一種跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法與流程
2023-04-27 09:58:52 1
本發明屬於體育用品技術領域，涉及跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法，特別是一種能分階段播放音樂或語音激勵跳繩者、計時完畢時能發出提示音的跳繩裝置的自動計時計數方法。
背景技術：
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跳繩運動是一種人們經常從事的體育運動項目之一，可以鍛鍊人體的速度和耐力，同時鍛鍊人體的協調能力，能夠手腳並用；跳繩者通過使用跳繩工具完成跳繩運動。有時跳繩過程中需要進行計數以衡量活動量或在跳繩者之間進行比較，然而現有的跳繩在使用時需要人們自行計數，這一方面分散了跳繩者的注意力，另一方面人們也容易數錯；跳繩運動也是中小學生體育考試中的一個項目，傳統的跳繩考試都是一個學生跳，另一個監考人在計時的同時對其跳繩個數進行計數，監考人一旦受到外界的幹擾或者想著其他的事情，很容易忘了之前的計數，造成計數錯誤，影響考生考試的成績，這種方式也容易作弊，造成考試成績的不公平；另外，跳繩在轉動過程中，由於繩子在跳繩手柄內轉動不靈活造成繩子打圈，繩子中間位置每次與地面碰撞後，在地面的作用力下也容易打圈，影響正常使用。對於部分跳繩者來說，特別是小學生及兒童，跳繩是一件枯燥的事情，若根據跳繩者的特點增加音樂功能或者激勵語音，能增加跳繩運動的趣味性，提高跳繩者的運動積極性。因此，尋求設計一種跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法，將計時計數裝置安裝在跳繩手柄內，在手柄上設置按鈕，在開始跳繩的同時由跳繩者自己按下按鈕進行計時計數，節省人力，提高計數準確性，在手柄內設置軸瓦和旋轉盤，同時在繩子中間位置設置塑料環，減少繩子在轉動過程中打圈；在手柄中設置音樂或激勵語音存儲模塊和微處理器，設置語音播放程序，根據設置的階段播放音樂，提高跳繩運動的趣味性。
技術實現要素：
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本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，提出設計一種跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法，以克服跳繩檢測中人工計時計數方法不準確、費時費力的問題，解決現有跳繩在使用過程中因轉動容易造成繩子打圈的問題，改善跳繩過程枯燥無趣的問題。
為了實現上述發明目的，本發明涉及的跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法在跳繩裝置中實現，包括計時計數前準備、接收跳繩旋轉信號並計時計數、傳遞數碼管顯示信息和播放激勵語音四個步驟，其具體步驟為：
(1)計時計數前準備：先打開顯示器蓋，調節時間調節鍵增減時間，對計時計數裝置進行時間設定；再扣合顯示器蓋，跳繩者雙手分別握住第一手柄和第二手柄，拇指放在按鈕上；
(2)接收跳繩旋轉信號並計時計數：當跳繩比賽或測試開始時，雙手搖動第一手柄和第二手柄使跳繩開始轉動，同時拇指按下按鈕，計時計數裝置開始計時計數，跳繩每搖動一圈，旋轉塊在第一手柄內轉動一圈，同時旋轉塊帶動旋轉盤轉動一圈；當旋轉盤的通光孔轉到發光器和接收器開口位置時，發光器和接收器的安裝位置與通光孔的中心在一條直線上，接收器接收到發光器發出的信號；當通光孔轉過發光器和接收器開口位置時，旋轉盤的盤體擋住發光器發出的信號，旋轉盤每旋轉一周，接收器接收一個周期性信號，並將信號傳遞給PLC控制器，完成計數；當計時時間結束時，PLC控制器控制計時計數裝置停止計數工作，同時控制蜂鳴器發出提示音，跳繩者停止跳繩動作，記錄顯示器上的計數值，再次按動按鈕，PLC控制器控制計時計數裝置清零復位，完成自動計時計數過程；跳繩與地面碰撞時，通過跳繩上的橡膠環直接與地面碰撞摩擦，跳繩相對於橡膠環自由轉動，避免跳繩打圈；
(3)傳遞數碼管顯示信息：顯示器上的數碼管分別通過集成線路與微處理器之間電信息連接，在跳繩裝置計數過程中，集成線路將數碼管的接通情況傳遞給設有控制程序的微處理器；
(4)播放激勵語音：當顯示器的十位數顯示為1且個位數顯示為0時，微處理器控制接通播放音樂存儲模塊的第一條音樂或語音；當顯示器的十位數顯示為2且個位數顯示為0時，微處理器接收集成線路傳遞的數碼管信息後，控制接通播放音樂存儲模塊的第二條音樂或語音；當顯示器的十位數顯示為3且個位數顯示為0時，微處理器接收集成線路傳遞的數碼管信息後，控制接通播放音樂存儲模塊的第三條音樂或語音，依次類推；在顯示器的個位數顯示為0、十位數或百位數為整數時，微處理器接收集成線路傳遞的數碼管信息後，控制接通播放音樂存儲模塊的對應音樂或語音條目。
實現本發明的跳繩裝置，其主體結構包括凹槽、跳繩固定稜、跳繩、軸瓦、第一手柄、第二手柄、PLC控制器、時間調節鍵、按鈕、蜂鳴器、顯示器、旋轉盤、邊緣檔環、發光器罩、發光器、接收器罩、接收器、通光孔、電池、顯示器窗口、顯示器蓋、按鈕通過孔、旋轉塊、圓柱、橡膠環、數碼管、集成線路、微處理器、控制程序、音樂存儲模塊和揚聲器；旋轉塊為實心的喇叭形結構，其大端面的中心位置固定設置有圓柱，旋轉塊的小端面的中心設有直徑為5～10mm的凹槽，凹槽處設有跳繩固定稜，線狀結構的跳繩的兩端分別穿過並固定在兩個旋轉塊的跳繩固定稜上；兩個軸瓦分別安裝在中空結構的第一手柄和第二手柄的端部內，兩個旋轉塊分別安裝在兩個軸瓦內，旋轉塊相對軸瓦自由轉動；圓柱的另一端與旋轉盤的中心相連，旋轉盤為圓盤型薄板結構，旋轉盤上開有通光孔，通光孔的大小為旋轉盤的直徑的四分之一，距離旋轉盤兩端面2mm位置，分別設置有安裝在第一手柄和第二手柄內壁上的大小相同的發光器罩和接收器罩，發光器罩的開口和接收器罩的開口相對放置，貼有遮光材料的發光器罩和接收器罩內分別設置有發光器和接收器，發光器和接收器的安裝位置與通光孔的中心在一條直線上；貼有遮光材料的旋轉盤的直徑大小能完全擋住發光器罩和接收器罩的開口，保證完全隔斷髮光器和接收器之間的信號傳遞；旋轉盤的兩側面上設置有邊緣檔環，邊緣檔環的位置在發光器罩和接收器罩的外側，邊緣檔環的高度能擋住發光器罩和接收器罩與旋轉盤之間的縫隙，從而保證外面的光不會照射到發光器罩和接收器罩內；顯示器的數字顯示為數碼管顯示結構，PLC控制器分別與時間調節鍵、按鈕、蜂鳴器、顯示器、發光器和接收器之間電信息連接並組成計時計數裝置，計時計數裝置與電池之間電連接並實現對用電元件的統一供電；在第一手柄上開有顯示器窗口，透明硬質塑料製成的顯示器蓋與顯示器窗口的一邊相連接，顯示器蓋能夠沿連接處轉動，顯示器蓋密閉式扣合在顯示器窗口上，顯示器蓋與第一手柄的外形輪廓匹配形成完整手柄曲面，在第一手柄上靠近顯示器窗口的位置處開有按鈕通過孔，按鈕穿過按鈕通過孔並高出第一手柄外輪廓3mm；跳繩的中間部分套有6～12個橡膠環，橡膠環能相對跳繩自由轉動；顯示器上的數碼管分別通過集成線路與微處理器之間電信息連接，微處理器分別與音樂存儲模塊、揚聲器之間電信息連接，音樂存儲模塊內存儲3～10條音樂或激勵語音，音樂存儲模塊設置有外設USB接頭，便於進行音樂或語音的更新；微處理器內設置控制程序，控制程序根據跳繩裝置計數過程中的數碼管的顯示情況，在數碼管顯示的不同階段控制音樂或語音的接通和播放；當微處理器接收集成線路傳遞的數碼管顯示信息後，按照設定的控制程序，控制接通並播放音樂存儲模塊內對應的音樂或語音條目，通過分階段播放激勵語音，使跳繩者特別是幼兒兒童受到鼓勵或產生好奇，增加跳繩運動的趣味性；集成線路、微處理器、音樂存儲模塊和揚聲器安裝在手柄內。
本發明與現有技術相比，採用帶有蜂鳴器的計時器，計時完畢時發出提示音，在把手上設置計時計數啟動按鈕，節省人力，提高計時計數的準確性；在把手內設置旋轉盤，在繩子中間部位設置塑料環減少繩子在轉動過程中打圈；設置微處理器和音樂存儲模塊，分階段發出激勵語音，增加跳繩運動的趣味性；其結構設計簡單，便於操作，使用方便，應用環境友好。
附圖說明：
圖1是實現本發明的跳繩裝置的整體結構原理示意圖。
圖2是實現本發明的跳繩裝置的第一手柄的剖面結構原理示意圖。
圖3是實現本發明的跳繩裝置的旋轉盤結構原理示意圖。
具體實施方式：
下面通過具體實施例並結合附圖對本發明作進一步說明。
實施例1：
本實施例涉及的跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法在跳繩裝置中實現，包括計時計數前準備、接收跳繩旋轉信號並計時計數、傳遞數碼管顯示信息和播放激勵語音四個步驟，其具體步驟為：
(1)計時計數前準備：先打開顯示器蓋21，調節時間調節鍵8增減時間，對計時計數裝置進行時間設定；再扣合顯示器蓋21，跳繩者雙手分別握住第一手柄5和第二手柄6，拇指放在按鈕9上；
(2)接收跳繩旋轉信號並計時計數：當跳繩比賽或測試開始時，雙手搖動第一手柄5和第二手柄6使跳繩3開始轉動，同時拇指按下按鈕9，計時計數裝置開始計時計數，跳繩3每搖動一圈，旋轉塊23在第一手柄5內轉動一圈，同時旋轉塊23帶動旋轉盤12轉動一圈；當旋轉盤12的通光孔18轉到發光器15和接收器17開口位置時，發光器15和接收器17的安裝位置與通光孔18的中心在一條直線上，接收器17接收到發光器15發出的信號；當通光孔18轉過發光器15和接收器17開口位置時，旋轉盤12的盤體擋住發光器15發出的信號，旋轉盤12每旋轉一周，接收器17接收一個周期性信號，並將信號傳遞給PLC控制器7，完成計數；當計時時間結束時，PLC控制器7控制計時計數裝置停止計數工作，同時控制蜂鳴器10發出提示音，跳繩者停止跳繩動作，記錄顯示器11上的計數值，再次按動按鈕9，PLC控制器7控制計時計數裝置清零復位，完成自動計時計數過程；跳繩3與地面碰撞時，通過跳繩3上的橡膠環25直接與地面碰撞摩擦，跳繩3相對於橡膠環25自由轉動，避免跳繩3打圈；
(3)傳遞數碼管顯示信息：顯示器11上的數碼管26分別通過集成線路27與微處理器28之間電信息連接，在跳繩裝置計數過程中，集成線路27將數碼管26的接通情況傳遞給設有控制程序29的微處理器28；
(4)播放激勵語音：當顯示器11的十位數顯示為1且個位數顯示為0時，微處理器28控制接通播放音樂存儲模塊30的第一條音樂或語音；當顯示器11的十位數顯示為2且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第二條音樂或語音；當顯示器11的十位數顯示為3且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第三條音樂或語音，依次類推；在顯示器11的個位數顯示為0、十位數或百位數為整數時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的對應音樂或語音條目。
實現本實施例的跳繩裝置，其主體結構包括凹槽1、跳繩固定稜2、跳繩3、軸瓦4、第一手柄5、第二手柄6、PLC控制器7、時間調節鍵8、按鈕9、蜂鳴器10、顯示器11、旋轉盤12、邊緣檔環13、發光器罩14、發光器15、接收器罩16、接收器17、通光孔18、電池19、顯示器窗口20、顯示器蓋21、按鈕通過孔22、旋轉塊23、圓柱24、橡膠環25、數碼管26、集成線路27、微處理器28、控制程序29、音樂存儲模塊30和揚聲器31；旋轉塊23為實心的喇叭形結構，其大端面的中心位置固定設置有圓柱24，旋轉塊23的小端面的中心設有直徑為5～10mm的凹槽1，凹槽1處設有跳繩固定稜2，線狀結構的跳繩3的兩端分別穿過並固定在兩個旋轉塊23的跳繩固定稜2上；兩個軸瓦4分別安裝在中空結構的第一手柄5和第二手柄6的端部內，兩個旋轉塊23分別安裝在兩個軸瓦4內，旋轉塊23相對軸瓦4自由轉動；圓柱24的另一端與旋轉盤12的中心相連，旋轉盤12為圓盤型薄板結構，旋轉盤12上開有通光孔18，通光孔18的大小為旋轉盤12的直徑的四分之一，距離旋轉盤12兩端面2mm位置，分別設置有安裝在第一手柄5和第二手柄6內壁上的大小相同的發光器罩14和接收器罩16，發光器罩14的開口和接收器罩16的開口相對放置，貼有遮光材料的發光器罩14和接收器罩16內分別設置有發光器15和接收器17，發光器15和接收器17的安裝位置與通光孔18的中心在一條直線上；貼有遮光材料的旋轉盤12的直徑大小能完全擋住發光器罩14和接收器罩16的開口，保證完全隔斷髮光器15和接收器17之間的信號傳遞；旋轉盤12的兩側面上設置有邊緣檔環13，邊緣檔環13的位置在發光器罩14和接收器罩16的外側，邊緣檔環13的高度能擋住發光器罩14和接收器罩16與旋轉盤12之間的縫隙，從而保證外面的光不會照射到發光器罩14和接收器罩16內；顯示器11的數字顯示為數碼管26顯示結構，PLC控制器7分別與時間調節鍵8、按鈕9、蜂鳴器10、顯示器11、發光器15和接收器17之間電信息連接並組成計時計數裝置，計時計數裝置與電池19之間電連接並實現對用電元件的統一供電；在第一手柄5上開有顯示器窗口20，透明硬質塑料製成的顯示器蓋21與顯示器窗口20的一邊相連接，顯示器蓋21能夠沿連接處轉動，顯示器蓋21密閉式扣合在顯示器窗口20上，顯示器蓋21與第一手柄5的外形輪廓匹配形成完整手柄曲面，在第一手柄5上靠近顯示器窗口20的位置處開有按鈕通過孔22，按鈕9穿過按鈕通過孔22並高出第一手柄5外輪廓3mm；跳繩3的中間部分套有6～12個橡膠環25，橡膠環25能相對跳繩3自由轉動；顯示器11上的數碼管26分別通過集成線路27與微處理器28之間電信息連接，微處理器28分別與音樂存儲模塊30、揚聲器31之間電信息連接，音樂存儲模塊30內存儲3～10條音樂或激勵語音，音樂存儲模塊30設置有外設USB接頭，便於進行音樂或語音的更新；微處理器28內設置控制程序29，控制程序29根據跳繩裝置計數過程中的數碼管26的顯示情況，在數碼管26顯示的不同階段控制音樂或語音的接通和播放；當微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26顯示信息後，按照設定的控制程序29，控制接通並播放音樂存儲模塊30內對應的音樂或語音條目，通過分階段播放激勵語音，使跳繩者特別是幼兒兒童受到鼓勵或產生好奇，增加跳繩運動的趣味性；集成線路27、微處理器28、音樂存儲模塊30和揚聲器31安裝在手柄內。
實施例2：
本實施例涉及的跳繩裝置的激勵式自動計時計數方法，其具體步驟同實施例1，其中步驟(4)播放激勵語音：在音樂存儲模塊30中存儲六條激勵語音，第一條內容為「哇，你真棒！」，第二條內容為「你的表現很不錯，加油哦！」，第三條內容為「你是跳繩小高手，繼續努力！」，第四條內容為「繼續堅持，你能行！」，第五條內容為「你還可以跳得更好！」；第六條內容為「你是跳繩能手了，可以爭當冠軍，再努力！」；在微處理器28內設置控制程序29，當顯示器11的十位數顯示為1且個位數顯示為0時，微處理器28控制接通播放音樂存儲模塊30的第一條激勵語音；當顯示器11的十位數顯示為2且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第二條激勵語音；當顯示器11的十位數顯示為3且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第三條激勵語音，當顯示器11的十位數顯示為4且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第四條激勵語音，當顯示器11的十位數顯示為5且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通播放音樂存儲模塊30的第五條激勵語音；當顯示器11的十位數顯示大於等於6且個位數顯示為0時，微處理器28接收集成線路27傳遞的數碼管26信息後，控制接通反覆播放音樂存儲模塊30的第六條激勵語音。
對小學生或兒童採用本實施例的跳繩裝置和沒有採用本實施例的跳繩裝置的情況進行比較，他們的跳繩積極性和願意繼續嘗試跳繩的主動性增加5～10倍。