撞击感应开关、靶网及高尔夫模拟装置的制作方法

专利名称：撞击感应开关、靶网及高尔夫模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种撞击感应开关、靶网及高尔夫模拟装置，尤其是一种当受到冲击时，可以发出一个电信号的撞击感应开关，以及包括一个或一个以上撞击感应开关的靶网及包括一个或一个以上靶网的高尔夫模拟装置。
背景技术：
娱乐健身在当今社会已经成为一种时尚，高尔夫运动以其运动的高雅和趣味性得到了越来越多人们的喜爱，逐渐从一种贵族的运动转变成平民的运动，但是，由于正规的高尔夫场往往地点偏僻，并且费用高昂；使得人们无法很方便的进行高尔夫的练习，这在很大程度上限制了高尔夫运动的推广。
在现有技术中，已经出现了采用光电技术有效实现感知高尔夫球的飞行轨迹的产品，这种装置采用激光技术感知高尔夫球轨迹，不仅造价昂贵、耗费电能源(须用强电)，而且不能在阳光下工作，即不能安装在室外，因此，不但应用的范围很小，并且与高尔夫接触大自然、享受大自然的特色相悖，无法满足用户的需求。
因此，如果能够有一种简易的高尔夫模拟装置，可以在室内和室外的普通场地进行练习，必将得到广大高尔夫爱好者的欢迎，取得良好的社会效益和经济效益。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种撞击感应开关，可以在受到一定的冲击后，向外发出电信号来表征受到的冲击。
本发明所要解决的另一个技术问题在于提出一种包括一个或一个以上上述撞击感应开关的靶网，当高尔夫球击中靶网时，即可以通过撞击感应开关有效的感知。
本发明所要解决的另一个技术问题在于提出一种包括一个或一个以上上述靶网的高尔夫模拟装置，可以通过靶网感知高尔夫球的运动，计算给出高尔夫球的飞行距离，实现高尔夫运动的模拟。
本发明的撞击感应开关，包括塑料托盘、惯性部和触动开关；该塑料托盘为圆形或多边形，中部设有一个凹槽，所述触动开关可以为导电橡胶按键开关、无力臂的轻触按键开关或带有力臂的轻触按键开关，所述的惯性部通过转轴、铰链或滑动导轨的方式安置于凹槽底部；该触动开关固定安装于塑料托盘上，触动开关按键上的制动帽或力臂的末端贴近惯性部；当塑料托盘的正面受到冲击后，所述的惯性部由于惯性而推动触动开关的制动帽或力臂，按下触动开关的按键，使触动开关通过外连的电路连接线，向外发出一个电信号。
本发明所述的靶网，包括一个或一个以上上述的撞击感应开关、网架、挂网或帆布；所述的挂网或帆布安装在网架上；撞击感应开关以橡筋绳或扎带或尼龙绳固定在挂网上，或者以袋装形式设置于悬挂的帆布上，间隔为20-100cm；当高尔夫球击中撞击感应开关或其附近的挂网或帆布，撞击感应开关通过高尔夫球的直接撞击或被挂网/帆布带动获得速度，触动其触动开关从而向外给出一个电信号。
本发明的高尔夫模拟装置，包括一个或一个以上上述的靶网、主机和击球测量装置；所述的击球测量装置连接到主机，用来测量球杆击球的时间；当高尔夫球从固定的击球点被击出时，击球测量装置发送一个信号给主机；所述的靶网可以设置在固定击球点的正前方，其上的撞击感应开关的均与主机相连，用来测量高尔夫球击中靶网或撞击感应开关的时间；当高尔夫球击中靶网时，靶网上的撞击感应开关发送一个信号的给主机；所述的主机用来计算高尔夫的飞行距离，当主机收到击球测量装置发出的信号后，开始计时，收到撞击感应开关发出的信号后，停止计时；根据主机中存储的撞击感应开关与击球点的距离和高尔夫球的飞行时间计算高尔夫球开始获得的初速度，然后根据初速度计算出高尔夫球的飞行距离，通过主机上的显示界面，显示给击球者。
本发明通过包括利用惯性原理的撞击感应开关的靶网实现了对高尔夫球的飞行距离的计算，从而实现了一种高尔夫模拟装置，采用简易网架结构型的，普通电池供电，造价成本低，安装、拆卸方便，既可以安放在室内，也可以安置在室外，如庭院草坪，花园草地上的高尔夫模拟电子装置，能够为人们提供更多练习高尔夫，学习高尔夫和享受高尔夫的空间环境。


图1是本发明的撞击感应开关一个实施例的结构示意图；图2是本发明的撞击感应开关如图1所示的实施例的分解示意图；图3是本发明的撞击感应开关另一个实施例的结构示意图；图4是本发明的撞击感应开关又一个实施例的结构示意图；图5是本发明的撞击感应开关又一个实施例的结构示意图；图6是本发明的高尔夫模拟装置的示意图；图7是本发明的高尔夫模拟装置中撞击感应开关固定到靶网的一个实施例的正面示意图；图8是本发明的高尔夫模拟装置中撞击感应开关固定到靶网的如图6所示的实施例的后面示意图；图9是本发明撞击感应开关的防护外套的一个实施例的示意图；图10是本发明高尔夫模拟装置的主机的外形示意图；图11是本发明高尔夫模拟装置主机的电路实施例的示意图；图12是本发明高尔夫模拟装置无线方式数据采集、发射电路实施例的示意图；图13是本发明高尔夫模拟装置无线方式的主机电路示意图。
具体实施例方式
本发明的关键部件为撞击感应开关，要求在受到高尔夫球撞击时可以有效制动，并且既能够承受住高尔夫球千百次的猛烈撞击，又有较好的一致性，并且生产工艺应比较简单，成本低廉，便于批量生产和更换。
本发明的撞击感应开关，包括塑料托盘、惯性部和触动开关；该塑料托盘为圆形或多边形，中部设有一个凹槽，所述触动开关可以为导电橡胶按键开关、无力臂的轻触按键开关或带有力臂的轻触按键开关，所述的惯性部通过转轴、铰链或滑动导轨的方式安置于凹槽底部，该触动开关固定安装于塑料托盘上，触动开关按键上的制动帽或力臂的末端贴近惯性部；当塑料托盘的正面受到冲击后，惯性部由于惯性而推动触动开关的制动帽或力臂，按下触动开关的按键，使触动开关通过外连的电路连接线，向外发出一个电信号。
本发明的撞击感应开关采用了中央凹槽的设计，这样做的主要的好处是撞击感应开关固定于挂网或挂布后，可以使整个撞击感应开关装置保持垂直，重心尽量靠近挂网或挂布，以至始终保持其正面接受高尔夫球的撞击，可以保证撞击感应开关的灵敏度。
本发明将惯性部和触动开关的按键或力臂设置在塑料托盘的凹槽中，也可以避免与高尔夫球的直接碰撞，高尔夫球只能正面和塑料托盘和触动开关发生碰撞，使撞击感应开关可以承受高尔夫球的高速撞击，延长撞击感应开关的使用寿命。
当撞击感应开关的正面受到冲击后，即高尔夫球与撞击感应开关的正面发生碰撞，根据动量定理，撞击感应开关的塑料托盘和触动开关通过碰撞在很短的时间内获得了与高尔夫球的运动方向相同(即向前)的速度；但是由于惯性部与塑料托盘是活动连接(如转轴、铰链或滑动导轨等)或直接安装在力臂的末端，并且有较大的质量，所以塑料托盘的速度并不会马上传递到惯性部，惯性部由于惯性而保持原有的静止状态，这样在塑料托盘与惯性部之间就会出现速度差，从而惯性部会与塑料托盘发生相对移动。由于触动开关是固定于塑料托盘上的，触动开关的速度在任何时刻都于塑料托盘保持一致，所以惯性部也会与触动开关发生相对的位置移动。惯性部在移动的过程中，推动触动开关的按键的制动帽或力臂(由于按键位于力臂的上端，通过杠杆的原理)，按动触动开关的按键，触动开关的按键被按下，触动开关通过电路连接线对外发出一个电信号。
本发明需要利用惯性部的惯性来推动触动开关的制动帽或力臂以压下按键，由于物体的惯性和质量成正比，所以本发明所述的惯性部具有比较大的质量，一般为密度较大金属材料制成，而塑料托盘为了可以和高尔夫球发生碰撞时获得较高的速度，质地坚硬，有良好的弹性，并且质量不大，与高尔夫球的重量具有可比性；同时又具有一定的强度，可以承受高速的高尔夫球的撞击，一般为硬塑料或轻质合金材料制成。
为了增加塑料托盘的强度，可以在塑料托盘背面凹槽的左右两侧设置多个横向或纵向的加强筋，以使塑料托盘在高尔夫球体撞击时不会断裂。
为了增加冲击开关的灵敏度，除了上述的增加惯性部的质量，减小塑料托盘的质量以外，对于带有力臂的轻触按键开关的触动开关，还可以采用增加力臂长度的方法。由于转轴或铰链的位置到轻触开关的距离是一定的，所以可以通过增加力臂的长度，来增加惯性部推动力臂时接触点到轻触开关的距离，利用杠杆的原理来提高对轻触开关的压力，从而达到提高撞击感应开关灵敏度的效果。一般而言，触动开关的力臂总长大于或等于固定力臂的转轴或铰链的位置到轻触开关的距离的5倍。
本发明所述的触动开关可以采用集成式的一体的结构，但是，由于撞击的次数较多的情况下，开关容易受损；因此，也可以采用一种分体结构，包括轻触按键、电路输出接线插座和电气连接部，轻触按键通过电气连接部与电路输出接线插座，当惯性部使力臂或制动帽按下轻触按键，则电路输出接线插座向外输出一个电信号；
所述的轻触按键，可以是两个或三个电路连接端的轻触按键。如果采用的是三个电路连接端的轻触按键，其连接端可以是常开端、常闭端和公共端，或第一常闭端、第二常闭端和公共端，或者第一常开端、第二常开端和公共端。
所述的电气连接部可以为印刷线路板PCB小片的，轻触按键焊接固定在该PCB小片的一端，PCB小片的另一端焊接固定电路输出接线插座，完成轻触开关和电路输出接线插座二者间的电气连接。
为了可以重复接受高尔夫球的撞击，轻触开关按下后，应该可以重新弹起，由于此时惯性部已经和塑料托盘以及轻触开关保持相同的速度，所以轻触开关弹起后，可以通过力臂将惯性部重新推回到起始位置，可以重新进行测量了。
下面通过四个具体的实施例进一步详细说明本发明撞击感应开关的技术方案实施例1如图1、2所示，本发明的撞击感应开关包括塑料托盘1、轻触开关和惯性部，所述的塑料托盘1为圆形，其中央由上至下设有长方形的凹槽11；在塑料托盘1背面凹槽11的左右两侧设置多个加强筋12(参考图8)；所述的轻触开关为分体结构，其轻触按键4为两个电路连接端的轻触按键，该轻触按键4的力臂41长度为22-35mm，其力臂41的总长大于力臂转轴42到力臂下方的按键43距离长度的5倍；所述的电路输出接线插座6和轻触按键4焊接固定在二者之间的电气连接部PCB小片5上，完成电气连接；螺丝钉7将PCB小片5元件面朝里，焊盘面朝外地锁紧固定在塑料托盘凹槽上部边缘的螺丝钉孔位16中，PCB支撑骨14上；所述的惯性部为一个摆动装置，包括转轴2和摆动臂3，在凹槽上方靠近底部设计有转轴安装孔15，转轴2可以是铝质实心铆钉，穿过塑料托盘凹槽上的转轴安装孔15，形成横穿过凹槽11的转轴；所述摆动臂3悬挂于转轴2，其上部为两根细小的条状体，下部则体积和质量较大，具有较大的惯性。当撞击感应开关受到冲击后，摆动臂3由于惯性而向上摆起，推动贴紧摆动臂的轻触按键4的力臂41。
在摆动臂3的下部设有一个凹槽，轻触按键4的力臂41处于该凹槽中并紧贴凹槽的内壁，这样可以防止摆动臂3与力臂41错位，并可以起到保护力臂41的作用。
为了获得对加速度的灵敏反应，还可以在加速度感应摆动臂末端31设置一个配重金属，或在注塑成型时在摆动臂末端中加入一个金属块，增加摆动臂3下部的质量。
在塑料托盘1的凹槽11的底部设有一个软质垫片8，其作用在于减缓和降低摆动臂3在摆动复位时对凹槽底部的碰击，以避免不必要的震动和杂音。
实施例2如图3所示是本发明撞击感应开关的另一种实施方式，与实施例1相比，这两种实施方式的不同在于惯性部的设计不同。
在塑料托盘1的凹槽11下端设计有滑动腔17，在所述滑动腔中设有一个滑块32，滑块32可以是塑料成型，中间可以加有配重金属，也可以直接采用金属制作；在滑块32靠近凹槽的底部处设有牵引槽33，所述滑动腔17上方中央设有一个开口18(如图3中虚线部分所示)，轻触按键4的力臂41通过该开口18从上方伸入滑动腔体，再插入滑块32的牵引槽33中；所述的滑块可以沿滑动腔17前后滑动，当撞击感应开关受到撞击，滑块32因惯性而滑动时，可以带动插入牵引槽33的轻触按键4的力臂41，有效启动轻触开关4，发出信号。
实施例3如图4所示的实施例3是一种较为简单的实现撞击感应开关的方案，与实施例1相比，其不同之处也在于惯性部。
实施例3的惯性部为直接在轻触按键4的力臂41的下缘设置的一个重物。具体可以采用如下的方案实现力臂41的下缘设有一个圆孔，通过圆孔设置一个金属加重体34，所述金属加重体可以是金属铆钉，也可以是螺丝钉和螺丝帽的配合或其他类似的方式；也可以直接将重物粘贴或焊接在力臂41的下缘。
当金属加重体34由于惯性向前运动时，同时带动力臂41向前运动，即可有效启动轻触开关，发出信号。
实施例4如图5所示是本发明的撞击感应开关的触动开关以导电橡胶按键开关的方式实现的一个方案(轻触按键的方案与此类似)，包括塑料托盘1、惯性部和导电橡胶按键开关，所述的塑料托盘1为圆形，在中央设有一个凹槽；所述的惯性部为一个加重的滑块35，可以在凹槽内沿水平的滑轨滑动；所述的导电橡胶按键开关包括导电橡胶按键44、PCB小片5和电路输出接线插座6；所述的导电橡胶按键44通过按键定位脚441固定与PCB小片5上，所述的电路输出接线插座6和导电橡胶按键的电路连接脚也焊接固定在二者之间PCB小片5上，实现电气连接；通过螺丝钉7将PCB小片5元件面朝里，焊盘面朝外地锁紧固定在塑料托盘1凹槽上部边缘的螺丝钉孔位16中；
所述的滑块35贴紧导电橡胶按键44的制动帽442，在塑料托盘1和滑快35之间设有软质垫片8。
当撞击感应开关的塑料托盘由于受到高尔夫球体的冲击带动导电橡胶按键开关一起弹出，滑块35由于惯性而保持静止，从而与导电橡胶按键开关发生相对的位置移动，推动导电橡胶按键44的制动帽442，按下导电橡胶按键，使导电橡胶按键开关向外发出一个电信号。
如图6所示是本发明所述的靶网的一个实施例，包括网架d、挂网c和一个或一个以上的撞击感应开关a，所述的挂网安装在网架上，撞击感应开关以橡筋绳或扎带或尼龙绳固定在挂网上；当高尔夫球击中撞击感应开关或其附近的挂网布，撞击感应开关通过高尔夫球的直接撞击或被挂网布带动获得速度，触动其触动开关从而向外给出一个电信号。
靶网的大小可以根据需要设定。为了增加模拟的准确程度，撞击感应开关之间的间隔一般为20-100cm。如果撞击感应开关之间的距离过远，撞击感应开关不能精确的反映高尔夫球击中靶网的位置，计算得出的高尔夫球的飞行距离的误差可能很大，影响模拟的效果；如果撞击感应开关的距离过近，既不利于降低成本，又会出现靶网负荷过重以至质量过大影响对高尔夫球体撞击的灵敏感应。
撞击感应开关到挂网的固定可以采用多种方式，图7和图8给出了一种简单的捆绑固定方式，撞击感应开关塑料托盘的边缘设有多对用于扎带或皮筋穿过的双孔13，扎带或皮筋从每一对双孔13中的一个孔穿下，从另一个孔穿出，将撞击感应开关与其下的挂网的网绳扎紧固定。
图7是撞击感应开关固定后的正视图，图8是后视图，如图所示，挂网的网绳1001采用了菱形编织的方式编织，撞击感应开关的塑料托盘正面朝前由六根扎带1002对称地分别在塑料托盘的左上、右上、左中、右中及左下和右下的六个部位扎紧固定在挂网网绳上，其中左上、右上、左下和右下的四根扎带呈1字型由上下穿过网绳的交叉点扎紧，左中和右中的扎带则各自以十字或8字交叉地由上下左右穿过网绳的交叉点扎紧，左中和右中的两根扎带扎好后在塑料托盘正面分别呈十字形状，在塑料托盘的背面分别呈8字形状。
另一种比较简单的固定方式是在撞击感应开关的塑料托盘的左上、右上、左中、右中及左下和右下的边缘分别设有多个螺孔，每个部分还有一个开有与螺孔位置适应的螺丝孔的压片，压片和撞击感应开关通过螺丝将二者之间的挂网的网绳夹紧，实现撞击感应开关到挂网的固定。为了尽可能减少撞击感应开关塑料托盘的重量，螺丝和压片都不应选用金属材料。
由于高尔夫球的速度很快，为了保护撞击感应开关，还可以在撞击感应开关外增加一个防护外套，所述的防护外套包括外衣9和内垫，该外衣由皮革或人造皮革或者强度高、韧性好的布料制作，内垫为一块厚度为8-20mm、外形和塑料托盘相近、面积大于或等于塑料托盘面积的海绵垫，该防护外套外衣在外、从正面包裹住撞击感应开关的塑料托盘，内垫位于塑料托盘正面与防护外套的外衣之间，完成保护撞击感应开关的功能。
如图9所示是一种简单的防护外套外衣9的平面图，为一个带有若干齿状分支91的圆形或多边形，各所述齿状分支的末端设计有一个圆孔92；内垫为一块厚度为8-20mm、外形和塑料托盘相近、面积大于或等于塑料托盘面积的海绵垫，该防护外套外衣在外、内垫在里从正面包裹住固定在挂网上的塑料托盘，防护外套外衣的各齿状分支上下左右均匀对称地穿过挂网网绳紧贴塑料托盘的周边折向塑料托盘的背后围绕在凹槽背面四周，使用扎带依次逐一穿过所有齿状分支的圆孔后扎紧，或者使用橡筋绳呈“田”字形而有序地穿过所有齿状分支的圆口扎紧。
每一个撞击感应开关都需要通过导线连接到主机，以便向主机传递撞击感应开关被击中发出的信号，但是，过多的撞击感应开关会使得布线过于复杂，并且不易维护，所以对于每一个靶网，如图6所示，本发明通过汇线盒b将靶网上全部撞击感应开关的输出信号的导线汇集在一起进行传输。
所述的汇线盒设置在挂网帆布上方中央或一侧，将靶网上全部撞击感应开关的输出信号的电路连接线汇集在一起，然后再通过有线或无线的方式连接到主机；所述的撞击感应开关与汇线盒之间的电路连接线竖直从撞击感应开关的插座插口上引出至挂网的边沿，牵引至汇线盒的插座插口插入；所述电路连接线间隔距离地用扎带或橡筋绳或尼龙细绳以扎紧固定的方式固定于挂网网绳上，每个扎紧固定点配有一个橡胶护线圈，该电路连接线置入橡胶护线圈周边的凹槽里环绕一周，再用扎带或橡筋绳或尼龙绳穿过该橡胶护线圈中心孔，将橡胶护线圈一例及其凹槽内的电路连接线和靶网网绳一起扎紧固定，在挂网上纵向方向相邻的每两个扎紧固定点的间隔距离为30-80cm；所述电路连接线须放宽松地扎紧固定在挂网上。
汇线盒最简单是采用一种数据通信中常用的多针数据线，如类似于计算机IDE硬盘使用的40针数据线或计算机并口使用的25针数据线，将撞击感应开关的输出信号汇集后，通过多针数据线直接传递到主机。
另一种方式相对复杂，却可以适用于撞击感应开关较多的情况。所述的汇线盒中包括一个单片机，将所有的撞击感应开关的信号都接入到单片机中，单片机根据预先对撞击感应开关的编号，将接收到的撞击感应开关的信号和编号，通过无线或有线的方式传递到主机。采用无线的方式，可以省去汇线盒到主机的连线，便于高尔夫模拟装置的拆卸和移动，可以更灵活的满足用户的需求。
高尔夫模拟装置的靶网在长时间使用过程中，由于高球无数次的猛烈撞击，挂网难免有损伤以至损坏，此时需要更换挂网，由于挂网上设置有许多的撞击感应开关，拆换很是费事，为了避免这一困难，可以在贴近整个靶网的前面挂置一块柔软的布料(图5中没有示出)，以有效阻止高尔夫球体直接撞击损伤挂网，当该布料有一定损坏时能够方便更换以确保挂网的长期使用不受损害，从而避免更换或拆卸挂网和感应开关装置，延长挂网的使用寿命；同时所述布料上面可以喷画或印染上类似果岭、球道等高尔夫场地图案色彩，以增添模拟高尔夫的效果。
本发明的撞击感应开关还可以袋装形式设置于悬挂的帆布上，制成高尔夫模拟装置的靶网，所述帆布的背面对应需要安置感应开关的位置上设计有布料制作的口袋，所述口袋一一放入安装好所有部件的撞击感应开关(此时塑料托盘可设计成方形或长方形)，接插好插头引线，在塑料托盘的前面放置缓冲海绵垫，再将口袋缝住或通过拉链封口。帆布比挂网结实耐用，但是不如挂网柔软，所以对撞击感应开关的灵敏度要求更高。
本发明所述的高尔夫模拟装置正是利用了以上的带有撞击感应开关的靶网，感知高尔夫球的飞行方向和距离，实现了对高尔夫运动的模拟。本发明的设计思想是击球者在固定的位置击球，从击球的一瞬间开始计时，高尔夫球打到缀有多个撞击感应开关的挂网，无论是直接击中撞击感应开关还是击中挂网，都可以引起撞击感应开关沿高尔夫球运动方向的速度，从而使撞击感应开关发出一个信号表示其被高尔夫球击中，停止计时。由于每个撞击感应开关的位置和固定击球位置的距离都是已知的，根据高尔夫球飞行的时间就可以通过以下公式S=V0t+12gt2;]]>其中，S表示距离，V0表示初速度，g表示重力加速度，t表示飞行时间；就可以计算出高尔夫球开始时获得的初速度，从而可以计算出高尔夫球可能的飞行距离，实现模拟高尔夫球的飞行。
如图6所示是本发明的高尔夫模拟装置的结构示意图，包括一个或一个以上如上所述的靶网、主机和击球测量装置；所述的击球测量装置连接到主机，用来测量球杆击球的时间；当高尔夫球从固定的击球点被击出时，击球测量装置发送一个信号给主机；所述的靶网可以设置在固定击球点的正前方，其上的撞击感应开关的均与主机相连，用来测量高尔夫球击中靶网或撞击感应开关的时间；当高尔夫球击中靶网时，靶网上的撞击感应开关发送一个信号的给主机；所述的主机用来计算高尔夫的飞行距离，当主机收到击球测量装置发出的信号后，开始计时，收到撞击感应开关发出的信号后，停止计时；根据主机中存储的撞击感应开关与击球点的距离和高尔夫球的飞行时间计算高尔夫球开始获得的初速度，然后根据初速度计算出高尔夫球的飞行距离，通过主机上的显示界面，显示给击球者。
本发明的高尔夫模拟装置可以包括多面靶网，如图6所示，从前方，左右方和上方把高尔夫球可能的飞行路线闭，这样无论使用者将高尔夫球打到哪个方向，球都会打到靶网上，使得球飞行的距离可以被测量到。
本发明的击球测量装置，用来向主机传递击球的时间信息。根据测量原理的不同，可以采用声音或机械感应装置。
声音感应的击球测量装置为在固定击球区方圆1-2米范围内的地面上或在主机上设置的麦克风，当球杆击中高尔夫球时，麦克风接收球杆击球发出的声音，转换成电信号，发送到主机。
通过声音原理测量装置简单有效，并且不易损坏、寿命长。由于球杆击打高尔夫球的瞬间，会产生很大的“啪”的声音，所以可以在固定击球位置附近的地面上或主机上设置一个麦克风来接收该声音，通过滤波电路过滤掉杂音，实现对击球时间的测量。当麦克风接收到击球产生的“啪”的声音，就会产生一个电信号，输入到主机中。主机通过滤波、放大和整形后就可以输入到其单片机中，作为计时的开始信号了。
机械的击球测量装置为灵敏压力开关，所述的压力开关包括一个托盘和压力感应装置，当高尔夫球放置于托盘上时，压力感应装置感应到高尔夫球重量产生的对托盘产生的压力，不产生信号；当高尔夫球被击出后，托盘上的压力消失，压力感应装置产生一个电信号，发送到主机。
压力感应装置可以是简单的弹簧原理的电路结构，或者是电子称量或刚体形变原理的电子产品，这些产品在市场上都有销售。
当高尔夫球击中靶网后，可能只有一个撞击感应开关给出信号，也可能出现多个撞击感应开关给出信号的情况，但是，由于直接受到撞击或者距离撞击点最近的撞击感应开关获得的速度最快，所以它最先推动触动开关，给出信号；因此，本发明的高尔夫模拟装置的主机只需要处理最先到达的撞击感应开关的信号就可以停止计时，以发出该信号的撞击感应开关作为高尔夫球击中的撞击感应开关进行计算。
如图10所示是本发明的主机的一个外部示意图，包括壳体、壳体支架、显示屏、控制按键和内部的控制电路，所述的壳体安装在壳体支架上，显示屏安装在壳体的表面；为了方便使用者查看显示屏，主机的壳体可以倾斜一定的角度，使显示屏朝向使用者；并且壳体支架的高度也可以调整，以适用于不同的使用者。
所述的控制按键也安装在壳体的表面，连接到控制电路，用来对控制电路进行控制和设置；所述的控制电路，从击球测量装置中获得击球的信号，开始计时；收到撞击感应开关的信号后，停止计时，根据撞击感应开关的位置，计算出高尔夫球的初速度，从而计算出高尔夫球可能的飞行距离，通过显示屏显示给使用者。
作为声音感应装置的麦克风也可以设置在主机的壳体上，这样的设置便于操作和移动，此时主机应放在击球点约1-2米半径范围内。
本发明所述的控制电路，包括单片机、显示控制电路、击球信号接收电路、撞击感应开关信号接收电路和按键电路，所述的击球信号接收电路接收到击球测量装置发出的信号后，经过滤波、放大和整形后，发送到单片机的接收端；所述的撞击感应开关信号接收电路接收到撞击感应开关发出的信号后，直接经过将信号发送给单片机的接收端；所述的单片机收到击球信号接收电路的信号后，开始计时；接收到撞击感应开关信号接收电路的信号后，停止计时；根据发出信号的撞击感应开关的位置，计算高尔夫球的初速度，并根据该初速度计算高尔夫球的飞行距离；单片机将计算的结果发送到显示控制电路，显示控制电路控制显示屏显示计算结果。
如图6所示，为了使用户除了挥杆打远之外，还可以练习推杆。在固定击球点四周或靶网之间的地面上设置草坪g和球洞e。使用者可以从草坪上的任意地方，向球洞练习推杆。草坪可以为可移动草坪或模拟草坪，以方便本发明的模拟装置的拆卸。
本发明的球洞可以采用一种光感应球洞，同主机相连，用户可以直接从主机上即可得出球是否入洞，并且可以方便的通过主机进行多洞的比赛模拟。
所述的光感应球洞为在普通的球洞的底部设有一个包括光敏电阻的电路，当球不在球洞中时，外界的自然光或灯光使得光敏电阻的阻值较小，输出电压为一个高电平；当球入洞后，外界的光被遮挡，光敏电阻的阻值变得很高，对外只能输出一个低电平；主机可以根据电平的变化，来判断球是否入洞，从而通过显示屏显示给用户。
如图11所示，是本发明一个控制电路的实施例示意图，该实施方式中主机采用使用了LCD显示屏；汇线盒采用了多针数据线以有线的方式连接到主机。
图中101是MCU中央处理电路单元，包括一个单片机U1，该单片机的INT0端口连接击球测量电路104，击球测量电路104通过MIC接收发球信号，经滤波、放大处理后，传输给U1；102是撞击感应开关信号接收电路，矩阵排列由U1的P IO口形成5×5的扫描电路，每个开关连接有一个二极管以避免开关触动时对U1的各IO口造成短路而影响各开关信号的接收；108是电源电路，与各电路的电源输入端连接，提供工作电源。
106按键电路连接U1的P16、P17、RD、WR等I/O口，用于接收操作指令；105为光感应球洞电路，R12是光敏电阻，接收光信号经过三极管放大成5V的开关信号，当高球进洞后，挡住光源，三极管电压输出为0，用于感知高球进洞信号；U1通过T0、T1、INT1等IO口连接到LCD驱动IC的CS、WR、DATA等端口控制LCD显示器103；107是存储器，用于存储必要的数据，防止断电丢失，连接到U1的P06、P07等IO口。
在如上所述的实施例中，靶网上的撞击感应开关的信号和声音击球测量装置的信号都是通过有线的方式传输到主机，这种虽然稳定可靠，并且成本较低，但是不够灵活，不便于拆卸和移动，因此，本发明提出了另一种采用无线方式，进行主机与撞击感应开关、击球测量装置，甚至和球洞之间的通信。
采用无线的方式进行数据传输，本发明对如上实施例中的汇线盒做出了改变，汇线盒，或称数据采集发射装置，采集所有撞击感应开关、击球测量装置和球洞的数据，通过单片机进行模数转换后，再通过无线发射模块传输到主机；主机包含有无线接收模块，将接收到的数据发送到主机的单片机中进行处理，主机中的单片机首先判断接收到的信号的发出者是撞击感应开关、击球测量装置或球洞，然后再对信号进行处理。
如图12所示是采用无线方式进行数据传输时，本发明的数据采集发射装置的一个实施例电路图，单片机U2的电路201，撞击感应开关信号接收电路202，光感应球洞电路203，击球信号接收电路204，无线发射电路205和电源电路206；所述单片机U2的LIGH1口连接到光感应球洞电路203的输出，SOUND口连接到击球信号接收电路204的输出，PIO口连接到撞击感应开关信号接收电路202的输出，单片机通过这些接口获得各个电路输出的数据，模数转换后，按各自的编码方式，通过OUT口输出到无线发射电路205；所述的无线发射电路205包括一个无线发射模块(参见图中的433MHZ，REMOTER)，单片机U2输出的信号经过简单的处理后，交由无线发射模块向外发射。
图12中的其他部分电路与有线方式实施例的对应部分的功能相同。
如图13所示是无线方式进行数据传输时，本发明的主机部分的电路示意图，包括单片机U3的电路301，无线接收电路302、显示控制电路303和电源电路304；所述的无线接收电路302包括无线接收模块(J1)RECEIVE和单片机U4，无线接收模块的输出经过单片机U4处理后，输入单片机U3的RXD口；单片机U3判断信号的发出者，并完成相应的计算和控制功能；单片机U3通过INT1、T0和T1口连接到显示控制电路，完成显示数据的传输。
图12和图13中，还包括一些其他的辅助电路，如存储IC等电路，与图11相同，所以未在图中画出。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种撞击感应开关，其特征在于包括塑料托盘、惯性部和触动开关；该塑料托盘为圆形或多边形，中部设有一个凹槽，所述触动开关可以为导电橡胶按键开关、无力臂的轻触按键开关或带有力臂的轻触按键开关，所述的惯性部通过转轴、铰链或滑动导轨的方式安置于凹槽底部；该触动开关固定安装于塑料托盘上，触动开关按键上的制动帽或力臂的末端贴近惯性部；当塑料托盘的正面受到冲击后，所述的惯性部由于惯性而推动触动开关的制动帽或力臂，按下触动开关的按键，使触动开关通过外连的电路连接线，向外发出一个电信号。
2.根据权利要求1所述的撞击感应开关，其特征在于所述的触动开关为带有利力臂的轻触开关，其力臂总长度大于或等于固定力臂的转轴或铰链的位置到轻触开关按键的距离的5倍。
3.根据权利要求1或2所述的撞击感应开关，其特征在于所述的触动开关由轻触按键、电路输出接线插座和电气连接部组成，所述的轻触按键可以为导电橡胶按键、无力臂的轻触按键或带有力臂的轻触按键，该轻触按键通过电气连接部与电路输出接线插座，当轻触按键按下时，电路输出接线插座向外输出一个电信号；所述的轻触按键可以有两个电路连接端，也可以有三个电路连接端，该三个电路连接端可以是常开端、常闭端和公共端，或第一常闭端、第二常闭端和公共端，或者第一常开端、第二常开端和公共端；所述的电气连接部可以为印刷线路板PCB小片，轻触按键焊接固定在该PCB小片的一端，PCB小片的另一端焊接固定电路输出接线插座，完成轻触开关和电路输出接线插座二者间的电气连接。
4.根据权利要求1或2所述的撞击感应开关，其特征在于所述的触动开关为带有力臂的轻触开关；所述的惯性部为一个金属配重物，在轻触开关力臂末端设计一个圆孔，该金属配重物的惯性部直接设置于力臂末端的圆孔中，当撞击感应开关的塑料托盘由于受到高尔夫球体的冲击带动触动开关一起向后弹出，而金属配重物的惯性部由于惯性作用而静止不动，与固定于塑料托盘上的触动按键开关产生相对的位置移动，以至推动轻触开关的力臂向前移动，按下轻触按键；所述的惯性部还可以为一个摆动装置，包括转轴和摆动臂，所述的转轴横穿过塑料托盘凹槽上方，摆动臂下部的重量较大，悬挂于转轴上，整体位于凹槽内；其摆动臂的下缘与设置在凹槽内的触动开关的力臂下缘相贴近；当撞击感应开关的塑料托盘由于受到高尔夫球体的冲击带动触动开关一起向后弹出，摆动臂由于惯性而静止不动，与固定于塑料托盘上的触动开关产生相对的位置移动，以至推动贴近于摆动臂的触动开关力臂，按下轻触按键；所述的惯性部还可以为一个金属或塑料或者由塑料成型而内嵌有金属配重件的滑块，同时在塑料托盘凹槽下部设置一个滑动腔，滑块可以在滑动腔中前后滑动，在滑块靠近凹槽的底部处设有牵引槽，滑动腔上方设有一个开口；所述的轻触按键的力臂通过该开口从上方伸入滑动腔体，再插入滑块的牵引槽中；当撞击感应开关的塑料托盘由于受到高尔夫球体的冲击带动触动开关一起向后弹出，滑块由于惯性而静止不动，与固定于塑料托盘上的触动开关产生相对的位置移动，以至带动了伸进滑块的牵引槽的触动开关力臂向前移动，按下轻触按键。
5.根据权利要求1所述的撞击感应开关，其特征在于还包括防护外套，所述的防护外套包括外衣和内垫，该外衣由皮革或人造皮革或者强度高、韧性好的布料制作，内垫为一块厚度为8-20mm、外形和塑料托盘相近、面积大于或等于塑料托盘面积的海绵垫，该防护外套外衣在外、从正面包裹住撞击感应开关的塑料托盘，内垫位于塑料托盘正面与防护外套的外衣之间，完成保护撞击感应开关的功能。
6.一种靶网，其特征在于包括一个或一个以上如权利要求1-5任一所述的撞击感应开关、网架、挂网或帆布；所述的挂网或帆布安装在网架上；撞击感应开关以橡筋绳或扎带或尼龙绳固定在挂网上，或者以袋装形式设置于悬挂的帆布上，间隔为20-100cm；当高尔夫球击中撞击感应开关或其附近的挂网或帆布，撞击感应开关通过高尔夫球的直接撞击或被挂网/帆布带动获得速度，触动其触动开关从而向外给出一个电信号。
7.根据权利要求6所述的靶网，其特征在于还包括汇线盒，所述的汇线盒设置在挂网帆布上方中央或一侧，将靶网上全部撞击感应开关的输出信号的电路连接线汇集在一起，然后再通过有线或无线的方式连接到主机；所述的撞击感应开关与汇线盒之间的电路连接线从撞击感应开关的插座插口上竖直引出至挂网的边沿，牵引至汇线盒的插座插口插入；所述电路连接线间隔距离地用扎带或橡筋绳或尼龙细绳以扎紧固定的方式固定于挂网网绳上，在挂网上纵向方向相邻的每两个扎紧固定点的间隔距离为30-80cm，使电路连接线宽松地扎紧固定在挂网上。
8.一种高尔夫模拟装置，其特征在于包括一个或一个以上如权利要求6-8任一所述的靶网、主机和击球测量装置；所述的击球测量装置连接到主机，用来测量球杆击球的时间；当高尔夫球从固定的击球点被击出时，击球测量装置发送一个信号给主机；所述的靶网可以设置在固定击球点的正前方，其上的撞击感应开关的均与主机相连，用来测量高尔夫球击中靶网或撞击感应开关的时间；当高尔夫球击中靶网时，靶网上的撞击感应开关发送一个信号的给主机；所述的主机用来计算高尔夫的飞行距离，当主机收到击球测量装置发出的信号后，开始计时，收到撞击感应开关发出的信号后，停止计时；根据主机中存储的撞击感应开关与击球点的距离和高尔夫球的飞行时间计算高尔夫球开始获得的初速度，然后根据初速度计算出高尔夫球的飞行距离，通过主机上的显示界面，显示给击球者。
9.根据权利要求8所述的高尔夫模拟装置，其特征在于所述的击球测量装置为在固定击球区方圆1-2米范围内的地面上或在主机上设置的麦克风，当球杆击中高尔夫球时，麦克风接收球杆击球发出的声音，将其转换成电信号，发送到主机。
10.根据权利要求9所述的高尔夫模拟装置，其特征在于所述的主机包括壳体、壳体支架、显示屏、控制按键和内部的控制电路，所述的壳体安装在壳体塑料托盘上，显示屏安装在壳体的表面；为了方便使用者查看显示屏，所述的壳体可以倾斜一定的角度，使显示屏朝向使用者；并且壳体塑料托盘的高度也可以调整，以适用于不同的使用者。所述的控制按键也安装在壳体的表面，连接到控制电路，用来对控制电路进行控制和设置；所述的控制电路，从击球测量装置中获得击球的信号，开始计时；收到撞击感应开关的信号后，停止计时，根据撞击感应开关的位置，计算出高尔夫球的初速度，从而计算出高尔夫球可能的飞行距离，通过显示屏显示给使用者。
11.根据权利要求10述的高尔夫模拟装置，其特征在于所述的控制电路，包括单片机、显示控制电路、击球信号接收电路、撞击感应开关信号接收电路和按键电路，所述的击球信号接收电路接收到击球测量装置发出的信号后，经过滤波、放大和整形后，发送到单片机的接收端；所述的撞击感应开关信号接收电路接收到撞击感应开关发出的信号后，直接经过将信号发送给单片机的接收端；所述的单片机收到击球信号接收电路的信号后，开始计时；接收到撞击感应开关信号接收电路的信号后，停止计时；根据发出信号的撞击感应开关的位置，计算高尔夫球的初速度，并根据该初速度计算高尔夫球的飞行距离；单片机将计算的结果发送到显示控制电路，显示控制电路控制显示屏显示计算结果。
12.根据权利要求8所述的高尔夫模拟装置，其特征在于还包括移动草坪/模拟草坪和球洞，所述的草坪和球洞设置在固定击球点四周和/或靶网之间，所述的球洞可以为普通球洞或输出连接到主机的光感应球洞。
13.根据权利要求8-10或12所述的高尔夫模拟装置，其特征在于还包括数据采集发射装置，用于采集所有撞击感应开关和击球测量装置的数据，通过单片机进行模数转换后，再通过无线发射模块传输到主机；主机包含有无线接收模块，将接收到的数据发送到主机的单片机中进行处理，然后将相关信号传送给显示控制电路控制显示屏显示相关内容。
14.根据权利要求13所述的高尔夫模拟装置，其特征在于所述的数据采集测量装置包括单片机1的电路，撞击感应开关信号接收电路，击球信号接收电路，无线发射电路和电源电路；所述单片机1的SOUND口连接到击球信号接收电路的输出，PIO口连接到撞击感应开关信号接收电路的输出，单片机1通过这些接口获得各个电路输出的数据，模数转换后，按各自的编码方式，通过OUT口输出到无线发射电路；所述的无线发射电路包括一个无线发射模块，单片机输出的信号交由无线发射模块向外发射；主机控制电路包括单片机2的电路，无线接收电路、显示控制电路、按键电路和电源电路；所述的无线接收电路包括无线接收模块和单片机3，无线接收模块的输出经过单片机3处理后，输入单片机2的RXD口；单片机2判断信号的发出者，并完成相应的计算和控制功能；单片机2通过INT1、T0和T1口连接到显示控制电路，完成显示数据的传输。
全文摘要
本发明公开了一种高尔夫模拟装置，包括一个或一个以上的靶网、主机和击球测量装置；击球测量装置连接到主机，用来测量击球的时间；靶网设置在固定击球点的正前方，其上的撞击感应均与主机相连，用来测量高尔夫球击中靶网或撞击感应开关的时间；主机用来计算高尔夫的飞行距离，通过主机上的显示界面，显示给击球者。本发明通过利用惯性原理的撞击感应开关实现了对高尔夫球的飞行距离的计算，从而实现了一种高尔夫模拟装置，采用简易网架结构型的，普通电池供电，造价成本低，安装、拆卸方便，既可以安放在室内，也可以安置在室外，能够为人们提供更多练习高尔夫，学习高尔夫和享受高尔夫的空间环境。
文档编号A63B57/00GK1661747SQ200410006360
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月27日 优先权日2004年2月27日
发明者曾平蔚, 曾科 申请人:曾科, 曾平蔚