CN110433475B - 一种多功能跑道采集装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能跑道采集装置，该系统包括主机及与主机连接的红外装置，所述红外装置为红外模块组，红外模块组为一组或多组，每组红外模块组均包含两个红外模块，两个红外模块使用时分列于跑道的两侧，红外模块与主机连接。由主机上的可插拔蓄电池为红外模块组供电，红外模块为互换设计，给个红外模块均相同并可互换，由主机实现统一控制，同步性好，测量精确，通过磁吸式触点连接，实现电能与数据的传输，降低了故障率以及后期的维护成本，完成一次铺设可长期使用，借助安装在电脑或手机等终端的软件，可分析得出测试者的速度加速度等数据，功能强大。

Description

一种多功能跑道采集装置

技术领域

本发明涉及一种多功能跑道采集装置。

背景技术

体育项目大多需要较好的体能，反应体育技术常用运动生物力学研究方法是，通常是采用高速影像解析系统监控训练过程,其采集方法相当复杂，通过一些专用解析软件获得运动学信息，技术要求高，一般教练和体育老师很难达到技术要求。为提高运动员训练效率,及时掌握运动员训练水平，教练员和技术人员迫切需要一种在跑步过程中及时反馈位置与时间信息等运动信息的设备。目前还未见报道。

发明内容

发明目的：

本发明在充分凝炼项目需求基础上,提出了一种基于数字跑道的田径训练信息采集和反馈系统，其目的在于解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种多功能跑道采集装置，该系统包括主机及与主机连接的红外装置，所述红外装置为红外模块组，红外模块组为一组或多组，每组红外模块组均包含两个红外模块，两个红外模块使用时分列于跑道的两侧(即跑动方向的左右两侧)，红外模块与主机连接。

红外模块为条形结构，红外模块内设置红外线发生器或红外线接收器，或者红外模块内同时设置红外线发生器和红外线接收器；

当红外模块内设置红外线发生器或红外线接收器时，其中跑道一侧的红外模块内设置至少一个红外线发生器，而跑道另一侧的红外模块内设置至少一个红外线接收器，红外线发生器与红外线接收器对应；

红外模块内同时设置红外线发生器和红外线接收器时，跑道两侧的红外模块内均各自设置至少一个红外线发生器和红外线接收器，跑道两侧的红外模块内的红外线发生器和红外线接收器数量对应，而其中跑道一侧的红外模块内的红外线发生器和红外线接收器对应跑道另一侧的红外模块内的红外线接收器和红外线发生器。

主机上连接有主机磁吸接头(也叫磁吸连接器)，红外模块的端部设置有红外端磁吸接头(也叫磁吸连接器)，主机磁吸接头与红外端磁吸接头通过磁吸连接时，实现红外模块的电源及数据连通(红外模块内的红外线发生器和红外线接收器都是通过线路连接至端头部的红外端磁吸接头)。

主机磁吸接头通过线路连接至主机内的微处理器和蓄电池。

当红外模块组为多组时，每组中的红外模块均通过端部的红外端磁吸接头与相邻的红外模块首位连接(如图4所示，串联在一起)。

主机的外壳上海设置有与主机内的微处理器连接的显示屏。

主机内还设置有用于与电脑或手机等终端连接的集成蓝牙模块，集成蓝牙模块与主机内的微处理器连接。

主机上还设置有用于起跑发令和读出测试成绩的喇叭。

相邻的红外模块之间连接时通过临时锁紧件临时固定连接，临时锁紧件包括锁紧柱、锁紧内套和锁紧外套；

锁紧柱使用时固定在红外模块上靠近端部的位置，锁紧柱包括立柱和横卡，横卡设置在立柱的中部且横卡与立柱垂直；

横卡的方向朝向红外模块的另一端的方向(即如图6所示的，相邻的两个红外模块上的横卡为背向设置，不相对)；

锁紧内套设置在锁紧外套内，且锁紧内套能相对于锁紧外套做以自身的轴为轴的旋转，(锁紧内套与锁紧外套之间的间隙不易过大，满足刚好能够相对旋转即可)锁紧内套的下端设置有使用时能卡在横卡上的内套豁口，锁紧外套的底端设置有旋转时能伸进横卡下方并挡住内套豁口的开口端的挡圈，挡圈上设置有能够供横卡穿过的挡片豁口。(挡圈的顶部始终与锁紧内套的底面为能相对移动的接触或保持一个很小的间隙，这个间隙只要能够在满足挡圈与锁紧内套之间能够相对转动的前提下，还满足挡圈能够挡住内套豁口即可)

锁紧内套的上端(如图6所示的上下方向)设置有防止锁紧外套从锁紧内套上端脱落的防脱套，锁紧内套的中部、内套豁口的上方设置有防止锁紧外套从锁紧内套下端脱落的防脱环；

防脱环与防脱套之间套有外套限位环，外套限位环的底部连接锁紧外套，外套限位环与锁紧外套能一起做相对于锁紧内套的旋转(以自身的轴或者锁紧内套的轴为轴旋转)。

优点效果：

本发明的目的在于针对背景技术中无法反馈运动中位置与时间信息等运动信息的问题，其由主机与红外装置构成，其设置在跑道两侧，主机有用于显示各项信息和操作的触摸显示屏、用于为传感器供电的可拆卸锂电池、以及用于起跑发令和读出测试成绩的喇叭，主机承担着为红外模块供电、收集与上传数据的作用，内部的微处理器实现对数据的简单处理以及红外模块连接对准情况的故障监控，触摸显示器用来实现对系统简单操作，主机内集成蓝牙模块，运用蓝牙4.0与电脑或手机等终端连接，通过应用应用软件生成图表实现数据的分析与对比，红外模块长1米，两个模块为一组，每组可实现20个数据采集点，主机与红外模块以及红外模块之间的连接均使用磁吸式。

所述模块都设置跑道两侧。为了便于主机在户外使用，所述的主机上设置有可插拔式蓄电池。

本发明的折返跑测试仪的具体优点在于：由主机上的可插拔蓄电池为红外模块组供电，红外模块为互换设计，给个红外模块均相同并可互换，由主机实现统一控制，同步性好，测量精确，通过磁吸式触点连接，实现电能与数据的传输，降低了故障率以及后期的维护成本，完成一次铺设可长期使用，借助安装在电脑或手机等终端的软件，可分析得出测试者的速度加速度等数据，功能强大。

附图说明

图1为本发明的跑道采集系统的主机示意图；

图2为本发明的跑道采集系统的红外模块示意图；

图3为本发明的组合示意图；

图4为本发明的原理图；

图5为布置原理图；

图6为临时锁紧件结构示意图；

图7为临时锁紧件立体爆炸图。

图中，1为主机，2为显示屏，3为插拔式充电池，4为连接线，5为磁吸接头，6为红外模块，7为红外线接收器，8为红外线发生器，9为磁吸式接头，10为跑道，11为红外模块的架体，12为红外线。

具体实施方式

一种多功能跑道采集装置，该系统包括主机1及与主机1连接的红外装置，所述红外装置为红外模块组，红外模块组为一组或多组，每组红外模块组均包含两个红外模块6，两个红外模块6使用时分列于跑道10的两侧，即跑动方向的左右两侧，红外模块6与主机1连接。

红外模块6内设置红外线发生器8或红外线接收器7，或者红外模块6内同时设置红外线发生器8和红外线接收器7；

当红外模块6内设置红外线发生器8或红外线接收器7时，其中跑道一侧的红外模块6内设置至少一个红外线发生器8，而跑道另一侧的红外模块6内设置至少一个红外线接收器7，红外线发生器8与红外线接收器7对应；

红外模块6内同时设置红外线发生器8和红外线接收器7时，跑道两侧的红外模块6内均各自设置至少一个红外线发生器8和至少一个红外线接收器7，跑道两侧的红外模块6内的红外线发生器8和红外线接收器7数量对应(相同)，而其中跑道一侧的红外模块6内的红外线发生器8和红外线接收器7对应跑道另一侧的红外模块6内的红外线接收器7和红外线发生器8(跑道一侧的一个红外线发生器8对应跑道另一侧的一个红外线接收器7)。红外线发生器8和红外线接收器7均采用现有的产品，其原来和结构均为公知，此处不赘述。红外线发生器8、红外线接收器7通过粘接或焊接固定在红外模块6的架体11上，如图2和3所示，架体就是图中内置红外线发生器8、红外线接收器7的长条形的结构。

主机1上连接有主机磁吸接头5，红外模块6的端部设置有红外端磁吸接头9，主机磁吸接头5与红外端磁吸接头9通过磁吸连接时，实现红外模块6的电源及数据连通(每个红外线发生器8(也叫红外发射器)和红外线接收器7均通过数据线和电源线连接红外端磁吸接头9(也叫磁吸连接器)，进而当主机磁吸接头5(也叫磁吸连接器)与红外端磁吸接头9连接时能够实现红外线发生器8和红外线接收器7的电源及数据连通，主机磁吸接头和红外端磁吸接头都是采用现有的磁吸接头技术，其原理和结构都属于现有公知的，此处不赘述)。

主机磁吸接头5通过线路连接至主机1内的微处理器(采购现有的即可)和蓄电池。

当红外模块组为多组时，每组中的红外模块6均通过端部的红外端磁吸接头9与相邻的红外模块6首尾连接。(多个红外模块6串联)

主机1的外壳上还设置有与主机1内的微处理器连接的显示屏2。

主机1内还设置有用于与电脑或手机等终端连接的集成蓝牙模块，集成蓝牙模块与主机1内的微处理器连接。

主机1上还设置有用于起跑发令和读出测试成绩的喇叭。

相邻的红外模块6之间连接时通过临时锁紧件临时固定连接，临时锁紧件包括锁紧柱14、锁紧内套15和锁紧外套16；

锁紧柱14使用时固定在红外模块6上靠近端部的位置，锁紧柱14包括立柱14-1和横卡14-2，横卡14-2设置在立柱14-1的中部且横卡14-2与立柱14-1垂直；

横卡14-2的方向朝向红外模块6的另一端的方向(即如图6所示的，相邻的两个红外模块6上的横卡14-2为背向设置，不相对)；

锁紧内套15设置在锁紧外套16内，且锁紧内套15能相对于锁紧外套16做以自身的轴为轴的旋转，(锁紧内套15与锁紧外套16之间的间隙不易过大，满足刚好能够相对旋转即可)锁紧内套15的下端设置有使用时能卡在横卡14-2上的内套豁口15-1，锁紧外套16的底端设置有旋转时能伸进横卡14-2下方并挡住内套豁口15-1的开口端的挡圈16-1，挡圈16-1上设置有能够供横卡14-2穿过的挡片豁口16-2(挡圈16-1的顶部始终与锁紧内套15的底面为能相对移动的接触或保持一个很小的间隙，这个间隙只要能够在满足挡圈16-1与锁紧内套15之间能够相对转动的前提下，还满足挡圈16-1能够挡住内套豁口15-1即可)。

锁紧内套15的上端(如图6所示的上下方向)设置有防止锁紧外套16从锁紧内套15上端脱落的防脱套15-2，锁紧内套15的中部、内套豁口15-1的上方设置有防止锁紧外套16从锁紧内套15下端脱落的防脱环15-3；

防脱环15-3与防脱套15-2之间套有外套限位环17，外套限位环17的底部连接锁紧外套16，外套限位环17与锁紧外套16能一起做相对于锁紧内套15的旋转(以自身的轴或者锁紧内套的轴为轴旋转)。

使用时，将内套豁口15-1对准挡片豁口16-2，然后将挡片豁口16-2对准横卡14-2，使得锁紧内套15套在两个锁紧柱14上，直至内套豁口15-1如图6所示的那样卡在横卡14-2上，此时，锁紧内套15的内壁与锁紧柱14的外壁为能相对移动的接触(间隙不能过大，防止松动，最好不能超过1毫米)，然后旋转锁紧外套16，使得挡片豁口16-2与横卡14-2的位置错开，同时，挡圈16-1旋转至横卡14-2下方，使得挡圈16-1挡住内套豁口15-1，防止横卡14-2从挡片豁口16-2内脱出即可，此时完成相邻的两个红外模块6之间的临时固定，防止红外端磁吸接头9之间连接不牢固造成脱落，影响采集结果。

锁紧内套15的壁厚不小于横卡14-2的宽度(L)，锁紧外套16可以采用透明的硬质塑料材质或者亚克力材质，以方便观察内套豁口15-1的位置。另外，也可以在防脱套15-2上标注一个与内套豁口15-1位置对应的标记，以方便内套豁口15-1对准挡片豁口16-2和横卡14-2。

下面结合附图进行详细说明：

参考图1图2，在实际使用过程中，将主机置于起点，通过连接线4连接两端红外模块6，如图3所示，主机通过连接延长线的方式绕在离起点较远的地方，以免影响测试，如果有特殊要求也可以通过连接线连接两台主机的形式，实现灵敏素质和耐力素质的测试效果；多个红外模块通过磁吸触点连接，形成红外数据采集网架设在跑道10两边。主机1发出起跑信号即开始计时，当测试者踩在跑道上时，相应的红外线12被阻断，主机1记录相应的位置与时间信息，例如，进而通过位置与时间信息计算出相应的数据，如果有多名被测者，可先将被测者的信息通过终端软件预先下载到主机1内，测试时通过触摸屏2操作，选择记录相应人员信息；数据通过上传到终端设备，通过软件计算出被测者的速度与加速度变化情况，进行对比分析。

Claims (6)

1.一种多功能跑道采集装置，该装置包括主机(1)及与主机(1)连接的红外装置，其特征在于：所述红外装置为红外模块组，红外模块组为多组，每组红外模块组均包含两个红外模块(6)，两个红外模块(6)使用时分列于跑道(10)的两侧；

主机(1)上连接有主机磁吸接头(5)，红外模块(6)的端部设置有红外端磁吸接头(9)，主机磁吸接头(5)与红外端磁吸接头(9)通过磁吸连接时，实现红外模块(6)的电源及数据连通；

每组中的红外模块(6)均通过端部的红外端磁吸接头(9)与相邻的红外模块(6)首尾连接；

相邻的红外模块(6)之间连接时通过临时锁紧件临时固定连接，临时锁紧件包括锁紧柱(14)、锁紧内套(15)和锁紧外套(16)；

锁紧柱(14)使用时固定在红外模块(6)上靠近端部的位置，锁紧柱(14)包括立柱(14-1)和横卡(14-2)，横卡(14-2)设置在立柱(14-1)的中部且横卡(14-2)与立柱(14-1)垂直；

横卡(14-2)的方向朝向红外模块(6)的另一端的方向；

锁紧内套(15)设置在锁紧外套(16)内，且锁紧内套(15)能相对于锁紧外套(16)做以自身的轴为轴的旋转，锁紧内套(15)的下端设置有使用时能卡在横卡(14-2)上的内套豁口(15-1)，锁紧外套(16)的底端设置有旋转时能伸进横卡(14-2)下方并挡住内套豁口(15-1)的开口端的挡圈(16-1)，挡圈(16-1)上设置有能够供横卡(14-2)穿过的挡片豁口(16-2)；

锁紧内套(15)的上端设置有防止锁紧外套(16)从锁紧内套(15)上端脱落的防脱套(15-2)，锁紧内套(15)的中部、内套豁口(15-1)的上方设置有防止锁紧外套(16)从锁紧内套(15)下端脱落的防脱环(15-3)；

防脱环(15-3)与防脱套(15-2)之间套有外套限位环(17)，外套限位环(17)的底部连接锁紧外套(16)，外套限位环(17)与锁紧外套(16)能一起做相对于锁紧内套(15)的旋转。

2.根据权利要求1所述的一种多功能跑道采集装置，其特征在于：红外模块(6)内设置红外线发生器(8)或红外线接收器(7)，或者红外模块(6)内同时设置红外线发生器(8)和红外线接收器(7)；

当红外模块(6)内设置红外线发生器(8)或红外线接收器(7)时，其中跑道一侧的红外模块(6)内设置至少一个红外线发生器(8)，而跑道另一侧的红外模块(6)内设置至少一个红外线接收器(7)，红外线发生器(8)与红外线接收器(7)对应；

红外模块(6)内同时设置红外线发生器(8)和红外线接收器(7)时，跑道两侧的红外模块(6)内均各自设置至少一个红外线发生器(8)和至少一个红外线接收器(7)，跑道两侧的红外模块(6)内的红外线发生器(8)和红外线接收器(7)数量对应，而其中跑道一侧的红外模块(6)内的红外线发生器(8)和红外线接收器(7)对应跑道另一侧的红外模块(6)内的红外线接收器(7)和红外线发生器(8)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能跑道采集装置，其特征在于：主机磁吸接头(5)通过线路连接至主机(1)内的微处理器和蓄电池。

4.根据权利要求1所述的一种多功能跑道采集装置，其特征在于：主机(1)的外壳上还设置有与主机(1)内的微处理器连接的显示屏(2)。

5.根据权利要求1或4所述的一种多功能跑道采集装置，其特征在于：主机(1)内还设置有用于与电脑或手机终端连接的集成蓝牙模块，集成蓝牙模块与主机(1)内的微处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种多功能跑道采集装置，其特征在于：主机(1)上还设置有用于起跑发令和读出测试成绩的喇叭。

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