CN209548658U - 一种实心球投掷距离测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实心球投掷距离测量装置，属于实心球测距技术领域。本实用新型包括若干光发射装置、若干光接收装置、各个光接收装置上均电连接有控制处理组件，其中：各个光发射装置并排的设置于投掷区的一侧用于发射平行光源照于光接收装置；各个光接收装置并排的设置于投掷区的另一侧，每个光接收装置均包括开口朝向光发射装置的槽型暗盒以及设置于槽型暗盒内部的光敏电阻；所述控制处理组件包括与光敏电阻电连接的处理电路、与处理电路电连接的第二电源以及指示灯，所述指示灯设置于槽型暗盒的外部。本实用新型结构简单易于实现，且测量结果准确安全性高。

Description

一种实心球投掷距离测量装置

技术领域

本实用新型属于实心球测距技术领域，具体涉及一种实心球投掷距离测量装置。

背景技术

在中小学学校田径运动会中，绝大部分学校取消了相对比较危险的项目，比如标枪、铅球等，替代铅球投掷的项目有实心球投掷。比赛时，选手掷出实心球后，球落地瞬间不会立即停止，而是会弹起来或直接再往前滚出一段距离才停下，要测量选手成绩就必须确定实心球的首次落地点，然后再进行测量。

传统的做法是靠裁判员利用视觉来快速判断确定落点，然后再跑过去使用长皮尺测量距离数据。这样测量难免有判断误差甚至失误，比如说落点的确定，距离的准确度以及皮尺有一定的伸缩性，这些都会带来测量的误差，有时候会引起争议。其次，这种测量方式效率非常低，时间消耗比较多。另外，教师和学生都是非专业人员，在比赛过程中容易出现一些安全问题，比如教师裁判还在测量时候，有运动员不小心将球投掷出去，存在被击中的风险而出现安全事故等。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种实心球投掷距离测量装置。

本实用新型采用以下技术方案，所述一种实心球投掷距离测量装置，包括若干光发射装置、若干光接收装置、各个光接收装置上均电连接有控制处理组件，其中：

各个光发射装置并排的设置于投掷区的一侧，每个光发射装置均包括LED 组件、凹面反光镜、与LED组件电连接的第一电源，所述LED组件包括LED基板和设置于LED基板上的LED灯珠，所述凹面反光镜设置于LED基板上且与LED 灯珠相对以使得LED灯珠照射到凹面反光镜上形成平行光源照于光接收装置；

各个光接收装置并排的设置于投掷区的另一侧，每个光接收装置均包括开口朝向光发射装置的槽型暗盒以及设置于槽型暗盒内部的光敏电阻；

所述控制处理组件包括与光敏电阻电连接的处理电路、与处理电路电连接的第二电源以及指示灯，所述指示灯设置于槽型暗盒的外部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述处理电路包括电阻R1、R2、R3、R4、 R5、开关K、三极管Q1以及逻辑门电路，所述电阻R1的一端与第二电源相连，所述电阻R1的另一端经光敏电阻接地的同时还经电阻R2电连接于三极管Q1 的基极，所述三极管Q1的集电极经电阻R3连接于第二电源，所述三极管Q1 的集电极还电连接于逻辑门电路的一个输入端，所述三极管Q1的发射极接地，所述逻辑门电路的另一个输入端经电阻R4与第二电源相连，逻辑门电路的另一个输入端还经开关K接于地，所述逻辑门电路的输出端经电阻R5与指示灯电连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逻辑门电路包括第一与非门和第二与非门，所述第一与非门的一个输入端电连接于三极管Q1的集电极，所述第一与非门的另一个输入端电连接于第二与非门的输出端，所述第二与非门的一个输入端经电阻R4接于第二电源，所述第二与非门的另一个输入端电连接于第一与非门的输出端，所述第一与非门的输出端还经电阻R5电连接于指示灯。

作为上述技术方案的进一步改进，所述指示灯采用发光二极管VD1，所述发光二极管VD1的阳极电连接于电阻R5，所述发光二极管VD1的阴极接地。

作为上述技术方案的进一步改进，所述处理电路采用单片机MSP432，所述光敏电阻和指示灯均电连接于单片机MSP432。

作为上述技术方案的进一步改进，所述处理电路还包括无线传输单元和上位机，所述无线传输单元电连接于所述单片机MSP432，所述上位机内置有投掷区起始点位置信息，所述单片机MSP432通过无线传输单元于上位机电连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上位机上设置有显示屏以显示投掷结果。

作为上述技术方案的进一步改进，各个光发射装置之间的间隔为0.5厘米。

本实用新型公开的一种实心球投掷距离测量装置，其有益效果在于，本实用新型中实心球落地后会隔断光源使得光敏电阻发生阻值变化从而使得控制处理组件做出指示显示实心球的落地位置，这种方式使得测量结果准确且人工投入少，减少不必要的安全事故问题的发生；光接收装置设置有槽型暗盒使得光敏电阻只能够接收光发射装置的光源，避免了外界光源的干扰，进一步增加了测试结果的准确性；光发射装置设置有凹面反光镜使得LED灯珠发出的光经其反射形成高强度的平行光的射出，保证了光敏电阻接收到的光强；本实用新型中处理电路一种方式采用三极管加逻辑门电路构成，该种方式电路结构简单，成本低廉且易于实现，另一种方式采用单片机MSP432和上位机相结合，使得投掷结果能够直接显示在显示屏上，进一步减少了人工的投入且结果准确，并且节约时间和精力。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的光发射装置结构示意图。

图2是本实用新型优选实施例的光接收装置结构示意图。

图3是本实用新型优选实施例的控制处理组件的一种电路原理图。

图4是本实用新型优选实施例的场地布局示意图。

附图标记包括：11-凹面反光镜、12-LED基板、13-LED灯珠、14-第一电源、15-第一长条基板、21-槽型暗盒、22-光敏电阻、23-第二长条基板、31-处理电路、32-指示灯、33-第二电源。

具体实施方式

本实用新型公开了一种实心球投掷距离测量装置，下面结合优选实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图1至图4，所述一种实心球投掷距离测量装置，包括若干光发射装置、若干光接收装置、各个光接收装置上均电连接有控制处理组件，其中：

各个光发射装置并排的设置于投掷区的一侧，每个光发射装置均包括LED 组件、凹面反光镜11、与LED组件电连接的第一电源14，所述LED组件包括 LED基板12和设置于LED基板12上的LED灯珠13，所述凹面反光镜11设置于LED基板12上且与LED灯珠13相对以使得LED灯珠13照射到凹面反光镜 11上形成平行光源照于光接收装置；

各个光接收装置并排的设置于投掷区的另一侧，每个光接收装置均包括开口朝向光发射装置的槽型暗盒21以及设置于槽型暗盒21内部的光敏电阻22；

所述控制处理组件包括与光敏电阻电连接的处理电路31、与处理电路31 电连接的第二电源33以及指示灯32，所述指示灯32设置于槽型暗盒21的外部。

目前在各大中小学中，体育运动会中实心球投掷距离的测量是依靠裁判员利用肉眼观察，然后用长皮尺测量距离数据，这样测量由于不确定因素太高使得测量结果误差很大，有失公平，另外裁判员在测量中很容易因为意外被球砸中，安全性极低。

故而在本实用新型中采用光发射装置发射光源，从投掷区的一侧射入另一侧以使光线布于投掷区，光接收装置接收光源，实心球落入投掷区后会隔断光源使得光敏电阻22不再受到光照，电阻发生变化，光敏电阻值的改变使得处理电路做出反应并使得指示灯32亮以告知裁判员实心球的落点，这种方式使得测量结果准确且人工投入少，减少不必要的安全事故问题的发生，其中光发射装置中设置有凹面发光镜使得LED灯珠13发射的光线能够形成平行光源一覆盖投掷区，保证了光敏电阻22接收到的光强，光接收装置设置有槽型暗盒 21使得光敏电阻22只能够接收光发射装置的光源，避免了外界光源的干扰，进一步增加了测试结果的准确性，指示灯32设置在槽型暗盒21的外部在实心球落地后会亮起来能提醒裁判员准确的落地点。

具体地，在本实用新型中，若干个光发射装置并排均匀的固定在第一长条基板15上，第一电源14固定在第一长条基板15的一端以供电且若干个光发射装置共用一个该第一电源14，若干个光接收装置并排均匀的固定在第二长条基板23上，第二电源33固定在第二长条基板23的一端且若干个光接收装置共用一个第二电源33，在实际应用中只需将投掷区场地两侧处理平整后将第一长条基板15和第二长条基板23分别铺设于投掷区场地两侧进行调整后便可，结构简单易于操作。

进一步地，各个光发射装置之间的间隔为0.5厘米。

实际上，各个光发射装置之间的间隔设置为0.5厘米即是使得该测量距离的最小精度为0.5厘米，在实际应用中也可根据实际情况进行调解以降低或提高测量精度。

参见附图的图3，本实用新型中处理电路31的一种优选方案为，所述处理电路31包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、开关K(开关K在默认状态下为闭合状态)、三极管Q1以及逻辑门电路，所述电阻R1的一端与第二电源33相连，所述电阻R1的另一端经光敏电阻22接地的同时还经电阻R2电连接于三极管 Q1的基极，所述三极管Q1的集电极经电阻R3连接于第二电源33，所述三极管Q1的集电极还电连接于逻辑门电路的一个输入端，所述三极管Q1的发射极接地，所述逻辑门电路的另一个输入端经电阻R4与第二电源33相连，逻辑门电路的另一个输入端还经开关K接于地，所述逻辑门电路的输出端经电阻R5 与指示灯32电连接。

进一步地，所述逻辑门电路包括第一与非门和第二与非门，所述第一与非门的一个输入端电连接于三极管Q1的集电极，所述第一与非门的另一个输入端电连接于第二与非门的输出端，所述第二与非门的一个输入端经电阻R4接于第二电源33，所述第二与非门的另一个输入端电连接于第一与非门的输出端，所述第一与非门的输出端还经电阻R5电连接于指示灯32。

进一步地，所述指示灯32采用发光二极管VD1，所述发光二极管VD1的阳极电连接于电阻R5，所述发光二极管VD1的阴极接地。

具体地，上述处理电路31采用三极管与逻辑门电路相结合的方式，该种方式电路结构简单，成本低廉且易于实现，当实心球落地后，光发射装置发出的平行光被遮挡，其所对应的光接收装置的光敏电阻22不再受到光照，阻值迅速增高使得三极管Q1导通，从而使得逻辑门电路与三极管Q1相连的输入端为高电平，由于开关K为闭合使得逻辑门电路另一个输入端为低电平，逻辑门电路的输出端为高电平从而使得指示灯32亮，又由于开关K的状态未发生变化故而即使逻辑门电路与三极管Q1相连的输入端的状态发生变化，其输出端也仍输出高电平，所以实心球即使离开该位置，该位置的指示灯32也保持亮的状态供裁判员参考。

本实用新型中处理电路31的另一种优选方案为，所述处理电路31采用单片机MSP432，所述光敏电阻22和指示灯32均电连接于单片机MSP432，所述处理电路31还包括无线传输单元和上位机，所述无线传输单元电连接于所述单片机MSP432，所述上位机内置有投掷区起始点位置信息，所述单片机MSP432 通过无线传输单元于上位机电连接，所述上位机上设置有显示屏以显示投掷结果。

具体地，在本实用新型中单片机MSP432内置有当前光接收装置的位置信息，实心球落地后会对平行光有遮挡，光敏电阻22不再受到光照，阻值迅速增高，单片机MSP432检测到光敏电阻22阻值的变化后控制指示灯32亮同时将内置的当前光接收装置的位置信息传递给上位机使得上位机结合其内置的投掷区起始点位置信息进行处理，上位机处理后将投掷结果显示到显示屏上，裁判员和参赛员均可直观的看到投掷结果，这种方式进一步减少了人工的投入且结果准确，并且节约时间和精力。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种实心球投掷距离测量装置，其特征在于，包括若干光发射装置、若干光接收装置、各个光接收装置上均电连接有控制处理组件，其中：

各个光发射装置并排的设置于投掷区的一侧，每个光发射装置均包括LED组件、凹面反光镜、与LED组件电连接的第一电源，所述LED组件包括LED基板和设置于LED基板上的LED灯珠，所述凹面反光镜设置于LED基板上且与LED灯珠相对以使得LED灯珠照射到凹面反光镜上形成平行光源照于光接收装置；

各个光接收装置并排的设置于投掷区的另一侧，每个光接收装置均包括开口朝向光发射装置的槽型暗盒以及设置于槽型暗盒内部的光敏电阻；

所述控制处理组件包括与光敏电阻电连接的处理电路、与处理电路电连接的第二电源以及指示灯，所述指示灯设置于槽型暗盒的外部。

2.根据权利要求1所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述处理电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、开关K、三极管Q1以及逻辑门电路，所述电阻R1的一端与第二电源相连，所述电阻R1的另一端经光敏电阻接地的同时还经电阻R2电连接于三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极经电阻R3连接于第二电源，所述三极管Q1的集电极还电连接于逻辑门电路的一个输入端，所述三极管Q1的发射极接地，所述逻辑门电路的另一个输入端经电阻R4与第二电源相连，逻辑门电路的另一个输入端还经开关K接于地，所述逻辑门电路的输出端经电阻R5与指示灯电连接。

3.根据权利要求2所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述逻辑门电路包括第一与非门和第二与非门，所述第一与非门的一个输入端电连接于三极管Q1的集电极，所述第一与非门的另一个输入端电连接于第二与非门的输出端，所述第二与非门的一个输入端经电阻R4接于第二电源，所述第二与非门的另一个输入端电连接于第一与非门的输出端，所述第一与非门的输出端还经电阻R5电连接于指示灯。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述指示灯采用发光二极管VD1，所述发光二极管VD1的阳极电连接于电阻R5，所述发光二极管VD1的阴极接地。

5.根据权利要求1所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述处理电路采用单片机MSP432，所述光敏电阻和指示灯均电连接于单片机MSP432。

6.根据权利要求5所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述处理电路还包括无线传输单元和上位机，所述无线传输单元电连接于所述单片机MSP432，所述上位机内置有投掷区起始点位置信息，所述单片机MSP432通过无线传输单元于上位机电连接。

7.根据权利要求6所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，所述上位机上设置有显示屏以显示投掷结果。

8.根据权利要求1所述的实心球投掷距离测量装置，其特征在于，各个光发射装置之间的间隔为0.5厘米。