一种用于球类运动的挥杆诊断设备制造技术

本发明专利技术涉及一种使用微机电系统（ＭＥＭＳ）技术、用于高尔夫挥杆动作的诊断设备。所述设备包括至少一个传感器模块，该模块有至少一个回旋装置，在需要的情况下有至少一个加速计，在需要的情况下有至少一个方向磁力计，至少一个将感应到的模拟信号转换成数字信号的信号处理电路，以及供电单元；用于传递数字信号的无线或有线通信单元；计算装置，用于通过向经过通信单元的数字信号提供软件程序的方式来获取挥杆动作的信息并计算挥杆动作信息与参考挥杆模式之间的差别；以及显示装置，用来表示挥杆动作以及挥杆动作和参考挥杆模式之间的差别。在真实环境中，比如运动场或练习场，该设备的使用者可以迅速地判断出他的挥杆动作是否正确。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于球类运动中的挥杆动作的诊断设备，尤其涉及在使用球棒击球的球类运动中利用动作传感器诊断挥杆动作的诊断设备，更具体地，涉及在高尔夫挥杆过程中使用微机电系统(MEMS)技术的诊断设备。
技术介绍
一些球类运动比如棒球、乒乓球、网球和高尔夫球使用球棒、球拍或球杆来击球，它们都属于棒状体。为了得到被快速击打的球的较远的距离或者需要的方向，合适的角度、合适的击球点及合适的击球力度和准确的挥杆击球路径是必要的。包括击球角度和击球点的击球准确性、击球力度、挥杆路径是球类运动中最重要的因素，更具体的说是在使用球棒击球的球类运动中。本专利技术主要描述的是高尔夫球，但是也可以应用到其它的球类运动中。高尔夫的挥杆分为用推杆推球，用短球杆比如铁质的劈起球，以及用相对较长的球杆比如发球杆发球。根据高尔夫球杆的不同，挥杆的模式也不同，但是挥杆的基本要点是击球成直角以及挥杆路径与目标方向成切线。用符合这样条件的球杆，球员可以将球以正确的方向传送很远的距离。很多用来纠正不准确的高尔夫挥杆的工具已经专利技术出来，其中的一些也正在使用。这些工具都是使用辅助设备来帮助球员理解高尔夫挥杆的原则并在实际挥杆过程中应用，然而，几乎没有工具用来检查实际的挥杆过程并就地纠正不正确的挥杆。已经有高尔夫挥杆的动作图像的解析方法。通过高速运转的视频放映仪比如可携式摄像机来获得二维的动作图像，同时将从该动作图像的分时获得的一系列即时图像跟标准的挥杆模式进行比较，在专业帮助下进行诊断。这种方法比较复杂，且用来说明图像的设备、软件及专业帮助花费比较昂贵。韩国的专利申请公开文本No.2004-18570号公开了一种可以在球杆顶部使用速度传感器显示杆头速度的高尔夫球杆，但是这种设备只能显示挥杆过程中的最大速度，对于挥杆模式的诊断是没有帮助的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为球类运动提供一种挥杆动作诊断设备，此设备可以通过使用微机电系统(MEMS)获得、分析并显示挥杆模式及击球信息。本专利技术的另一个目的是为使用球棒击球的球类运动提供一种使用微机电系统的挥杆动作诊断设备。本专利技术的再另一个目的是为在实际环境或类似实际环境下的高尔夫挥杆过程提供一种诊断设备。本专利技术提供了一种使用微机电系统技术的高尔夫挥杆动作诊断设备。所述设备包括嵌入或附着在身体或衣服或球棒上的传感器模块，该模块具有至少一个回旋装置、至少一个加速计(如果需要)、至少一个方向磁力计(如果需要)、和至少一个将模拟信号转换成数字信号的信号处理电路；供电装置；用于传递数字信号的无线或有线通信装置；用于通过向经过通信装置的数字信号提供软件程序的方式获取挥杆动作信息并计算挥杆动作信息与参考挥杆模式之间的差别的计算装置；与计算装置互相连接的显示装置。在此说明书中使用“回旋装置”，“下杆”和“上杆”分别代替“回旋传感器”，“前挥”和“后拉杆”。如果小型化是可能的，本专利技术使用的回旋装置(或回旋传感器)并不限定专门种类。例如，三种类型的回旋装置都可以适用在本专利技术中。第一种是利用回转力矩(回转效果)原理的机械回旋装置。第二种是基于振动体Coriolis加速度的振动类型的回旋装置。第三种是利用激光短波长之间相位差的光学回旋装置。众所周知，机械回旋装置检测回转体与外套体连接弹簧的位移。此位移是通过回转力矩产生的，当物体绕x轴以角速度w旋转，绕y轴以角速度Ω旋转时就会产生回转力矩，回转力矩与转动角速度Ω成比例。振动类型的回旋装置包括振动体，外套体，连接振动体和外套体的弹簧和机电能量转换元件。这种类型装置的原理是测量Coriolis加速度力产生的弹簧位移，当振动体在x方向上振动，同时外套体以角速度Ω绕y轴旋转就会产生Coriolis加速度力。Coriolis加速度力与振动体的质量和外套体的转动角速度成比例。由于半导体制造技术，这种类型的装置体积越来越小且成本越来越低。多轴的回旋传感器也可能会集成在一个组件上。只要可以小型化，利用微机电系统技术制造的任何加速计和任何方向传感器基本上都可以应用在本专利技术中。简单的说，本专利技术使用的加速计包括刚体，外套体，连接刚体和外套体之间的弹簧和机电能量转换元件。例如，本专利技术中可以使用伺服型加速计和硅加速计。伺服型加速计类似机械类型，当物体加速度移动时测量磁场的变化。硅加速计比较轻巧且便宜，它有良好的机械性能，优越的可靠性，并由于成熟的半导体制造技术而具有批量生产性。硅加速计有两种类型，一种是压电电阻型，通过薄胶片处理和硅单晶体的大批微加工方式制造而成，另一种是电容型，通过硅多晶体的表面微加工制造而成。根据结构的不同，硅加速计可以测量两维或三维的加速度。本专利技术中的方向磁力计是可以测量地球磁场及绝对方位角的磁传感器。由于通过回旋装置检测到的角速度合成方式只能获取一个相对角度，方向磁力计也可以用来作为获取方位角的根据。作为方向磁力计，磁通门传感器在正常温度下使用，它由缠绕在软磁芯上的励磁线圈构成，利用软磁芯的非线性和饱和特性。如果通过提供足够大的交流电给励磁线圈产生磁场，磁芯内部的磁通密度就会周期性的饱和，然后通过检测磁芯内部磁通密度在外部磁场中的变化，拾取线圈就会测量外部磁场的强度。众所周知，本专利技术中将模拟信号转换为数字信号的信号处理电路，包含模数转换器，此模数转换器的输入输出通路和低通滤波器的数量与传感器的相同。如果传感器的输出终端使用多路器，那么有一个输入输出通路的模数转换器就可能使用。显示装置不仅包括屏幕显示装置，也包括扬声器装置和照明装置。例如，显示装置可以是发光二极管、液晶显示器、图形液晶显示器，扬声器或蜂音器。当显示装置为扬声器或蜂音器时，它可以用声音比如一系列哔哔声提示球员正确的方法做出标准的挥杆动作。在本专利技术的优选实施方式中，短距离无线通信芯片，例如Rfid芯片，蓝牙芯片或Zigbee芯片，作为传感器模块旁边的通信装置的一部分可以集成到传感器模块中，而通信装置中用来接收传感器信号数据的另一部分，以及之前提到的计算装置和显示装置可以集成到诊断模块中。供电装置可以集成到传感器模块和/或诊断模块中。上文提到的无线通信芯片可以制造得小巧且低成本。例如，蓝牙芯片是将收发器、基带和闪存通过集成的方式制成芯片。在本专利技术的另一实施方式中，所述的传感器模块附着或者嵌入到高尔夫球杆的头部或高尔夫球员的身上或衣服上，而诊断模块作为独立的装配体制造或嵌入到手柄中。在本专利技术的另一实施方式中，所述的传感器模块和诊断模块整体安装在高尔夫球杆的头部或杆轴或高尔夫球员的身上。当传感器模块和诊断模块安装在高尔夫球杆的头部时，在模块下安置石墨片或橡胶片可以减轻在击球瞬间对模块的冲击力。推杆比较适合将模块安装在球杆头部，因为推杆通常在力相对轻微的情况下使用。根据本专利技术，在高尔夫挥杆动作诊断设备中，计算装置通过软件程序可以获得至少一个角速度值，加速度值(如果需要)，方位角值(如果需要)，在包括上杆、下杆和送杆的挥杆过程中关于高尔夫球杆头部一个或多个预先确定的点上以上各值的合成(如果需要)；如果需要的话，该计算装置要对获取的值跟选定的标准挥杆模式的一个或多个值进行比较；而且如果需要的话，要判断之前提到的挥杆动作中的上杆、下杆和/或送杆是否在预定的范围之内；另外，将结果显示在显示装置上。在本专利技术的另外一实施方式中，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于球类运动中的挥杆动作诊断设备，包括嵌入或附着在身体、衣服或球棒上的传感器模块，该模块具有至少一个回旋装置，在需要的情况下至少一个加速计，在需要的情况下至少一个方向磁力计，以及至少一个将感应到的模拟信号转换成数字信号的信号处理电路；供电装置；用于传递数字信号的无线或有线通信装置；计算装置，用于通过向经过通信装置的数字信号提供软件程序的方式来获取挥杆动作信息并计算此信息与参考挥杆模式之间的差别；以及连接到该计算装置上的显示装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李基荣，宋基武，
申请(专利权)人：英鹏株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[]