專利名稱：高爾夫球模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改良的其中設(shè)置有地勢仿真模擬的高爾夫球模擬器。
背景技術(shù)：
高爾夫球運動的一個最大的缺陷就是要求具備相當大的空間，這使其在地價很高的地方費用很高，并且/或要求離開城市去一個較為偏遠的高爾夫球場。近年來，各種各樣的高爾夫球模擬器被開發(fā)出來，它們能夠通過利用擊球者眼中的高爾夫球場和球被擊出后的預計落點的投影圖象來提供一些現(xiàn)實成分。各種各樣的傳感器被用來監(jiān)測球的飛行路線和/或球桿桿頭的運動軌跡，并且利用獲得的數(shù)據(jù)估計球在無限制的實際高爾夫球場上的運動軌跡。利用這種模擬器，使得在一個城市的中心地段或在任何方便的地方都可以容納的有限小空間場地里親身“經(jīng)歷”到世界各地的高爾夫球場進球成為可能。
然而，真實高爾夫球場的特性是在實際賽局中不同的球場地貌可能造成不同的停球位置。因此，雖然每個洞的第一桿一般都會在基本上平的開球區(qū)域進行，而隨后將不得不經(jīng)常在與擊球者的意愿不同的傾斜角度和方向的停球位置上來擊球。這種高爾夫球模擬器的明顯的局限性就是沒有給擊球者提供這種停球位置的變化，更不用說提供相對于前一次擊球后估計的停球位置的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是避免或減少上述的缺陷。
本發(fā)明的高爾夫球模擬器，包括一個面對著一發(fā)球所向并顯示出部分高爾夫球場圖像的屏幕的開球區(qū)；多個傳感器裝置被設(shè)置用于探測下列中的至少一項球和屏幕的碰撞、球朝向屏幕的飛行和球桿揮動時球桿頭的運動軌跡；一可傾斜的開球球座裝置，具有一個球臺面板和至少一個移動裝置，該移動裝置設(shè)置來使所述球臺面板傾斜以提供相對于發(fā)球方向所需的傾斜角度和傾斜方向的移動裝置；以及一個計算機裝置可操作地連接于所述傳感器裝置和所述至少一個移動裝置上，并且程序化以便控制基于高爾夫球場實際地形的部分球場、以及與所述高爾夫球場相關(guān)的開球區(qū)位置在所述屏幕上的顯示，并基于從所述傳感器裝置接收到的輸入信號計算估計的球飛行軌跡，根據(jù)該估計的軌跡和球落地區(qū)地形計算出球的估計位置，控制該屏幕上的顯示以在該屏幕圖像中顯示球的估計位置，計算出估計的停球位置的傾斜角度和傾斜方向，并控制所述至少一個移動裝置以使球臺面板的傾斜角度和方向與所計算的相一致，以致使下一桿擊球可從逼真的停球位置進行。
根據(jù)本發(fā)明，可以使用各種不同類型的移動裝置。因此，一方面來說采用各種加壓流體，如液壓或氣壓操作裝置。另一可選擇的是采用各種由馬達驅(qū)動的機械裝置，方便的是電動馬達，一般通過合適的齒輪或/和其它動力傳輸設(shè)備。各自分開的移動裝置用以驅(qū)動球臺面板的傾斜和(至少)球臺面板的轉(zhuǎn)動，另一可選擇的是可使用一個裝置利用多個，如至少3個獨立的可操作的移動裝置來選擇地提升面板的不同側(cè)面，從而無需轉(zhuǎn)動球座平臺的任何部分即可提供不同的傾斜方向。各種合適的可傾斜開球球座裝置是本領(lǐng)域公知的，包括諸如在美國專利Nos 5820478、5558334和5549522中描述的那些設(shè)計。
可以意識的是，根據(jù)本發(fā)明各種現(xiàn)有的不同類型高爾夫球模擬器都可以改進，一種合適的高爾夫球模擬器詳見美國專利5,846,139號。
在本發(fā)明高爾夫球模擬器的一種優(yōu)選形式中，該可傾斜的開球球座裝置裝有用于球座平臺傾斜裝置馬達和球座平臺轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達的控制信號接收輸入裝置，用于球座平臺朝所需的傾斜角度和傾斜方向或定向值分別進行傾斜和轉(zhuǎn)動，所說的控制信號接收輸入裝置可操作地連在模擬器的計算機上，因此，該球座平臺的傾斜角度和傾斜方向可通過計算機控制調(diào)節(jié)，以使其與由球著陸區(qū)地形限定的球的估計位置處的傾斜角度和方向值相適應。
可以意識的是計算機可以以多種方式控制球座平臺。因此，一方面可以使用驅(qū)動馬達，如步進馬達，其在與所給的參考位置有固定的預定關(guān)系的位置之間是可驅(qū)動的，從而從計算機輸出的為達到所需的傾斜角度和/或傾斜方向的控制信號就可直接執(zhí)行。另一方面，可以利用一個反饋系統(tǒng)，其具有安裝在可傾斜球座平臺上的傾斜角度和傾斜方向傳感裝置，和分別用于傾斜角度和傾斜方向信號的輸出裝置；以及球座平臺傾斜裝置馬達和球座平臺傾斜轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達，分別用于球座平臺向所需的傾斜角度和傾斜方向值的傾斜和轉(zhuǎn)動。
各種合適的角度移動傳感器被用作傾斜角度和傾斜方向(定向)的傳感裝置，包括電阻或電容傳感器，光敏傳感器和LVDT傳感器等。當然還可意識到的是，或相同或不同的傳感器均可作為傾斜角度和方向的傳感裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明，高爾夫球模擬器的一個較佳實施例中的可傾斜開球球座裝置具有一個分別用于傾斜角度和方向信號輸出的傾斜角度傳感裝置和傾斜方向傳感裝置，以及；用于球座平臺傾斜裝置馬達和球座平臺驅(qū)動轉(zhuǎn)動馬達的控制信號接收裝置，用于球座平臺朝所需的傾斜角度和傾斜方向或定向值分別進行傾斜和轉(zhuǎn)動；上述傾斜角度和傾斜方向傳感裝置和上述的控制信號輸入裝置連接于上述高爾夫模擬器的電腦上，這樣球座平臺的傾斜角度和傾斜方向可以通過計算機與落球區(qū)域的估計位置處的高爾夫球場傾斜角度和傾斜方向作比較，計算機然后產(chǎn)生球座平臺傾斜和轉(zhuǎn)動的控制信號，以使球座平臺的傾斜角度和傾斜方向與所說的估算位置的傾斜角度和傾斜方向值相一致。
可以意識到，使用上述裝置時，球座平臺通?？梢允加谝粋€相當于平坦開球區(qū)的零度傾斜的中立或零角度結(jié)構(gòu)。當完成每次擊球時，球座平臺的傾斜角度和傾斜方向會通過模擬器的計算機調(diào)節(jié)，以與這次擊球以后球的估計位置的相應傾斜角度和傾斜方向相適應，由此該發(fā)球區(qū)被重新設(shè)置成一個視擊球者實際擊球而定的逼真的停球位置。
一個特別合適的可傾斜和可轉(zhuǎn)動開球球座裝置包括一個地面支承件，和可轉(zhuǎn)動地裝在所說地面支承件上的球座平臺，所述球座平臺包括一個基座部分和一個球臺面板，該面板在第一側(cè)邊部分用鉸鏈連接于該基座部分的對應側(cè)邊部分上，所述球臺面板在遠離所說第一側(cè)邊部分的千斤頂支撐部分被支撐在樞接在其上的至少一個螺絲千斤頂?shù)纳隙耍鲋辽僖粋€螺絲千斤頂?shù)南露藰薪佑谒龌糠稚?，所述地面支承件和球座平臺基座部分中的一個在其上位于所述可轉(zhuǎn)動球座平臺轉(zhuǎn)動軸的大體水平面上裝有固定的直齒圓柱齒輪，而另一個上安裝有驅(qū)動馬達，該驅(qū)動馬達具有細長齒狀驅(qū)動輸出傳動構(gòu)件，用以驅(qū)動與所述直齒圓柱齒輪的嚙合，以便在使用該裝置時轉(zhuǎn)動所述球座平臺，由此在該裝置使用時，該球座平臺可以通過所述至少一個螺絲千斤頂和球座平臺轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達的運行在一定范圍的傾斜角度和傾斜方向區(qū)域內(nèi)傾斜。
這套裝置的顯著優(yōu)勢就是通過經(jīng)濟可靠的構(gòu)造方式提供良好的穩(wěn)定性。這種特性由于用于揮動球桿時的相對快速的行動和強作用力，即這些作用于球座平臺上的各種巨大應力而顯得特別有益。尤為重要的是對于裝置的完整性和避免干擾擊球者的平衡及注意力都是非常重要的，球座平臺應該盡可能的穩(wěn)定。
可以使用各種形式的細長齒狀驅(qū)動輸出傳動構(gòu)件，當該驅(qū)動傳輸構(gòu)件未被啟動時，其為可轉(zhuǎn)動的球座平臺的無意識的移動提供必要的阻力。因此，比如可以使用由馬達直接驅(qū)動的蝸/螺桿或更佳地是通過適合的減速齒輪系統(tǒng)。有利地是使用所述驅(qū)動馬達操縱的螺絲千斤頂或類似物驅(qū)動的細長齒條構(gòu)件。
對于本發(fā)明的裝置，該球座平臺的轉(zhuǎn)動和傾斜可以立即以十分精確的方式予以控制而相對移動的部件之間僅有極小的縫隙，此外，使用螺絲千斤頂機可以一種特別簡單有效的方式提供所需傾斜角度的相當安全和正確的維持狀態(tài)，無需使用任何額外的制動或鎖定機構(gòu)。而球臺面板通過鉸鏈連接于基座部分一邊，該球座平臺的穩(wěn)定性以簡單經(jīng)濟的方式大幅提高。
本發(fā)明裝置中使用了多種螺絲千斤頂裝置，包括例如所謂的剪式千斤頂。然而最好使用一種套筒式螺絲千斤頂，一般包括具有一個固定螺母的細長外殼部分，一細長的螺絲通過其緊固或拔出于外殼部分以與之相套。有利地是，螺絲千斤頂由馬達驅(qū)動，一般為電動馬達，最好通過減速齒輪箱傳動。同樣情況，為了可以限制球座平臺的運動速度，從而提高控制精度，用于轉(zhuǎn)動球座平臺的馬達也通常是電動馬達，并最好通過一個減速齒輪箱。
有利地是，可以通過一個從球座平臺轉(zhuǎn)動支座徑向向外延伸的環(huán)狀軸承支撐件來阻止在其轉(zhuǎn)動支座上的任何可能的搖動，以增加其穩(wěn)定性。也可采用任何其它合適形式的軸承支撐件，包括如多個角形分布的滾柱軸承。為了進一步增加球座平臺的穩(wěn)定性，以防止打高爾夫球的人站在球座平臺使用其時，球桿揮動的反作用力產(chǎn)生的球座平臺的任何轉(zhuǎn)動移位，有利地是提供了可自動嚙合的鎖定裝置，最好是在球座平臺轉(zhuǎn)動至預期的位置時自動鎖定。方便地是提供一個在一般情況下是鎖定的鎖定裝置，在球座平臺轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達的開動時解鎖，然后在驅(qū)動馬達停止時再鎖定。其中一個特別適用的鎖定裝置，包括多個角度分布的、帶有軸向移動的元件的電磁部件，該元件具有端頭部分，該端頭部分具有制動墊片元件的功能在電磁通電時伸入與碟式制動型板的制動咬合處，斷電時恢復至收縮的位置。
球臺面板上通常設(shè)有模仿草地的人造草皮合成席墊，可將球支承在上面，且有利地是該席墊具有用于模擬球道的帶有較短的草的外部環(huán)形區(qū)域，用于模擬粗草區(qū)的帶有較長的草的內(nèi)部環(huán)形區(qū)域，以及用于支承其上的擊球者的具有一個防滑表面的中心區(qū)域，一般采用天然或人工合成材料，或其它具有一個表面能調(diào)整以提供足夠摩擦的高分子材料。有利地是材料還可以具有一定限度的彈性。該材料可配置或設(shè)計成能排水，以免失去其防滑的特性。
通常較佳的是，草坪的頂表面應是充分平坦的，以使擊球者有更加真實自然的感覺。這種情況下，不同的區(qū)域的不同的草坪厚度，可以將人造草皮纖維固定在梯狀基層物質(zhì)上面。用于外圍“球道”的適宜的草皮高度通常為5至15mm，如大約12mm，用于內(nèi)部“粗草”球支持區(qū)域一般為20至40mm，如大約25mm。如需要，有效的草坪的高度可以根據(jù)要求變化，通過在草坪纖維之間簡單地撒上一層沙粒，或其它類似微粒材料。當球座平臺傾斜的時候沙子仍然留在纖維中，不需要的時候，可以用吸塵器清除。一般中央站人區(qū)域的直徑為1000mm至1300mm，同時環(huán)狀“球道”和“粗草”區(qū)域的各自徑向深度或?qū)挾葹榇蠹s125mm至250mm，如大約200mm。
可以意識的是，對于特別陡的停球位置，即使較厚的草坪也難以使球停在原來的位置上，因而有利地是球臺配備了撓性的管狀球座即通常在擊球場所用的那種，但帶有一個角形頂端。該管狀球座被合意地裝在球臺基層上合適的凹處，以致可以轉(zhuǎn)動，這樣，當球臺傾斜時，管狀球座可以轉(zhuǎn)動，使其頂端相對于與水平面的夾角最小，從而更好地支持球的擺放。
可以明白，各種類型的傳感裝置、圖像顯示系統(tǒng)和其它模擬器的部件均可適用于本發(fā)明模擬器，且已為本領(lǐng)域熟知，因而在這里不再贅述。
更多本發(fā)明較佳的優(yōu)點和特性將在以下的一個優(yōu)選實施例中參照附圖予以詳細說明。


圖1是和本發(fā)明高爾夫球模擬器相配套的可傾斜開球球座裝置的部分切去側(cè)面主視圖；圖2是將圖1中裝置的球臺面板拆除后的平面圖；圖3是用以轉(zhuǎn)動可傾斜球臺的驅(qū)動機構(gòu)一部分的詳細垂直截面圖；圖4為圖3中機構(gòu)的部分截斷平面圖；圖5為開球臺面板一部分的垂直截面圖；圖6為另外一個同本發(fā)明高爾夫球模擬器相匹配的可傾斜開球球座裝置的部分切去側(cè)面主視圖；圖7為圖6中裝置的平面圖，其中的球臺面板以點劃線顯示而一部分的球座平臺被切開以顯示一部分的地面支承件；圖8為本發(fā)明高爾夫球模擬器的示意透視圖；圖9為顯示圖8中模擬器的主要部件的方框圖；和圖10為顯示圖8圖9中模擬器的操作的流程圖。
具體實施例方式
圖1顯示一個適用于本發(fā)明高爾夫球模擬器的可傾斜開球球座裝置1，所述可傾斜開球球座裝置包括一個底板地面支承件2和一個可轉(zhuǎn)動地裝在所述地面支承件2上的支座4上的球座平臺3，球座平臺3包括一個基座部分5和一塊球臺面板6，面板6在一個第一側(cè)邊部分8用鉸鏈7連接至基座部分5的相對應的側(cè)邊部分9上。
該球臺面板6在遠離第一側(cè)邊部分8的千斤頂支撐部分10處被支撐在用樞軸13連在其上的相隔開的兩個螺絲千斤頂12的上端11上，螺絲千斤頂12的下端14用樞軸15連接于基座5上。更詳細的如圖3、4所示，底板2具有一個固定的直齒圓柱齒輪16，用固定圈17緊固在其位于所述可轉(zhuǎn)動球座平臺3轉(zhuǎn)動軸X-X的充分水平的面上，而球座平臺基座部分5配有一個驅(qū)動馬達18以驅(qū)動另一個螺絲千斤頂19，千斤頂19具有一個細長齒條驅(qū)動傳動件21，從其伸長部分20軸向突出，用以驅(qū)動與直齒圓柱齒輪16的嚙合裝置22，以便在使用裝置1時使球座平臺3轉(zhuǎn)動。
該螺絲千斤頂12裝在一個小支承架23上，架上也裝備了一個驅(qū)動馬達24，馬達上配有一個減速齒輪箱25，在其每端27、28配有輸出傳動軸26，分別連于各個螺絲千斤頂12上。
一個控制盒29裝于球臺3的基座部分5上，并包括一個可配置的邏輯部件30，用以控制驅(qū)動馬達18、24的操作，為響應從一可拆開的用戶按鍵控制盤31發(fā)出的向任一方向轉(zhuǎn)動球臺3或使其升降的命令，均可通過觸簧限位開關(guān)32a、32b的控制來實現(xiàn)，開關(guān)32a、32b設(shè)在球臺基座部分5上通過樞軸連接在其中一個提升螺絲千斤頂12的下端14、及位于其中一個球臺面板螺絲千斤頂支撐部分10的下面，用以分別限定最大最小傾角(如30和0度)；而球座平臺基座部分5上觸簧限位開關(guān)33a、33b用于限定齒條驅(qū)動傳動件21的相對應于球座平臺的轉(zhuǎn)動極限(一般為0至360度)的最大和最小許可延伸度。鉸鏈7的鉸鏈銷下部也裝有一個觸簧限位開關(guān)34，在本裝置使用時，可以由站在球座平臺上的擊球者的體重將其壓下，為了當一個使用者站在上面時，能使馬達不工作以防止球座平臺3的移動。球座平臺基座部分5具有用于連通用戶按鍵控制盤31的導線36的連接器35和用于連通活動電源38的連接器37，電源38使用可再充電電池組從而更加方便。緊接著連接器35、37裝有外部可接觸到的保險絲盒39。
為了防止氣候變化和外部物體侵入該裝置的工作部件，以及防止用戶在球座平臺3的活動部件之間陷入任何物體，球座平臺被裝備了一個環(huán)形折疊護裙40，當球臺面板6升降時護裙立時伸展和折疊。
如圖5所示，球臺面板6包括一個木質(zhì)托盤41，其中放置了人造草坪席墊42，其包括一個基層43粘有模仿草皮的塑料纖維44，如圖示，一個環(huán)狀外區(qū)45包括較深的基層43和較短的草皮纖維44以模仿“球道”，而一個內(nèi)部環(huán)狀區(qū)47具有較淺的基層43和較長的草皮纖維44以模仿“粗草區(qū)”。該草墊通常能支撐高爾夫球48，且在球臺面板6傾斜時也可以保持高爾夫球使其不會滾動，而無需球座支承。然而，一個撓性塑料管狀球座49也可裝在面板6上，特別用于提供更陡的停球位置的更大的面板傾斜度。如圖中所示管狀球座49的頂端50為大約45°的斜角而其底端51是插入基層43一個凹處52內(nèi)的一個推壓配件，因而當球臺面板6最大限度地傾斜時，它的角度定向可以調(diào)節(jié)，成傾角的頂端50通常保持水平以支承其上面的球，為了減小草坪纖維44的有效深度，可以使用一些沙子或類似物撒在草坪墊42上，以提高基層43表面的高度。不需要時可以用吸塵器或類似物清除。面板6的中央?yún)^(qū)53由質(zhì)地粗糙的橡膠54構(gòu)成，具有擊球者55站立的不滑倒的表面。
本裝置在使用時，用戶將使用按鍵盤31，使面板6升降至要求的傾斜角度，然后將其轉(zhuǎn)動，以獲得需要的停球位置如上坡或下坡，向左或向右傾斜等。用戶于是可以將球置于環(huán)狀區(qū)45，47的草坪席墊42上或裝在其內(nèi)的一個球座51上，然后登上中央擊球者支承區(qū)53來完成他/她的擊球。
圖6和7顯示了另一實施例的主要的部件，同圖1至5的實施例大致相類似，其中相同的部件標以相同的標號。
在這實施例中，地面支承件2是一個長方形管狀金屬架60，其拐角62處帶有向外突出件61，突出件61部分的末端63裝有可調(diào)節(jié)的螺絲64的腳65，以使裝置1的放平更容易。
這里球座平臺3的轉(zhuǎn)動由整體的驅(qū)動部件66執(zhí)行，它包括一個馬達67驅(qū)動著的螺絲千斤頂68，該千斤頂具有一個軸向延伸方形齒條69正切咬合直齒圓柱齒輪16，與前例相同。用于升降球座平臺3的螺絲千斤頂12和相關(guān)的驅(qū)動馬達24的安裝，多少經(jīng)過一些重新布置。
在本實施例中，地面支承件2裝有一個環(huán)狀支承環(huán)70，其上配有多個角向分布的滾柱軸承71，裝配成從球座平臺基座部分5的下側(cè)72突出，從而給球座平臺3添裝附加支承，以減少在其轉(zhuǎn)動支座4上的搖動。
該支承環(huán)70還用作為制動碟片，可以由一對直徑方向上相對的制動墊部件73咬合。詳細地說，部件73為電磁部件的形式，具有可軸向移動元件，該元件端頭部分具有制動襯墊元件的功能當電磁通電時，其延伸至與碟式制動型板的制動咬合處，當電磁斷電時恢復至原來的收縮位置。
因此，當球座平臺通過控制部件31進行轉(zhuǎn)動時，電磁制動墊部件73為斷電狀態(tài)，未和支承環(huán)70咬合，可使球座平臺3在整體的驅(qū)動部件66的帶動下自由轉(zhuǎn)動；當球座平臺到達所需的定向時，驅(qū)動部件66斷電，然后電磁制動墊部件73同時再通電，擠壓入支承環(huán)70，以鎖定球臺3，使其更加牢固而防備任何可能的轉(zhuǎn)動。
可以意識的是，對上述實施例可以做出各種不同改動，而不會超出本發(fā)明的范圍，因此，例如取代站在球座平臺上的由擊球者自身重量啟動的觸點開關(guān)31，可以使用一種電阻開關(guān)，其觸發(fā)以響應由于當人站在球座平臺上轉(zhuǎn)動其時所需作用力的增加而電源輸出電流的增加。
圖8示意地顯示一個本發(fā)明高爾夫球模擬器80，它包括一個面對著發(fā)球所向屏幕82的開球區(qū)81，以及開球區(qū)81和屏幕82之間的傳感器裝置83，用以探測高爾夫球B自開球區(qū)81至屏幕82的飛行路線，一個計算機84和一個投影機85將部分球場的圖像86投射于屏幕82上。該傳感器裝置83各有相對立的水平和垂直排列的紅外線發(fā)射器87和探測器88。(可以意識的是，很多的這些儀器是用來為球通過這些傳感器裝置時，得到相對準確的球位置的定位，但為清晰起見圖上只顯示一小部分)。
開球區(qū)81是一個如圖1-5或6所示的可傾斜開球球座裝置，它的球臺面板89可傾斜至與水平面成α角，并可從主軸90旋轉(zhuǎn)一個方向角度β。
如圖9所示，可傾斜開球球座裝置81配有傾斜角度和定向角度傳感器91、92以探測面板89的傾斜角α和定向角β，以連接線93、94連至計算機84以便向其提供相應的輸出信號。該開球球座裝置81還配有傾斜馬達95和定向馬達96，以連接線97、98連至計算機84以便從其接收控制信號來調(diào)節(jié)面板89的傾斜角α和定向角β。
球飛行傳感器裝置83以連接線99連至計算機84，以便向其提供球飛行的數(shù)據(jù)輸入信號，而投影機85以連接線100連于計算機以從其獲得圖像數(shù)據(jù)信號，將其投放在屏幕82上。計算機84還配置有一個用戶界面，便利的是一種觸屏式顯示器101，可以用以在其它事物中重新設(shè)置模擬器，輸入用戶選擇，如選擇場地和球洞等。
圖10概括了模擬器的操作，當該模擬器使用時，它將首先被初始化重設(shè)，使球座平臺放平，從而角α和定向角β全部歸零。于是，用戶可選擇他想要的特殊場地和/或球洞。計算機算出從用于所選擇的球洞的球座看到的場地圖像，然后由投影機投放在屏幕上。用戶向顯示高爾夫球場圖像的屏幕擊球，而該球的飛行被傳感器裝置所監(jiān)控。截獲到的球飛行數(shù)據(jù)通過計算機用來估算球的飛行軌跡，比照球場的地形數(shù)據(jù)估算出球的落點位置，然后顯示在屏幕上。計算機根據(jù)球場地形數(shù)據(jù)計算球落地位置處的傾斜角度和傾斜方向，并且與傾斜角度和方向傳感器所示的傾斜球座平臺的球臺面的數(shù)值作出比較，然后依照需要發(fā)送控制信號至傾斜和定向驅(qū)動馬達，直到這些數(shù)值已與新停球位置的那些相一致。計算機還根據(jù)新停球位置算出新場地的圖像，并通過投影儀顯示在屏幕上，然后擊球者便可進行第二次擊球，如此反復延續(xù)。
可以意識到，當擊球者還站在球臺上，為安全原因而避免任何重新設(shè)置球座平臺的球臺面的傾斜角度或方向也許是更佳的。其可以通過，例如要求擊球者離開球座平臺，然后在計算機用戶界面上輸入命令，以便釋開或停止球座平臺鎖定裝置來方便地實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種高爾夫球模擬器，包括一個面對著一發(fā)球所向并顯示出部分高爾夫球場圖像的屏幕的開球區(qū)；多個傳感器裝置被設(shè)置用于探測下列中的至少一項球和屏幕的碰撞、球朝向屏幕的飛行和球桿揮動時球桿頭的運動軌跡；一可傾斜的開球球座裝置，具有一個球臺面板和至少一個使所述球臺面板傾斜以提供相對于發(fā)球方向所需的傾斜角度和傾斜方向的移動裝置；以及一個計算機裝置可操作地連接于所述傳感器裝置和所述至少一個移動裝置上，并且程序化以便控制基于高爾夫球場實際地形的部分球場、和與所述高爾夫球場相關(guān)的開球區(qū)位置在所述屏幕上的顯示，并基于從所述傳感器裝置接收到的輸入信號計算估計的球飛行軌跡，根據(jù)該估計的軌跡和球落地區(qū)地形計算出球的估計位置，控制該屏幕上的顯示以在該屏幕圖像中顯示球的估計位置，計算出估計的停球位置的傾斜角度和傾斜方向，并控制所述至少一個移動裝置以使球臺面板的傾斜角度和方向與所計算的相一致，以致使下一桿擊球可從逼真的停球位置進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模擬器，其中該可傾斜的開球球座裝置裝有用于球座平臺傾斜裝置馬達和球座平臺轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達的控制信號接收輸入裝置，用于球座平臺朝所需的傾斜角度和傾斜方向或定向值分別進行傾斜和轉(zhuǎn)動，所說的控制信號接收輸入裝置可操作地連在模擬器的計算機上，因此，該球座平臺的傾斜角度和傾斜方向可通過計算機控制調(diào)節(jié)，以使其與由球著陸區(qū)地形限定的球的估計位置處的傾斜角度和方向值相適應。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的模擬器，其中該計算機用來控制在與所給的參考位置有著固定的預定關(guān)系的位置之間可驅(qū)動的步進驅(qū)動馬達，從而從計算機輸出的為達到所需的傾斜角度和/或傾斜方向的控制信號就可直接執(zhí)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的模擬器，其中使用一個反饋系統(tǒng)，其具有設(shè)在可傾斜的開球球座裝置上的傾斜角度和傾斜方向傳感裝置，和分別用于傾斜角度和傾斜方向信號的輸出裝置；以及球座平臺傾斜裝置馬達和球座平臺傾斜轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達，分別用于球座平臺向所需的傾斜角度和傾斜方向值的傾斜和轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的模擬器，其中該傾斜角度和傾斜方向傳感器選自電阻或電容傳感器，光敏傳感器和LVDT傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的模擬器，其中所用的移動裝置選自一種加壓流體操作裝置；一種帶有機械驅(qū)動傳動的馬達。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的模擬器，其中各自分離的移動裝置用以球臺面板的傾斜和至少是球臺面板的轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的模擬器，其中至少3個可獨立操作的移動裝置被用來有選擇地抬高球臺面板的不同側(cè)面，從而提供不同的傾斜方向而不需轉(zhuǎn)動球座平臺的任何部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項的模擬器，其中所用的移動裝置包括一根可旋轉(zhuǎn)的蝸/螺桿式的細長齒形驅(qū)動輸出傳動件，在使用該裝置時可由一個馬達直接或間接轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中該長齒驅(qū)動輸出傳動件包括一個由所述驅(qū)動馬達操縱的螺絲千斤頂裝置所驅(qū)動的細長齒條構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中至少一個所述螺絲千斤頂是一個套筒式螺絲千斤頂。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的模擬器，其中所用的可傾斜和可轉(zhuǎn)動開球球座裝置包括一個地面支承件，和可轉(zhuǎn)動地裝在所說地面支承件上的球座平臺，所述球座平臺包括一個基座部分和一個球臺面板，該面板在第一側(cè)邊部分用鉸鏈連接于該基座部分的對應側(cè)邊部分上，所述球臺面板在遠離所說第一側(cè)邊部分的千斤頂支撐部分被支撐在樞接在其上的至少一個螺絲千斤頂?shù)纳隙?，所述至少一個螺絲千斤頂?shù)南露藰薪佑谒龌糠稚?，所述地面支承件和球座平臺基座部分中的一個在其上位于所述可轉(zhuǎn)動球座平臺轉(zhuǎn)動軸的大體水平面上裝有固定的直齒圓柱齒輪，而另一個上安裝有驅(qū)動馬達，該驅(qū)動馬達具有細長齒狀驅(qū)動輸出傳動構(gòu)件，用以驅(qū)動與所述直齒圓柱齒輪的嚙合，以便在使用該裝置時轉(zhuǎn)動所述球座平臺，由此在該裝置使用時，該球座平臺可以通過所述至少一個螺絲千斤頂和球座平臺轉(zhuǎn)動驅(qū)動馬達的運行在一定范圍的傾斜角度和傾斜方向區(qū)域內(nèi)傾斜。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項的裝置，其中設(shè)置有一個鎖定裝置，該鎖定裝置在該球座平臺已轉(zhuǎn)動至所要求的位置后即可嚙合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中所述鎖定裝置包括多個角度分布的帶有軸向移動的元件的電磁部件，該元件具有端頭部分，該端頭部分具有制動墊片元件的功能在電磁通電時伸入與碟式制動型板的制動咬合處，斷電時恢復至收縮的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項的裝置，其中該球臺面板上設(shè)有用于將球支承在上面的模仿草坪的人造草皮合成席墊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中該席墊具有用于模擬球道的帶有較短的草的外部環(huán)形區(qū)域，用于模擬粗草區(qū)的帶有較長的草的內(nèi)部環(huán)形區(qū)域，以及用于支承其上的擊球者的具有一個防滑表面的中心區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高爾夫球模擬器(80)，包括面對著一發(fā)球所向并顯示出部分高爾夫球場圖像(86)的屏幕(82)的開球區(qū)(81)；傳感器裝置(83)探測下列中的至少一項球和屏幕(82)的碰撞、球朝向屏幕(82)的飛行和球桿揮動時球桿頭的運動軌跡；開球區(qū)為一可傾斜的開球球座裝置(81)的球臺面板；至少一個用于傾斜球臺面板(89)的移動裝置(95、96)，提供相對于發(fā)球方向所需的傾斜角度α和傾斜方向β；計算機裝置(84)可操作地連接于所述傳感器裝置(83)和移動裝置(95、96)上，并且程序化以便控制基于高爾夫球場地形的部分球場、和與所述高爾夫球場相關(guān)的開球區(qū)位置在所述屏幕(82)上的顯示，并基于從所述傳感器裝置(83)接收到的輸入信號計算估計的球飛行軌跡，再根據(jù)該估計的軌跡和球落地區(qū)地形計算出球的估計位置，然后計算機(84)控制該屏幕(82)上的顯示以在該屏幕圖像(86)中顯示球的估計位置，計算出估計的停球位置的傾斜角度α和傾斜方向β，該計算機(84)進一步控制移動裝置(95、96)，以使球臺面板的傾斜角度α和方向β與所計算的相一致，因而下一桿擊球可從逼真的停球位置進行。
文檔編號A63B69/36GK1633319SQ02827376
公開日2005年6月29日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者布魯斯·戈登·伊姆里·哈瓊, 大衛(wèi)·詹姆斯·漢密爾頓 申請人:提爾廷梯斯有限公司