專(zhuān)利名稱(chēng)：網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量沖擊的裝置，尤其是使用壓電變換器測(cè)量沖擊的裝置。
背景技術(shù)：
網(wǎng)球訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員和教練員都需要了解已完成的訓(xùn)練參量如擊球次數(shù)、擊球速度、打球的時(shí)間、打球消耗的能量，以便科學(xué)的安排訓(xùn)練計(jì)劃。對(duì)于單項(xiàng)的訓(xùn)練參量，如擊球速度和打球消耗的能量，已有專(zhuān)門(mén)的測(cè)量設(shè)備供體育科學(xué)研究或訓(xùn)練應(yīng)用。但這些測(cè)量設(shè)備一般來(lái)說(shuō)不適合平常運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中隨時(shí)隨地的使用。另外，測(cè)試擊球速度、能量等關(guān)于沖擊的測(cè)量設(shè)備大多使用加速度計(jì)作為敏感元件，將加速度計(jì)輸出的模擬量經(jīng)模/數(shù)(A/D)變換后再作數(shù)據(jù)處理，處理成擊球速度、能量等訓(xùn)練參量，按這種方法設(shè)計(jì)的設(shè)備成本高，不易普及。運(yùn)動(dòng)員和教練員都迫切需要一種與網(wǎng)球拍相聯(lián)接的能直接反映運(yùn)動(dòng)員持拍運(yùn)動(dòng)情況、簡(jiǎn)易的綜合訓(xùn)練參量，特別是能測(cè)量沖擊參量的測(cè)量裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一個(gè)目的旨在提供一種簡(jiǎn)易的能測(cè)量沖擊參量的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，按這種方法設(shè)計(jì)的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，易普及。
本發(fā)明的第二個(gè)目的旨在提供一種使用前一目的提供的方法設(shè)計(jì)的能測(cè)量沖擊參量的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，使運(yùn)動(dòng)員和教練員在平常運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中隨時(shí)隨地的了解已完成的綜合訓(xùn)練量。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是使用安裝在網(wǎng)球拍上的壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍上的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)作為一次擊球次數(shù)。
所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所對(duì)應(yīng)并存貯在速度變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球速度。
所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所對(duì)應(yīng)并存貯在能量變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球能量。
所述的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量為振動(dòng)信號(hào)振動(dòng)次數(shù)計(jì)數(shù)或振動(dòng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試裝置，包括安裝在網(wǎng)球拍上壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍上的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
典型的實(shí)施方式是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組包括預(yù)存有控制及數(shù)據(jù)處理程序的單片微處理機(jī)、傳感器信號(hào)放大整形電路、顯示器、時(shí)鐘電路、控制按鍵和電池；電池連接單片微處理機(jī)和傳感器信號(hào)放大整形電路；傳感器信號(hào)放大整形電路的輸出端及顯示器、時(shí)鐘電路、控制按鍵各個(gè)連接端分別與單片微處理機(jī)的對(duì)應(yīng)功能端子連接。
其中，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序包括將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)作為一次擊球次數(shù)。
將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所確定并存貯在速度變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球速度。
將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所確定并存貯在能量變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球能量。
特別是，所述的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量為振動(dòng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)。
在較佳的實(shí)施例中所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序還包括在第一時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入暫停狀態(tài)，收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)后繼續(xù)工作。
進(jìn)而，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序還包括進(jìn)入所述的暫停狀態(tài)又在第二時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入休眠狀態(tài)，需人工按動(dòng)按鍵轉(zhuǎn)入暫停狀態(tài)。
更進(jìn)一步所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序還包括復(fù)位功能，清除所有的記錄，進(jìn)入暫停狀態(tài)，收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)后重新開(kāi)始記錄。
本發(fā)明的方法，直接在球拍上顯示擊球速度、能量、累計(jì)運(yùn)動(dòng)量，使運(yùn)動(dòng)員充分掌握運(yùn)動(dòng)情況及效果，便于了解、改進(jìn)訓(xùn)練方法，提高擊球技巧及水平具有重要作用，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明，作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明工作流程圖。
圖2是本發(fā)明電路框圖。
具體實(shí)施例方式
網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，它包括安裝在網(wǎng)球拍三角喉部?jī)?nèi)側(cè)的壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍三角喉部外側(cè)的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
典型的訓(xùn)練參量為擊球次數(shù)/擊球速度/打球的時(shí)間/打球消耗的能量。
在較佳的實(shí)施例中所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組在第一時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入暫停狀態(tài)，收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)后繼續(xù)工作。
進(jìn)而進(jìn)入所述的暫停狀態(tài)又在第二時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入休眠狀態(tài)，需人工按動(dòng)按鍵轉(zhuǎn)入暫停狀態(tài)。
更進(jìn)一步所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組具有復(fù)位功能，清除所有的記錄，進(jìn)入暫停狀態(tài)，收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)后重新開(kāi)始記錄。參見(jiàn)圖1.參見(jiàn)圖2本實(shí)施例中壓電傳感器使用市場(chǎng)上常見(jiàn)的壓電陶瓷蜂鳴器。我們利用網(wǎng)球拍三角喉部是空心的特點(diǎn)，把壓電陶瓷蜂鳴器緊貼在網(wǎng)球拍三角喉部的內(nèi)側(cè)。由于網(wǎng)球拍三角喉部是固體，且靠近拍框，振動(dòng)傳導(dǎo)的強(qiáng)度和速度衰減很少，因此可以忠實(shí)的反映球拍的振動(dòng)。這樣即可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量，又可以很好保護(hù)傳感器。
壓電陶瓷蜂鳴器信號(hào)和擊球速度的關(guān)系是由以下原理得到的。
球拍產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)是由擊球者的擊球動(dòng)作產(chǎn)生的，擊球強(qiáng)度越大網(wǎng)球發(fā)射的速度就越大，根據(jù)作用力與反作用力原理，球拍受到的機(jī)械振動(dòng)就越大，相應(yīng)壓電陶瓷蜂鳴器產(chǎn)生的機(jī)械形變量也越大，壓電陶瓷蜂鳴器所產(chǎn)生的電壓也越大；由于壓電陶瓷蜂鳴器感應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)和網(wǎng)球拍擊球產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)的次數(shù)是對(duì)應(yīng)的，球拍產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)次數(shù)越多壓電陶瓷蜂鳴器機(jī)械形變次數(shù)越多，壓電陶瓷蜂鳴器所產(chǎn)生的電壓交變的次數(shù)也越多；擊球速度越大，球拍產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，壓電陶瓷蜂鳴器所產(chǎn)生的電壓持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。
通過(guò)對(duì)安裝在網(wǎng)球拍三角喉部?jī)?nèi)側(cè)的壓電陶瓷蜂鳴器在擊球時(shí)傳來(lái)的壓電電壓的幅度、壓電電壓的變化次數(shù)和壓電電壓變化持續(xù)時(shí)間這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，可以得到網(wǎng)球球速和網(wǎng)球拍擊球次數(shù)。
當(dāng)擊球動(dòng)作發(fā)生時(shí)，壓電陶瓷蜂鳴器就從球拍上感應(yīng)到機(jī)械震動(dòng)，從而產(chǎn)生連續(xù)變化的電壓，通過(guò)對(duì)這種電壓波形進(jìn)行整形和放大，達(dá)到球拍測(cè)試裝置處理器能接受和處理的信號(hào)。
當(dāng)擊球動(dòng)作產(chǎn)生時(shí)，一方面，處理電路的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，計(jì)算信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，這個(gè)持續(xù)時(shí)間與經(jīng)過(guò)網(wǎng)球拍廠家專(zhuān)用測(cè)速儀的網(wǎng)球速度進(jìn)行校正從而得出持續(xù)時(shí)間和速度關(guān)系的比值，把這些比值記錄在處理電路里從而得到比較準(zhǔn)確的擊球速度。另一方面，處理電路把壓電信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)，把得到數(shù)據(jù)與網(wǎng)球拍廠家專(zhuān)用測(cè)速儀的網(wǎng)球速度進(jìn)行對(duì)比建立相應(yīng)的關(guān)系，作為與測(cè)試時(shí)間得到的數(shù)值進(jìn)行效正。通過(guò)兩個(gè)方面的計(jì)算從而得到比較準(zhǔn)確的速度值。
權(quán)利要求
1.網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是使用安裝在網(wǎng)球拍上的壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍上的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)作為一次擊球次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所確定并存貯在速度變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所確定并存貯在能量變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是所述的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量為振動(dòng)信號(hào)振動(dòng)次數(shù)計(jì)數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，其特征是所述的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量為振動(dòng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)。
7.網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試裝置，其特征是包括安裝在網(wǎng)球拍上壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍上的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組包括預(yù)存有控制及數(shù)據(jù)處理程序的單片微處理機(jī)、傳感器信號(hào)放大整形電路、顯示器、時(shí)鐘電路、控制按鍵和電池；電池連接單片微處理機(jī)和傳感器信號(hào)放大整形電路；傳感器信號(hào)放大整形電路的輸出端及顯示器、時(shí)鐘電路、控制按鍵各個(gè)連接端分別與單片微處理機(jī)的對(duì)應(yīng)功能端子連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序包括將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)作為一次擊球次數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序包括將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所對(duì)應(yīng)并存貯在速度變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序包括將網(wǎng)球拍一次擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量所對(duì)應(yīng)并存貯在能量變換數(shù)組中的數(shù)值作為擊球能量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的振動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)量為振動(dòng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間計(jì)數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7或8或9或10或11所述的網(wǎng)球訓(xùn)練測(cè)試裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組的控制及數(shù)據(jù)處理程序還包括在第一時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入暫停狀態(tài)，收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)后繼續(xù)工作；進(jìn)入所述的暫停狀態(tài)又在第二時(shí)間間隔后未收到壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入休眠狀態(tài)，需人工按動(dòng)按鍵轉(zhuǎn)入暫停狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法及其裝置，旨在提供一種簡(jiǎn)易的能測(cè)量沖擊參量的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試方法，按這種方法設(shè)計(jì)的網(wǎng)球訓(xùn)練參量測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，易普及。其特點(diǎn)是使用安裝在網(wǎng)球拍上的壓電傳感器和安裝在網(wǎng)球拍上的數(shù)據(jù)處理與顯示模組，所述的數(shù)據(jù)處理與顯示模組將網(wǎng)球拍擊球時(shí)壓電傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)變換為訓(xùn)練參量加以記錄和顯示。
文檔編號(hào)A63B71/06GK1480233SQ0213546
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者吳小明 申請(qǐng)人:廈門(mén)金明達(dá)科技發(fā)展有限公司