆上，且每个所述小孔内对应放置有一个门闩；

所述粗立杆固定设置于所述齿条上，并放置于所述立柱支架内部，且位于所述推式电磁铁和杆托中间，用于随着所述齿条前后移动而带动所有门闩前后移动；

两个所述拉式电磁铁分别连接于所述细立杆的上下两端，用于拉动所述细立杆；

所述细立杆放置于所述杆托和门闩之间，用于带动伸出的所述门闩归位；

所述粗立杆与细立杆平行并列竖置；

每个所述门闩均留有一缺口并呈」型，分为竖直部和水平部，所述水平部可嵌入所述门闩的豁口，所述竖直部在所述水平部嵌入所述豁口后还与所述门闩之间具有一间隙，所述间隙可容置所述细立杆，用于所述拉式电磁铁拉回所述细立杆时通过所述缺口挡住所述门闩的竖直部进而使得所述门闩靠近所述拉式电磁铁归位；

所述推式电磁铁与所述与门电路模块的输出端电性连接，用于推出所述门闩卡住其对应的所述杆托；

当某个与门电路模块发出信号时，通过所述与门电路模块的输出端给所述推式电磁铁通电，所述推式电磁铁推动对应的所述门闩伸出，所述门闩嵌入对应的杆托的豁口，所述推式电磁铁推杆瞬间收回，留下所述门闩卡住豁口，对应的杆托伸出所述立柱支架，放置所述跳高横杆，而当所述粗立杆后移时，所述粗立杆带动伸出的杆托一起向后退回。

2.根据权利要求1所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，若干个所述门闩、杆托、推式电磁铁和与门电路模块的数量均为128个，且一一对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，每个所述与门电路模块包括七根数字信号线、一共地线、七个过孔、七个三极管、七个二极管、一上拉电阻和一与门电路输出端，其中：

每根所述数字信号线均从电路板的背面通过对应的所述过孔贯穿到电路板的正面；

每个所述三极管的发射极均连接所述共地线，其基极均连接其对应的信号线，集电极则作为对应信号线的第一输出端；

每个所述二极管的负极均连接其对应的信号线，正极则作为对应信号线的第二输出端；

当信号线为0时，输入信号经过所述三极管取反后变成高电平输出，作为与门电路的输入端参与编码；

当信号线为1时，输入信号经过所述二极管隔离后参与编码；

在每根信号线的第一输出端和第二输出端中选择高电位进入与门电路，并使得七根数字信号线的输出端均为高电位，通过所述上拉电阻将所述与门电路输出端固定在高电位，进而推动所述推式电磁铁。

4.根据权利要求3所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，所述输入信号为与七根数字信号线连接的单片机发出的二进制编码的数字信号。

5.根据权利要求1所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，任意两个相邻的所述层之间的层高为1厘米。

6.根据权利要求1所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，所述杆托为木片。

7.根据权利要求6所述的一种通过数字信号译码定位的全自动装置，其特征在于，每个所述杆托宽4厘米，长大于6厘米。