专利名称：网球供球及挥拍速度监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供球及挥拍速度监测装置。
背景技术：
目前，在网球击球训练中，所采用的击球训练方法主要为通过与他人对练和采用发球机供球两种，前一种供球方式受人为因素影响较大，供球规律性较低；而采用发球机供球，发球机供球速度较快，击球者(尤其是初学者)难以准确选择击球点；并且，目前无法准确监测球员触球时的挥拍速度；利用运动员运动信息对运动员动作技术过程进行监控的网球供球及挥拍速度监测装置在国内国外还没有出现。
发明内容
本发明是为了解决现有的采用人为方式的网球供球方式的供球规律性低，击球者难以准确选择击球点，以及无法准确监测球员触球时的挥拍速度的问题，从而提供一种网球供球及挥拍速度监测装置。网球供球及挥拍速度监测装置，它包括外筒、一号气泵、悬浮用供气管路、三号气泵、整流栅、供球管路、集球箱、挡板、N组光束收发装置和控制系统；外筒和悬浮用供气管路同轴套在一起，并且外筒位于外侧；位于外筒侧面的入气口与一号气泵的出气口连通；位于悬浮用供气管路下部的入气口与三号气泵的出气口连通；整流栅固定在悬浮用供气管路内侧壁上；L根限位供气管路以外筒的中轴线为中心均勻分布在外筒和悬浮用供气管路之间的环形空间中，L根限位供气管路的下端同时与一号气泵的出气口连通；供球管路的入球口与集球箱的底部连通；外筒和悬浮用供气管路的侧壁上均开有入球口，供球管路穿过外筒侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路侧壁上的入球口连通；整流栅位于悬浮用供气管路侧壁上的入球口的下侧，供球管路与外筒之间的夹角为锐角；挡板位于供球管路中，所述挡板采用下开启的方式通过轴承与供球管路的侧壁连接；供球管路的内径大于网球的直径且小于1. 2倍的网球直径；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置和一个光束接收装置，所述光束发生装置和光束接收装置相对设置；所有光束收发装置均设置在外筒的侧面，且每个光束发生装置出射的光束方向为竖直向上；并且所有光束发生装置出射的光束均与外筒的中轴线位于同一平面上；控制系统包括控制电路、计时器、一号气泵驱动电路、三号气泵驱动电路、挡板驱动电路和一号电机；定时器的时间信号输出端与控制电路的时间信号输入端连接；控制电路的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路的驱动信号输出端与一号气泵的驱动信号输入端连接；
控制电路的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路的驱动信号输出端与三号气泵的驱动信号输入端连接；控制电路的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路的驱动信号输出端与一号电机的驱动信号输入端连接；一号电机用于驱动挡板转动；每个光束发生装置的光束发生控制信号输入端分别与控制电路的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置的信号输出端与控制电路的一个光束信号输入端连接；N为大于或等于2的正整数，，L为大于或等于2的正整数。它还包括喷射用供气管路和高压气泵；喷射用供气管路同轴套在悬浮用供气管路的内部；喷射用供气管路下部的入气口与高压气泵的出气口连通，喷射用供气管路上部位于整流栅下侧；控制系统还包括高压气泵驱动电路；控制电路的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路的驱动信号输出端与高压气泵的驱动信号输入端连接。它还包括M根旋转用供气管路、M个电磁阀和二号气泵，所述M根旋转用供气管路以外筒的中轴线为中心均勻分布在悬浮用供气管路内，所述M根旋转用供气管路相互平行且平行于外筒的中轴线，每根旋转用供气管路下部的进气口分别与一个电磁阀的进气口连接，所有电磁阀的出气口同时与二号气泵的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路，控制电路的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路的驱动信号输出端与二号气泵的驱动信号输入端连接；M个电磁阀的控制信号输入端分别与控制电路的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于或等于3的正整数。它还包括底座、万向节、二维驱动机构和支架，所述支架的活动端固定在外筒的底部；支架的固定端通过万向节与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架的活动端产生
二维运动；控制系统还包括二维驱动电路，控制电路的摆动控制信号输出端与二维驱动电路的控制信号输入端连接；所述二维驱动电路的驱动信号输出端与二维驱动机构的驱动信号输入端连接。有益效果本发明采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行击球训练；本发明还能够进行网球的发射式供球，供球角度可以任意选择，保证网球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的进行接球训练；本发明通过切割光束的方式，对运动员的挥拍速度进行监测；本发明采用多组光束收发装置，可以监测运动员在击球过程中的挥拍速度，并能够将该挥拍速度的大小实时显示在与控制模块连接的显示器上，实现训练者技术过程的实时有效监控。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是本实施方式的电气部分原理示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1至3说明本具体实施方式
，网球供球及挥拍速度监测装置，它包括外筒1、一号气泵1-4、悬浮用供气管路3、L根限位供气管路12、三号气泵3-4、整流栅5、供球管路6、集球箱7、挡板8、N组光束收发装置和控制系统；外筒1和悬浮用供气管路3同轴套在一起，并且外筒1位于外侧；位于外筒1侧面的入气口与一号气泵1-4的出气口连通；位于悬浮用供气管路3下部的入气口与三号气泵 3-4的出气口连通；整流栅5固定在悬浮用供气管路3内侧壁上；L根限位供气管路12以外筒1的中轴线为中心均勻分布在外筒1和悬浮用供气管路3之间的环形空间中，L根限位供气管路12的下端同时与一号气泵1-4的出气口连通；供球管路6的入球口与集球箱7的底部连通；外筒1和悬浮用供气管路3的侧壁上均开有入球口，供球管路6穿过外筒1侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路3侧壁上的入球口连通；整流栅5位于悬浮用供气管路3侧壁上的入球口的下侧，供球管路6与外筒1 之间的夹角为锐角；挡板8位于供球管路6中，所述挡板8采用下开启的方式通过轴承与供球管路6的侧壁连接；供球管路6的内径大于网球的直径且小于1. 2倍的网球直径；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置12-1和一个光束接收装置12-2，所述光束发生装置12-1和光束接收装置12-2相对设置；所有光束收发装置均设置在外筒1 的侧面，且每个光束发生装置12-1出射的光束方向为竖直向上；并且所有光束发生装置 12-1出射的光束均与外筒1的中轴线位于同一平面上；控制系统包括控制电路60、计时器50、一号气泵驱动电路1-3、三号气泵驱动电路 3-3、挡板驱动电路8-2和一号电机8-1 ；定时器50的时间信号输出端与控制电路60的时间信号输入端连接；控制电路60 的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路1-3的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路1-3的驱动信号输出端与一号气泵1-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路3-3的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路3-3的驱动信号输出端与三号气泵3-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路8-2的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路8-2的驱动信号输出端与一号电机8-1的驱动信号输入端连接；一号电机8-1用于驱动挡板8转动；每个光束发生装置12-1的光束发生控制信号输入端分别与控制电路60的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置12-2的信号输出端与控制电路60的一个光束信号输入端连接；N为大于或等于2的正整数，L为大于或等于2的正整数。整流栅为网格结构，且每个网孔的面积相同。本实施方式是网球悬浮式供球，其原理首先采用定时器50对控制电路60进行定时，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将一颗网球落到整流栅5上，然后将挡板8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制一号气泵1-4和三号气泵3-4开启，实现供气，进而实现一个周期的网球悬浮式供球；然后，在设定时间间隔下进行下一个周期的网球
6悬浮。本发明的挥拍速度监测原理本发明在挥拍时，球拍连续切割两条以上的光束，通过计算两个光束发生装置的距离以及切割两个光束的时间间隔，从而获得瞬时挥拍速度。
具体实施方式
二、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的网球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括喷射用供气管路4和高压气泵4-4 ；喷射用供气管路4同轴套在悬浮用供气管路3的内部；喷射用供气管路4下部的入气口与高压气泵4-4的出气口连通，喷射用供气管路4上部位于整流栅5下侧；控制系统还包括高压气泵驱动电路4-3 ；控制电路60的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路4-3的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路4-3的驱动信号输出端与高压气泵4-4的驱动信号输入端连接。本还能够进行网球喷射式供球，原理首先采用定时器50对控制电路60进行定时，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将一颗网球落到整流栅5上，然后将挡板8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制高压气泵4-4开启，实现喷射，进而实现一个周期的网球喷射式供球；然后，在设定时间间隔下进行下一个周期的网球喷射。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
二所述的网球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括M根旋转用供气管路2、M个电磁阀2-1和二号气泵2-4，所述M根旋转用供气管路2以外筒1的中轴线为中心均勻分布在悬浮用供气管路3内，所述M 根旋转用供气管路2相互平行且平行于外筒1的中轴线，每根旋转用供气管路2下部的进气口分别与一个电磁阀2-1的进气口连接，所有电磁阀2-1的出气口同时与二号气泵2-4 的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路2-3，控制电路60的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路2-3的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路2-3的驱动信号输出端与二号气泵2-4的驱动信号输入端连接；M个电磁阀2-1的控制信号输入端分别与控制电路60的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于或等于3的正整数。本实施方式中，采用M根旋转用供气管路2实现供球过程中网球的旋转，通过控制旋转用供气管路2相应的部分阀门开启和关闭，实现网球如上旋、下旋等运动，更加真实模拟网球的运行，训练效果更佳。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二或三所述的网球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括底座11、万向节9、二维驱动机构9-1和支架10，所述支架10的活动端固定在外筒1的底部；支架10的固定端通过万向节9与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架10的活动端产生二维运动；控制系统还包括二维驱动电路9-2，控制电路60的摆动控制信号输出端与二维驱动电路9-2的控制信号输入端连接；所述二维驱动电路9-2的驱动信号输出端与二维驱动机构9-1的驱动信号输入端连接。本实施方式增加的二维驱动机构可以采用现有设备实现。例如可以两台电机实现，其中一台电机用于驱动支架的活动端产生X方向的移动，另一台电机用于驱动支架的活动端产生Y方向的移动。本实施方式用于网球喷射的过程，本实施方式中，通过万向节调整方向，实现不同角度的网球喷射。
具体实施方式
五具体实施方式
三所述的网球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，M = 8。
具体实施方式
六具体实施方式
一、二、三或五所述的网球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，控制电路60采用单片机实现。
权利要求
1.网球供球及挥拍速度监测装置，其特征是它包括外筒(1)、一号气泵(1-4)、悬浮用供气管路(3)、L根限位供气管路(12)、三号气泵(3-4)、整流栅(5)、供球管路(6)、集球箱 (7)、挡板(8)、N组光束收发装置和控制系统；外筒(1)和悬浮用供气管路C3)同轴套在一起，并且外筒(1)位于外侧；位于悬浮用供气管路C3)下部的入气口与三号气泵(3-4)的出气口连通；整流栅(5)固定在悬浮用供气管路(3)内侧壁上；L根限位供气管路(1 以外筒(1)的中轴线为中心均勻分布在外筒(1)和悬浮用供气管路(3)之间的环形空间中，L根限位供气管路(12)的下端同时与一号气泵(1-4)的出气 □连通；供球管路(6)的入球口与集球箱(7)的底部连通；外筒⑴和悬浮用供气管路(3)的侧壁上均开有入球口，供球管路(6)穿过外筒(1)侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路(3) 侧壁上的入球口连通；整流栅( 位于悬浮用供气管路C3)侧壁上的入球口的下侧，供球管路(6)与外筒(1)之间的夹角为锐角；挡板(8)位于供球管路(6)中，所述挡板(8)采用下开启的方式通过轴承与供球管路(6)的侧壁连接；供球管路⑴)的内径大于网球的直径且小于1.2倍的网球直径；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置(12-1)和一个光束接收装置(12-2)，所述光束发生装置(12-1)和光束接收装置(12- 相对设置；所有光束收发装置均设置在外筒(1)的侧面，且每个光束发生装置(12-1)出射的光束方向为竖直向上；并且所有光束发生装置(12-1)出射的光束均与外筒(1)的中轴线位于同一平面上；控制系统包括控制电路(60)、计时器(50)、一号气泵驱动电路(1-3)、三号气泵驱动电路(3-3)、挡板驱动电路(8-2)和一号电机(8-1)；定时器(50)的时间信号输出端与控制电路(60)的时间信号输入端连接；控制电路 (60)的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路(1- 的气泵驱动信号输入端连接； 一号气泵驱动电路(1-3)的驱动信号输出端与一号气泵(1-4)的驱动信号输入端连接；控制电路(60)的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路(3-3)的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路(3-3)的驱动信号输出端与三号气泵(3-4)的驱动信号输入端连接；控制电路(60)的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路(8-2)的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路(8-2)的驱动信号输出端与一号电机(8-1)的驱动信号输入端连接； 一号电机(8-1)用于驱动挡板(8)转动；每个光束发生装置(12-1)的光束发生控制信号输入端分别与控制电路(60)的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置(12- 的信号输出端与控制电路(60)的一个光束信号输入端连接；N为大于或等于2的正整数，L为大于或等于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的网球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括喷射用供气管路(4)和高压气泵G-4)；喷射用供气管路(4)同轴套在悬浮用供气管路(3)的内部；喷射用供气管路(4)下部的入气口与高压气泵G-4)的出气口连通，喷射用供气管路 (4)上部位于整流栅(5)下侧；控制系统还包括高压气泵驱动电路G-3)；控制电路(60)的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路G-3)的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路G-3)的驱动信号输出端与高压气泵(4-4)的驱动信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述的网球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括M根旋转用供气管路O)、M个电磁阀(2-1)和二号气泵0-4)，所述M根旋转用供气管路O)以外筒(1)的中轴线为中心均勻分布在悬浮用供气管路C3)内，所述M根旋转用供气管路(2) 相互平行且平行于外筒(1)的中轴线，每根旋转用供气管路( 下部的进气口分别与一个电磁阀的进气口连接，所有电磁阀的出气口同时与二号气泵(2-4)的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路0-3)，控制电路(60)的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路0-3)的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路0-3)的驱动信号输出端与二号气泵0-4)的驱动信号输入端连接；M个电磁阀的控制信号输入端分别与控制电路(60)的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为大于或等于3的正整数。
4.根据权利要求1、2或3所述的网球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括底座(11)、万向节(9)、二维驱动机构(9-1)和支架(10)，所述支架(10)的活动端固定在外筒(1)的底部；支架(10)的固定端通过万向节(9)与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架(10)的活动端产生二维运动；控制系统还包括二维驱动电路(9-2)，控制电路(60)的摆动控制信号输出端与二维驱动电路(9-2)的控制信号输入端连接；所述二维驱动电路(9-2)的驱动信号输出端与二维驱动机构(9-1)的驱动信号输入端连接。
5.根据权利要求4所述的网球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于M= 8。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的网球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于控制电路(60)采用单片机实现。
全文摘要
网球供球及挥拍速度监测装置，涉及一种供球及挥拍速度监测装置。它是为了解决现有的采用人为方式的网球供球方式的供球规律性低，击球者难以准确选择击球点，以及无法准确监测球员触球时的挥拍速度的问题。本发明采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行射门训练；本发明还能够进行网球的发射式供球，供球角度可以任意选择，保证网球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的进行接球训练；本发明通过切割光束的方式，对运动员的挥拍速度进行监测。本发明适用于网球训练过程中。
文档编号A63B69/38GK102430237SQ20111044812
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者侯政志, 夏国滨, 孙长明, 张军, 徐福水 申请人:哈尔滨师范大学