[发明专利]一种获取落球高度的装置

权利要求书

1.一种获取落球高度的装置，其特征在于，包括装配于自由落体物上的加速度传感器（2）、开关（4），其中，加速度传感器（2）与开关（4）并联连接，加速度传感器（2）的输出端连接到放大器（5），放大器（5）的输出端连接AD模块，AD模块的输出端连接高度计算系统；

放大器（5）用于对加速度传感器（2）的输出信号放大处理，

AD模块用于对放大器（5）的输出信号进行AD转换，

所述开关（4）被配置为：常开开关，开关随手握住自由落体物时，开关处于闭合状态，开关随手松开自由落体物时，开关处于断开状态；

高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物刚做自由落体时的初始时刻T1，

高度计算系统用于在获取AD模块的输出信号后、识别获得能表征自由落体物撞击地面时的终止时刻T2，

高度计算系统用于根据初始时刻T1和终止时刻T2计算自由落体物在被松手释放时的高度。

2.根据权利要求1所述的一种获取落球高度的装置，其特征在于，

高度计算系统从AD模块得到信息包括：加速度变化率处于最大量程状态信息、自由落体阶段的加速度变化率的变化状态信息、撞击地面阶段的加速度变化率的变化状态信息；

加速度变化率处于最大量程状态信息为：当手握住自由落体物时致使开关闭合后，此时高度计算系统从AD模块得到：加速度变化率处于最大量程状态信息；

自由落体阶段的加速度变化率的变化状态信息为：当手松开自由落体物时致使开关断开后，此时高度计算系统从AD模块得到：由加速度变化率处于最大量程状态开始向零加速度变化率变化后、再保持零加速度变化率的自由落体阶段的加速度变化率的变化状态信息；

撞击地面阶段的加速度变化率的变化状态信息为：当自由落体物撞击地面，此时高度计算系统从AD模块得到：由零加速度变化率开始产生大幅度波动的撞击地面阶段的加速度变化率的变化状态信息；

其中，加速度变化率处于最大量程状态开始向零加速度变化率变化的初始变化时刻为能表征自由落体物刚做自由落体时的初始时刻T1；

其中，由零加速度变化率开始产生大幅度波动的初始变化时刻能表征自由落体物撞击地面时的终止时刻T2。

3.根据权利要求2所述的一种获取落球高度的装置，其特征在于，

所述高度计算系统包括：初始时刻T1提取模块、终止时刻T2提取模块、高度计算模块，

其中，初始时刻T1提取模块用于识别提取：加速度变化率处于最大量程状态开始向零加速度变化率变化的初始变化时刻，该时刻记为初始时刻T1；

其中，终止时刻T2提取模块用于识别提取：零加速度变化率开始产生大幅度波动的初始变化时刻，该时刻记为终止时刻T2；

其中，高度计算模块用于根据初始时刻T1、终止时刻T2计算自由落体物的初始高度H，初始高度H=1/2*G*(T2-T1)²，其中，G为重力加速度，可取9.8m/s²。

4.根据权利要求3所述的一种获取落球高度的装置，其特征在于，

所述高度计算系统还包括存储器，存储器用于存储：初始时刻T1、终止时刻T2、初始高度H、加速度变化率处于最大量程状态信息、自由落体阶段的加速度变化率的变化状态信息、撞击地面阶段的加速度变化率的变化状态信息。

5.根据权利要求3所述的一种获取落球高度的装置，其特征在于，

所述高度计算系统还包括显示器，显示器用于显示：初始时刻T1、终止时刻T2、初始高度H、加速度变化率处于最大量程状态信息、自由落体阶段的加速度变化率的变化状态信息、撞击地面阶段的加速度变化率的变化状态信息。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种获取落球高度的装置，其特征在于，

所述AD模块包括BNC端子板（7）和AD转换卡（8）；其中BNC端子板（7）的输入端子与放大器（5）的输出端连接，AD转换卡（8）的输入端子与BNC端子板（7）的输出端子；AD转换卡（8）连接于高度计算系统。