專利名稱：縱跳/反應測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種體育運動器材，確切地說涉及測試運動員縱跳高度和身體反應能力的一種測試儀器。
眾所周知，在體育運動訓練當中，對運動員(尤其是藍球、排球、跳高、足球等運動員)的強化訓練項目，縱跳訓練是必不可少的。如何測試他們的縱跳高度和身體的反應能力，目前尚沒有儀器問世。
本實用新型的發明目的在于提供一種能精確地測試應試人縱跳高度和身體反應能力的先進科學儀器--縱跳／反應測試儀，為體育界、各級學校培養訓練優秀運動員和提高廣大青少年身體素質服務。
本實用新型的發明目的是通過實施如下技術方案來實現的縱跳／反應測試儀，是基于物理原理，電子電路，計算機技術等手段綜合設計的一種能精確測定應試者縱跳高度和身體反應靈敏性的先進科學儀器。依據物理學的基本原理是自由落體定律，上拋物體達到最高點的時間與自由落下到起始位置的時間相等。由此可根據從上跳到落下的時間計算出上跳的高度。自由下落的距離可由自由落體公式計算S=12gt2]]>其中S是下落距離，g是重力加速度，t是下落時間，如果測得從開始上跳到落下的時間，那么測得時間的一半就是從最高點(即縱跳高度)落下的時間，其縱跳高度為S=12g(T2)2]]>T是應試者起跳到落下的時間。
基于上述物理原理，設計的儀器主要包括光束發射器，反射光束接收器，以及單片微型計算機系統，并配有系于測試人身上的光束反射帶。在上跳到某沒定距離時，光束發射器發射光束投射到反射帶上，反射光束給計算機以啟動定時器的信號，計算機開始計時。當應試人下落到開始計時位置時，發射光束再次照射到反射帶上，并反射給計算機一個停止定時器信號，計算機根據測時時間，依據自由落體公式，即可計算出縱跳高度，并由顯示器顯示出來。因此，所設計的本實用新型縱跳／反應測試儀，由底座、可調高度支架、測試頭及光束反射帶四部分構件組成。可調高度支架安裝在底座上，測試頭裝置在支架上并用螺釘固定。在測試頭外殼上設置有光束發射孔、反射光束接收孔，其特征在于測試頭外殼內裝置有由微處理器CPu控制的光束發射器、反射光束接收器和顯示器驅動電路。
光束發射器是由光束發射器件、提供給光束發射器件以發射頻率的振蕩器，對光束發射器件實施功率匹配調節的功率調節電路，以及確保振蕩器與功率調節電路正常工作的恒流源電路所組成的。功率調節電路的輸入端，連接到微處理器CPu上作為光束發射的控制開關。
光束發射器件采用發射紅光的半導體激光器，其調制頻率2-90KHz，功率2-2O毫瓦，紅光束波長(630-680)納米。
反射光束接收器是由光束接收器件、一級二級三級放大電路，對應于各級放大電路的電源濾波電路、檢波電路及脈沖輸出電路所組成。其脈沖輸出電路的輸出端連接微處理器CPu，將數據信息輸入CPu后經過計算處理，并將結果通過顯示器的顯示窗顯示出來。由于縱跳的最大單位是米，最小單位是毫米，因此顯示器采用了312]]>位顯示驅動電路。
光束接收器件采用光電轉換器件。
作為縱跳／反應測試儀重要組成部件的反射光束帶，可以做成系于人體重心部位--腰部的腰帶，在腰帶外表面上設置不少于一條的光束反射層，該反射層由微粒追光材料制作，其光束的反射率大于50％。
本實用新型的優點在于依據的科學原理正確，采用的技術手段先進，因而測試結果精確，同時由于儀器結構設計緊湊，操作方便，體積小巧，適于任何場地訓練的需要，因而便于推廣，為培養與訓練優秀運動員、鍛煉與提高廣大青少年的身體素質提供一種新穎而先進的基礎訓練器材。
本實用新型有以下附圖
圖1為本實用新型主要結構及測試原理框圖；圖2為本實用新型外觀結構圖(左為測試頭左視圖，中為測試頭主視圖，右為測試頭俯視圖)；圖3為單片機主板電路圖；圖4為光束發射器電路圖；圖5為反射光束接收器電路圖。
圖中標記為1為底座，2為支架，3為測試頭，4為光束發射孔，5為反射光束接收孔，6為電源開關，7為顯示窗。
實施例顯示驅動電路的顯示窗7設置在測試頭3的外殼上；單片機主板電路(圖3)構成U1為CPu芯片，型號89C-2051；U2、U3、U4、U5均為型號MCI4543的驅動器，用作312]]>位液晶顯示。
由于采用裝在測試頭殼體底部電源盒中的電池供電，為避免用后忘關電源而耗電，故設有由N1(9014)、N2(8550)及R4(200K)、R5(51K)、R6(2K)構成的三分鐘不用就自動關閉電源的關機電路。
A1為命令鍵、A2為測時鍵、A3為縱跳鍵、A4為復位鍵，這四個鍵安裝在測試頭3外殼頂部顯示窗7一側。
L1(LED)發光二極管用作指示微機工作或關閉狀態的指示燈。
光束發射器電路(圖4)構成光束發射器件EM采用發射紅光半導體激光器，其調制頻率10KHz，功率小于5毫瓦，紅光束波長(630-680)納米。
振蕩器是由Q1、Q2、R11、R12、R13、R14、C11、C12組件構成的雙穩態振蕩器電路；功率調節電路由Q4、Q5、D3、R17、及VR1、R18組件構成，其輸入端連接微處理器CPu(89C-2051)的P3．3腳恒流源電路由Q3、R15、R16、D1、D2組件構成。
反射光束接收器電路(圖5)構成如下光束接收器件RE采用反射紅光激光接收器，三級放大電路由Q6、R20、R24構成一級放大，Q7、R21、R25構成二級放大，Q8、R22、R26構成三級放大，而C17、R27，C18、R28，C19、R29，則分別構成各級放大電路的電源濾波電路，D4、R5、R31、C16構成檢波電路，而R23、Q9、R30則構成脈沖輸出電路，其輸出端連接微處理器CPu(89C-2051)的P3．5腳，輸入數據信息至CPu內進行處理。
權利要求1.一種縱跳／反應測試儀，由底座(1)、可調高度支架(2)及測試頭(3)組成，在測試頭(3)外殼上設置有光束發射孔(4)、反射光束接收孔(5)，其特征在于測試頭(3)外殼內底部底板上裝有由微處理器CPu控制的光束發射器，反射光束接收器和顯示器電路板，光束發射器ME和反射光接收器RE裝于殼體前壁，光束發射器ME連接電路板上CPu控制電路中的S24P1N中的1腳，而反射光接收器RE則連接電路板上CPu的P3．5口9腳，此外并配以系于人體的反射光束帶。
2.按照權利要求1所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于光束發射器是由光束發射器件、提供給光束發射器件以發射頻率的振蕩器、對光束發射器件實施功率匹配調節的功率調節電路、以及確保振蕩器與功率調節電路正常互作的恒流源電路所組成，其功率調節電路的輸入端則連接微處理器CPu作為光束發射的控制開關。
3.按照權利要求2所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于反射光束接收器是由光束接收器件、一級二級三級放大電路，對應于各級放大電路的電源濾波電路、檢波電路及脈沖輸出電路所組成，脈沖輸出電路的輸出端連接微處理器CPu，進行數據信息處理。
4.按照權利要求3所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于系于人體上的反射光束帶，帶上設置不少于一條的光束反射層。
5.按照權利要求4所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于光束發射器中的構件光束發射器件為發射紅光的半導體激光器其調制頻率為2-90KHz，功率2-20毫瓦，紅光束波長630-680納米；振蕩器是由Q1、Q2、R11、R12、R13、R14、C11、C12組件構成的雙穩態振蕩器電路；功率調節電路由Q4、Q5、D3、R17、及VR1、R18組件構成，其輸入端連接微處理器CPu的P3．3腳；恒流源電路由Q3、R15、R16、D1、D2組件構成。
6.按照權利要求5所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于反射光束接收器中的構件光束接收器件采用光電轉換器；三級放大電路由Q6、R20、R24構成一級放大，Q7、R21、R25構成二級放大，Q8、R22、R26構成三級放大，而C17、R27，C18、R28，C19、R29，則分別構成各級放大電路的電源濾波電路，D4、R5、R31、C16構成檢波電路，而R23、Q9、R30則構成脈沖輸出電路，其輸出端連接微處理器CPu的P3．5腳。
7.按照權利要求6所述的縱跳／反應測試儀，其特征在于顯示器電路的顯示窗(7)開設在測試頭(3)的殼體前部殼頂上。
專利摘要本文公開了一種測試人體縱跳高度和反應能力的先進儀器,它由底座、可調高支架和測試頭組成,在測試頭外殼上設置光束發射孔、反射光束接收孔和顯示窗,特征是在測試頭外殼內裝有由微機控制的光束發射器、反射光束接收器和顯示電路,測試時發射光束投射到系于人身體的反射帶上,反射光束給微機啟動定時器信號、微機計時,當人下落到開始計時位置時,發射光束再次照射到反射帶并反射給微機以停止定時器信號,測試頭立即顯示出縱跳高度。
文檔編號A63B71/06GK2414794SQ9924129
公開日2001年1月17日 申請日期1999年10月13日 優先權日1999年10月13日
發明者張然, 曾曉風 申請人:四川省體育科學研究所, 成都新高電子開關研究所