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