会发声的高尔夫球杆的制作方法
【专利摘要】会发声的高尔夫球杆，涉及运动装备领域。本发明是为了解决现有高尔夫球杆功能单一的问题。本发明所述的会发声的高尔夫球杆，高尔夫球杆的球头内部设有陀螺仪和三维加速度传感器，分别用于采集击球时球头的倾角和球头的移动速度，高尔夫球杆的握把内部设有无线发射器和语音播放设备，首先采集击球时球头的速度及球头所摆动的倾角，然后通过语音播放设备播放出来，并通过无线发射器将采集到的数据发送至云端，以供训练者了解当前训练状态，进而辅助击球训练。本发明适用于高尔夫球的击球训练。
【专利说明】
会发声的高尔夫球杆
技术领域
[0001] 本发明属于运动装备领域，尤其设及一种高尔夫球杆。
【背景技术】
[0002] 高尔夫球运动是一种把享受大自然乐趣、体育锻炼和游戏集于一身的运动，在运 动时需要W杆击球入穴，高尔夫球杆是高尔夫球运动中的基本装备。高尔夫球杆由球头、杆 身、握把组成。按球杆的不同用途，和球杆被设计成不同的杆头形状和杆身长度，运样高尔 夫球杆大致可分为木杆、铁杆、挖起杆W及推杆等。运些球杆根据其作用，只是在形状和材 质上略有不同，其最终目的是挥杆击球。
[0003] 但是，运些球杆的功能都太过于单一。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了解决现有高尔夫球杆功能单一的问题，现提供会发声的高尔夫球 杆。
[0005] 会发声的高尔夫球杆，该高尔夫球杆包括:球头1、杆身2和握把3;
[0006] 高尔夫球杆的球头1内部设有巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2;
[0007] 高尔夫球杆的握把3内部设有无线发射器2-1和语音播放设备2-2;
[000引巧螺仪1-1用于采集击球时球头1的倾角，Ξ维加速度传感器1-2用于采集击球时 球头的移动速度，
[0009] 巧螺仪1-1的倾角信号输出端和Ξ维加速度传感器1-2的加速度信号输出端同时 连接语音播放设备2-2的数据信号输入端，语音播放设备2-2的数据信号输出端连接无线发 射器2-1的信号输入端，
[0010] 无线发射器2-1通过无线传输的方式将所采集的数据信号发送至云端。
[0011] 所述高尔夫球杆还包括:无线接收器4和存储器5;
[0012] 无线接收器4能够采集云端中的数据信号，无线接收器4的信号输出端连接存储器 5的信号输入端。
[0013] 巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2通过导线6与语音播放设备2-2连接，所述导线 6的末端穿过杆身2位于握把3内。
[0014] 球头1包括能够扣接在一起的两部分，该两部分通过卡扣连接，且该两部分扣接之 后呈中空结构，巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2均位于球头1的中空部分。
[0015] 所述高尔夫球杆还包括巧螺仪开关和加速度传感器开关。
[0016] 本发明所述的会发声的高尔夫球杆，高尔夫球杆的球头内部设有巧螺仪和Ξ维加 速度传感器，分别用于采集击球时球头的倾角和球头的移动速度，高尔夫球杆的握把内部 设有无线发射器和语音播放设备，首先采集击球时球头的速度及球头所摆动的倾角，然后 通过语音播放设备播放出来，并通过无线发射器将采集到的数据发送至云端，W供训练者 了解当前训练状态，进而辅助击球训练。本发明适用于高尔夫球的击球训练。
【附图说明】
[0017] 图1为【具体实施方式】一所述的会发声的高尔夫球杆的整体结构示意图；
[0018] 图2为【具体实施方式】一所述的球头的剖视图；
[0019] 图3为【具体实施方式】一所述的握把的剖视图；
[0020] 图4为【具体实施方式】一所述的会发声的高尔夫球杆的电气结构示意图；
[0021] 图5为会发声的高尔夫球杆的使用状态图；
[0022] 图6为球杆速度曲线图，横坐标为时间，纵坐标表示加速度；
[0023] 图7为球头与高尔夫球接触时的示意图，图中Φ表示杆头自然角。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0024] 一：参照图1至图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的会发声 的高尔夫球杆，该高尔夫球杆包括:球头1、杆身2和握把3;
[0025] 高尔夫球杆的球头1内部设有巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2;
[0026] 高尔夫球杆的握把3内部设有无线发射器2-1和语音播放设备2-2;
[0027] 巧螺仪1-1用于采集击球时球头1的倾角，Ξ维加速度传感器1-2用于采集击球时 球头的移动速度，
[0028] 巧螺仪1-1的倾角信号输出端和Ξ维加速度传感器1-2的加速度信号输出端同时 连接语音播放设备2-2的数据信号输入端，语音播放设备2-2的数据信号输出端连接无线发 射器2-1的信号输入端，
[0029] 无线发射器2-1通过无线传输的方式将所采集的数据信号发送至云端。
[0030] 本实施方式所述的会发声的高尔夫球杆，不同于虚拟高尔夫球杆，在虚拟环境下 通过环境整体设备，播放球体飞行距离。本实施方式在实际应用时，能够应用于实际高尔夫 球场上，采集击球时球头的速度及球头所摆动的倾角，然后通过语音播放设备2-2播放出 来，并通过无线发射器2-1将采集到的数据发送至云端，W供训练者了解当前训练状态，不 需要任何其他辅助设备，就可W语音播报飞行距离，进而辅助击球训练。
【具体实施方式】 [0031] 二：参照图1至图4具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施 方式一所述的会发声的高尔夫球杆作进一步说明，本实施方式中，所述高尔夫球杆还包括： 无线接收器4和存储器5;
[0032] 无线接收器4能够采集云端中的数据信号，无线接收器4的信号输出端连接存储器 5的信号输入端。
[0033] 无线接收器4将云端中保存的数据采集下来，保存在存储器5中，用于后续数据分 析使用。
[0034] 如图5所示，把球杆头部垂直于地面放于球侧，打开传感器电源，开始记录数据。然 后挥杆举过头顶，击球，一次击球完成后会自动报出球飞行距离，之后，关闭开关，停止数据 采集。
[0035] 当球杆击打到球体时，球杆头部的Ξ维加速度数据会产生巨变，瞬间又恢复原样。 记录Ξ维加速度数据巨变的时刻，就可W根据同一时刻，再利用巧螺仪的数据，就可W计算 出击球时可得倾角大小。
[0036] 击球时的球头与重力加速度方向的夹角，运个角度，再加上球杆自身的角度(8°至 15° )，就可W确定击球时的撞击角度，从而，计算出球的飞行距离。
[0037] 具体计算过程如下：
[0038] 计算球高尔夫飞行距离时，忽略空气阻力：
[0039] 已知高尔夫球杆球头1的质量为Ml,撞击球前球杆速度Vi(积分法可求之），撞击球 后球杆速度为Vii(积分法可求之），撞击球前能量为Ei，撞击球后能量为拉1，高尔夫球体质量 为M2，被撞击后球体能量为E2，球体飞行初速度为V2。
[0040] 根据能量守恒定律，球杆撞击球体前后损失的能量，就是球体所获得的能量(忽略 损失）。
[0041 ] 即球体所得能量E2 = Ei-Eii;其中，
[0042] 运样，球体飞行初速度V2便可W得
[0043] 在得知球体飞行初速度V2、高尔夫球体质量M2和水平角度β的情况下，就可W求出 球体的飞行距离S，忽略空气阻力。
[0044] 水平角度β是击球时的球杆与重力加速度夹角Θ和杆头自然角Φ之和：
[0045] β=±(θ)+φ ；
[0046] Θ角值由巧螺仪数据积分采集获得，击球前，则Θ为负值，击球过后，球杆超过垂直 于地面的位置时，Θ为正;如图7所示，杆头自然角Φ为常数，自然角Φ是杆头与高尔夫球接 触时，球头与高尔夫球切线和竖直方向的夹角，且8° > Φ >15°。
[0047] 将初速度V2正交分解在水平和竖直方向，竖直分量是V2y = V2*sini3,水平分量是V2X =V2*cosi3;在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，由公式：
[004引（-V2y)=V2^g*T;
[0049] 球飞行时间T为：
[0化0] T = ^V&/g = 2*V2*sin0/g;
[0051]在水平方向的分运动是匀速直线运动，所
[0化2]
[0053] 球杆初速度Vo为0时：
其中，α是由Ξ维加速度采集的每 一时刻的加速度值。dt设定为1/128秒，t拥刻与til时刻如图6所示。
[0054] 击球时的球杆与重力加速度夹角Θ:
[0055] 白=[邑yr0read(vale,0)+邑yr0offset]*dt
[0056] 初始倾角为0，球杆与地面垂直;gyrOreacKvale,日)是库函数，读横轴数据;gyrOoffset是 零飘抑制，取平均值；
[0化7]最后公式：
[0化引
[0059] 因此，可W求出高尔夫的空中飞行距离，滚动距离可W视击球角度，估算一个值， 击球角度偏大时，直接报告差球。
[0060] 每一次击球的球杆速度，击球时的角度，球杆的偏移数据等都通过无线传感器发 射到电脑接收端，统计运个运动员的习惯动作参数。
【具体实施方式】 [0061] 本实施方式是对一所述的会发声的高尔夫球杆作 进一步说明，本实施方式中，巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2通过导线6与语音播放设备 2-2连接，所述导线6的末端穿过杆身2位于握把3内。
【具体实施方式】 [0062] 四：本实施方式是对一所述的会发声的高尔夫球杆作 进一步说明，本实施方式中，握把3外表面设有散音孔。
【具体实施方式】 [0063] 五:本实施方式是对一所述的会发声的高尔夫球杆作 进一步说明，本实施方式中，球头1包括能够扣接在一起的两部分，该两部分通过卡扣连接， 且该两部分扣接之后呈中空结构，巧螺仪1-1和Ξ维加速度传感器1-2均位于球头1的中空 部分。
【具体实施方式】 [0064] 六:本实施方式是对一所述的会发声的高尔夫球杆作 进一步说明，本实施方式中，所述高尔夫球杆还包括巧螺仪开关和加速度传感器开关。
[0065] 在实际应用时，每挥一杆前，要把球杆垂直于地面放置，使球杆内部的巧螺仪和Ξ 维加速度传感器初始化，分别打开两个开关，取得巧螺仪倾角数据为0度，加速度也为0，击 球完毕后，关闭开关。
【主权项】
1. 会发声的高尔夫球杆，其特征在于，该高尔夫球杆包括：球头（1)、杆身（2)和握把 (3)； 高尔夫球杆的球头（1)内部设有陀螺仪(1-1)和三维加速度传感器(1-2); 高尔夫球杆的握把(3)内部设有无线发射器(2-1)和语音播放设备(2-2); 陀螺仪（1-1)用于采集击球时球头（1)的倾角，三维加速度传感器（1-2)用于采集击球 时球头的移动速度， 陀螺仪（1-1)的倾角信号输出端和三维加速度传感器（1-2)的加速度信号输出端同时 连接语音播放设备(2-2)的数据信号输入端，语音播放设备(2-2)的数据信号输出端连接无 线发射器(2-1)的信号输入端， 无线发射器(2-1)通过无线传输的方式将所采集的数据信号发送至云端。2. 根据权利要求1所述的会发声的高尔夫球杆，其特征在于，所述高尔夫球杆还包括： 无线接收器(4)和存储器(5); 无线接收器(4)能够采集云端中的数据信号，无线接收器(4)的信号输出端连接存储器 (5)的信号输入端。3. 根据权利要求1所述的会发声的高尔夫球杆，其特征在于，陀螺仪（1-1)和三维加速 度传感器（1-2)通过导线(6)与语音播放设备(2-2)连接，所述导线(6)的末端穿过杆身(2) 位于握把(3)内。4. 根据权利要求1所述的会发声的高尔夫球杆，其特征在于，握把(3)外表面设有散音 孔。5. 根据权利要求1所述的会发声的高尔夫球杆，其特征在于，球头（1)包括能够扣接在 一起的两部分，该两部分通过卡扣连接，且该两部分扣接之后呈中空结构，陀螺仪（1-1)和 三维加速度传感器(1-2)均位于球头(1)的中空部分。6. 根据权利要求1所述的会发声的高尔夫球杆，其特征在于，所述高尔夫球杆还包括陀 螺仪开关和加速度传感器开关。
【文档编号】A63B53/00GK105999662SQ201610638710
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月5日
【发明人】阚军常, 张锐明
【申请人】哈尔滨体育学院