智能籃球架

■湖南省南縣第一中學(xué) 楊天碩

籃球是集健身、競(jìng)技和娛樂為一體的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，深受人們的喜愛。籃圈上懸掛的球網(wǎng)有助于裁判、觀眾判斷是否進(jìn)球。現(xiàn)有的籃球架在安裝、更換球網(wǎng)時(shí)比較麻煩，由于風(fēng)吹日曬，球網(wǎng)極易脫落、損壞，需要經(jīng)常維護(hù)、更換，為圖方便，許多籃圈上甚至沒有安裝球網(wǎng)。

能不能利用光電傳感設(shè)備來(lái)代替球網(wǎng)，用以判斷是否進(jìn)球，并讓其也適合老人、小孩練習(xí)？

一、市場(chǎng)調(diào)查

投籃機(jī)是仿照籃球運(yùn)動(dòng)衍生出來(lái)的一種投籃游戲機(jī)。投進(jìn)游戲幣即觸發(fā)游戲，在限定時(shí)間內(nèi)，玩家需投中所要晉級(jí)的分?jǐn)?shù)才可繼續(xù)游戲。但這種游戲機(jī)只能進(jìn)行投籃訓(xùn)練。

不同的學(xué)校籃球架籃圈距地面的高度不同，高中標(biāo)準(zhǔn)的籃圈距離地面3.05 米，初中的距離地面2.70 米，小學(xué)的距離地面2.35 米。

目前，市面上已有的可升降籃球架為機(jī)械式，需用扳手等工具在多人配合下才能完成調(diào)節(jié)。

二、設(shè)計(jì)思路

智能籃球架用光電傳感設(shè)備代替籃球網(wǎng)，能精準(zhǔn)判斷是否進(jìn)球。用計(jì)數(shù)器顯示實(shí)時(shí)進(jìn)球數(shù)，并控制籃板的升降，方便老人、小孩練習(xí)。

三、研制過程

智能籃球架有兩個(gè)光電傳感設(shè)備，一個(gè)在籃圈上面，一個(gè)在籃圈下面20 厘米處（標(biāo)準(zhǔn)籃球的直徑是24.6 厘米，籃圈距籃板底邊20 厘米），用來(lái)判斷是否進(jìn)球。

兩個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)入檢測(cè)電路時(shí)，必須先檢測(cè)到籃圈上面的傳感器傳入的信號(hào)后，再檢測(cè)到籃圈下面的傳感器傳入的信號(hào)，才會(huì)將信號(hào)送入下一級(jí)。單一的信號(hào)不會(huì)觸發(fā)檢測(cè)電路工作，以防止籃球只經(jīng)過一個(gè)光電傳感器而未進(jìn)球觸發(fā)檢測(cè)電路工作，或者籃球從籃圈下方進(jìn)入而觸發(fā)檢測(cè)電路工作的情況出現(xiàn)。籃圈下面的傳感器下還有一個(gè)針孔攝像頭，用來(lái)判斷球員是否犯規(guī)。

以上信號(hào)通過檢測(cè)電路后被送入籃球架底座的插座處，插座處的信號(hào)分為兩路輸出，一路可接入比賽用電腦，也可接入顯示器，顯示器可放在計(jì)分裁判處，或掛在籃球架支架上，讓球員和觀眾都可看到。另一路則接入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器有兩路信號(hào)輸入，由傳感器輸入的信號(hào)每次計(jì)2 分，另一路設(shè)計(jì)為人工輸入，每次1 分，可加、可減，加分用于遠(yuǎn)投的3 分球，減分用于罰球投籃。

我還將籃球架底座改為液壓裝置，調(diào)節(jié)時(shí)，只需腳踩液壓機(jī)，立柱和后拉力桿就會(huì)同時(shí)升降，這樣能保證籃板處于豎直狀態(tài)。通過高度線判斷籃圈距地面的高度，最高為標(biāo)準(zhǔn)高度，即3.05 米，最低為小學(xué)生訓(xùn)練與比賽時(shí)用的高度，即2.35 米，讓不同的人群都能進(jìn)行籃球訓(xùn)練。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

智能籃球架在傳統(tǒng)的籃球架上添加了光電傳感器、攝像頭、顯示器等，實(shí)現(xiàn)智能判斷是否進(jìn)球、智能與人工遙控結(jié)合計(jì)分。同時(shí)又將底座改為液壓裝置，實(shí)現(xiàn)主體立柱和后拉力桿同時(shí)升降，使傳統(tǒng)的籃球架由只適應(yīng)單一人群的訓(xùn)練與比賽轉(zhuǎn)向適應(yīng)各類人群，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，使籃球運(yùn)動(dòng)更加大眾化。

圖2 側(cè)視圖

圖3 電路方框圖