桨频仪研制报告.pdfVIP

桨频仪研制报告

严玉华１余方春２张晓燕２

（重庆体育科学研究所１重庆大学２）

１引言

桨频仪是赛艇训练的关键测试仪表，用于指导运动员及时了解划桨频度。运动员每划

完一桨，仪表即显示该桨的频率，运动员据此调节下步划桨频度，既避免划桨太快迅速疲劳，

也避免划桨太慢。１９９９年我们研制桨频仪时，重庆赛艇队杨教练和队员们讲，没有桨频仪，

我们训练盲目性太大。１９９９年９月全国联赛，重庆赛艇队成绩不佳，他们认为，长时问无桨

频仪町用是主要原因之一（我们提供三套较成熟的桨频仪样机，已是六月份）。美国桨频仪

太贵（８００美元一只），在我们当年研制前，国内研制的桨频仪又不好用。新成立的重庆赛艇

队，有好教练（杨文治教练曾获全国冠军，福建队引进），有好的队长，队员（郭勇队长原为四

川队队长，重庆花大力引进的），９９年研制中多次和重庆赛艇队接触，深感研制桨频仪的意

义重大。

可惜我们起步太晚，经费少。虽然重庆体育科学研究所和重庆大学能良好协作、优势互

补，短短数月时间，经历了几度“样机－＋去求重庆赛艇队试用，征求意见＿改进＿再试用一再

改进”的循环，每一度改进都大有提高，但最后经费已超支，当年相关高性能器件又太贵，我

们用不起。９９年６月我们合作最后一代试用机，是重庆大学在垫支其他科研收入情况下做

了五套，三套交重庆赛艇队，一套带北京向国家体委汇报（一套自留）。当年样机与美国产品

差距，主要是换装电池使用寿命短，只能用３一天，而美国表可用约一

外，体积比美国第二代仪表大得多（与美国第一代差距不大）。

去年，我们申报该项目，经中国体育科学学会计算机应用分会评审通过。立项项目网上

公布后，我们即开始作准备，随后开展了一些关键电路研制及程序设计。在今年初收到正式

立项通知，下达经费前，已做出了新一代试验板样机。寒假中，重庆大学相关教师、研究生及

毕业设计学生都在抓紧研制工作。三月底已做出两套性能较好的试验电路板，一次换装电

池可工作２＿３周，体积也大大缩小，达到预期研制目标。根据赛艇队意见，我们还增加了美

国仪表没有的功能，如每组划桨次数及平均桨频，这组参数对指导下一次划桨频度力度均很

有帮助。我们没有采用美国仪表检测划桨的电磁感应原理，而用了更先进的光电检测，使得

抗电磁干扰能力大大提高。就现已取得的成果，我们的样机与美国仪表比，已具备了竞争

力，若能联系到赛艇队试用，我们很快可提供艇上试用样机。

２桨频仪研制方案分析及测试数据

２．１方案分析

２４９

中国体育科学学会计算机应用分会论文集

２．１．１基本思路

我们这一轮改进，主要围绕降低功耗，延长更换电池的使用时间。因水上运动难免有水

溅到仪表上，要考虑密封措施，换电池操作较烦，换后用不了多久，运动员可能嫌麻烦，担心

损坏仪表，影响产品推广。延长使用时间，一方面要在不使用大的电池空间前提下，增大电

池容量，另一方面要多方降低功耗。

我们从选用高性能锂电池，选用小尺寸低压液晶显示模块，使用极低压差稳压器，显示

数据由串行到并行传送，尽力降低３８Ｋ调制电路占空比，改进软件设计等多方面，尽力延长

电池寿命，同时兼顾尽量减小尺寸。

２．１．２选用高性能锂电池

野外作业仪表，只能电池供电。在尺寸不大情况下，尽量用大容量锂电池，是延长寿命

的首要措施。

更换电池的使用时间，以天数计。据赛艇队讲，每天在湖中打开桨频仪进行划桨训练时

间（扣除休息及听取教练指导时间），一般在７小时以内。我们在室内测试各种方案，即以７

小时／天计算。

锂电池电压七年前仅有３Ｖ规格，美国仪表用两只锂电串联，达６Ｖ，稳压５Ｖ。现在锂电

已有了３．６Ｖ输出的，用可充电的，充毕可达４．３Ｖ以上，放电至３．５Ｖ即应重新充电。我们

使用器件均用低电压型，３Ｖ以上可正常工作。这样，用一组锂电，经极低压差稳压器，稳至

３．３Ｖ，供整机工作。

我们比较了国内七家公司的锂电池，既考虑容量，还考虑尺寸及安装方便。对各型锂电

池，标示的容量不一定规范，需自己作放电测试，积累供电能力数据。虽然整机电流一般在

６ｍＡ以下，仅复位时出现７＿８ｔｎＡ的大电流，但持续时间仅２＿４秒，可忽略。我们按平均持

续放电６ｍＡ，对比各种电池长期供电能力。