[发明专利]射击平衡稳定测量装置

说明书

本发明是用于体育射击等运动项目，在实弹射击与空枪预习时，测量运动员身体本身和枪支晃动的装置。属于信息检测技术。

运动员及枪支的稳定晃动，对射击运动员的选材和命中环数有很大的影响。为了解运动员射击时的平衡晃动状态，过去体育界都是依靠教练员的肉眼观察，近年来，国内外逐渐采用红外光点的测试方法，如《步抢立姿的稳定性研究》卢德明等，“国家体委科学研究所学报”1988年第一卷第一期。平台测试方法如《直立时重心动摇の动摇振幅上速度的研究》池上彰博1986年“日本耳鼻A86-0886-24582”。激光测试方法和加速度计测量方法，苏联专利，SU851047。这些方法所用的装置，或是价格昂贵，或是使用不便，或是精度不高，不能满足射击运动的要求，而使用平台测试的方法，只能测量人体-抢支的总体重心的晃动，不能分别测量人体和抢支的不同晃动。

针对以上现有技术存在问题，本发明的目的是改进国内外对射击运动测量晃动的方法及装置。以便于提高运动员成材率和便于教练员进行技术动作分析，提高射击命中准确度。

本发明的技术特征是将近年来在航空航天技术上应用的“X-Y双轴压电晶体速率陀螺电路部分和敏感元体矩形合金梁分离成两个部分，减轻了陀螺本身的重量，直接安装在抢支和人体上，不影响运动员射击时的动作。

本发明的特点在于使矩形合金梁的每个质点沿X轴上下作谐振运动，当沿矩形合金梁的纵轴Z，施加一角速率时，在与X轴垂直的平面内产生一个与角速率有关的哥氏力的作用，在压电换能器的变换下，输出一个与角速率成线性关系的电压信号，从而可以精确地测量人体和抢支相对于某一轴的来回晃动大小。

本发明的基本要点是：压电晶体速率陀螺以矩形合金梁为基本元件。矩形合金梁的四个侧面上贴有压电换能器，驱动电路使矩形合金梁在X轴方向上产生一个谐振振荡信号，驱动换能器在反压电效应作用下，使矩形合金梁以基波频率作正弦振动。反馈换能器产生一个反馈信号，以调节驱动输入的幅度，并保证陀螺增益恒定，这时，若沿矩形合金梁的纵轴施加一个角速率，矩形合金梁的质点则受到哥氏力的作用，从而使矩形合金梁在垂直于驱动平面的读出平面产生一个正交的正弦振动，它的大小正比于所施加的角速率，读出换能器把读出面的合运动转换为一个1×10⁴HZ的调幅交流信号，经读出电路放大，解调，最后得到一个数值和输入角速率成正比，符号和角速率方向相对应的直流输出电压，读出换能器的输出信号，通过适当的网络反馈到矩形合金梁的阻尼换能器上，以控制陀螺的阻尼为适当值。调定的阻尼值不随环境温度的变化而变化。见图1。

陀螺输出与放大器、多路转换器相连，经模-数转换输入便携式微计算机，进行数据存贮、处理及显示、打印。测量装置的电源由计算机电源经BCT电路向陀螺及其它器件供电这样可用于无交流电源场合。见图2

另外，利用一个磁环制作成一个板机触发电路，提供抢支板机动作瞬时讯号。梁和电路中有温度补偿器。

本发明使用的压电晶体陀螺，消除了一般陀螺的旋转运动，该装置寿命长，可靠性高，测量精度高，测量角速率时灵敏度可达0.002度/秒，可实现500度/秒以上大角速度测量。

本发明为一种对人体无伤害测量装置。

图1是压电晶体速率陀螺原理框图。

图中  1.矩形合金梁  2.驱动跟随器  3.X  4.调节器  5.读出放大器  6.相敏介调  7.直流放大  8.反馈放大  9.阻尼网络a阻尼换能器  b驱动换能器  c读出换能器  d反馈换能器。

图2  装置系统原理框图。

图中  1.运动员身体  2.抢支  3.陀螺  4.放大器  5.多路转较器  7.计算机  7.BCT电路  8.板机触发信号  9.存贮器  10存贮器  11打印机