用于检测击球器具的击球动作的测量装置、用于训练击球动作的训练装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前言的用于检测击球器具的击球动作的测量装置、 根据权利要求20的前言的用于训练击球器具的击球动作的训练装置及根据权利要求27的 前言的用于在区别揮撃路径上训练击球用具的击球动作的方法。
【背景技术】
[0002] 如上所述类型的测量装置，其适用于确定击球动作，且其包括至少一二维加速度 传感器，用于检测二维加速度向量、至少一一维加速度传感器，用于检测一维加速度向量， 其中至少--维加速度传感器是以检测的一维加速度向量相对于由至少一二维加速度传 感器检测的二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于至少一二维加速度传 感器配置，以及第一旋转角度传感器，用于检测对于z轴的二维加速度向量的旋转角度，其 中第一旋转角度传感器是以z轴相对于二维加速度传感器实质上正交地延伸的这种方式 而相对于至少一二维加速度传感器配置。对于涉及用击球器具打球，例如：众所周知的高尔 夫、棒球、网球或冰球，有利的是在击球动作期间在区别挥击路径上引导击球器具。否则，球 预定的轨迹可能发生相当大的偏差。在区别路径上引导击球工具可被学习和训练。这就需 要识别区别挥击路径和确定从所述区别挥击路径的击球器具的的偏差。
[0003] DE 10 2006 008 333 B4公开前言中所述类型的测量装置。所述测量装置主要地 藉由加速度传感器确定有关训练击球动作的资料。然而，击球的起始点不能总是明确地从 由加速度传感器所获得的数据来确定。这需要其结果是依赖于击球的起使点的数据，例如 击速度或最大加速度的时间点，也可能是错误。例如在高尔夫，进一步的问题是传感器，其 对推杆超过它在較高速度挥击的情况下的范围是敏感的。因此，从现有技术的测量设备并 不适合推杆和用于较高速度的挥击。
【发明内容】
[0004] 本发明述及具体说明具有增加精确度的测量装置的问题。
[0005] 此问题通过权利要求1的特征来解决。
[0006] 因此，测量装置包括第二旋转角度传感器，用于检测对于y轴的一维加速度传感 器的第二旋转角度，其中第二旋转角度传感器以y轴实质上垂直于一维加速度传感器延伸 的这种方式而相对于至少一一维加速度传感器配置。例如当使用于高尔夫时，此测量装置 可以检测较高速度的挥击和同样地推杆动作。
[0007] 旋转角度传感器通常可以是用于检测角速度。这种工具例如是陀螺仪传感器。陀 螺仪传感器是有利的体现为微机电系统，所谓的MEMS。对于特定的应用，机械陀螺仪传感 器也可以使用。为简单起见，两个旋转角度传感器可以是结构上相同的。此外，这两个旋转 角度传感器可集成在一个组件中。因为它们提供用于测量相对于彼此实质上正交地运行的 两个轴的两个旋转角度，这两个旋转角度传感器相对于彼此实质上正交地配置。旋转角度 传感器是适用于解决几毫秒的持续时间的动作。如果陀螺仪传感器用作转动角度传感器， 然后较佳地，那些具有50至2000° /s的测量范围，特别是400至800° /s，特别较佳地是 550至650° /s，应被选择。
[0008] 根据一个实施例，测量装置包括至少一二维加速度传感器和两个一维加速度传感 器。根据进一步的实施例，测量装置包括两个二维加速度传感器和两个一维加速传感器。两 个二维加速度传感器和两个一维加速度传感器在每一情况中不同测量范围是较佳地敏感 的。因此，一个二维加速度传感器和一个一维加速度传感器可以被设计和提供用于在0至 15g的测量范围的慢击球的测量，特别是0至IOg的测量范围。相反的，另一二维加速度传 感器和另一一维加速度传感器可被设计和提供用于在5至250g的测量范围的快击球的测 量，特别是15至100g的测量范围。
[0009] 根据一个实施例，测量装置包括两个二维加速度传感器，用于检测两个二维加速 度向量，两个一维加速度传感器，用于减侧一个一维加速度向量，其中一维加速度传感器以 检测的一维加速度向量相对于由二维加速度传感器检测的二维加速度向量实质上正交地 运行的这种方式而相对于二维加速度传感器配置，第一旋转角度传感器，用于检测对于Z 轴的二维加速度向量的第一旋转角度，其中第一旋转角度传感器以z轴相对于二维加速度 向量实质上正交地延伸的这种方式而相对于第二加速度传感器配置，以及第二旋转角度传 感器，用于检测对于y轴的一维加速度向量的第二旋转角度，其中第二旋转角度传感器以y 轴相对于一维加速度向量实质上垂直地延伸的这种方式而相对于伊为加速度传感器配置。 根据此实施例，二维加速度传感器在每一情况的不同测量范围是敏感的。另外，一维加速度 传感器在每一情况的不同测量范围是敏感的。特别是，二维加速度传感器及/或一维加速 度传感器被设计成在每一情况同时地执行测量。
[0010] 可替代地，测量装置也可以包括仅分别地一个二维加速度传感器和一维加速度传 感器。为了仍然能够藉由一个测量装置来检测快击球和慢击球，份大可被提供来用于每一 传感器。合适的放大器，例如连续可变放大器，其通过1至16的因子放大。
[0011] 用于测量击球器具的加速度和旋转角度的传感器可以体现为微机电系统，所谓的 MEMS。MEMS具有的优点是，首先，它们可以有效地的成本生产，且其次，它们具有低能量消 耗。另外，它们通常具有比传统系统更高的可靠性。
[0012] 为了能够分析击球的时间量变曲线，这是适宜另外提供时间测量的装置。因此，一 个时间点可以被分配到加速度和旋转角度传感器的每一个测量点，并且击球可以时间分辨 方式进行分析。
[0013] 根据一个实施例，测量装置包括运算工具，其提供用于处理由加速度传感器和旋 转角度传感器确定的原始资料，并用于有条件资料。有条件数据是用户可以直接使用用于 评估他/她的击球动作的质量的资料。这种有条件数据例如是击球的各个阶段的击球器具 的方向、最大加速度、持续时间、在各个阶段和挥击路径期间的力量分布及/或加速度。从 这些有条件数据，它也能够获得进一步的数据，例如，击球器具的最高速度的时间点以及从 那在最高速度的时间点的位置及/或角度。
[0014] 运算工具可另外具有接口，以传输原始数据及/或有条件数据到外部数据处理系 统。可替代地，传感器也可具有此类型的接口。在这种情况下，有可能省去计算工具作为测 量装置的部分，并且数据可以直接在外部的数据处理系统进行处理。
[0015] 由于所有有条件数据的总体被提供往往是不必要的，因此可以提供操作组件，用 此操作组件，用户可以选择哪个由计算工具产生的有条件数据。其结果是，计算时间可以节 省，使得有条件数据可以是更立即可用的。此外，所希望的有条件数据对用户来说更容易明 白。
[0016] 如前言中提到的，测量装置是想要用于在区别挥击路径上训练击球器具的动作。 从此挥击路径的偏差可能会具有球未击中它的目标的影响。因此，特别令人感兴趣的是击 球动作是否从区别挥击路径偏离，如果是这样，当到什么程度。为了这个目的，有必要通过 运算工具实时对测量数据进行处理和评估。另外，运算工具可被提供用于比较由加速度传 感器和旋转角度传感器所确定的原始数据及/或有条件数据与对应区别挥击路径的对应 参考数据。当偏差产生时，为了尽快通知用户关于偏差的发生，测量装置可以包括信号发生 器。后者提供给用户一个信号，例如，偏差立刻被测量到。可替代地，信号可以通过信号产 生器产生，仅在原始数据及/或有条件数据之间的差异（偏差）超过限定限制值。另外，信 号的强度可与偏差的大小相关联。信号可以是声学、光学及/或机械。
[0017] 有利的是，所有的传感器和如果也存在的用于时间测量的工具、运算工具和信号 产生器是被容纳在壳体中。固定装置是提供在壳体上，以可释放地将测量装置固定在击球 器具上。测量装置的简单处理可以作为一个可能的结果。可替代地，测量装置也可以非可 释放地固定在击球器具上。通过示例的方式，测量装置可以配置在击球器具的腔中。根据 进一步的替代，固定工具可以被体现，使得它能够间接或直接将测量装置固定在测量装置 的用户的身体上。特别地，固定工具可被提供用于将测量装置固定在手上或手腕的附近，使 得击球器具的击球动作可以通过手握住击球器具的动作来进行检测。通过示例的方式，固 定工具可以是手套或腕带。
[0018] 用于训练击球器具的击球动作的训练装置是具体说明在权利要求20。根据一个 具体说明的架构，训练装置包括击球器具，用击球器具，用户训练击球动作，以及至少一测 量装置，用于检测击球器具的击球动作。击球器具线定击球器具轴。测量装置是可释放地 固定在击球器具上。测量装置包括至少一二维加速度传感器，用于检测两个二维加速度向 量。另外，测量装置包括至少一一维加速度传感器，用于检测一个一维加速度向量，其中至 少--维加速度传感器是以所检测的一维加速度向量相对于由至少一二维加速度传感器 检测的二维加速度向量实质上正交地运行的这种方式而相对于至少一二维加速度传感器 配置。此外，测量装置包括第一旋转角度传感器，用于检测对于z轴的二维加速度向量的第 一旋转角度，其中第一旋转角度传感器是以z轴相对