專利名稱：拳擊訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種拳擊訓(xùn)練器，它是一種拳擊訓(xùn)練體育器材。
現(xiàn)有的拳擊訓(xùn)練器材大都十分簡單，如拳擊沙包和拳擊吊球等。其不足之處是拳擊者不能準(zhǔn)確地知道自己的拳擊力量和出拳速度，教練員也不能對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)素質(zhì)作出客觀的評(píng)定。
本實(shí)用新型的目的是提出一種新的拳擊訓(xùn)練器，它能準(zhǔn)確地顯示和記錄拳擊者的拳擊力量和出拳速度，從而為教練員指導(dǎo)訓(xùn)練提供了較準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的拳擊訓(xùn)練器由拳擊沙包和測(cè)試儀兩部分組成。在拳擊沙包內(nèi)安裝充氣的球和壓力傳感器，并與測(cè)試儀相連。測(cè)試儀由恒流源、放大器、峰值檢出電路、有效值選擇電路、邏輯控制電路、采樣保持器、A／D轉(zhuǎn)換器、8031單片機(jī)、D／A轉(zhuǎn)換器、打印機(jī)、指針表和數(shù)字顯示器等組成。恒流源輸出7mA電流供壓力傳感器工作，當(dāng)充氣球被擊打，壓力發(fā)生變化時(shí)，壓力傳感器輸出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)由放大器放大并輸出信號(hào)(A)，峰值檢出電路、有效值選擇電路和采樣保持器同時(shí)接受輸出信號(hào)(A)。峰值檢出電路產(chǎn)生峰值信號(hào)(B)，有效值選擇電路產(chǎn)生有效值信號(hào)(C)，邏輯控制電路根據(jù)(C)信號(hào)來決定(B)信號(hào)是否有效，并且在(B)信號(hào)有效時(shí)間內(nèi)向采樣保持器送保持信號(hào)(H)，向A／D轉(zhuǎn)換器送轉(zhuǎn)換信號(hào)(B／C)，同時(shí)還向8031單片機(jī)送中斷信號(hào)(INT)，8031單片機(jī)在中斷處理中將A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，并在各算法程序中將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。即可得到拳擊者的拳擊力量和出拳速度。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可準(zhǔn)確地顯示和記錄拳擊者的拳擊力量和出拳速度以及訓(xùn)練過程中運(yùn)動(dòng)員的耐力、暴發(fā)力、攻擊強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的附圖有


圖1拳擊訓(xùn)練器系統(tǒng)示意圖。
圖2拳擊訓(xùn)練器沙包內(nèi)部電氣組成示意圖。
圖3拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀信號(hào)源電路示意圖。
圖4拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀峰值檢出電路示意圖。
圖5拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀有效值選擇電路示意圖。
圖6拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀邏輯控制電路示意圖。
圖7拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀采樣保持器電路示意圖。
圖8拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀信號(hào)關(guān)系示意圖。
圖9拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10 拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀顯示器與接口地址分配示意圖。
圖11 拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與打印機(jī)連結(jié)示意圖。
圖12 拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連結(jié)示意圖。
圖13 拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器連結(jié)示意圖。
圖14 拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與按鍵組連結(jié)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
本實(shí)用新型的拳擊訓(xùn)練器由拳擊沙包P和測(cè)試儀兩部分組成。
圖1為拳擊訓(xùn)練器系統(tǒng)示意圖。它由拳擊沙包P、恒流源CCS、壓力傳感器PS、放大器AP、峰值檢出電路TC、有效值選擇電路ET、邏輯控制電路LC、采樣保持器S／H、A／D轉(zhuǎn)換器、8031單片機(jī)、D／A轉(zhuǎn)換器、打印機(jī)PR、指針頭M和數(shù)字顯示器LED等組成。恒流源CCS輸出7mA電流供壓力傳感器PS工作，當(dāng)充氣球BB被擊打，壓力發(fā)生變化時(shí)壓力傳感器PS輸出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)由放大器AP放大并輸出信號(hào)(A)，峰值檢出電路TC、有效值選擇電路ET和采樣保持器S／H同時(shí)接受輸出信號(hào)(A)。峰值檢出電路TC產(chǎn)生峰值信號(hào)(B)，有效值選擇電路ET產(chǎn)生有效值信號(hào)(C)，邏輯控制電路LC根據(jù)(C)信號(hào)來決定(B)信號(hào)是否有效，并且在(B)信號(hào)有效時(shí)間內(nèi)向采樣保持器S／H送保持信號(hào)(H)，向A／D轉(zhuǎn)換器送轉(zhuǎn)換信號(hào)(B／C)，同時(shí)還向8031單片機(jī)送中斷信號(hào)(INT)，8031單片機(jī)在中斷處理中將A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，并在各算法程序中將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中一部分送打印機(jī)PR打印，一部分經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量送指針表M指示，還有一部分送數(shù)字顯示器LED顯示。圖中A／D轉(zhuǎn)換器選用AD570，D／A轉(zhuǎn)換器選用AD7528。
本實(shí)用新型的特征在于拳擊沙包P內(nèi)安放一個(gè)充氣球BB如蘭球。充氣球B的外徑與拳擊沙包P的內(nèi)徑緊貼著，充氣球BB上連接一個(gè)壓力傳感器PS，通過壓力傳感器PS測(cè)量充氣球BB中的壓力變化，當(dāng)拳擊運(yùn)動(dòng)員擊打拳擊沙包P的充氣球BB部位時(shí)，充氣球BB中的壓力發(fā)生變化，壓力變化的大小與拳擊力成正比，壓力傳感器PS將壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，測(cè)試儀內(nèi)的計(jì)算機(jī)隨時(shí)測(cè)量壓力傳感器送出的電信號(hào)，通過A／D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)將這一數(shù)字代入已寄存好的運(yùn)算公式中，即可計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
拳擊沙包P采用《國家體育器材手冊(cè)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)拳擊沙包，其長100－120厘米，直徑30－40厘米，用皮革或帆布鑲皮革制成，內(nèi)裝回絲紗或五分之一沙再拌以五分之四木屑，重量為30－40公斤。蘭球選用標(biāo)準(zhǔn)比賽蘭球，其內(nèi)充2.5個(gè)大氣壓(250KPa)，壓力傳感器PS采用半導(dǎo)體固態(tài)壓阻式氣壓傳感器，其型號(hào)為CYG02，量程為500KPa，它要求7mA左右恒流源CCS供電，輸出信號(hào)滿量程為100mV左右。恒流源CCS采用＋15V電源供電，輸出恒定電流7mA(可調(diào))，放大器將壓力傳感器PS的信號(hào)放大到0～＋10V輸出，輸出阻抗小于10Ω。
圖2為拳擊訓(xùn)練器沙包內(nèi)部電氣組成示意圖。它由充氣球BB、壓力傳感器PS、恒流源CCS、放大器AP等組成。工作過程如上所述。
圖3為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀信號(hào)源電路示意圖。它由三端穩(wěn)壓電路塊W317、壓力傳感器PS、雙運(yùn)算放大器集成電路LF412等組成。穩(wěn)壓電路塊W317和電位器W2組成恒流源CCS。壓力傳感器PS選用壓阻式氣壓傳感器。調(diào)節(jié)電位器W2使輸出電流為7mA，壓力傳感器PS輸出到雙運(yùn)放集成電路LF412上，第一級(jí)運(yùn)算放大器與壓力傳感器PS構(gòu)成電橋放大器，輸出部分接到電壓跟隨器F上，調(diào)節(jié)電位器W1使輸出在0～＋10V范圍內(nèi)，輸出阻抗小于10Ω。電位器W1選用1KΩ，W2選用200Ω。
圖4為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀峰值檢出電路示意圖。它是將輸入的信號(hào)峰值檢出，也就是在峰值點(diǎn)上產(chǎn)生一個(gè)邏輯電平上升沿，這個(gè)信號(hào)如圖8中的(B)信號(hào)。圖中LM393為雙運(yùn)算放大器。
圖5為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀有效值選擇電路示意圖。它給出一個(gè)電平Level，低于這一電平的信號(hào)不產(chǎn)生(C)信號(hào)，高于這一電平的信號(hào)才輸出一個(gè)(C)信號(hào)，也就是說(C)信號(hào)是說明(B)信號(hào)是否有效的。圖中電位器W3選用10KΩ。
圖6為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀邏輯控制電路示意圖。它構(gòu)成的邏輯關(guān)系為當(dāng)有(C)信號(hào)時(shí)，(B)信號(hào)的上升沿才產(chǎn)生(H)和(B／C)信號(hào)，同時(shí)還有(INT)信號(hào)，(R)是邏輯控制電路的復(fù)位信號(hào)，由8031單片機(jī)給出。圖中74LS74為芯片。
圖7為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀采樣保持器電路示意圖。它由采樣保持器LF398構(gòu)成，當(dāng)有(H)信號(hào)時(shí)，能將信號(hào)(A)(即壓力信號(hào))保持住，送到A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。圖中Hc為保持電容，選用2200P。
圖8為(A)信號(hào)、(B)信號(hào)、(C)信號(hào)、(H)信號(hào)、(B／C)信號(hào)、(R)信號(hào)和(INT)信號(hào)的關(guān)系示意圖。
圖9為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。它由8031單片機(jī)、8K EPROM和8K RAM存貯器組成。地址線除占用Po口外，還占用了P2口的五條線(P2，0～P2，4)，它們作為地址線的A8～A12，Po口通過8282鎖存器產(chǎn)生A0～A7，8282鎖存器之前是數(shù)據(jù)線D0～D7。EPROM和RAM的實(shí)際地址為0000H～1FFFH。系統(tǒng)晶振為8MHz。8K EPROM中除存有運(yùn)算程序外，還存有一定的數(shù)據(jù)表格。8K RAM用于記錄數(shù)據(jù)，按拳擊比騫規(guī)定記錄數(shù)據(jù)在三分鐘之內(nèi)。另外，在EPROM中還存有數(shù)據(jù)表格，供打印用。
圖10為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀顯示器與接口地址分配示意圖。通過74LS138譯碼器將P2口的5、6和A0～A3譯為2000H～2007H八條地址線，其中2000H～2003H用于顯示驅(qū)動(dòng)器CD4513的片選信號(hào)，因BCD碼只占用四條數(shù)據(jù)線，所以采用高四條送偶數(shù)四位數(shù)據(jù)，低四條送奇數(shù)四位數(shù)據(jù)，實(shí)際上儀器本身也是設(shè)計(jì)了兩組數(shù)字顯示，每組四位數(shù)，共八個(gè)字。其余2004H用于打印機(jī)口地址，2007H用于D／A轉(zhuǎn)換器口地址，2006H用于復(fù)位峰值檢出電路TC中復(fù)位信號(hào)。2005H保留。
圖11為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與打印機(jī)連結(jié)示意圖。8031單片機(jī)的數(shù)據(jù)線與微機(jī)打印的數(shù)據(jù)線相連，8031單片機(jī)譯碼產(chǎn)生的2004H地址接STB，用以鎖存數(shù)據(jù)，打印機(jī)送出的BUSY信號(hào)被8031單片機(jī)接收，以監(jiān)示打印機(jī)的忙狀態(tài)。
圖12為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連結(jié)示意圖。，A／D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)由B1～B8送至8031單片機(jī)的P1口，A／D轉(zhuǎn)換器的起動(dòng)信號(hào)(B／C)由邏輯控制電路LC提供，8031單片機(jī)接受邏輯控制電路LC送來的中斷申請(qǐng)信號(hào)(INT)，并響應(yīng)中斷，從P1口讀取數(shù)據(jù)，讀完數(shù)據(jù)后產(chǎn)生一個(gè)2006H地址信號(hào)(即R信號(hào))，用來恢復(fù)邏輯控制電路LC的邏輯狀態(tài)。
圖13為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器連結(jié)示意圖。8031單片機(jī)的P0口送出數(shù)據(jù)，P3，7是選擇D／A轉(zhuǎn)換器A／B兩個(gè)通道的，8031單片機(jī)通過譯碼電路產(chǎn)生2007H地址，作為D／A轉(zhuǎn)換器的寫信號(hào)(WR)，這樣A通道地址為2007H，B通道地址為A007H，雙運(yùn)算放大器LM358是輸出放大器。
數(shù)據(jù)與電壓之間關(guān)系為DAC內(nèi)容模擬輸出FFH －Vin( 256/256 )00H －Vin( 0/256 )
圖14為拳擊訓(xùn)練器測(cè)試儀單片機(jī)與按鍵組連結(jié)示意圖。測(cè)試儀所需六個(gè)功能鍵在8031單片機(jī)的四個(gè)端口(RXD，TXD，T1，T2)上實(shí)現(xiàn)。圖中的開關(guān)均為常閉按鍵開關(guān)，從電路上可以看出，當(dāng)K1或K2動(dòng)作時(shí)，都對(duì)相應(yīng)的兩個(gè)端同時(shí)產(chǎn)生影響，其真實(shí)表如下K1K4K3RXDTXDK2K5K6T1T2OFFONON11OFFONON11ONOFFON01ONOFFON10ONONOFF10ONONOFF0權(quán)利要求1.一種拳擊訓(xùn)練器，通常采用拳擊沙包或拳擊吊球，本實(shí)用新型的特征在于拳擊訓(xùn)練器包括一個(gè)裝有充氣球BB的拳擊沙包P、恒流源CCS、壓力傳感器PS、放大器AP、峰值檢出電路TC、有效值選擇電路ET、邏輯控制電路LC、采樣保持器S/H、A/D轉(zhuǎn)換器、8031單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、打印機(jī)PR、指針頭M和數(shù)字顯示器LED，拳擊沙包P內(nèi)連接一個(gè)壓力傳感器PS，通過壓力傳感器PS測(cè)量充氣球BB的壓力變化得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，恒流源CCS輸出電流供壓力傳感器PS工作，當(dāng)充氣球BB被擊打，壓力發(fā)生變化時(shí)壓力傳感器PS輸出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)由放大器AP放大并輸出信號(hào)(A)，峰值檢出電路TC、有效值選擇電路ET和采樣保持器S/H同時(shí)接受輸出信號(hào)(A)，峰值檢出電路TC產(chǎn)生峰值信號(hào)(B)，有效值選擇電路ET產(chǎn)生有效值信號(hào)(C)，邏輯控制電路LC根據(jù)(C)信號(hào)來決定(B)信號(hào)是否有效，并且在(B)信號(hào)有效時(shí)間內(nèi)向采樣保持器S/H送保持信號(hào)(H)，向A/D轉(zhuǎn)換器送轉(zhuǎn)換信號(hào)(B/C)，同時(shí)還向8031單片機(jī)送中斷信號(hào)(INT)，8031單片機(jī)在中斷處理中將A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，并在各算法程序中將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中一部分送打印機(jī)PR，一部分經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量送指針表M，還有一部分送數(shù)字顯示器LED。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種拳擊訓(xùn)練器。它由拳擊沙包P、壓力傳感器PS、峰值檢出電器TC、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、8031單片機(jī)、打印機(jī)PR等組成。拳擊沙包P內(nèi)安放一個(gè)充氣球B，其上連接一個(gè)壓力傳感器PS，當(dāng)充氣球BB被擊打，壓力發(fā)生變化時(shí)壓力傳感器PS輸出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)由放大器AP放大并輸出信號(hào)(A)，該信號(hào)經(jīng)峰值檢出電路TC處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再送8031單片機(jī)，并在各算法程序中將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出。
文檔編號(hào)A63B69/20GK2081742SQ9021776
公開日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1990年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月20日
發(fā)明者李鳴 申請(qǐng)人:李鳴