專利名稱：往返運球投籃自動測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種體育運動測試儀，具體涉及一種籃球運動中使用的往返運球投籃自動測試儀。
背景技術(shù)：
籃球運動作為一個競技運動項目，深受廣大群眾喜愛。在籃球的專業(yè)教學(xué)與訓(xùn)練中，往返運球投籃準(zhǔn)確率及速度的指標(biāo)，成為基本技術(shù)測試項目之一。測試時，運動員雙手持球，從籃下端線中點出發(fā)，即開始計時，運球至球場邊線中點，到位后轉(zhuǎn)身運球投籃，直至投中，接著再運球至另一邊線的中點，到位后轉(zhuǎn)身運球投籃，當(dāng)球投進(jìn)籃筐2/3時停表。該項測試，通常使用電子秒表計時，裁判員必須聚精會神才能準(zhǔn)確無誤地開表和停表，若測試時間較長，不僅兩眼高度緊張，工作強度大，還容易出錯，人為誤差大，影響了考核的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有計時器的上述缺陷，提供一種經(jīng)濟(jì)實用、測試準(zhǔn)確且工作效率高的往返運球投籃自動測試儀。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的包括紅外線傳感器、一臺主機(jī)及與之通過電纜連接的發(fā)令鍵盤和顯示屏，紅外線傳感器通過帶編碼電路的射頻發(fā)射電路向主機(jī)發(fā)射無線電信號，主機(jī)內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的射頻接收電路及解碼電路，解碼電路的數(shù)據(jù)輸出端通過輸入控制電路連接控制邏輯集成電路。
對運動員進(jìn)行往返運球投籃測試時，將本實用新型的紅外線傳感器安裝在起跑區(qū)、籃筐附近上下位置及規(guī)定的測試點上，整個過程的各個步驟完全由紅外線傳感器監(jiān)控，并通過無線遙控發(fā)射到主機(jī)，測試準(zhǔn)確，杜絕了人為差錯，而且工作效率大大提高，尤其對于工作量大的考場來說，有較大的推廣價值。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為本實用新型一實施例的現(xiàn)場布置示意圖；圖3為圖2所示起跑傳感器9的發(fā)射接收電路；圖4為與圖3對應(yīng)的射頻發(fā)射器12的電路圖；圖5為圖2中對射式傳感器的發(fā)射器電路；圖6為與圖5對應(yīng)的接收器的檢波放大電路；圖7為與圖6對應(yīng)的射頻發(fā)射電路；圖8為主機(jī)的射頻接收電路。
圖中1、紅外線傳感器，2、編碼電路，3、射頻發(fā)射電路，4、射頻接收電路，5、解碼電路，6、主機(jī)，7、鍵盤，8、顯示屏，9、起跑傳感器，10、籃上傳感器，11、籃下傳感器，12、射頻發(fā)射器，13、發(fā)射器，14、接收器，15、發(fā)射器，16、接收器，17、紅外光發(fā)射電路，18、控制邏輯集成電路。
具體實施方式
依照往返運球投籃測試的規(guī)定，考生的測試過程為籃下端線中點起跑→到①位→投籃進(jìn)球→到②位→投籃進(jìn)球。其中測試點①、②位為球場兩邊線的中點。在此過程中，本實用新型從規(guī)定的測試點采集信號、分析處理，并協(xié)助裁判監(jiān)控測試過程(避免犯規(guī))。其測試點的信號包括起跑點信號、中間測試點①位、②位的到位信號及投籃命中的信號。只有考生按規(guī)定起跑、依序到達(dá)測試點并完成在投籃區(qū)的準(zhǔn)確進(jìn)球，系統(tǒng)才正常地開表計時至停表結(jié)束，最后將成績輸出、顯示屏顯示考生的測試成績，否則作犯規(guī)處理。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本實用新型。
參見圖1。有一臺主機(jī)6及與之通過電纜連接的發(fā)令鍵盤7和顯示屏8；有發(fā)射和接收紅外線信號的紅外線傳感器1，通過帶編碼電路2的射頻發(fā)射電路3向主機(jī)發(fā)射無線電信號。主機(jī)6內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的射頻接收電路4及解碼電路5。主機(jī)6內(nèi)設(shè)置有輸入控制電路，接收紅外線傳感信號和鍵盤信號，輸入到控制邏輯集成電路及單片機(jī)中。主機(jī)內(nèi)的輸出控制電路連接著發(fā)令鍵盤7和顯示屏8。
其中輸入、輸出控制電路均設(shè)有光耦開關(guān)，單片機(jī)采用AT89C52型?？刂七壿嫾呻娐?8為EPM7064S型，與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制交換。
主機(jī)對傳入信號及傳入順序等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過輸出控制電路將控制信號送到鍵盤7，同時將測試數(shù)據(jù)，包括犯規(guī)情況、測試成績輸出到顯示屏8。發(fā)令鍵盤7上設(shè)置有發(fā)令鍵、復(fù)位鍵等按鍵，主機(jī)6或鍵盤7上還可設(shè)置若干狀態(tài)指示燈。輸出控制電路上也可連接一發(fā)聲電路，模擬起跑槍聲和裁判口令。
圖2為本實用新型的一個實施例在測試現(xiàn)場的布置示意圖。
本實用新型中的紅外線傳感器1包括反射式傳感器和對射式傳感器兩種。
在籃下端線中點的后側(cè)，設(shè)置一個反射式傳感器，為起跑傳感器9；在籃板上對應(yīng)籃筐的適當(dāng)位置，上下安裝兩個反射式傳感器，為籃上傳感器10和籃下傳感器11；在籃板的支架上安裝一個射頻發(fā)射器12，與上述三個反射式傳感器相連接。
在①、②位到位線兩端的延長線上安裝有對射式傳感器，分別由分體的發(fā)射器13和接收器14、發(fā)射器15和接收器16組成。
起跑傳感器9的電路結(jié)構(gòu)參見圖3。起跑傳感器9包括紅外光發(fā)射電路17、紅外光接收電路以及信號輸出電路，通過插座J31經(jīng)三芯線與射頻發(fā)射器12相連，接收5V工作電源，并輸出電平信號。
其中紅外光發(fā)射電路17由BA5104集成電路IC1、晶振455K、電容C1、C2、電阻R1、R2、R3、三極管VT1、穩(wěn)壓二極管D1、紅外發(fā)光二極管組成。晶振455K、電容C1、C2接在IC1的OSC1、OSC2腳上，供IC1的工作頻率，當(dāng)發(fā)射腳K1至K8中任何一腳接地時，455晶振工作，產(chǎn)生振蕩，IC1的D0腳有振蕩輸出，VT1工作，紅外發(fā)光二極管VD1向外發(fā)射紅外光波，同時VD2亮，指示有紅外光發(fā)射。
起跑傳感器9的接收電路包括專用紅外線接收塊HQA268、BA5204集成電路IC2；信號輸出電路包括三極管VT3、VT4、電阻R7～R10。若發(fā)射電路中IC1的K1接地，則IC2的HP1～HP6、CP1、CP2腳中與之對應(yīng)的一腳為HP1，HP1經(jīng)電阻R8接VT3的基極，VT3的發(fā)射極接地，VT3的集電極一路串聯(lián)電阻R7接5V電源，另一路串聯(lián)電阻R9接VT4的基極，VT4的發(fā)射極接地，VT4的集電極一路串聯(lián)電阻R10接5V電源，同時另一路接插座J31的信號輸入端。
當(dāng)HQA268收到紅外光波，由VT2放大，輸入IC2的IN腳，經(jīng)處理后，從HP1輸出高電平，則VT3導(dǎo)通，VT4的基極為低電平，VT4截止，其集電極處高電平，此時插座J31將高電平信號輸入到射頻發(fā)射器12的插座J4。
該起跑傳感器9能感應(yīng)起跑區(qū)域?qū)挾?5cm、遠(yuǎn)度25cm、高度3cm范圍內(nèi)的紅外線。當(dāng)考生站到起跑位置上，紅外光被后腳擋住后反射回去，此時紅外接收探頭HQA268收到紅外線光波，接收電路將高電平信號從插座J31輸入到射頻發(fā)射器12，主機(jī)6確認(rèn)運動員(考生)已到起跑位，準(zhǔn)備就緒，到位狀態(tài)指示燈亮，即可發(fā)令。裁判按下發(fā)令鍵，主機(jī)發(fā)出模擬槍聲，考生后腳離地，插座J31發(fā)出的電平發(fā)生變化，立即啟動計時模塊開表計時。
籃上傳感器10和籃下傳感器11的結(jié)構(gòu)同起跑傳感器9，只需調(diào)整發(fā)射電路中的BA5104集成電路的發(fā)射腳和對應(yīng)的BA5204集成電路的接收腳，將上下傳感器的插座J32、J33分別接射頻發(fā)射器12的插座J5和J6，即可。
射頻發(fā)射器12的結(jié)構(gòu)參見圖4，編碼電路2為PT2262型。由12V蓄電池供電，經(jīng)7805穩(wěn)壓集成電路及電容組成的穩(wěn)壓電路后，為射頻發(fā)射電路3提供5V工作電源，同時又經(jīng)插座J4、J5及J6向上述起跑傳感器9、籃上傳感器10和籃下傳感器11供電。插座J4、J5及J6分別接光耦開關(guān)N1、N2及N3，N1、N2及N3的輸出端通過R11、R12、R13接地，同時還分別接入AT89C2051單片機(jī)IC3的輸入端第19腳、第18腳、第17腳；IC3的輸出端第13腳、第14腳、第15腳分別接非門U1、U2及U3，U1、U2及U3又分別接光耦開關(guān)N4、N5及N6，N4、N5及N6的輸出端通過R14、R15、R16接地。同時，N4、N5的輸出端接入PT2262編碼電路IC4的數(shù)據(jù)輸入端第11腳D2、第13腳D0，N6的輸出端一路通過非門U5與IC4的編碼啟動端TE腳相連，另一路通過非門U6串聯(lián)電阻R17接在三極管VT5的基極，VT5的發(fā)射極接地，VT5的集電極一路串聯(lián)電阻R18接電源，另一路接78R12電源開關(guān)的控制腳，該電源開關(guān)的VIN腳接12V電源，VOUT腳連接射頻發(fā)射頭的電源輸入端，發(fā)射頭的信號端連接PT2262編碼電路的編碼輸出端DOUT腳。
當(dāng)起跑就緒時，插座J4有高電平輸入，則單片機(jī)IC3的第19腳有高電平輸入。經(jīng)單片機(jī)處理后，對應(yīng)的第13腳、第15腳輸出低電平，再分別經(jīng)非門U1、U3反相，輸出高電平，驅(qū)動光耦開關(guān)N4及N6，繼而使與N4相接的編碼電路IC4的數(shù)據(jù)輸入端D2有效，同時U5、U6輸出低電平，與U5相連的IC4的TE端有效，數(shù)據(jù)輸入端D2的地址碼信號從輸出端DOUT腳輸出至射頻發(fā)射頭。同時由于U6輸出低電平，三極管VT5截止，集電極輸出高電平，控制電源開關(guān)打開，使射頻發(fā)射頭得電工作，向主機(jī)的射頻接收電路發(fā)射地址碼信號。
同理，當(dāng)投籃命中時，插座J5、J6先后有高電平輸入，則單片機(jī)的第18腳、第17腳先后有高電平輸入。經(jīng)處理后，判斷投籃是否有效，如果有效，對應(yīng)的第14腳、第15腳輸出低電平，最終使數(shù)據(jù)輸入端D0的地址碼信號發(fā)送至主機(jī)，啟動停表。
圖2所示的測試點①、②的到位線上，分別設(shè)置了由分體的紅外光發(fā)射器和紅外光接收器組成的對射式傳感器，以監(jiān)控考生的到位情況，其控制高度為32cm，寬度250cm～450cm，檢測精度誤差小于1毫米。
對射式傳感器的發(fā)射器13、15的電路參見圖5。發(fā)射器由蓄電池供電，通過穩(wěn)壓集成電路7805、電阻、電容，提供5V工作電源，由集成電路BA5104和455K晶振、紅外發(fā)光二極管等組成紅外光發(fā)射電路，該部分與前述圖3的起跑傳感器9的紅外光發(fā)射電路17相同。
對射式傳感器的接收器14、15，包括檢波放大電路和射頻發(fā)射電路3。
圖6為其中的檢波放大電路。該電路中，紅外接收探頭HQA268連接三極管VT61、VT62、電阻R62、R63、R64，將收到紅外線信號放大，通過二極管VD61、VD62、電容C62進(jìn)行檢波，經(jīng)R65、VT63、R66、VT64再放大，從VT64的集電極輸出，通過插座J51輸出電平信號。另外，VT64的集電極還通過串聯(lián)的電阻R68、穩(wěn)壓管D62、電阻R69，連接VT65、發(fā)光二極光管VD63，組成感應(yīng)指示電路，以顯示紅外線對射的感應(yīng)狀態(tài)。
在同一個紅外光接收器中，可以設(shè)置3～5組檢波放大電路，若設(shè)置5組，則輸出電平信號的插座依次為J51～J55。
參見圖7，射頻發(fā)射電路3包括由7805穩(wěn)壓集成電路、電容C73、C72、C71組成的穩(wěn)壓電源電路，插座J61～J65及一組74S08與門電路U61～U64、74S04非門電路U65～U68組成的電平信號邏輯處理電路，NE555時基電路IC6、PT2262編碼電路IC7、由74LS00二輸入端四與非門集成電路組成的觸發(fā)器IC5、78R12電源開關(guān)和T930A射頻發(fā)射頭。
7805穩(wěn)壓集成電路的輸入端接12V電源，輸出端連接NE555時基電路IC6和PT2262編碼電路IC7的電源輸入端以及插座J61～J65，供5V電流。插座J61～J65并聯(lián)，分別與插座J51～J55連接，為上述五組檢波放大電路供電并接收電平信號。與門電路U61～U64接收插座J61～J65輸出的電平信號并進(jìn)行邏輯處理。其中插座J61、J62分別接U61的兩輸入腳，J63、J64分別接U62的兩輸入腳，U61、U62的輸出腳分別接U63的兩輸入腳，U63、J65的輸出腳分別接U64的兩輸入腳。U64的輸出腳又連接非門電路U65～U68。其中U64的輸出腳一路經(jīng)非門電路U65、U66放大，經(jīng)電容C74接在觸發(fā)器IC5的第1腳上，U66的輸出腳連接IC7的TE腳；U64輸出腳的另一路經(jīng)U67、U68放大，經(jīng)電容C76后接在IC6的第2腳，同時U67的輸出腳還連接IC7的數(shù)據(jù)輸入端D0～D5中的一腳，如接D3(排除圖4中IC4選定的D0和D2)。IC6的觸發(fā)端第3腳經(jīng)電容C75接在觸發(fā)器IC5的第2腳上，IC5的第4腳串聯(lián)電阻R73，與三極管VT66的基極相連，同時VT66的集電極連接78R12電源開關(guān)的控制腳，該電源開關(guān)的VIN腳接12V電源，VOUT腳連接射頻發(fā)射頭的電源輸入端，發(fā)射頭的信號端連接編碼電路IC7的編碼輸出端DOUT腳。
與門電路U61～U64中，當(dāng)全部輸入腳為高電平1時，則輸出腳為1；任意輸入腳為低電平0時，則輸出腳為0。安裝時，五組檢波放大電路中的紅外接收探頭HQA268依次從上至下排列，全部感應(yīng)紅外光對準(zhǔn)時，插座J61～J65接收的電平信號為高電平1，U64輸出為1，U66輸出為1，IC5的第4腳輸出高電平1，三極管VT66導(dǎo)通，集電極輸出低電平0，78R12電源開關(guān)關(guān)閉，射頻發(fā)射頭無工作電壓，不工作。
當(dāng)考生跑到位、準(zhǔn)確踏線時，五個紅外接收探頭感應(yīng)的紅外光線中任意一條或多條被切斷，U64的輸出即變?yōu)榈碗娖?。U66的輸出腳也由高電平轉(zhuǎn)為低電平0，使編碼電路IC7的編碼啟動端TE有效，同時由于U67反相輸出高電平1，與之連接的IC7的數(shù)據(jù)輸入端為高電平(如D3)，相應(yīng)的地址碼經(jīng)IC7的DOUT腳向射頻發(fā)射頭輸出。
此時因U66為低電平0，觸發(fā)IC5第1腳，使IC5第4腳輸出低電平，三極管VT66截止，集電極輸出高電平1，電源開關(guān)導(dǎo)通，射頻發(fā)射頭工作，向主機(jī)的射頻接收電路發(fā)送到位地址碼信號。
同時由于U68反相輸出低電平0，觸發(fā)NE555時基電路IC6延時，延時長短由電阻R77、電容C78來調(diào)整。延時結(jié)束，IC6的第3腳輸出低電平0，觸發(fā)IC5的第4腳輸出高電平1，三極管VT66導(dǎo)通，集電極為低電平，78R12電源開關(guān)關(guān)閉，射頻發(fā)射頭不工作。
兩個對射式傳感器結(jié)構(gòu)相同，只需將IC7的數(shù)據(jù)輸入端改選為D4(排除D0、D2、D3)即可。
圖8為主機(jī)的射頻接收電路。射頻接收頭T932的電源正極接5V電源，負(fù)極接地，信號輸出端接三極管VT7的基極，VT7的集電極通過電容C8、電阻R81連接PT2272解碼電路IC8的DIN腳。IC8的數(shù)據(jù)端中選用與圖4、圖7所示的PT2262編碼電路一致的數(shù)據(jù)端，為D0、D2、D3、D4，D0～D4分別經(jīng)電阻R81、R82、R83、R84接三極管VT81、VT82、VT83、VT84的基極，三極管VT81～VT84的集電極又分別通過光耦開關(guān)N81、N82、N83、N84接入控制邏輯集成電路18的數(shù)據(jù)輸入腳，從而將起跑信號、進(jìn)球信號、測試點①、②的到位信號輸入到主機(jī)，進(jìn)行處理。
本實用新型中的主機(jī)還可通過RS232接口與一臺上位機(jī)電腦連接，將考生的信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，再通過設(shè)計系統(tǒng)管理軟件將考生的成績進(jìn)行統(tǒng)計、排序、打印等處理，得到更為實用的測試數(shù)據(jù)。
本實用新型已試制成功，經(jīng)多次使用，反應(yīng)靈敏，信號穩(wěn)定，很好地滿足了往返運球投籃測試的需要。
權(quán)利要求1.往返運球投籃自動測試儀，包括紅外線傳感器(1)、一臺主機(jī)(6)及與之電連接的發(fā)令鍵盤(7)和顯示屏(8)，其特征在于在紅外線傳感器(1)和主機(jī)之間設(shè)置有編碼電路(2)、射頻接收電路(3)，主機(jī)(6)內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的射頻接收電路(4)及解碼電路(5)，解碼電路(5)的數(shù)據(jù)輸出端通過輸入控制電路連接控制邏輯集成電路；輸出控制電路連接有顯示屏(8)和發(fā)令鍵盤(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往返運球投籃自動測試儀，其特征為所述主機(jī)(6)內(nèi)，單片機(jī)為AT89C52型，控制邏輯集成電路(18)為EPM7064S型，所述輸入、輸出控制電路中設(shè)有光耦開關(guān)；所述輸出電路還連接有發(fā)聲控制電路，所述編碼電路(2)為PT2262型，所述解碼電路(5)為PT2272型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往返運球投籃自動測試儀，其特征為所述紅外線傳感器(1)包括反射式傳感器和對射式傳感器，其中反射式傳感器包括起跑傳感器(9)、籃上傳感器(10)和籃下傳感器(11)，分別設(shè)置在測試場地的起跑區(qū)一側(cè)、安裝在籃板上對應(yīng)籃筐的適當(dāng)位置；對射式傳感器為分體的發(fā)射器(13、15)和接收器(14、16)，設(shè)置在各測試點的到位線兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的往返運球投籃自動測試儀，其特征為所述反射式傳感器(9、10、11)連接一個射頻發(fā)射器(12)，射頻發(fā)射器(12)內(nèi)設(shè)置帶有編碼電路(2)的射頻發(fā)射電路(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的往返運球投籃自動測試儀，其特征為所述射頻發(fā)射器(12)內(nèi)有連接反射式傳感器(9、10、11)的插座，插座通過光耦開關(guān)連接接入AT89C2051單片機(jī)，該單片機(jī)的輸出端通過光耦開關(guān)與PT2262編碼電路的數(shù)據(jù)輸入端和編碼啟動端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的往返運球投籃自動測試儀，其特征為所述對射式傳感器中的接收器(14、16)中設(shè)置有檢波放大電路及射頻發(fā)射電路(3)，其中檢波放大電路設(shè)有3～5組，通過插座連接到射頻發(fā)射電路(3)；其中射頻發(fā)射電路(3)中設(shè)置有PT2262編碼電路、控制射頻發(fā)射電源開關(guān)的延時電路，該電路包括由NE555時基電路和由74LS00二輸入端四與非門集成電路組成的觸發(fā)器。
專利摘要本實用新型公開了一種往返運球投籃自動測試儀，它包括紅外線傳感器、一臺主機(jī)及與之通過電纜連接的發(fā)令鍵盤和顯示屏，紅外線傳感器信號通過帶編碼電路的射頻發(fā)射電路傳送到主機(jī)，主機(jī)內(nèi)設(shè)有帶解碼電路的射頻接收電路，解碼電路的數(shù)據(jù)輸出端通過輸入控制電路連接控制邏輯集成電路。對運動員進(jìn)行往返運球投籃測試時，將本實用新型的紅外線傳感器安裝在起跑區(qū)、籃板上對應(yīng)籃筐的位置及規(guī)定的測試點上，整個過程的各個步驟完全由紅外線傳感器監(jiān)控，并通過無線遙控發(fā)射到主機(jī)，測試準(zhǔn)確，杜絕了人為差錯，而且工作效率大大提高，尤其對于工作量大的考場來說，有較大的推廣價值。
文檔編號G07C1/22GK2804964SQ20052004991
公開日2006年8月9日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者李艷翎, 蔡言詩 申請人:湖南師范大學(xué)