CN206920098U - 一种球类反弹高度测量仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种球类反弹高度测量仪器，包括机架、设于机架底部的底座、用于夹持或松开球体的夹持装置、用于带动所述夹持装置移动的移动机构、用于输入指令及显示结果的触摸屏、用于采集声音信号的声音传感器和分别与所述夹持装置、移动机构、触摸屏、声音传感器电性连接的控制器；所述夹持装置安装在所述移动机构上；所述移动机构位于所述机架上部；所述声音传感器、触摸屏和控制器均位于所述机架上。本实用新型具有结构简单、自动化检测、操作方便、测量的精度高且稳定、可直接显示结果等特点。

Description

一种球类反弹高度测量仪器

技术领域

本实用新型属于反弹高度测试设备领域，具体涉及一种球类反弹高度测量仪器。

背景技术

足球、篮球、排球等球类，按用途分有竞赛用(一级)、竞赛用(二级)和日常活动用。不同的球类对其原料的要求、质量、圆周长、圆周差、反弹高度、耐冲击性能等都有严格的要求。

对足球、篮球、排球等球类的反弹高度的测量，让球体中心和撞击平面距离1.8米处自由落下。一般采用的测定仪为光电感应器测量，在仪器离反弹板高度1米、1.1米1.2米、1.3米、1.4米、1.5米、1.6米处分别装有左右对称的光电发射管、接收管。通过球体最初的反弹速度和能量守恒定律计算出反弹高度。这种测量仪器结构复杂，且精准度不高。

目前，也有利用声音采集器采集球弹跳的声音信号，将其传到计算机上，利用球反弹的时间自动将反弹高度计算出来的球类反弹高度测量仪器。例如，一种体育场馆球类反弹率测定仪(CN205910082)公开了一种球类反弹率测定仪，但是测定仪的卡具部分并不具备移动功能。当测量不同球类时，不同球类具有不同直径，因此不能确保所检测的球体中心和撞击平面的距离为1.8米，会导致测量准确度不高。

因此，开发一种能准确的测试出球体的反弹高度且结构简单的自动化检测设备实属必要。

实用新型内容

为了克服现有设计的不足，本实用新型提供了一种球类反弹高度测量仪器。本实用新型能有效满足球体反弹高度检测需要，具有结构简单、测量精度高且稳定和可直接显示结果等特性。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种球类反弹高度测量仪器，包括机架、设于机架底部的底座、用于夹持或松开球体的夹持装置、用于带动所述夹持装置移动的移动机构、用于输入指令及显示结果的触摸屏、用于采集声音信号的声音传感器和分别与所述夹持装置、移动机构、触摸屏、声音传感器电性连接的控制器；所述夹持装置安装在所述移动机构上；所述移动机构位于所述机架上部；所述声音传感器、触摸屏和控制器均位于所述机架上。

优选的，夹持装置包括用于夹持球体的夹持件和第一驱动机构；所述夹持件与第一驱动机构连接；所述第一驱动机构与所述控制器电性连接；所述控制器至所述第一驱动机构，使其驱动所述夹持件夹紧或松开球体。

优选的，所述移动机构包括支架机构和第二驱动机构；所述支架机构安装在所述第二驱动机构上；所述第二驱动机构与所述控制器电性连接；所述控制器发出指令至第二驱动机构，使其驱动所述支架机构移动。

特别优选的，所述支架机构包括第一支架和第二支架；所述第二驱动机构包括第一直线滑台、第一电机、第二直线滑台和第二电机；所述第一电机与第一直线滑台连接；所述的第二电机与第二直线滑台连接；所述第一支架竖直滑动于第一直线滑台之上和所述第二支架水平滑动于第二直线滑台之上；所述第二直线滑台安装在所述第一支架上。

特别优选的，所述第一电机和第二电机与所述控制器电性连接；所述控制器至所述第一电机，使其驱动所述第一支架在第一直线滑台上滑动；所述控制器至所述第二电机，使其驱动所述第二支架在第二直线滑台上滑动。

特别优选的，所述夹持件包括第一爪片和第二爪片；所述第一驱动机构包括第一电磁铁、第一连接杆、第二电磁铁和第二连接杆。所述第一电磁铁设置在所述第一连接杆上，所述第一连接杆的一端与所述第一爪片连接，所述第一连接杆上设有第一复位弹簧；所述第二电磁铁设置在所述第二连接杆上，所述第二连接杆的一端与所述第二爪片连接，所述第二连接杆上设有第二复位弹簧。在第一电磁铁通电后产生磁力，作用在第一连接杆上，使第一连接杆向连接所述第一爪片的一端移动；在第二电磁铁通电后产生磁力，作用在第二连接杆上，使第二连接杆向连接所述第二爪片的一端移动。在第一电磁铁断电后，所述第一复位弹簧拉动第一连接杆回位；在第二电磁铁断电后，所述第二复位弹簧拉动第二连接杆回位。

特别优选的，所述第一电磁铁和第一爪片安装在所述第一支架上；所述第二电磁铁和第二爪片安装在所述第二支架上。当所述第二支架沿着第二直线滑台水平滑动时，带动所述第二电磁铁、第二连接杆和第二爪片相对第一电磁铁、第一连接杆和第一爪片左右移动；当所述第一支架沿着第一直线滑台垂直滑动时，带动所述第一电磁铁、第一连接杆、第一爪片、第二电磁铁、第二连接杆和第二爪片一起上下移动。

特别优选的，所述第一电磁铁和第二电磁铁与所述控制器电性连接。所述控制器发出夹紧指令至所述第一电磁铁和第二电磁铁，使所述第一电磁铁和第二电磁铁同时通电产生磁力；使所述第一连接杆和第二连接同时移动，推动所述第一爪片和第二爪片将球体夹紧。所述控制器发出松开指令至所述第一电磁铁和第二电磁铁，使所述第一电磁铁和第二电磁铁同时断电；所述第一复位弹簧拉动第一连接杆回位，所述第二复位弹簧拉动第二连接杆回位；拉动所述第一爪片和第二爪片将球体松开。

优选的，所述底座上设有用于被球体撞击的底板；所述底座下还设有脚轮和支撑脚，既可以使本实用新型移动方便，也可以保证本实用新型在工作时底座处于水平状态，并且固定。

本实新型用具有以下有益效果：

本实用新型包括底座、机架、夹持装置、移动机构、触摸屏、声音传感器和控制器，结构简单；将球放入夹持装置，通过触摸屏对控制器发出指令，测定结果直接在触摸屏上显示，可见本实用新型具有自动化检测、操作简单、使用方便、可直接显示结果的特点；本实用新型通过采集球体两次撞击底板发出的声音信号，获得球体两次撞击底板的时间差，结合自由落体定律(H＝1/2×g×t²)，准确地计算出球反弹高度。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型内部结构的左视图；

图3是本实用新型内部结构的右视图；

图4是本实用新型所述夹持装置的左视图；

图5是本实用新型所述夹持装置的右视图。

1—底座；11—万向轮；12—支撑脚；2—底板；3—机架；41—移动机构；411—第一支架；412—第二支架；413—第一直线滑台；414—第一电机；415—第二直线滑台；416—第二电机；42—夹持装置；421a—第一电磁铁；422a—第一连接杆；423a—第一爪片；421b—第二电磁铁；422b—第二连接杆；423b—第二爪片；5—触摸屏；6—声音传感器；7—控制器；8—球。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明：

如图1—3所示，一种球类反弹高度测量仪器，包括机架3、设于机架3底部的底座1、用于夹持或松开球体的夹持装置42、用于带动夹持装置42移动的移动机构41、用于输入指令及显示结果的触摸屏5、用于采集声音信号的声音传感器6和分别与夹持装置42、移动机构41、触摸屏5、声音传感器6电性连接的控制器7；夹持装置42安装在移动机构41上；移动机构41位于机架3上部；声音传感器6、触摸屏5和控制器7均位于机架3上。

夹持装置42包括用于夹持球体的夹持件和第一驱动机构；夹持件与第一驱动机构连接；第一驱动机构与控制器7电性连接；控制器7发出指令至第一驱动机构，使其驱动夹持件夹紧或松开球体。移动机构41包括支架机构和第二驱动机构；支架机构安装在第二驱动机构上；第二驱动机构与控制器7电性连接；控制器7发出指令至第二驱动机构，使其驱动支架机构移动。夹持装置42安装在机架机构上，当第二驱动机构驱动支架机构移动时，同时也带动夹持装置42移动。

如图4—5所示，本实施例中，支架机构包括第一支架411和第二支架412；第二驱动机构包括第一直线滑台413、第一电机414、第二直线滑台415和第二电机416；第一电机414与第一直线滑台413连接；第二电机416与第二直线滑台415连接；第一支架411竖直滑动于第一直线滑台413之上，第二支架412水平滑动于第二直线滑台415之上；第二直线滑台415安装在第一支架411上。第一电机414和第二电机416与控制器7电性连接；控制器7 发出指令至第一电机414，使其驱动第一支架411在第一直线滑台413上竖直滑动；控制器7 发出指令至第二电机416，使其驱动第二支架412在第二直线滑台415上水平滑动。

夹持件包括第一爪片423a和第二爪片423b；第一驱动机构包括第一电磁铁421a、第一连接杆422a、第二电磁铁421b和第二连接杆422b。第一电磁铁421a设置在第一连接杆422a 上；优选的，第一连接杆422a穿过第一电磁铁421a。第一连接杆422a的一端与第一爪片423a 连接，第一连接杆422a上设有第一复位弹簧。在第一电磁铁421a通电后产生磁力，作用在第一连接杆422a上，使第一连接杆422a向连接第一爪片423a的一端移动；在第一电磁铁 421a断电后，第一复位弹簧拉动第一连接杆422a回位。第二电磁铁421b设置在第二连接杆 422b上；优选的，第二连接杆422b穿过第二电磁铁421b。第二连接杆422b的一端与第二爪片423b连接，第二连接杆422b上设有第二复位弹簧。在第二电磁铁421b通电后产生磁力，作用在第二连接杆422b上，使第二连接杆422b向连接第二爪片423b的一端移动；在第二电磁铁421b断电后，第二复位弹簧拉动第二连接杆422b回位。优选的，第一电磁铁421a和第二电磁铁421b、第一连接杆422a和第二连接杆422b、第一爪片423a和第二爪片423b均为轴对称关系。

第一电磁铁421a和第二电磁铁421b与控制器7电性连接。当控制器7发出夹紧指令至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时通电，第一电磁铁421a产生磁力，作用在第一连接杆422a上，使第一连接杆422a向连接第一爪片423a的一端移动；第二电磁铁421b产生磁力，作用在第二连接杆422b上，使第二连接杆422b向连接第二爪片423b的一端移动；即第一连接杆422a和第二连接杆422b作相对运动，使第一爪片423a和第二爪片423b夹紧球体。当控制器7发出松开指令至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时断电，第一复位弹簧拉动第一连接杆422a回位，第二复位弹簧拉动第二连接422b杆回位；即第一连接杆422a和第二连接杆422b作相反运动，使第一爪片423a和第二爪片423b松开球体。

第一电磁铁421a和第一爪片423a安装在第一支架411上；第二电磁铁421b和第二爪片423b安装在第二支架412上。当控制器7发出指令至第一电机414，使其驱动第一支架411 在第一直线滑台413上竖直滑动，可带动第一电磁铁421a、第一连接杆422a、第一爪片423a、第二电磁铁421b、第二连接杆422b和第二爪片423b一起上下移动；当控制器7发出指令至第二电机416，使其驱动第二支架412在第二直线滑台415上水平滑动，可带动第二电磁铁 421b、第二连接杆422b和第二爪片423b相对第一电磁铁421a、第一连接杆422a和第一爪片423a左右移动。

优选的，触摸屏5上设有夹紧键和松开键。当按触摸屏5上的夹紧键，触摸屏5向控制器7输入夹紧指令，控制器7接收夹紧指令后，控制器7将指令发出至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时通电，推动第一连接杆422a和第二连接杆422b作相对运动，第一爪片423a和第二爪片423b将球体夹住；当按触摸屏5上的松开键，触摸屏5向控制器7输入松开指令，控制器7接收到松开指令后，控制器7将指令发出至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时断电，第一复位弹簧拉动第一连接杆422a回位，第二复位弹簧拉动第二连接杆422b回位, 即第一连接杆422a和第二连接杆422b作相反运动，第一爪片423a和第二爪片423b将球体松开。

优选的，触摸屏5上还设有选择不同球类的按键，例如足球、篮球、排球等。当触摸屏 5上选择了所需测试的球体，例如选择了篮球，触摸屏5向控制器7输入测试球体(篮球)指令；控制器7接收到指令后，根据设定的参数，控制器7发出指令至第一电机414和第二电机416，使第二电机416驱动第二支架412沿着第二直线滑台415水平滑动到确定位置，即带动第二爪片423b、第二连接杆422b和第二电磁铁421b向左或向右移动到能适合夹持测试球体(篮球)大小的位置；同时使第一电机414驱动第一支架411沿着第一直线滑台413竖直滑动到确定位置，即带动第一爪片423a、第一连接杆422a、第一电磁铁421a、第二爪片 423b、第二连接杆422b和第二电磁铁421b一起向上或向下移动到适合测试球体(篮球)的测试高度。可见，本实用新型可以满足不同种类的球类反弹高度检测需要。

本实施例中，底座1上设有用于被球体撞击的底板2。底板2优选采用电木板。

优选的，在底座1下还可设置万向轮11和支撑脚12，既可以使本实用新型能移动方便，也可以保证本实用新型在工作时底座1处于水平状态，并且固定。

本实用新型的具体应用过程如下：

接通球类反弹高度测量仪器的电源，先在触摸屏5上的选择所需测试的球体，根据设定的参数，控制器7发出指令至第一电机414和第二电机416，使第二电机416驱动第二支架 412带动第二爪片423b、第二连接杆422b和第二电磁铁421b沿着第二直线滑台415向左或向右移动到能适合夹持测试球体大小的位置；同时使第一电机414驱动第一支架411带动第一爪片423a、第一连接杆422a、第一电磁铁421a、第二爪片423b、第二连接杆422b和第二电磁铁421b一起向上或向下移动到适合测试球体的测试高度，即球心距离底板1.8米处。站在底板2上用一手托起球8放进第一爪片423a和第二爪片423b之间；另一只手按触摸屏5 上的夹紧键，触摸屏5向控制器7输入夹紧指令，控制器7接收夹紧指令后，控制器7发出指令至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时通电，推动第一连接杆422a和第二连接杆422b作相对运动，第一爪片423a和第二爪片423b 将球8夹住。然后人离开底板2，按触摸屏5上的松开键，触摸屏5向控制器7输入松开指令，控制器7接收松开指令后，控制器7将命令发出至第一电磁铁421a和第二电磁铁421b，使第一电磁铁421a和第二电磁铁421b同时断电，第一复位弹簧拉动第一连接杆422a回位，第二复位弹簧拉动第二连接杆422b回位,即第一连接杆422a和第二连接杆422b作相反运动，第一爪片423a和第二爪片423b将球8松开。球8在重力的作用下自由落下，当球8落下撞击底板2时，发出第一次撞击底板2的声音，声音传感器6采集声音信号，声音传感器6把采集到的声音信号输入控制器7，触发控制器7的计时程序启动，计时开始；球8撞击到底板2后反弹，然后落下，再次撞击底板2时，发次第二次撞击底板2的声音，声音传感器6 采集声音信号，声音传感器6把采集到的声音信号输入控制器7，控制器7的计时程序停止计时，并得出计时值，然后运用自由落体公式(H＝1/2×g×t²)计算出球8反弹高度。控制器7把计算结果输出到触摸屏5显示结果。

从上述描述中可以看出，本实用新型实现了如下有益效果：本实用新型具有结构简单、操作方便、测量的精度高且稳定、可直接显示结果的特点。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，包括机架、设于机架底部的底座、用于夹持或松开球体的夹持装置、用于带动所述夹持装置移动的移动机构、用于输入指令及显示结果的触摸屏、用于采集声音信号的声音传感器和分别与所述夹持装置、移动机构、触摸屏、声音传感器电性连接的控制器；

所述夹持装置安装在所述移动机构上；所述移动机构位于所述机架上部；所述声音传感器、触摸屏和控制器均位于所述机架上。

2.根据权利要求1所述的一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述夹持装置包括用于夹持球体的夹持件和第一驱动机构；所述夹持件与第一驱动机构连接；

所述第一驱动机构与所述控制器电性连接；所述控制器发出指令至所述第一驱动机构，使其驱动所述夹持件夹紧或松开球体。

3.根据权利要求2所述的一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述移动机构包括支架机构和第二驱动机构；所述支架机构安装在所述第二驱动机构上；

所述第二驱动机构与所述控制器电性连接；所述控制器发出指令至所述第二驱动机构使其驱动所述支架机构移动。

4.根据权利要求3所述的一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述支架机构包括第一支架和第二支架；所述第二驱动机构包括第一直线滑台、第一电机、第二直线滑台和第二电机；

所述第一电机与第一直线滑台连接；所述的第二电机与第二直线滑台连接；

所述第一支架竖直滑动于第一直线滑台之上，所述第二支架水平滑动于第二直线滑台之上；

所述第二直线滑台安装在所述第一支架上；

所述第一电机和第二电机与所述控制器电性连接；所述控制器发出指令至所述第一电机使其驱动所述第一支架在第一直线滑台上滑动；所述控制器发出指令至所述第二电机使其驱动所述第二支架在第二直线滑台上滑动。

5.根据权利要求4所述的一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述夹持件包括第一爪片和第二爪片；所述第一驱动机构包括第一电磁铁、第一连接杆、第二电磁铁和第二连接杆；所述第一电磁铁设置在所述第一连接杆上；所述第一连接杆的一端与所述第一爪片连接，所述第一连接杆上设有第一复位弹簧；所述第二电磁铁设置在所述第二连接杆上；所述第二连接杆的一端与所述第二爪片连接，所述第二连接杆上设有第二复位弹簧；

所述第一电磁铁和第一爪片安装在所述第一支架上；所述第二电磁铁和第二爪片安装在所述第二支架上；

所述第一电磁铁和第二电磁铁与所述控制器电性连接；

所述控制器发出夹紧指令至所述第一电磁铁和第二电磁铁，使所述第一电磁铁和第二电磁铁同时通电产生磁力；使所述第一连接杆和第二连接同时移动，推动所述第一爪片和第二爪片将球体夹紧；

所述控制器发出松开指令至所述第一电磁铁和第二电磁铁，使所述第一电磁铁和第二电磁铁同时断电；所述第一复位弹簧拉动第一连接杆回位，所述第二复位弹簧拉动第二连接杆回位；拉动所述第一爪片和第二爪片将球体松开。

6.根据权利要求1所述一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述底座上设有用于被球体撞击的底板。

7.根据权利要求1所述一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述底座下设有脚轮。

8.根据权利要求1所述一种球类反弹高度测量仪器，其特征在于，所述底座下设有支撑脚。