[实用新型]田径远度跳跃激光自动测距仪

说明书

本实用新型涉及一种激光测距仪，特别是一种用于田径远度跳跃的激光自动测距仪。

目前，用于田径远度跳跃距离的测量主要有两种方法，一种为传统的测量方法，即当运动员跳入沙坑后，在沙坑中留下的与起跳板最近的一个痕迹处插一标记物，再由两名工作人员用钢尺进行人工测量，报出成绩。另一种采用固定测量具测量，如昆明国家体委电子仪器科研所生产的一种跳远测量具。这种测量具由支撑架、一个带钢条刻度的长条形标尺和目标观察镜组成，目标观察镜放置于标尺上方，可顺标尺自由滑动。该具在测量时是固定放置于沙坑侧方，与前者测量方法不同之处是当运动员跳入沙坑，由工作人员插上标记物后，不再由两人拉钢尺测量，而是由一人操作滑动目标观察镜进行寻找沙坑中的标记物，使观察镜与标尺上一致的一条竖线与沙坑中的标记物杆重合，这样，相应的在标尺上就得出了运动员的成绩。以上所述的两种测量方法所存在的不足是：①测距速度慢，因为在具体测距中的若干环节都需人工来完成；②所测成绩的准确性低，很难避免人为因素对运动员实际成绩的影响，如标记物插放的准确、肉眼观察误差等；③按规则要求，运动员的成绩是在沙坑表面与起跳板在一个水平面时记取，但在实际过程中很难做到，因此不易达到竞赛的公正性要求。

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种速度快、精度高且满足比赛规则要求的田径远度跳跃激光自动测距仪。

根据本实用新型制作的激光自动测距仪，其特征在于主要由激光扫描发射系统、信号接收系统、信号处理系统和成绩显示系统组成，其中激光扫描发射系统主要由氦氖激光器、多面体反射镜、直角轴系、微型电机组成的两套激光扫描装置以及由反光镜和反光镜固定结构组成的反射装置构成，反光镜固定装置主要由带有高低调节机构和俯仰调节机构的镜夹和固定板组成。信号接收系统由带园孔的长条形接收架、光敏管和调节装置组成。本实用新型的总构思是利用光学原理，将激光束通过若干个反射镜的反射，使其在整个沙坑表面形成一个激光平面，然后根据运动员跳入沙坑时身体所阻断的光线而产生的信号，由信号处理系统处理后算出距离，通知显示器显示成绩。在激光扫描发射系统中，反光镜数目的多少与实际所需测量范围和测量精度有关，要求测量的距离越长，精度要求高，则系统所用反光镜的数目也相对越多，反之则少。为了保证沙坑表面的各激光束能量基本相同，且反射光线强度均匀，该系统采用将反光镜等距离分组排列形式，由两套激光扫描装置进行激光扫描来实现，两个激光扫描装置中的多面体反射镜是分别安装在放置于固定板两侧的两直角轴系的转动轴上。为实现扫描情况下从反光镜反射出的光线均为一束束连续不断的光线，该系统还选用了两个转速能达到3000转／分～5000转／分的微型电机，分别直接安装于两直角轴系上，微型电机转动时，则使直角轴系带动两个多面体反射镜进行相对高速转动，其扫描频率最低为1000周／秒，达到对固定板上多组反光镜的扫描目的，且使扫描后经反射镜反射的光束符合信号接收系统要求。在信号接收系统中，长条形接收架上的园孔数、光敏管数应与激光扫描发射系统中的反光镜的数目相等，一个园孔处安有一个光敏管，对应可接收一个由激光扫描发射系统发出的激光光束信号。信号处理系统采用程序控制，成绩显示系统可接收两路信号，一路由信号处理系统控制显示运动员的实际成绩，另一路接收裁判员发出的运动员是否符合跳远规则的信号，以指标灯显示成绩的有效或无效。整个仪器的工作步骤为：先由激光扫描发射系统发出一束束连续不断的光束，使其布满沙坑表面，当运动员跳入沙坑后，其身体所阻断的光束使信号接收系统中的光敏管迅速地得到阻断信号，然后信号处理系统将阻断信号通过一套放大触发装置及时地传输给信号处理系统，信号处理系统对接收到的阻断信号利用程序进行多次扫描分析，选其被阻断的与起跳板最近的一光束计算出距离，确定为运动员的成绩，然后通知显示器显示成绩。在运动员起跳后，裁判员根据运动员是否违反比赛规则，还有一信号给予显示器，决定所显示成绩的有效或无效，该信号以显示器上的指示灯显示。在本仪器中，安装调校是保证仪器精度的关键，其难点又是怎样使反射光束准确地射入信号接收系统中对应的园孔中，被光敏管所接收。本实用新型采用的措施有两点：一是在每个直角轴系上都安有二个高速小型向心推力轴承，以确保多面体反射镜在高速转动时平稳、无跳动、不偏心；二是通过在反光镜镜夹上调制的高低调节机构和俯仰调节机构对反射光束的调节来保证信号接收系统中光敏管对光束信号的接收。

本实用新型与现有技术相比具有的显著优点是采用光电机三位一体，实现了对田径远度跳跃运动员成绩的自动化测量和显示，测量速度快（比现有技术提高10倍）、距离测量准确、且避免了现有技术测量中的公正性矛盾的产生。