一种跳绳系统以及计数方法
阅读说明：本技术 一种跳绳系统以及计数方法 (Rope skipping system and counting method ) 是由 徐丹 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种跳绳系统以及计数方法,一种跳绳系统包括跳绳和垫板,所述跳绳包括握柄、连接线和磁性甩头,连接线的一端连接握柄,连接线的另一端连接磁性甩头,所述垫板包括处理器、线圈、压力传感器,处理器分别和线圈、压力传感器电性连接,线圈用于感应磁性甩头所发射出的磁感线以产生电流信号至处理器中,压力传感器用于将压力信号送至处理器中,处理器用于对比电流信号和压力信号以确定运动员是否为有效跳跃并对有效跳跃进行计数。本发明克服了跳绳(特别是无绳跳绳)计数困难的问题,并且总体结构简单不易损坏,为无绳跳绳的应用提供新技术改进。(The invention discloses a rope skipping system and a counting method, the rope skipping system comprises a skipping rope and a base plate, the skipping rope comprises a grab handle, a connecting wire and a magnetic throwing head, one end of the connecting wire is connected with the grab handle, the other end of the connecting wire is connected with the magnetic throwing head, the base plate comprises a processor, a coil and a pressure sensor, the processor is respectively and electrically connected with the coil and the pressure sensor, the coil is used for inducing a magnetic induction wire emitted by the magnetic throwing head to generate a current signal to the processor, the pressure sensor is used for sending the pressure signal to the processor, and the processor is used for comparing the current signal with the pressure signal to determine whether an athlete is effective jumping or not and counting the effective jumping. The invention overcomes the problem of difficult counting of skipping ropes (especially cordless skipping ropes), has simple overall structure and is not easy to damage, and provides new technical improvement for the application of the cordless skipping ropes.)
技术领域
本发明涉及跳绳技术领域，具体是一种跳绳系统以及计数方法。
背景技术
跳绳是一种古老且常见的运动，在现在也有用作于考试或者运动项目，在用于考试或运动项目中，往往需要对跳绳进行计数或其他数据分析，以测量运动员本身运动能力。
为实现跳绳的连续性，不被跳绳中的绳子绊脚而停下，产生了无绳跳绳。在现有技术中的无绳跳绳都有计数功能，往往是根据手柄上的甩头相对于握柄的转圈数作为运动员跳跃次数，在这就会产生几个技术问题：1、如何确定运动员有真实有效的离地跳跃，例如只让绳子转圈，运动员本身不跳跃，也能进行计数，特别是针对无绳跳绳，在运动员不需要跳越过跳绳的情况下，更无从考证运动员是都具有离地的有效跳跃，从而产生了计数的不准确性；2、在现有技术中还有在绳子的握柄上采用加速度传感器和角速度传感器，这样确实可以较为有效计算有效跳跃，但是在技术上对传感器的精度要求就会较高，那必然导致成本的增加；3、现有技术中为测量有效跳跃也采用了一些垫板配合无绳跳绳使用，运动员在垫板上跳绳以计数实现，包括使用阀门、弹簧、杆等，但这种垫板中采用过多的器件，垫板变得厚重且硬实，垫板失去了能卷起来收纳的能力，运动员在上面跳跃也会有不安全感，垫板也容易损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种跳绳系统以及计数方法，其能够解决准确计数的问题。
本发明的技术方案一为：
一种跳绳系统，包括跳绳和垫板，所述跳绳包括握柄、连接线和磁性甩头，连接线的一端连接握柄，连接线的另一端连接磁性甩头，所述垫板包括处理器、线圈、压力传感器，处理器分别和线圈、压力传感器电性连接，线圈用于感应磁性甩头所发射出的磁感线以产生电流信号至处理器中，压力传感器用于将压力信号送至处理器中，处理器用于对比电流信号和压力信号以确定运动员是否为有效跳跃。
进一步的，所述磁性甩头为条形磁铁。
进一步的，所述磁性甩头为电磁铁。
进一步的，所述连接线和握柄连接的方式为活动连接。
进一步的，所述垫板还包括显示屏，显示屏和处理器电性连接，显示屏用于显示处理器所输出的内容。
进一步的，所述垫板还包括缓冲垫
本发明的技术方案二为：一种跳绳系统的计数方法，
步骤一，甩动磁性甩头做圆周运动并发射出磁感线；
步骤二，线圈根据磁性甩头的磁感线产生正向电流信号或反向电流信号并发送至处理器，压力传感器发送压力信号到处理器；
步骤三，处理器根据正向电流信号和反向电流信号之间瞬间切换点认定为应跳跃点，处理器根据压力传感器的压力信号和应跳跃点进行对比，若处理器判断在应跳跃点压力信号为0，则判断为有效跳跃，增加跳跃次数的计数；若处理器判断在应跳跃点压力信号不为0，则判断为无效跳跃，不增加跳跃次数。
进一步的，处理器根据特定时间段内跳跃的次数，计算出特定时间段中不同的时间区间的跳跃频率。
进一步的，步骤三中，处理器根据线圈电流大小计算出单位时间内磁通量的增量，从而判断甩动磁性甩头的速度。
本发明的有益效果为：1、能够确定跳绳(特别是无绳跳绳)过程中的有效跳跃，并进行计数；2、结构简单，降低损坏概率；3、通过线圈所产生的电流大小还能对甩绳速度进行测定。
附图说明
图1为跳绳系统的结构示意图。
图2为跳绳的结构示意图。
图3为跳绳系统使用过程中的侧视图。
图4为跳绳系统使用过程中线圈的电流信号折线图。
图5为跳绳系统使用过程中压力传感器的压力信号折线图。
图中，1、跳绳；110、磁性甩头；111、北极；112、南极；113、保护层；120、握柄；130、连接线；2、垫板；210、缓冲垫；220、处理器；230、压力传感器；240、线圈；250、显示屏。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1至图5所示，一种跳绳系统，包括跳绳1和用于运动员在上面跳跃的垫板2。
所述跳绳1包括运动员握持的握柄120、连接线130和磁性甩头110，握柄120通过连接线130和磁性甩头110连接，磁性甩头110用于产生磁感线，磁感线用于使得垫板2的中的线圈240产生磁生电现象，电流进入到处理器220中，处理器220根据线圈240电流大小确定跳绳1的甩动情况，后文对此原理做详细介绍。磁性甩头110可以由磁体构成，如磁铁，也可以用电生磁的方法制成，在握柄120中设置用于电源和控制电流的开关，在磁性甩头110中设置电磁铁，电源和电磁铁电性连接，握柄120打开电源使得磁性甩头110中的电磁铁通电产生磁性。磁性甩头110的磁极设置不做要求，北极111和南极112的位置可以互相替换，在本申请的实施例中以条形磁铁作为磁性甩头110，磁性甩头110远离连接线130的一端为北极111，靠近连接线130的一端为南极112。众所周知，条形磁铁的特性为，在条形磁铁的南极112射出磁感线，磁感线从北极111回到条形磁铁，因此在南极112和北极111的磁感线最密集，在南极112和北极111的磁性最强，条形磁铁的中部的磁性较弱。
图1中不同握柄120之间没有通过绳子连接，为无绳跳绳，运动员不会因绳子绊脚而中断跳跃，实现了使用跳绳1的连续性。若通过绳子连接不同的磁性甩头110，则可以构成有绳跳绳。
所述跳绳1还包括有保护层113，保护层113用于包裹磁性甩头110以保护磁性甩头110，另外保护层113还能用于对磁性甩头110进行配重，提高运动员对跳绳1甩动的手感。
为使得磁性甩头110在甩动的过程中比较顺畅，连接线130和握柄120连接的一端采用活动连接，例如铰接,轴承连接、球形关节连接。
所述垫板2包括压力传感器230、线圈240、处理器220、显示屏250和缓冲垫210，压力传感器230、线圈240、处理器220内置于缓冲垫210中，缓冲垫210用于运动员在上面跳跃。压力传感器230和处理器220电性连接，压力传感器230用于测量运动员因跳跃所产生的压力信号，压力传感器230在本发明中要求能测量出有无压力压在压力传感器230上即可，不要求压力传感器230能够测量出压力的具体数值，降低对压力传感器230的要求，压力传感器230测量出有压力或无压力的信号传送到处理器220中，有压力则说明运动者此刻没有在跳跃，无压力则说明运动者在跳跃。
优选的，压力传感器230还具有测重功能，能测出运动员的体重数值、跳跃发力的冲击力、跳跃完成后再落地力度等具体数值，并将所述具体数值反馈到处理器220中，处理器220可对具体数值做收集和分析。
所述显示屏250嵌入缓冲垫210中，显示屏250和处理器220电性连接，显示屏250用于显示由处理器220所传输的内容，具体可以包括：跳跃次数、连续跳跃持续时间、跳跃频率、甩绳速度等。
所述线圈240围绕垫板2边缘设置以最大化线圈240感应磁场的范围，线圈240和处理器220电性连接，根据线圈240范围内磁通量的变化产生电流并将电流信号传输到处理器220中。
综上所述，垫板2所用的部件较少，线圈240和压力传感器230也不对垫板2本身的厚度要求较高且不易损坏，垫板2易于卷缩收纳。
所述处理器220设置在缓冲垫210靠近边缘的位置，用于接收来自压力传感器230的压力信号和线圈240的电流信号，并对压力信号和电流信号进行对比，以确定是否为有效跳跃。详细原理结合图3、图4、图5详细解释：
运动员使用跳绳1和垫板2，出于使用跳绳的运动习惯，运动员需要双手分别握持不同的握柄120，并分别甩动不同的磁性甩头110，在使用过程中，磁性甩头110在竖直平面上做圆周运动，依次在a、b、c、d四个点循环，因此分为不同阶段进行分析，由公式I＝E/R＝(dΦ/dt)/R可知，其中I是在线圈240中产生的电流，(dΦ/dt)为单位时间内磁通量的增量，R是线圈240的电阻，因此电流的大小和单位时间内磁通量的增量成正比，磁通量为穿过线圈240的磁感线数量。
(1)磁性甩头110从d点到a点：
磁性甩头110向垫板2方向移动，磁性甩头110的北极111所射出的磁感线逐渐进入到线圈240区域中并且穿过线圈240区域，穿过线圈240的磁感线数量增加，此时在线圈240中产生正向电流信号，电流信号进入到处理器220中，磁性甩头110在达到a点时，穿过线圈240的磁通量最大。
(2)磁性甩头110从a点到b点：
磁性甩头110向远离垫板2的方向移动，磁性甩头110的北极111所射出的磁感线逐渐离开线圈240区域，穿过线圈240的磁感线数量减少，此时在线圈240中产生逆向电流信号，电流信号进入到处理器220中。
因此处理器220根据磁通量瞬间从正向电流信号转变为逆向电流信号，判断a点为运动员应该跳跃的时间点，若此时运动员成功进行跳跃，则压力传感器230在a点检测不到压力，也即压力信号为0，处理器220判断运动员成功进行跳跃，增加成功跳跃的计数；若此时运动员没有跳跃，则在压力传感器230在a点检测到压力信号，压力信号部位0，并将压力信号传送到处理器220中，处理器220判断运动员跳跃失败，不增加成功跳跃的计数。
(3)磁性甩头110从b点到c点：
磁性甩头110从b点离开继续向远离垫板2的方向移动，磁性甩头110的北极111相对于南极112更远离线圈240，因此从南极112回到磁性甩头110的逆向磁感线会有少量穿过线圈240，但由于此时磁性甩头110比较远离线圈240，即使能产生电流信号，也是相较于a点和b点的电流大小可以忽略不计的微弱电流信号。
(4)磁性甩头110从c点到d点：
磁性甩头110离开c点后向靠近垫板2的方向移动，磁性甩头110的北极111相对于南极112更远离线圈240，因此从南极112回到磁性甩头110的逆向磁感线会有少量穿过线圈240，但由于此时磁性甩头110比较远离线圈240，即使能产生电流信号，也是相较于d点到a点的电流大小可以忽略不计的微弱电流信号。
根据上述原理，处理器220可以排除或者忽略在其他位置的微弱电流信号，处理器220中根据明显的电流信号且电流信号瞬间从正向电流信号转变为逆向电流信号判断a点(也即需要跳跃的时间点)，处理器220结合从压力传感器230在a点所接收到的压力信号，即可判断是否成功进行有效跳跃并对有效跳跃进行计数，并可对于长时间段进行有效跳跃的分析，例如用作在长时间段中的不同时间区间的跳跃频率分析。
另外，对于本发明还有其他应用方式，例如，线圈240中电流的大小是由单位时间内磁通量的增量决定，单位时间内磁通量的增量实际上是由于磁性甩头110旋转的速度决定，针对于此可以建立相关公式由电流的大小推算出磁性甩头110的速度，建立一个时间段内运动员甩绳子的速度数据统计。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
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