CN111420366A - 一种自驱动体育识别*** - Google Patents

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王珏
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种自驱动体育识别***，该***主要应用于体育训练、体育比赛、安防监控等需要的地方，自驱动体育识别***由以下部分组成：***触发部分、信号采集部分、信号分析部分；其中***触发部分将采集到的机械运动转化为电能，由力电转换***构成；信号采集部分将力电转换***推送的信号进行收集放大，提高***灵敏度；信号分析部分将采集部分的信号进行归类处理，便于后期使用。

Description

一种自驱动体育识别***
技术领域
本发明涉及能量收集再利用技术领域，具体地，涉及一种自驱动体育识别***。
背景技术
当代体育竞技已经成为国家文化和整个世界文明的重要组成部分，是现代人们生活不可缺少的，体育竞技能发挥和提高个人、集体在体能、心理及运动能力等方面的潜力，是一种追求公平竞争的比赛，因此体育竞技必须在公平竞争的情况下完成。
为此我们开发了一种自驱动体育识别***，它的控制方式是机械运动，即触动、按压、晃动、踩踏等特定动作激发力电转换***产生电能输出，采集部分收集放大电信号、并配合报警装置，分析部分将信号进行归类处理，实时分析力电转换***，实时记录犯规的情况。此***以数据形式呈现事实，客观公正，并且自驱动工作，是一种新型的识别报警***，不仅适用于体育训练、体育竞技比赛现场，还可以用于安防监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种自驱动体育识别***，其中触动、按压、晃动、踩踏等都能够提供设备识别***工作所需的能量，实时记录并配合报警***。
为了实现上述目的，本发明提供的一种自驱动体育识别***，主要由以下部分组成：***触发部分、信号采集部分、信号分析部分；其中***触发部分将采集到的机械运动转化为电能，它由力电转换***构成；信号采集部分将力电转换***推送的信号收集放大，提高***灵敏度，并带有报警装置；信号分析部分将采集部分的信号进行归类分析，实时反应力电转换***收集机械能并转化为电能的情况。
所述***触发部分由力电转换***构成，是采集机械能并转换为电能的装置，其中力电转换***工作时可以基于任意一种发电模式，包括摩擦发电，压电发电，电磁发电，复合发电，但不限于这些。
所述力电转换***为摩擦发电时，它主要由金属电极、摩擦材料和导线构成，并且力电转换***的外形、结构、构建材料和工作模式不限，可以是分离式的、可以是一体式的；可以是双电极模式，也可以是单电极模式的力电转换***，但不限于这些。
所述信号采集部分由改良的可编程静电计构成，它既能收集信号，又能放大信号，同时配带有报警功能。
所述信号采集部分将力电转换***推送的信号收集放大，提高整个电路***工作的灵敏度，同时信号采集部分带有报警功能，采集信号的过程中可以实时报警，也可以关闭报警功能。
所述信号分析部分由超级CPU组成，接收信号采集部分的信息，根据实际测试需求进行整合，同时与库存数据现场比对，实时反应力电转换***收集机械能并转化电能的情况。
所述超级CPU配有强大的分析***，分析***中存储有对应的力-电转换信息，即力电转换***所受力的大小和采集部分电信号强弱的对应关系；信号采集部分获得的信息传入信号分析部分，超级CPU能够实时分析传入电信号对应的力电转换***的受力情况，包括受力大小、受力位置及受力时间点。
所述自驱动体育识别***可以应用于网球、乒乓球、排球的撞网报警，足球的边界线违规提醒，跑步、跳远的踩踏边界线提示等体育训练和体育竞技方面，但不限于此方面的应用。
所述自驱动识别报警***工作模式如下：
***触发部分采集触动、按压、晃动、脚踏等机械运动并转化为电能，经过信号采集部分的改良可编程静电计，力电转换***的电信号得到收集放大，并实时报警，再经信号分析部分超级CPU的后期库存数据比对处理，即可实时记录触发部分收集机械能并转化为电能的情况。
附图说明
图1自驱动体育识别***构造示意图；
图2a摩擦发电力电转换***结构示意图，2b柔性摩擦发电力电转换***实物图；
图3信号分析部分采集接收的力-电对应关系图。
其中1、摩擦材料，2、金属电极，3、内存条块，4、检测分析模块，5、报警装置，6、力电转换***基底，7、导线
具体实施方法
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。
本发明提出一种自驱动体育识别***，如图1所示，主要由***触发部分、信号采集部分、信号分析部分组成。
其中***触发部分由摩擦发电力电转换***(NG)构成。金属电极，摩擦材料、导线和基底组成力电转换***，金属电极可以是铜，可以是铝，可以是其他任何金属，但不限于这些；摩擦材料可以是PTFE，可以是PET，可以是PDMS，也可以是其他薄膜材料，但不限于这些；基底由绝缘材料组成，可以是亚克力板，可以是聚酰亚胺薄膜，但不限于这些。
其中摩擦发电力电转换***的金属电极和摩擦材料可以通过直接胶黏的方式连接，可以借助胶带连接，也可以通过喷溅的方式连接，但不限于这些连接方式。
其中摩擦发电力电转换***的外形、结构和工作模式不限。其中形状可以是方形，可以是圆形，但不限于这些；其中结构可以是分离式、可以是一体式，但不限于二者；其中工作模式可以是双电极模式，可以是单电极模式，但不限于这些。
其中力电转换***结构为一体式结构时，如图2所示，主要由摩擦材料，电极和导线构成，为了提高力电转换***的灵敏度，根据需要在摩擦材料内部设置点阵结构，能够实时感知力的大小，分辨受力位置。当有外力接触力电转换***时，力电转换***接收机械运动并即时转化为电能，经导线传入信号采集部分。
当有触动、按压、晃动、踩踏等机械运动作用到摩擦发电力电转换***时，金属电极和摩擦材料相互摩擦，将采集到的机械能转化为电能，由导线导出，是信号采集部分、信号分析部分的信号源。
其中信号采集部分由改良的可编程静电计构成。信号采集部分应具有如下特点：
1、改良的可编程静电计有内置式IEEE-488和RS-232接口，根据测试需求，可以双向转化；同时配有数字式I/O模块，非常适合于低电平测试。
2、没有外力作用到摩擦发电力电转换***时，信号采集部分没有信号输出或信号波动，有外力作用到摩擦发电力电转换***时，信号采集部分既能实施捕获信号，又能将信号进行同步放大；
3、信号采集部分灵敏度要高，对于轻微的外力作用就能激发电路，因此要选择负载较大的集电器；
4、信号采集部分分辨率要高，对于轻微外力的间隔触碰能够有效识别；
5、信号采集部分配有报警装置，即有信号捕获时，能同步报警；其中报警***可开可关。
其中信号分析部分由超级CPU组成，及时接收采集部分推送的信号，并与CPU库存数据相比对，实时记录触发部分采集机械能并转化为电能的情况。超级CPU具有如下特点：
1、超级CPU内存条块存储有相应的力-电信号信息，即力电转换***所受力的大小和采集部分电信号强弱的对应关系；
2、超级CPU是强大的分析***，信号采集部分获得的信号传入超级CPU检测分析模块，分析模块能够实时分析接收电信号所对应的力电转换***的受力情况，如图3所示的力-电对应关系图；
3、超级CPU检测分析模块配置有多通道复合分析，根据接收信号能够实时分析力电转换***的受力大小、受力位置及时间段。
此***可以应用与体育训练场所，也可以应用与竞技体育比赛的现场，比如羽毛球、排球等发球时踩线属于犯规，将基于力电转换的自驱动识别报警***设置在规定的区域，能够提醒或规避犯规现象；可以在足球、乒乓球、网球、羽毛球等的球网边缘处设置自驱动体育识别***，以提醒或规避犯规，进行安防监控。比如跳远、长跑、短跑等的起点处设置基于力电转换的自驱动识别报警***，就能防止抢跳、抢跑的现象。即运动员或运动员所掷物体触碰力电转换装置时，信号采集部分，信号分析部分联合实时捕获信号，并及时报警，呈现犯规行为。
其中自驱动体育识别***的力电转换装置可以与地面的覆盖物做成一体式，也可以直接放置在地面覆盖物下面，也可以放置在球网，球篮等需要的场合，但不限于这些。比如羽毛球场地，在羽毛球球网上端设置柔性力电转换***，当羽毛球触碰球网上边缘时，柔性力电转换***被触发，信号立刻传入配套的信号采集部分，再同步传入信号分析部分，实时记载分析信息，给与触碰警示，呈现犯规行为。
以上所述，仅为本发明较为简洁的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自驱动体育识别***，其特征在于，此***由以下部分组成：***触发部分、信号采集部分、信号分析部分；其中***触发部分将采集到的机械运动转化为电能，由力电转换***构成；信号采集部分将力电转换***推送的信号进行收集放大，提高***灵敏度，并带有报警装置；信号分析部分将采集部分的信号进行归类处理，便于后期使用。
2.根据权利要求1所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述***触发部分由力电转换***构成，是采集机械能并转换为电能的装置，其中力电转换***工作时可以基于任意一种发电模式，包括摩擦发电，压电发电，电磁发电，复合发电，但不限于这些。
3.根据权利要求2所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述力电转换***为摩擦发电时，它主要由金属电极、摩擦材料和导线构成，并且力电转换***的外形、结构、构建材料和工作模式不限，可以是分离式的、可以是一体式的；可以是双电极模式，也可以是单电极模式的力电转换***，但不限于这些。
4.根据权利要求1所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述信号采集部分将力电转换***推送的信号进行收集放大，提高整个电路***工作的灵敏度，同时信号采集部分带有报警功能，采集信号时可以实时报警，也可以关闭报警功能。
5.根据权利要求4所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述信号采集部分由改良的可编程静电计来完成，它既能收集信号，又能放大信号，同时配带有报警功能。
6.根据权利要求1所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述信号分析部分由超级CPU组成，接收信号采集部分的信息，根据实际测试需求进行综合汇总，并与库存数据现场比对，实时反应触发部分的信息收集情况。
7.根据权利要求1所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述自驱动体育识别***可以应用于网球、排球、乒乓球的撞网报警，足球的边界线违规提醒，跑步、跳远等的踩踏边界线提示等体育训练和体育竞技方面，但不限于此方面的应用。
8.根据权利要求1所述的一种自驱动体育识别***，其特征在于，所述自驱动识别报警***的工作方式如下：***触发部分、信号采集部分、信号分析部分。
9.***触发部分采集触动、按压、晃动、脚踏等机械运动，致使金属电极和摩擦材料相互摩擦，并将采集到的机械能转化为电能，经过信号采集部分的改良可编程静电计，力电转换***的电信号得到收集放大，并实时报警，再经信号分析部分超级CPU的库存数据现场比对处理，实时反应触发部分信息采集情况。
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