CN214955331U - 四百米障碍测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为四百米障碍测试系统，属于体育训练测试领域，包括桥柱感应测试单元，通讯模块和测试终端，桥柱控制器连接通讯模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。桥柱感应测试单元包括译码器U1、三极管Q1、运放U2、红外发射管LED1和红外接收管LED2，红外发射管LED1和红外接收管LED2对应设置在两两相邻的桥柱上，当受测者绕行桥柱时，通过遮挡住红外发射管LED1发出的红外光，使红外接收管LED2接收不到红外线，控制器接收到高电平信号判定受测者是否按照规定绕行桥柱，通过通讯模块发送给测试终端，测试终端接收显示是合格，否则不合格，实现了四百米障碍测试中绕行桥柱的自动检测，不仅增加了考核结果的准确性，还减少了对于考核人员的需求。

Description

四百米障碍测试系统

技术领域

本实用新型属于体育训练测试领域，涉及到四百米障碍测试系统。

背景技术

四百米障碍全程共400米，包括200米无障碍跑和200米障碍跑。全程共有8组障碍，依次包括三步桩(五步桩)、壕沟、矮墙、高板跳台、水平梯、独木桥、2米高墙和低桩网，分为正向通过和反向通过两个过程，总计16个障碍物。具体通过顺序是： 100米平地跑、转弯绕桩、跨越三步桩、跨越壕沟、跨越矮墙、通过高板跳台、爬越水平梯、通过独木桥、攀越高墙、匍匐通过低桩网、转弯返回、越过低桩网、攀越高墙、绕行桥柱、悬垂通过水平梯、通过跳台高板、钻越洞孔、跳下攀上壕沟、跨越五步桩和 100米冲刺。

但现阶段对于障碍训练及考核的裁判系统较为落后，尤其是在障碍返回的绕行桥柱过程，由于受测者自身偷懒或者忽略直接跑过，造成动作不合格，如果人为判定，不仅耗费大量人力，而且判定结果过于主观，易出现错判、误判的现象。

实用新型内容

为解决上述问题，通过采取桥柱感应测试单元实现对绕行桥柱的自动测试，解决了四百米障碍跑中人为判定不准的问题。

本实用新型采用的技术方案是，

四百米障碍测试系统，包括桥柱感应测试单元，所述桥柱感应测试单元包括译码器 U1、三极管Q1、运放U2、红外发射管LED1和红外接收管LED2，所述红外发射管LED1 和红外接收管LED2分别正对设置在两个相邻的桥柱上，

所述译码器U1的T_RES脚依次连接电阻R1、电容C1后接地，所述电阻R1和电容 C1的连线点连接所述译码器U1的T_CAP脚，所述译码器U1的T_RES脚和电阻R1的连线点连接电阻R5，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接5V电压，所述三极管Q1的集电极串联电阻R2后连接所述红外发射管LED1 的正极，所述红外发射管LED1的负极接地，所述红外接收管LED2的正极接地，负极串联电阻R3后连接5V电压，所述红外接收管LED2的负极与电阻R3的连线点连接电容 C2，所述电容C2的另一端串联电阻R4后连接译码器U1的IN脚，所述译码器U1的OUT 脚作为桥柱感应测试单元的输出端连接桥柱控制器，所述桥柱控制器连接通讯模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。

所述桥柱感应测试单元还包括运放U2，所述运放U2的反相输入端连接电阻R4，所述运放U2的同向输入端接地，所述运放U2的输出端通过电容C3连接译码器U1的IN 脚，所述运放U2的反相输入端和输出端之间串联电阻R6。

进一步，本实用新型还包括五步桩感应测试单元，所述五步桩感应测试单元包括压力传感器U3，运放U4A、U4B、U4C，所述压力传感器U3用于接收桩体的压力信号，所述压力传感器U3的A输出端连接运放U4A的同向输入端，所述压力传感器U3的B输出端连接运放U4B的同向输入端，所述运放U4A的反相输入端和运放U4B的反相输入端分别连接变阻器RP1的两端，变阻器RP1的控制端连接运放U4A的反相输入端，所述运放 U4A的输出端串联电阻R10后连接运放U4C的同相输入端，所述运放U4B的输出端串联电阻R11后连接运放U4C的反相输入端，运放U4C的输出端作为五步桩感应测试单元的输出端连接五步桩控制器，所述五步桩控制器连接无线模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。

所述五步桩感应测试单元还包括运放U4D、变阻器RP2，所述变阻器RP2一端串联电阻R14后连接5V电压源，所述变阻器RP2另一端串联电阻R15后接地，所述变阻器 RP2的控制端连接运放U4D的同向输入端，所述运放U4D的反相输入端连接运放U4D的输出端，所述运放U4D的输出端串联电阻R13后连接运放U4C的反相输入端。

进一步，本实用新型中的测试终端设置在起点，所述测试终端包括显示器P1、主控模块U5和按键K1、K2，所述主控模块U5的P2.0～P2.7脚依次连接所述显示器P1 的DB0～DB7脚，所述主控模块U5的P1.3连接所述显示器P1的EN脚，所述主控模块 U5的P1.4连接所述显示器P1的RW脚，所述主控模块U5的P1.5连接所述显示器P1 的RS脚，所述主控模块U5的RXD、TXD脚连接无线通讯模块，所述主控模块U5的INT0 脚串联按键K1后接地，所述主控模块U5的INT1脚串联开关K2后接地。

本实用新型的工作原理和有益效果是：

通过设置在两两相邻的桥柱之间的红外发射管LED1和红外接收管LED2，当受测者没有穿过桥柱，译码器U1的OUT脚输出低电平，当受测者按照规定从桥柱中穿过，有物体遮挡住红外发射管LED1发出的红外光，红外接收管LED2接收不到红外线，译码器 U1的OUT脚输出高电平，控制器通过接收不同的电平信号判定受测者是否按照规定绕行桥柱，通过通讯模块发送给测试终端，测试终端接收显示是否合格，实现了四百米障碍测试中绕行桥柱的自动检测，不仅增加了考核结果的准确性，还减少了对于考核人员的需求。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型桥柱感应测试单元的电路图；

图3是本实用新型五步桩感应测试单元的电路图；

图4是本实用新型测试终端的电路图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。

本实用新型为四百米障碍测试系统，包括桥柱感应测试单元，通讯模块和测试终端，所述测试终端设置在起点，

具体实施例1，如图2所示，所述桥柱感应测试单元包括译码器U1、三极管Q1、运放U2、红外发射管LED1和红外接收管LED2，所述红外发射管LED1和红外接收管LED2 分别正对设置在两个相邻的桥柱上，其中红外发射管LED1和红外接收管LED2正对设置，使红外发射管LED1的红发光能直射到红外接收管LED2上，并且位置在人体高度之内，保证受测者从桥柱中穿过能够顺利遮挡在红外发射管LED1和红外接收管LED2之间。

桥柱感应测试单元的电路连接为：所述译码器U1的T_RES脚依次连接电阻R1、电容C1后接地，所述电阻R1和电容C1的连线点连接所述译码器U1的T_CAP脚，所述译码器U1的T_RES脚和电阻R1的连线点连接电阻R5，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接5V电压，所述三极管Q1的集电极串联电阻R2后连接所述红外发射管LED1的正极，所述红外发射管LED1的负极接地，所述红外接收管LED2的正极接地，负极串联电阻R3后连接5V电压，所述红外接收管LED2的负极与电阻R3的连线点连接电容C2，所述电容C2的另一端串联电阻R4后连接译码器 U1的IN脚，所述译码器U1的OUT脚作为桥柱感应测试单元的输出端连接桥柱控制器，所述桥柱控制器连接通讯模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。进一步，所述桥柱感应测试单元还包括运放U2，所述运放U2的反相输入端连接电阻R4，所述运放U2 的同向输入端接地，所述运放U2的输出端通过电容C3连接译码器U1的IN脚，所述运放U2的反相输入端和输出端之间串联电阻R6。

工作原理为：译码器U1的T_RES脚和T_CAP脚外接阻容元件R1和C1，用来设定译码器U1内部的中心振荡频率，从T_RES脚输出方波震荡信号经过三极管Q1放大后驱动红外发射管LED1发射出红外线脉冲，红外接收管LED2接收到红外脉冲信号后将其转换成电信号，经过运放U2放大后送入译码器U1的IN脚，由于译码器输入的信号来自自身发出的信号，这样译码器U1的输入信号频率与它内部振荡器的频率必定相同，译码器OUT脚输出低电平，由此判定两个桥柱之间无人穿过，当受测者按照规定从桥柱中穿过，有物体遮挡住红外发射管LED1发出的红外光，红外接收管LED2接收不到红外线，译码器U1的OUT脚输出高电平，控制器通过判定此高电平信号，判定受测者穿过桥柱，两两相邻的桥柱上对应设置红外发射管和红外接收管，控制器通过接收到连续的高电平信号判定受测者绕行桥柱，即判定受测者绕行桥柱动作合格。

具体实施例2，如图3所示，本实用新型还包括五步桩感应测试单元，所述五步桩感应测试单元包括压力传感器U3，运放U4A、U4B、U4C，所述压力传感器U3用于接收桩体的压力信号，

五步桩感应测试单元的电路连接为：所述压力传感器U3的A输出端连接运放U4A的同向输入端，所述压力传感器U3的B输出端连接运放U4B的同向输入端，所述运放U4A的反相输入端和运放U4B的反相输入端分别连接变阻器RP1的两端，变阻器RP1的控制端连接运放U4A的反相输入端，所述运放U4A的输出端串联电阻R10后连接运放 U4C的同相输入端，所述运放U4B的输出端串联电阻R11后连接运放U4C的反相输入端，运放U4C的输出端作为五步桩感应测试单元的输出端通过A/D转换模块连接五步桩控制器，所述五步桩控制器连接无线模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。进一步，所述五步桩感应测试单元还包括运放U4D、变阻器RP2，所述变阻器RP2一端串联电阻 R14后连接5V电压源，所述变阻器RP2另一端串联电阻R15后接地，所述变阻器RP2 的控制端连接运放U4D的同向输入端，所述运放U4D的反相输入端连接运放U4D的输出端，所述运放U4D的输出端串联电阻R13后连接运放U4C的反相输入端。

由于在四百米障碍测试中，五步桩的桩体与平地之间差距不是很高，监考人员距离的远会看不清受测者是否准确的踩到每一个桩体上通过五步桩环节的测试，从而导致判定不准，五步桩感应测试单元实现对受测者在四百米障碍中的五步桩环节的自动测试工作，在每个桩体下均设置压力传感器U3，当受测者踩到相应桩体上时，压力传感器U3 将力信号转变成电信号，经过运放U4A和运放U4B组成的放大电路进行放大，再通过运放U4C将双端输入信号变成单端输出信号，经过A/D转换输入给五步桩控制器，运放 U4D作为电压跟随器用作零压调整，当没有受测者站到桩柱上时，输入压力为零，此时调整变阻器RP2可视输出为零。

五步桩控制器还具有时序判断功能，判断五个连接五步桩感应测试单元输出端的I/O口接收到电平信号的顺序是否为正确通过五步桩的顺序，即判断踩到五个桩柱上的顺序是否合格。将处理后的信息发送给测试终端，最后由测试终端显示结果。不仅准确公平，还减轻了监考人员的工作难度。)

具体实施例3，如图1和图4所示，本实用新型的测试终端包括显示器P1、主控模块U5和按键K1、K2，所述主控模块U5的P2.0～P2.7脚依次连接所述显示器P1的DB0～ DB7脚，所述主控模块U5的P1.3连接所述显示器P1的EN脚，所述主控模块U5的P1.4 连接所述显示器P1的RW脚，所述主控模块U5的P1.5连接所述显示器P1的RS脚，所述主控模块U5的RXD、TXD脚连接无线通讯模块，所述主控模块U5的INT0脚串联按键 K1后接地，所述主控模块U5的INT1脚串联开关K2后接地。

主控模块U5通过无线通讯模块实现与五步桩感应测试单元和桥柱感应测试单元之间的数据通讯，接收采集到的数据，处理后通过显示器P1进行成绩显示，其中按键K1 和K2用于计时，受测者进行四百米障碍测试前，自己手动按下按键K1，主控模块U5 开始计时，跑完后，(四百米障碍起点和终点为同一点)再手动按下按键K2，主控模块 U5停止计时，时间在显示器P1上显示，考核人员也就不需要在考试前后手动计时，避免人力消耗，由受测者手动计时还可以避免抢跑造成的计时不准的问题。

Claims (5)

1.四百米障碍测试系统，其特征在于，包括桥柱感应测试单元，所述桥柱感应测试单元包括译码器U1、三极管Q1、运放U2、红外发射管LED1和红外接收管LED2，所述红外发射管LED1和红外接收管LED2分别正对设置在两个相邻的桥柱上，

所述译码器U1的T_RES脚依次连接电阻R1、电容C1后接地，所述电阻R1和电容C1的连线点连接所述译码器U1的T_CAP脚，所述译码器U1的T_RES脚和电阻R1的连线点连接电阻R5，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接5V电压，所述三极管Q1的集电极串联电阻R2后连接所述红外发射管LED1的正极，所述红外发射管LED1的负极接地，所述红外接收管LED2的正极接地，负极串联电阻R3后连接5V电压，所述红外接收管LED2的负极与电阻R3的连线点连接电容C2，所述电容C2的另一端串联电阻R4后连接译码器U1的IN脚，所述译码器U1的OUT脚作为桥柱感应测试单元的输出端连接桥柱控制器，所述桥柱控制器连接通讯模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。

2.根据权利要求1所述的四百米障碍测试系统，其特征在于：所述桥柱感应测试单元还包括运放U2，所述运放U2的反相输入端连接电阻R4，所述运放U2的同向输入端接地，所述运放U2的输出端通过电容C3连接译码器U1的IN脚，所述运放U2的反相输入端和输出端之间串联电阻R6。

3.根据权利要求1所述的四百米障碍测试系统，其特征在于：还包括五步桩感应测试单元，所述五步桩感应测试单元包括压力传感器U3，运放U4A、U4B、U4C，所述压力传感器U3用于接收桩体的压力信号，

所述压力传感器U3的A输出端连接运放U4A的同向输入端，所述压力传感器U3的B输出端连接运放U4B的同向输入端，所述运放U4A的反相输入端和运放U4B的反相输入端分别连接变阻器RP1的两端，变阻器RP1的控制端连接运放U4A的反相输入端，所述运放U4A的输出端串联电阻R10后连接运放U4C的同相输入端，所述运放U4B的输出端串联电阻R11后连接运放U4C的反相输入端，运放U4C的输出端作为五步桩感应测试单元的输出端连接五步桩控制器，所述五步桩控制器连接无线模块，且借助通讯模块与测试终端通讯连接。

4.根据权利要求3所述的四百米障碍测试系统，其特征在于：所述五步桩感应测试单元还包括运放U4D、变阻器RP2，所述变阻器RP2一端串联电阻R14后连接5V电压源，所述变阻器RP2另一端串联电阻R15后接地，所述变阻器RP2的控制端连接运放U4D的同向输入端，所述运放U4D的反相输入端连接运放U4D的输出端，所述运放U4D的输出端串联电阻R13后连接运放U4C的反相输入端。

5.根据权利要求1～4任意一条所述的四百米障碍测试系统，其特征在于：所述测试终端设置在起点，所述测试终端包括显示器P1、主控模块U5和按键K1、K2，

所述主控模块U5的P2.0～P2.7脚依次连接所述显示器P1的DB0～DB7脚，所述主控模块U5的P1.3连接所述显示器P1的EN脚，所述主控模块U5的P1.4连接所述显示器P1的RW脚，所述主控模块U5的P1.5连接所述显示器P1的RS脚，所述主控模块U5的RXD、TXD脚连接无线通讯模块，所述主控模块U5的INT0脚串联按键K1后接地，所述主控模块U5的INT1脚串联开关K2后接地。

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