CN111068286A

CN111068286A - 一种接力棒及接力棒所处状态的判断方法

Info

Publication number: CN111068286A
Application number: CN201911399796.1A
Authority: CN
Inventors: 黄颛
Original assignee: Individual
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN111068286B

Abstract

本发明提供一种接力棒及接力棒所处状态的判断方法，所述接力棒包括：空心棒体、感应装置、保护套；所述空心棒体的表面设置多个通孔，所述感应装置设置于所述空心棒体的内部，所述保护套套设于所述空心棒体上，所述保护套的内表面设置多个第一凸起部，多个所述第一凸起部与多个所述通孔设置在相对应的位置上，所述感应装置上设置多个触点，所述触点与所述通孔设置在相对应的位置上，所述第一凸起部受外力后通过所述通孔与所述触点相接触。本发明可检测接力棒的受力状态，对接力棒是否滑落进行自动判断。

Description

一种接力棒及接力棒所处状态的判断方法

技术领域

本发明涉及接力棒技术领域，具体而言，涉及一种接力棒及接力棒所处状态的判断方法。

背景技术

现有接力赛跑的接力棒通常为表面光滑的木质棒，运动员在跑步比赛时，手上出汗较多，接力赛跑交棒时很容易滑落接力棒，现有接力棒仅外形为适用于比赛的棒体，无其他特殊功能，特别是，无判断接力棒所处状态的功能，其中，接力棒状态包括滑落状态、手持状态等，若接力棒滑落，只能由人眼观察，人工记录，这不利于在训练过程形成完善的训练数据。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中无自动判断接力棒所处状态的功能，不利于在训练过程形成完善的训练数据。

为解决上述问题，本发明提供一种接力棒，包括：空心棒体、感应装置、保护套；

所述空心棒体的表面设置多个通孔，所述感应装置设置于所述空心棒体的内部，所述保护套套设于所述空心棒体上，所述保护套的内表面设置多个第一凸起部，多个所述第一凸起部与多个所述通孔设置在相对应的位置上，所述感应装置上设置多个触点，所述触点与所述通孔设置在相对应的位置上，所述第一凸起部受外力后通过所述通孔与所述触点相接触。

可选地，所述保护套的外表面上设置多个第二凸起部，所述第二凸起部与所述第一凸起部相向设置。

可选地，所述接力棒还包括两个环状固定件，两个所述环状固定件分别绕设于所述空心棒体两端外表面，所述保护套通过所述环状固定件固定于所述空心棒体外表面，其中，无外力作用下的所述保护套，与所述空心棒体外表面之间存在间隙。

可选地，所述保护套为橡胶材料。

可选地，所述接力棒还包括通信模块。

本发明实施例通过在接力棒上设置感应装置、通孔以及第一凸起部，可实现接力棒受力数据的采集，便于利用该受力数据对接力棒所处状态进行判断。

本发明还提出一种接力棒所处状态的判断方法，应用于如上所述的接力棒，所述接力棒所处状态的判断方法包括：

获取触点激活信号；

根据所述触点激活信号确定被激活触点，获取所述被激活触点对应的通孔位置信息，其中，所述被激活触点为与所述第一凸起部相接触的触点；

根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据；

根据所述接力棒的受力数据，确定所述接力棒所处状态，其中，所述接力棒所处状态包括手持状态、落地静止状态、落地滚动状态、落地撞击状态中的一项。

可选地，所述根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据包括：

根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒受力的边缘位置；

根据所述接力棒受力的边缘位置确定所述接力棒的受力形状。

可选地，所述根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒受力的边缘位置包括：

获取受力通孔上下左右四个方向的相邻通孔，判断其相邻通孔是否均为受力通孔，其中，被激活触点对应的通孔为受力通孔；

若其相邻通孔中存在非受力通孔，则在非受力通孔相对所述受力通孔的方向上，取连续预设个数的通孔，并判断所述连续预设个数的通孔是否均为非受力通孔，其中，未被激活触点对应的通孔为非受力通孔；

若所述连续预设个数的通孔均为非受力通孔，则判定所述受力通孔为接力棒受力的边缘位置的通孔。

可选地，所述获取触点激活信号包括：

获取预设时长内生成的触点激活信号。

可选地，所述获取触点激活信号包括：

获取同一时间生成的触点激活信号。

本发明实施例通过获取触点激活信号；根据所述触点激活信号确定被激活触点，获取所述被激活触点对应的通孔位置信息，其中，所述被激活触点为与所述第一凸起部相接触的触点；根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据；根据所述接力棒的受力数据，确定所述接力棒所处状态，即通过在接力棒上设置通孔、感应装置以及受力传导部件(第一凸起部和第二凸起部)，可实现接力棒受力数据的采集，通过被激活触点确定受力的通孔位置信息，进而确定接力棒的受力数据，再根据接力棒所处各个状态时的受力特征，确定接力棒当前所处状态，可实现接力棒所处状态的自动判断，提高效率，并为完善接力棒运动训练数据提供基础。

附图说明

图1为本发明接力棒的一实施例示意图；

图2为本发明接力棒所处状态的判断方法一实施例示意图；

图3为本发明接力棒所处状态的判断方法步骤S30细化后的一实施例示意图；

图4为本发明接力棒所处状态的判断方法步骤S31细化后的一实施例示意图；

图5为本发明接力棒所处状态的判断方法步骤S10细化后的一实施例示意图；

图6为本发明接力棒所处状态的判断方法步骤S10细化后的另一实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明提出一种接力棒。

图1为本发明接力棒的一实施例示意图。

如图1，所述接力棒包括：空心棒体、感应装置、保护套；所述空心棒体的表面设置多个通孔，所述感应装置设置于所述空心棒体的内部，所述保护套套设于所述空心棒体上，所述保护套的内表面设置多个第一凸起部，多个所述第一凸起部与多个所述通孔设置在相对应的位置上，多个所述第一凸起部受外力后通过多个所述通孔与所述感应装置相触。

其中，对于空心棒体表面设置的多个通孔，所有通孔横截面可为一致的形状，也可为部分通孔横截面形状一致，另一部分通孔横截面形状不一致，通孔横截面形状可为圆形、三角形、四边形(如正方形、长方形、平行四边形等)、菱形或其他多边形。对于横截面形状一致的通孔，其大小可相等也可不相等。

空心棒体表面设置的多个通孔，可均匀分布于棒体表面，可选地，竖排通孔的间距相等，横排通孔的间距相等，而竖排通孔之间间距与横排通孔之间间距可相等也可不相等。如此，可便于后续基于通孔中传导的压力数据，计算并判断接力棒的受力状态，算法简单，计算简单，节约程序资源，同时规则的通孔排布也有利于接力棒的美观。

因为，接力棒表面通孔之间间距过大，则通孔数量可能也过少，可能导致用于判断接力棒所处状态的压力数据量过少。可选地，将空心棒体表面横排通孔/竖排通孔的间距设置为0.3-0.8厘米，通过设置合适大小的通孔间距，确保空心棒体内感应装置能够获取足够多的压力数据，进而准确分辨接力棒所处状态，其中，接力棒所处状态包括手持状态、落地静止状态、落地滚动状态、落地撞击状态中的一项或多项。

感应装置用于感应接力棒的受力状态，此处的受力状态，指接力棒的受力部位，第一凸起部穿过接力棒的空心棒体表面通孔，将受力传导到感应装置，感应装置感应受力位置，确定对应的通孔，进而确定接力棒的受力部位。

在一可选实施方式中，感应装置为压力感应装置，可检测外力通过第一凸起部传导到感应装置的压力，例如，运动员手握接力棒时，手握的压力通过第一凸起部传导到感应装置；或者，接力棒落地平躺在地时，地面对接力棒的支撑力传导到感应装置。此处的压力感应装置，可仅感应压力是否存在，也可既能感应压力是否存在，还能检测压力大小。

另一可选实施方式中，感应装置包含具有多个触点的电路板，电路板上触点的设置位置与空心棒体上通孔的设置位置相对应，第一凸起部受径向外力时，穿过空心棒体上的通孔与电路板上的触点相接触，可选地，其中，触点数量、通孔数量以及第一凸起部数量一致，且一个触点对应一个通孔、对应一个第一凸起部。在无外力作用时，第一凸起部与触点相对而不接触，在有径向外力作用时，第一凸起部受力后向触点方向移动，使得第一凸起部与触点相接触，触发感应信号。

感应装置上设置多个触点，每个触点与接力棒表面的一个通孔相对，每个触点的设置位置在感应装置上固定，而通孔在接力棒上的位置也是固定的，所以，可预先存储触点相关信息在寄存器中，触点相关信息包括：触点编号以及该触点对应通孔位置(即通孔在接力棒上的位置)，当第一凸起部受外力通过通孔与触点相接触时，电路板产生一个电信号，将该电信号传输到处理器，由处理器基于该电信号确定被触发的触点的触点相关信息，并进行对应的处理操作。通过对同一时间被触发的触点对应通孔位置的分析，可确定接力棒的受力部位，进而进一步判断接力棒所处状态。

可选地，保护套为橡胶材料、软胶材料中的一种或多种。

保护套内表面设置多个第一凸起部，可以与保护套一体成型，或嵌在保护套上，可与保护套为同种材料，也可为不同种材料，即可为橡胶材料、软胶材料或硅胶材料。第一凸起部需穿过通孔，因此，第一凸起部的形状应与通孔相配合，如通孔横截面为圆形，则第一凸起部为圆柱形或圆锥形，通孔横截面为三角形，则第一凸起部为与通孔横截面大小相对应的三角形。

可选地，在一实施方式中，所述接力棒还包括两个环状固定件，两个所述环状固定件分别绕设于所述空心棒体两端外表面，所述保护套通过所述环状固定件固定于所述空心棒体外表面，其中，无外力作用下的所述保护套，与所述空心棒体外表面之间存在间隙。

其中，环状固定件可设置于空心棒体两端边缘，保护套由两个环状固定件固定在空心棒体外表面，在两个环状固定件之间的空心棒体部分套有保护套，在两个环状固定件靠近边缘的一侧无保护套，其中，可将空心棒体上的通孔设置在两个环状固定件之间。

保护套通过所述环状固定件固定于所述空心棒体外表面，具体可以为：保护套绕所述空心棒体周向的两个边缘，分别固定在两个环状固定件上，且保护套从两个环状固定件的外侧伸出。如此，因为保护套两边缘由环状固定件固定在空心棒体上，且从环状固定件外侧伸出，而环状固定件高于空心棒体外表面的其他部位，因而使得保护套在静止状态下，或者无外力作用状态下，与空心棒体外表面之间存在间隙。当受外力作用时，保护套受力压向空心棒体，保护套上的第一凸起部通过通孔与感应装置相接触，在外力消失后，保护套受两个环状固定件的拉力作用返回原位，第一凸起部也被拉回，结束与感应装置的相触状态，保护空隙。如此，可实现第一凸起部受外力时与感应装置相接触，外力消失或无外力时，与感应装置保持一定间隙，进而使得感应装置能感应接力棒的受力部位等受力数据。

可选地，保护套外表面包含多个第二凸起部，第二凸起部与第一凸起部一一对应，对应的第二凸起部与第一凸起部相向设置，此处的相向设置除包括二者的方向相向外(第一凸起部朝空心棒体的内部方向凸出，第二凸起部偏离空心棒体的方向凸出)，还包括：对应的第二凸起部与第一凸起部的中心连线垂直于保护套。如此，外力施加在第二凸起部后，第二凸起部可将受力传导到第一凸起部，第一凸起部受力向触点移动，与触点接触，触发电信号。第二凸起部可以与保护套一体成型，或嵌在保护套上，可与保护套为同种材料，也可为不同种材料，可为橡胶材料、软胶材料或硅胶材料。通过设置第二凸起部，可使得接力棒外表面摩擦力更大，减少接力棒滑落的概率。

可选地，所述接力棒还包括通信模块，可为WIFI模块、蓝牙模块以及射频模块等无线通信模块。通过通信模块，接力棒可将感应装置上产生的电信号或其他数据发送到其他设备。

可选地，所述接力棒还包括处理器(如中央处理器CPU或微处理器MCU)。

可选地，所述接力棒还包括固定装置，所述固定装置将所述感应装置固定在接力棒体内部，可选地，所述固定装置将所述感应装置固定在接力棒体内表面上。

可选地，所述接力棒还包括电源装置，所述电源装置可放置电池。

可选地，所述接力棒还包括电源开关，通过将电源开关断开，可关闭接力棒的受力感应功能，通过将电源开关导通，可开启接力棒的受力感应功能。

通过在接力棒上设置感应装置、通孔以及第一凸起部，可实现接力棒受力数据的采集，便于利用该受力数据对接力棒所处状态进行判断。

本发明还提出一种接力棒所处状态的判断方法，所述接力棒所处状态的判断方法应用于上述各实施例所述的接力棒，其中的接力棒包括处理器和计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，可实现所述接力棒所处状态的判断方法各实施例所述的步骤。

如图2为本发明接力棒所处状态的判断方法的一实施例示意图。所述接力棒所处状态的判断方法包括：

步骤S10，获取触点激活信号；

触点激活信号，指接力棒中感应装置上触点与第一凸起部相接触后生成的电信号。触点激活信号在感应装置生成后，可发送到接力棒的处理器，也可通过通信模块发送到其他设备，此处其他设备可指训练控制中心设备、教练员端设备、比赛控制中心设备或裁判员端设备等。

在触点激活信号生成后，可将触点激活信号存储，具体存储内容为信号对应的触点(可为触点编号)以及生成时间。可在检测到触点激活信号后，立即执行步骤S10-S40，即获取触点激活信号，并执行后续状态判断操作。也可在检测到特定指令时，如用户(运动员)触发的状态判断指令时，执行步骤S10-S40，进行相应状态判断操作。

可选地，如图6，步骤S10包括：步骤S110，获取同一时间生成的触点激活信号。

同一时间生成的触点激活信号，即，接力棒在该时间点被触发的触点生成的触点激活信号，通过确定该时间点被触发的触点，可确定接力棒在该时间点的受力状态。例如，在运动员手持接力棒时，触点被触发生成触点激活信号，通过对此时的触点激活信号进行后续分析操作，可判断出接力棒当前为手持状态。可选地，可基于同一时间生成的触点激活信号，确定被触发的触点，进而确定接力棒外表面受力部位，构建受力形状，基于接力棒外表面受力形状确定接力棒所处状态。

可选地，如图5，步骤S10包括：步骤S100，获取预设时长内生成的触点激活信号。

预设时长可为3秒-5秒等较短时间长度，较短时间长度内生成的触点激活信号，可反映出接力棒在该较短时间长度内受力状态的变化，进而推导出接力棒所处状态，可基于预设时长内触点激活信号生成的先后顺序，判断接力棒所处状态，例如，接力棒处于落地滚动状态时，短时间内会生成较多触点激活信号，且同一时间受触发的触点沿接力棒轴向分布；接力棒处于落地静止状态时，短时间内，其受力状态不会变化，仅在某个时间点生成触点激活信号，在其他时间点不再生成触点激活信号。

步骤S20，根据所述触点激活信号确定被激活触点，获取所述被激活触点对应的通孔位置信息，其中，所述被激活触点为与所述第一凸起部相接触的触点；

触点激活信号生成时，即带有生成该触点激活信号的触点相关信息，包含触点编号信息，因而，根据触点激活信号可确定被激活触点，即被触发的触点，即与第一凸起部相接触的触点。

寄存器中存储有触点相关信息，可包含触点编号和触点对应的通孔位置信息，触点对应的通孔位置信息，指与触点对应设置的通孔在接力棒棒体上的位置。可选地，在接力棒棒体(即所述空心棒体)上预先建立圆柱坐标系，并确定各个通孔在该圆柱坐标系上的坐标，将各个通孔对应的坐标用于表征通孔在接力棒体上的位置，便于后续计算。

步骤S30，根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据；

被激活触点对应的通孔位置信息，即接力棒受力部位信息，接力棒的受力数据包含接力棒受力部位信息。

可选地，如图3，接力棒的受力数据还包括受力形状，具体地，步骤S30包括：

步骤S31，根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒受力的边缘位置；

因为根据接力棒的边缘受力部位可确定接力棒的受力形状，因此，为减少计算量，加快运算，根据被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒受力的边缘位置，此处的边缘位置，也可用边缘触点的位置信息表示。

根据被激活触点对应的通孔位置信息，确定接力棒受力的边缘位置，具体可包括：为便于描述，将被激活触点对应的通孔称为受力通孔，将未被激活触点对应的通孔称为非受力通孔，对于每个受力通孔，如图4，均执行下述操作：

步骤S310，获取受力通孔上下左右四个方向的相邻通孔，判断其相邻通孔是否均为受力通孔；

若其相邻通孔均为受力通孔，则该判定该受力通孔并非接力棒受力的边缘位置的通孔；

步骤S311，若其相邻通孔中存在非受力通孔，则在非受力通孔相对所述受力通孔的方向上，取连续预设个数的通孔，并判断所述连续预设个数的通孔是否均为非受力通孔；其中，非受力通孔相对所述受力通孔的方向，举例而言，若非受力通孔在受力通孔的左侧方向，则取受力通孔左侧连续预设个数的通孔。可选地，预设个数可根据接力棒的大小以及通孔的设置间距确定。预设个数可选为1-3。

步骤S312，若所述连续预设个数的通孔均为非受力通孔，则判定所述受力通孔为接力棒受力的边缘位置的通孔，其中，所述接力棒受力的边缘位置的通孔用于表征所述接力棒受力的边缘位置；

若所述连续预设个数的通孔中存在受力通孔，则判定所述受力通孔为并非接力棒受力的边缘位置的通孔。

对于前文中所述的受力通孔与非受力通孔，仅指同一时间点被激活触点对应的通孔与未被激活的触点对应的通孔。

步骤S32，根据所述接力棒受力的边缘位置确定所述接力棒的受力形状，其中，所述接力棒的受力数据包含所述受力形状。

在确定接力棒上位于受力边缘位置的通孔后，基于位于受力边缘位置的通孔确定接力棒的受力形状，即接力棒受力部位形成的形状。接力棒所处状态不同，其受力部位形成的形状也就不相同，例如，接力棒被运动员手持时，接力棒上受力部位形成的形状为手掌握持形状，当接力棒滑落在地上时，其受力部位形成的形状为轴向长条状，因此，可基于接力棒的受力形状确定接力棒所处状态。通过接力棒受力形状判断接力棒所处状态，简单易行，又能准确分辨接力棒所处状态。

可选地，接力棒的受力数据包含静态的受力形状，即某个时刻的受力形状，还包括一定时长内连续多个时刻的接力棒受力形状，形成一定时长内连续多个时刻的接力棒受力形状的变化数据，例如，接力棒处于落地滚动状态时，一定时长内的连续的不同时刻均会生成触点激活信号，对于其中的每个时刻，接力棒受力部位均形成轴向长条状，且该轴向长条状的受力部位不断发生变化，基于此，通过更多受力数据，可更为准确地判定接力棒所处状态。

步骤S40，根据所述接力棒的受力数据，确定所述接力棒所处状态，其中，所述接力棒所处状态包括手持状态、落地静止状态、落地滚动状态、落地撞击状态中的一项。

可预置接力棒所处不同状态对应的受力特征，判断所述接力棒的受力数据，符合哪个状态对应的受力特征，所述接力棒的受力数据符合的受力特征对应的状态即为接力棒所处状态。

手持状态对应的受力特征可为接力棒的受力部位形状为手掌握持形状，或者在一定时长内均为手掌握持形状。

落地静止状态对应的受力特征可为接力棒的受力部位形状为轴向长条状，且在一定时长内受力触点不发生变化。

落地滚动状态对应的受力特征可为接力棒的受力部位形状为轴向长条状，且在一定时长内受力触点发生连续变化，此处的连续变化指相邻时刻的受力触点有部分重合，即前一时刻的受力触点与当前时刻的受力触点有部分是重合的。

落地撞击状态对应的受力特征可为接力棒的受力部位在连续的时刻发生不连续的变化，此处不连续的变化指相邻时刻的受力触点没有重合。

通过获取触点激活信号；根据所述触点激活信号确定被激活触点，获取所述被激活触点对应的通孔位置信息，其中，所述被激活触点为与所述第一凸起部相接触的触点；根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据；根据所述接力棒的受力数据，确定所述接力棒所处状态，即通过在接力棒上设置通孔、感应装置以及受力传导部件(第一凸起部和第二凸起部)，可实现接力棒受力数据的采集，通过被激活触点确定受力的通孔位置信息，进而确定接力棒的受力数据，再根据接力棒所处各个状态时的受力特征，确定接力棒当前所处状态，可实现接力棒所处状态的自动判断，提高效率，并为完善接力棒运动训练数据提供基础。

在确定接力棒所处状态后，可将接力棒所处状态发送至预置设备，如训练控制中心设备、教练员端设备、比赛控制中心设备或裁判员端设备等。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种接力棒，其特征在于，包括：空心棒体、感应装置、保护套；

2.如权利要求1所述的接力棒，其特征在于，所述保护套的外表面上设置多个第二凸起部，所述第二凸起部与所述第一凸起部相向设置。

3.如权利要求1所述的接力棒，其特征在于，所述接力棒还包括两个环状固定件，两个所述环状固定件分别绕设于所述空心棒体两端外表面，所述保护套通过所述环状固定件固定于所述空心棒体外表面，其中，无外力作用下的所述保护套，与所述空心棒体外表面之间存在间隙。

4.如权利要求1-3中任一项所述的接力棒，其特征在于，所述保护套为橡胶材料。

5.如权利要求1-3中任一项所述的接力棒，其特征在于，所述接力棒还包括通信模块。

6.一种接力棒所处状态的判断方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的接力棒，所述接力棒所处状态的判断方法包括：

获取触点激活信号；

7.如权利要求6所述的接力棒所处状态的判断方法，其特征在于，所述根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒的受力数据包括：

8.如权利要求7所述的接力棒所处状态的判断方法，其特征在于，所述根据所述被激活触点对应的通孔位置信息，确定所述接力棒受力的边缘位置包括：

9.如权利要求6-8中任一项所述的接力棒所处状态的判断方法，其特征在于，所述获取触点激活信号包括：

获取预设时长内生成的触点激活信号。

10.如权利要求6-8中任一项所述的接力棒所处状态的判断方法，其特征在于，所述获取触点激活信号包括：

获取同一时间生成的触点激活信号。