专利名称：网球训练参量测试方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量冲击的装置，尤其是使用压电变换器测量冲击的装置。
背景技术：
网球训练中，运动员和教练员都需要了解已完成的训练参量如击球次数、击球速度、打球的时间、打球消耗的能量，以便科学的安排训练计划。对于单项的训练参量，如击球速度和打球消耗的能量，已有专门的测量设备供体育科学研究或训练应用。但这些测量设备一般来说不适合平常运动训练中随时随地的使用。另外，测试击球速度、能量等关于冲击的测量设备大多使用加速度计作为敏感元件，将加速度计输出的模拟量经模/数(A/D)变换后再作数据处理，处理成击球速度、能量等训练参量，按这种方法设计的设备成本高，不易普及。运动员和教练员都迫切需要一种与网球拍相联接的能直接反映运动员持拍运动情况、简易的综合训练参量，特别是能测量冲击参量的测量装置。
发明内容
本发明第一个目的旨在提供一种简易的能测量冲击参量的网球训练参量测试方法，按这种方法设计的网球训练参量测试设备简单，成本低，易普及。
本发明的第二个目的旨在提供一种使用前一目的提供的方法设计的能测量冲击参量的网球训练测试装置，使运动员和教练员在平常运动训练中随时随地的了解已完成的综合训练量。
本发明的第一个目的是通过以下方案实现的网球训练参量测试方法，其特征是使用安装在网球拍上的压电传感器和安装在网球拍上的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号作为一次击球次数。
所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所对应并存贮在速度变换数组中的数值作为击球速度。
所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所对应并存贮在能量变换数组中的数值作为击球能量。
所述的振动信号的计数量为振动信号振动次数计数或振动信号持续时间计数。
本发明的第二个目的是通过以下方案实现的网球训练参量测试装置，包括安装在网球拍上压电传感器和安装在网球拍上的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
典型的实施方式是所述的数据处理与显示模组包括预存有控制及数据处理程序的单片微处理机、传感器信号放大整形电路、显示器、时钟电路、控制按键和电池；电池连接单片微处理机和传感器信号放大整形电路；传感器信号放大整形电路的输出端及显示器、时钟电路、控制按键各个连接端分别与单片微处理机的对应功能端子连接。
其中，所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序包括将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号作为一次击球次数。
将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所确定并存贮在速度变换数组中的数值作为击球速度。
将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所确定并存贮在能量变换数组中的数值作为击球能量。
特别是，所述的振动信号的计数量为振动信号持续时间计数。
在较佳的实施例中所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序还包括在第一时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入暂停状态，收到压电传感器输出的振动信号后继续工作。
进而，所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序还包括进入所述的暂停状态又在第二时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入休眠状态，需人工按动按键转入暂停状态。
更进一步所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序还包括复位功能，清除所有的记录，进入暂停状态，收到压电传感器输出的振动信号后重新开始记录。
本发明的方法，直接在球拍上显示击球速度、能量、累计运动量，使运动员充分掌握运动情况及效果，便于了解、改进训练方法，提高击球技巧及水平具有重要作用，而且结构简单、成本低。
下面结合附图和实施例对本发明，作进一步的说明。
图1是本发明工作流程图。
图2是本发明电路框图。
具体实施例方式
网球训练测试装置，它包括安装在网球拍三角喉部内侧的压电传感器和安装在网球拍三角喉部外侧的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
典型的训练参量为击球次数/击球速度/打球的时间/打球消耗的能量。
在较佳的实施例中所述的数据处理与显示模组在第一时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入暂停状态，收到压电传感器输出的振动信号后继续工作。
进而进入所述的暂停状态又在第二时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入休眠状态，需人工按动按键转入暂停状态。
更进一步所述的数据处理与显示模组具有复位功能，清除所有的记录，进入暂停状态，收到压电传感器输出的振动信号后重新开始记录。参见图1.参见图2本实施例中压电传感器使用市场上常见的压电陶瓷蜂鸣器。我们利用网球拍三角喉部是空心的特点，把压电陶瓷蜂鸣器紧贴在网球拍三角喉部的内侧。由于网球拍三角喉部是固体，且靠近拍框，振动传导的强度和速度衰减很少，因此可以忠实的反映球拍的振动。这样即可以比较准确的测量，又可以很好保护传感器。
压电陶瓷蜂鸣器信号和击球速度的关系是由以下原理得到的。
球拍产生的机械振动是由击球者的击球动作产生的，击球强度越大网球发射的速度就越大，根据作用力与反作用力原理，球拍受到的机械振动就越大，相应压电陶瓷蜂鸣器产生的机械形变量也越大，压电陶瓷蜂鸣器所产生的电压也越大；由于压电陶瓷蜂鸣器感应的机械振动和网球拍击球产生的机械振动的次数是对应的，球拍产生的机械振动次数越多压电陶瓷蜂鸣器机械形变次数越多，压电陶瓷蜂鸣器所产生的电压交变的次数也越多；击球速度越大，球拍产生的机械振动持续时间越长，压电陶瓷蜂鸣器所产生的电压持续时间越长。
通过对安装在网球拍三角喉部内侧的压电陶瓷蜂鸣器在击球时传来的压电电压的幅度、压电电压的变化次数和压电电压变化持续时间这些数据进行综合处理，可以得到网球球速和网球拍击球次数。
当击球动作发生时，压电陶瓷蜂鸣器就从球拍上感应到机械震动，从而产生连续变化的电压，通过对这种电压波形进行整形和放大，达到球拍测试装置处理器能接受和处理的信号。
当击球动作产生时，一方面，处理电路的计时器开始工作，计算信号的持续时间，这个持续时间与经过网球拍厂家专用测速仪的网球速度进行校正从而得出持续时间和速度关系的比值，把这些比值记录在处理电路里从而得到比较准确的击球速度。另一方面，处理电路把压电信号进行模拟数字转换(ADC)，把得到数据与网球拍厂家专用测速仪的网球速度进行对比建立相应的关系，作为与测试时间得到的数值进行效正。通过两个方面的计算从而得到比较准确的速度值。
权利要求
1.网球训练参量测试方法，其特征是使用安装在网球拍上的压电传感器和安装在网球拍上的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
2.根据权利要求1所述的网球训练参量测试方法，其特征是所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号作为一次击球次数。
3.根据权利要求1所述的网球训练参量测试方法，其特征是所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所确定并存贮在速度变换数组中的数值作为击球速度。
4.根据权利要求1所述的网球训练参量测试方法，其特征是所述的数据处理与显示模组将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所确定并存贮在能量变换数组中的数值作为击球能量。
5.根据权利要求3或4所述的网球训练参量测试方法，其特征是所述的振动信号的计数量为振动信号振动次数计数。
6.根据权利要求3或4所述的网球训练参量测试方法，其特征是所述的振动信号的计数量为振动信号持续时间计数。
7.网球训练参量测试装置，其特征是包括安装在网球拍上压电传感器和安装在网球拍上的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
8.根据权利要求7所述的网球训练测试装置，其特征是所述的数据处理与显示模组包括预存有控制及数据处理程序的单片微处理机、传感器信号放大整形电路、显示器、时钟电路、控制按键和电池；电池连接单片微处理机和传感器信号放大整形电路；传感器信号放大整形电路的输出端及显示器、时钟电路、控制按键各个连接端分别与单片微处理机的对应功能端子连接。
9.根据权利要求8所述的网球训练测试装置，其特征是所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序包括将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号作为一次击球次数。
10.根据权利要求8所述的网球训练测试装置，其特征是所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序包括将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所对应并存贮在速度变换数组中的数值作为击球速度。
11.根据权利要求8所述的网球训练测试装置，其特征是所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序包括将网球拍一次击球时压电传感器输出的振动信号的计数量所对应并存贮在能量变换数组中的数值作为击球能量。
12.根据权利要求10或11所述的网球训练测试装置，其特征是所述的振动信号的计数量为振动信号持续时间计数。
13.根据权利要求7或8或9或10或11所述的网球训练测试装置，其特征是所述的数据处理与显示模组的控制及数据处理程序还包括在第一时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入暂停状态，收到压电传感器输出的振动信号后继续工作；进入所述的暂停状态又在第二时间间隔后未收到压电传感器输出的振动信号，进入休眠状态，需人工按动按键转入暂停状态。
全文摘要
本发明涉及一种网球训练参量测试方法及其装置，旨在提供一种简易的能测量冲击参量的网球训练参量测试方法，按这种方法设计的网球训练参量测试设备简单，成本低，易普及。其特点是使用安装在网球拍上的压电传感器和安装在网球拍上的数据处理与显示模组，所述的数据处理与显示模组将网球拍击球时压电传感器输出的振动信号变换为训练参量加以记录和显示。
文档编号A63B71/06GK1480233SQ0213546
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月2日 优先权日2002年9月2日
发明者吴小明 申请人:厦门金明达科技发展有限公司