一種鉛球的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型屬于體育器材領域，特別涉及一種鉛球。
【背景技術】
[0002]鉛球是田徑運動中的一個投擲項目，鉛球運動使用的為投擲器械。影響鉛球投擲距離的主要因素包括出手速度、出手角度、出手高度等，目前，人們只能根據經驗來判斷這一系列的因素，進而調制技術動作，缺乏切實的理論依據，而采用攝像后通過計算機軟件進行模擬計算得出這些參數的方式，成本較高，并且實際應用十分繁瑣;此外，鉛球在空中運動時，觀眾無法直觀看到鉛球的飛行速度，角度等細節內容，通常只能得知最后的結果，無法得知鉛球飛行過程中的數據信息，這對于觀看鉛球運動的觀眾來說，顯得十分枯燥乏味。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的，就是針對上述問題，提出一種能夠自動測量飛行過程中各種物理數據的鉛球。
[0004]本實用新型的技術方案為，一種鉛球，包括鉛球本體I，所述鉛球本體I由兩個半球組合而成，其特征在于，所述鉛球本體I的球心處具有檢測裝置2，所述檢測裝置2包括傳感器模塊、集成電路模塊和電源;所述集成電路模塊包括信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊;所述傳感器模塊的輸出端接信號放大電路的輸入端，所述信號放大電路的輸出端接模數轉換電路的輸入端，所述模塊轉換電路的輸出端接數據發送模塊的輸入端;所述電源分別與傳感器模塊、信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊連接；
[0005]所述信號放大電路包括電阻第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一 NMOS管Ml、第二 NMOS管M2、匪OS管第三匪OS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6和第七匪OS管M7 ；第一 NMOS管Ml的漏極通過第一電阻Rl接電源VDD，其柵極接第二 NMOS管M2的漏極，第一 NMOS管Ml的源極通過第二電阻R2接地;第二 NMOS管M2的漏極通過第三電阻R3接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的源極，第二 NMOS管M2的源極接地;第一 NMOS管Ml源極、第二 NMOS管M2柵極和第二電阻R2的連接點為信號放大電路的輸入端；
[0006]第三NMOS管M3的漏極通過第四電阻R4接電源VDD，其柵極接第四匪OS管M4的漏極，其源極通過第五電阻R5接地;第四NMOS管M4的漏極通過第六電阻R6接電源VDD，其源極接地；
[0007]第五NMOS管M5的漏極通過第七電阻R7接電源VDD，其柵極接第三匪OS管M3的漏極；第六NMOS管M6的漏極通過第八電阻R8接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的漏極;第五NMOS管M5和第六NMOS管M6的源極共同接第七NMOS管M7的漏極;第七NMOS管M7的柵極接第三NMOS管M3的源極和第四NMOS管M4的柵極，其源極接地;第八電阻R8與第六NMOS管M6的連接點為信號放大電路的輸出端。
[0008]本實用新型總的技術方案，是在傳統的鉛球結構基礎上，在其球心處設置傳感器模塊，根據現有的傳感器技術，可以直接采用能夠測量鉛球飛行過程中各種物理參數的傳感器來采集相關數據，然后通過集成電路模塊處理后進行處理和發送;集成電路模塊中設置有用于放大電信號的信號放大電路和模數轉換電路以及數據發送模塊，其中信號放大電路用于對傳感器采集到的信號進行放大，以便于模數轉換電路能夠準確的識別，模數轉換電路采用的是普通常用的模數轉換器，在此不再進行詳細描述，數據發送模數能夠將模數轉換電路輸出的數據進行發送，此處應當采樣無線數據發送模數，目前市面上有較多的無線數據發送模塊，本實用新型可根據需要采用任意一種，在此不再贅述。可見本實用新型的技術方案，完全采用硬件電路實現鉛球飛行過程中物理信號的采集，保證了數據的及時性，比依靠圖像采集加軟件進行數據處理的方式更加及時高效，不存在延時問題，同時還具有較高的穩定性。本實用新型的鉛球只用搭配可接受鉛球發出信號的信號接收器，即可獲得鉛球飛行過程中的物理信息，然后將物理信息進行顯示則可使運動員和觀眾獲得足夠的信息。
[0009]進一步的，所述傳感器模塊包括線速度傳感器、角速度傳感器、加速度傳感器和陀螺儀。
[0010]本實用新型的有益效果為，能夠自動采集鉛球飛行過程中的物理數據，具有較高的實時性，并且結構簡單，完全依靠硬件電路自動完成，具有較高的穩定性。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型鉛球的結構示意圖；
[0012]圖2是集成電路模塊和電源的邏輯結構示意圖；
[0013]圖3是信號放大電路的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型的鉛球，包括鉛球本體I，所述鉛球本體I由兩個半球組合而成，其特征在于，所述鉛球本體I的球心處具有檢測裝置2，所述檢測裝置2包括傳感器模塊、集成電路模塊和電源;所述集成電路模塊包括信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊;所述傳感器模塊的輸出端接信號放大電路的輸入端，所述信號放大電路的輸出端接模數轉換電路的輸入端，所述模塊轉換電路的輸出端接數據發送模塊的輸入端;所述電源分別與傳感器模塊、信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊連接；
[0015]如圖3所示，所述信號放大電路包括電阻第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一NMOS管Ml、第二匪OS管M2、NMOS管第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMO S管M6和第七NMO S管M7 ；第一 NMOS管Ml的漏極通過第一電阻Rl接電源VDD，其柵極接第二 NMOS管M2的漏極，第一 NMOS管Ml的源極通過第二電阻R2接地;第二 NMOS管M2的漏極通過第三電阻R3接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的源極，第二 NMOS管M2的源極接地;第一 NMOS管Ml源極、第二 NMOS管M2柵極和第二電阻R2的連接點為信號放大電路的輸入端；
[0016]第三NMOS管M3的漏極通過第四電阻R4接電源VDD，其柵極接第四匪OS管M4的漏極，其源極通過第五電阻R5接地;第四NMOS管M4的漏極通過第六電阻R6接電源VDD，其源極接地；
[0017]第五NMOS管M5的漏極通過第七電阻R7接電源VDD，其柵極接第三匪OS管M3的漏極；第六NMOS管M6的漏極通過第八電阻R8接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的漏極;第五NMOS管M5和第六NMOS管M6的源極共同接第七NMOS管M7的漏極;第七NMOS管M7的柵極接第三NMOS管M3的源極和第四NMOS管M4的柵極，其源極接地;第八電阻R8與第六NMOS管M6的連接點為信號放大電路的輸出端。
[0018]以傳感器模塊2采用線速度傳感器、角速度傳感器、加速度傳感器和陀螺儀，數據發送模塊為藍牙模塊為例，本實用新型的工作原理為:
[0019]鉛球被投擲出手后，線速度傳感器、角速度傳感器、加速度傳感器和陀螺儀同時采集到相關的物理數據，包括鉛球的加速度、線速度、角速度以及旋轉速度信號，并立刻將采集到的數據通過信號放大電路傳輸到模數轉換電路，因為此處數據有幾路，因此需要采用多路的模數轉換芯片，多路模數轉換芯片市面上具有較多的成熟產品，本實用新型不再贅述;模數轉換電路將接收到的模擬信號轉化為數字信號后，通過數據發送模塊進行發送，數據發送模塊可采用藍牙模塊，其技術方案成熟，具有較多的成熟模塊化產品，可直接選用，其傳輸距離能夠滿足鉛球的需要，當然，也可以采用RF模塊。數據發送出去后，需要有接收該信號的設備，將其進行保存并顯示，在實際運用中，可采用計算機設備配備相關軟件對數據進行處理，可根據實際需求設置，本實用新型只提供能夠發送自身物理數據的鉛球，對這些外圍設備不再進行描述，本領域內的技術人員可根據實際需要采用多種的實現方式。
[0020]本實用新型中，為了保證數據的有效性，采用的信號放大電路中，電阻R1、R2、R3和NMOS管M1、M2組成第一級放大電路，電阻R4、R5、R6和NMOS管M3、M4組成鏡像電路，電阻R7、R8和NMOS管M7、M8、M9組成第二級放大電路，本實用新型的電路通過二級放大電路對信號進行有效的放大，同時還通過鏡像電路使第一級放大電路和第二級放大電路的工作點保持一致，從而避免放大信號出現誤差，保證了信號的有效性。
【主權項】
1.一種鉛球，包括鉛球本體(I)，所述鉛球本體(I)由兩個半球組合而成，其特征在于，所述鉛球本體(I)的球心處具有檢測裝置(2)，所述檢測裝置(2)包括傳感器模塊、集成電路模塊和電源;所述集成電路模塊包括信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊;所述傳感器模塊的輸出端接信號放大電路的輸入端，所述信號放大電路的輸出端接模數轉換電路的輸入端，所述模塊轉換電路的輸出端接數據發送模塊的輸入端;所述電源分別與傳感器模塊、信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊連接； 所述信號放大電路包括電阻第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一匪OS管Ml、第二匪OS管M2、匪OS管第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六匪OS管M6和第七NMOS管M7 ；第一匪OS管Ml的漏極通過第一電阻Rl接電源VDD，其柵極接第二 NMOS管M2的漏極，第一 NMOS管Ml的源極通過第二電阻R2接地;第二 NMOS管M2的漏極通過第三電阻R3接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的源極，第二 NMOS管M2的源極接地;第一 NMOS管Ml源極、第二 NMOS管M2柵極和第二電阻R2的連接點為信號放大電路的輸入端； 第三NMOS管M3的漏極通過第四電阻R4接電源VDD，其柵極接第四NMOS管M4的漏極，其源極通過第五電阻R5接地;第四NMOS管M4的漏極通過第六電阻R6接電源VDD，其源極接地；第五NMOS管M5的漏極通過第七電阻R7接電源VDD，其柵極接第三NMOS管M3的漏極;第六NMOS管M6的漏極通過第八電阻R8接電源VDD，其柵極接第一 NMOS管Ml的漏極;第五匪OS管M5和第六NMOS管M6的源極共同接第七NMOS管M7的漏極;第七NMOS管M7的柵極接第三匪OS管M3的源極和第四NMOS管M4的柵極，其源極接地;第八電阻R8與第六NMOS管M6的連接點為信號放大電路的輸出端。2.根據權利要求1所述的一種鉛球，其特征在于，所述傳感器模塊包括線速度傳感器、角速度傳感器、加速度傳感器和陀螺儀。
【專利摘要】本實用新型屬于體育器材領域，特別涉及一種鉛球。本實用新型的鉛球，包括鉛球本體，所述鉛球本體由兩個半球組合而成，其特征在于，鉛球本體的球心處具有檢測裝置，所述檢測裝置包括傳感器模塊、集成電路模塊和電源；所述集成電路模塊包括信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊；所述傳感器模塊的輸出端接信號放大電路的輸入端，所述信號放大電路的輸出端接模數轉換電路的輸入端，所述模塊轉換電路的輸出端接數據發送模塊的輸入端；所述電源分別與傳感器模塊、信號放大電路、模數轉換電路和數據發送模塊連接。本實用新型的有益效果為，能夠自動采集標槍飛行過程中的物理數據，并且結構簡單，完全依靠硬件電路自動完成，具有較高的穩定性。
【IPC分類】A63B43/00, A63B65/06, A63B71/06
【公開號】CN205268970
【申請號】CN201521082857
【發明人】陳鍇, 宋愛玲, 王新星, 祝岷虹, 董瓊
【申請人】西南交通大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月23日