踏板響應在線檢測系統的製作方法

2023-05-27 21:30:31 2

專利名稱：踏板響應在線檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明專利是採用微型卷標點、小型三軸電阻應變花、微型振動傳感器(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)、數位相機或數碼攝象機、應變儀、測振儀和控制項化虛擬式信號分析儀等組成踏板響應在線檢測系統。在踏板下面的選定測點上粘貼小型三軸電阻應變花和微型振動傳感器(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)，用細引線將應變和加速度響應信號傳輸到應變儀和測振儀，經轉換放大後再傳輸到控制項化虛擬式信號分析儀進行實時分析處理得到相應的數據、曲線、圖表和動畫顯示等。在踏板上面的選定測點上粘貼微型卷標點，用數位相機或數碼攝象機在線實時記錄下卷標點所反映踏板上選定測點的位移變形情況，再將其信號送到控制項化虛擬式信號分析儀進行實時分析處理得到相應的數據、曲線、圖表和動畫顯示等。田徑跳遠項目的成績在很大程度上取決於運動員的助跑水平，它由加速、觸地和起跳等環節構成。如何客觀有效的評價這一系列環節的最後綜合效果呢？在線實時測取起跳踏板的動態響應如踏板上所選測點的位移、速度、加速度、應變等信號，再通過虛擬式信號分析儀進行分析處理得到相應的數據、曲線、圖表和動畫顯示等，就是客觀有效的評價手段。例如，可以通過對所測取到踏板測點的動態響應信號進行自功率譜分析，從自功率譜在空間三個坐標方向的比例分配情況就可客觀有效的定量評判該運動員在踏板起跳一剎那時的技術動作是否正確合理。通過數位相機或數碼攝象機以非接觸的量測方式高速、動態的量測貼在踏板上的卷標點以得到卷標點在三度空間中動態的坐標值變化，用以分析踏板上測點的位置、運動軌跡、位移量、變形量及速度、加速度等。還可以同時進行多點測量。可視化的圖像結果讓我們可以很直觀的了解踏板在運動員起跳過程中完整的動態變化行為。在研製新型起跳踏板時，可以藉助於上述的應變響應、振動響應(包含位移響應、速度響應、加速度響應等)和卷標點的空間位置變化情況全面了解踏板的使用效果。同時，可以測取到運動員起跳過程中踏板的強度、剛度和振型等有關的力學性能參數。並對新型踏板的力學模型，結構靜、動態強度分析，模態分析，受迫響應分析等進行試驗驗證。本發明專利踏板響應在線檢測系統用於跳遠運動員的訓練和新型踏板的開發研製都是極為有效的手段和工具。可廣泛用於專業跳遠運動員的日常訓練和田徑學校的教學工作中，也是踏板製造廠家在開發研製新型踏板時的一種極為有效的試驗輔助手段。
背景技術：
隨著田徑運動的越來越普及，特別是國內的田徑運動近年來有了長足的發展，我國田徑運動選手如劉翔等在國際田壇上的成績和地位越來越高，相應的，我國的田徑運動訓練水平和相關器材的研製開發也極需隨之提高，更需超前發展，本發明專利踏板響應在線檢測系統就是在這樣的背景下研製設計的。在國內外均屬首創。目前國內外都還沒有有效的同類儀器和手段，本發明專利及時填補了這個空白。

發明內容
本發明專利採用微型卷標點、小型三軸電阻應變花、微型振動傳感器(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)、數位相機或數碼攝象機、應變儀、測振儀和控制項化虛擬式信號分析儀等組成踏板響應在線檢測系統。本發明專利採用的技術方案如下:本發明專利踏板響應在線檢測系統，主要由微型卷標點⑴、小型三軸電阻應變花⑵、微型振動傳感器⑶(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)、數位相機或數碼攝象機⑷、應變儀(5)、測振儀(6)和控制項化虛擬式信號分析儀(7)等組成。微型卷標點⑴粘貼在踏板(8)上面的選定測點上。小型三軸電阻應變花⑵和微型振動傳感器(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)⑶粘貼安裝在踏板⑶下面的選定測點上。各小型三軸電阻應變花⑵和微型振動傳感器⑶(包括位移傳感器、速度傳感器、力口速度傳感器)的響應信號通過導線分別傳送到應變儀(5)和測振儀(6)經過轉換放大後，再傳輸到控制項化虛擬式信號分析儀(7)按照不同的需要進行分析處理，最後得到所需要的數據、曲線、圖表和動畫顯示等。整個靜、動態應變測試系統和振動測試系統的標定和定度都按照國家的有關規範進行。基於機器視覺測量的系統標定和定度按照相應的技術規範進行。與現有技術相比，本發明專利的優點在於:1、在現有的跳遠運動中，還未見到有測量踏板響應的方法和儀器方面的報導。本發明專利踏板響應在線檢測系統屬於國內外首創。2、本發明專利中所採用的各有關測量環節都是現代機械工程測試技術中較為成熟的技術和理論，進行一定的改造轉換和二次再開發後，其具體實施是完全可行。3、本發明專利的實施運用，必將使跳遠運動員的日常訓練和新型踏板的開發研製都將躍上一個新的臺階，產生極好的效果。


附圖1是本發明專利踏板響應在線檢測系統的組成示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，微型卷標點⑴粘貼在踏板(8)上面的選定測點上。小型三軸電阻應變花⑵和微型振動傳感器⑶(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)粘貼安裝在踏板⑶下面的選定測點上。各小型三軸電阻應變花⑵和微型振動傳感器(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)⑶的響應信號通過導線分別傳送到應變儀(5)和測振儀(6)經過轉換放大後，再傳輸到控制項化虛擬式信號分析儀(7)按照不同的需要進行分析處理，最後得到所需要的數據、曲線、圖表和動畫顯示等。整個靜、動態應變測試系統和振動測試系統的標定和定度都按照國家的有關規範進行。基於機器視覺測量的系統標定和定度按照相應的技術規範進行。
權利要求
1.板響應在線檢測器，其特徵是主要由微型卷標點⑴、小型三軸電阻應變花⑵、微型振動傳感器⑶(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)、數位相機或數碼攝象機⑷、應變儀(5)、測振儀(6)和控制項化虛擬式信號分析儀(7)等組成。
2.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是該踏板響應在線檢測系統的微型卷標點⑴粘貼在踏板⑶上表面的選定測點上。
3.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是該踏板響應在線檢測系統的小型三軸電阻應變花⑵和微型振動傳感器⑶(包括位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器)粘貼安裝在踏板下表面的選定測點上。
4.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是該踏板響應在線檢測系統的應變測試和振動測試除可以採用有線傳輸的方式外，還可以採用無線遙測的方式進行傳輸信號的拾取。
5.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是粘貼在踏板⑶上表面測點上微型卷標點⑴的空間位置變化情況可以通過數位相機或數碼攝象機⑷進行無線拍攝。
6.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是基於軟體技術的控制項化虛擬式信號分析儀(7)既可採用臺式計算機，也可採用帶有接口箱的筆記本電腦。
7.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是當基於軟體技術的控制項化虛擬式信號分析儀(7)採用臺式計算機時，應變儀(5)和測振儀(6)都可以安裝在計算機主機箱內成為一體。
8.根據權利要求1所述的踏板響應在線檢測系統，其特徵是當基於軟體技術的控制項化虛擬式信號分析儀(7)採用筆記本電腦時，應變儀(5)和測振儀(6)安裝在接口箱內，之後再與筆記本電腦相連接。
全文摘要
踏板響應在線檢測系統採用基於機器視覺的現代測量技術和電阻應變測試、振動測試相結合，並利用虛擬式信號分析軟硬體技術，在線實時檢測踏板上所選測點的靜動態應變和振動響應及踏板的機械動態特性參數，對運動員訓練和新型起跳踏板的研製提供實測數據。具體實施是在踏板下面的測點上粘貼應變花和振動傳感器，用有線或無線將將有關信號傳輸到應變儀和測振儀轉換放大後傳輸到信號分析儀。在踏板上面的測點粘貼卷標點以得到動態坐標值變化，用數位相機或攝象機進行記錄並將信號傳輸到信號分析儀進行分析處理。該檢測系統不會影響踏板的使用和運動員的正常運動。既可用於選手訓練和踏板受力和響應的在線檢測，也是新型踏板研製者的有效輔助手段。
文檔編號A63B5/16GK103083853SQ20131001316
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者張明洪, 徐倩, 楊成, 張曉林, 朱曉梅 申請人:西南石油大學