提供反馈的运动器材产品的制作方法

专利名称：提供反馈的运动器材产品的制作方法
提供反馈的运动器材产品
背景技术：
在多数情况下在玩家使用运动器材产品，例如球棒、冰球杆或高尔夫球杆时，能够 获得他或她的表现的反馈对于该玩家是有利的。举例来说，当玩家挥动球棒击打投出的球 时，如果玩家能知道撞击发生在球棒的哪个位置，一般对玩家会有帮助。然而，受制于挥棒 速度及玩家专注于运动中的球等原因，玩家往往难以做出上述判断。玩家可能不会注意到，例如，他或她始终通过球棒上位于柄与棒筒上〃最佳击打 点(sweet spot)“之间的一部分来击打投出的球。用球棒上的这部分击球在某些情况下表 现尚可，但却非最佳。玩家可能没有意识到他或她并没有实现最佳的接触。于是，玩家也许 永远都不会对挥棒做出必要的调整，从而得以一直在棒筒的最佳击打点或附近击球。玩家通常借助挥棒教练或挥棒指导员来反馈关于用球棒或其它运动器材产品造 成的撞击的质量和位置。但是，雇用这类指导员的开销很大，而且为了获得有意义的反馈， 指导员必需在场。此外，专业的挥棒教练或指导员往往关注玩家的挥棒技巧多于对球棒或 其它撞击对象的撞击位置，不管怎样，撞击位置用肉眼是较难确定的。先进的计算机程序和设备已被开发出来以便向玩家提供关于挥棒表现的反馈。但 这类设备通常较为昂贵，且玩家需要前往指定地点才能使用该设备。因此，要获得有意义的 关于其挥棒质量的反馈，对于玩家而言通常是件困难、费时和/或代价高昂的事情。发明内 容概沭一种运动器材产品，例如球棒，包括位于产品主体上或其内部的传感器。传感器检 测物体撞击该产品所产生的振动。检测到的振动将用于确定撞击的质量、位置或与撞击有 关的其它信息。位于产品上或其内部的光学和/或有声反馈元件以可视和/或有声方式提 供有关上述撞击的信息。其它特征和优势会在下文中出现。上述特征可以分开或合并使用，也可以使用其 中一个或多个特征所构成的各种组合。


在附图中，相同的附图标号在全部视图中表示相同的的元件。图1为根据一个具体实施例的包括光学显示系统的球棒的透视图；图2为图1所示的球棒上的锥形部分的透视图，其中一部分被剥离从而露出光学 显示系统的各部分；图3为球棒的侧面示意图，其中示出了第二振动模式的波节和波腹的大概位置。 发明内容具体描沭下面将对本发明的几个实施例进行介绍。以下的描述为透彻地理解和能够实施这 些实施例提供了具体的细节。但是，本领域技术人员理解，在省略其中很多细节后，本发明 仍能实用。另外，为避免混淆这几个实施例的相关描述，本申请中没有示出或详细介绍某些 公知的结构或功能。对说明书下文中使用的术语，即使其与本发明的某些具体实施例的详细描述结合 使用，也应对这些术语作最为广义而合理的解释。下文中甚至会强调一些术语，但是，任何 术语如果准备以任何限制性方式解释，在发明内容具体描述中都将明确而具体地给出这种定义。如果上下文允许，单数形式或复数形式的术语将分别包括复数形式或单数形式的 术语。此外，除非词语"或"被明确限制为仅表示与列出中的两个或多个项目中其他项目 互斥的单一项目，否则，在这样的列表中使用"或"就应被理解为包括(a)列表中的任一 项目，(b)列表中的所有项目，或(c)列表中项目的任意组合。这里介绍的反馈系统可以用于任何合适的运动器材或撞击对象。例如，光学或有 声反馈系统可以包含在球棒、高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、射箭用的弓或其它适当的产品 中。为便于举例说明，在整个具体实施方式
部分中将球棒作为主要的例子。但是，应当理解， 这里介绍的反馈系统可以包含在任何适当的运动器材或撞击对象中。下面参照附图详述，如图1所示，棒球或垒球棒10，下文中统称〃球棒〃或〃 棒〃，包括柄12、棒筒14和将柄12连接到棒筒14的锥形部分16。柄12的自 由末端包括 球形把手18或类似结构。优选地用合适的帽20或塞子封住棒筒14。优选地，棒10的内部 是空的，这样棒10会相对较轻，因而棒球玩家在挥动棒10时可以产生可观的棒速。球棒10可以是训练用棒、被制造用于经许可的联赛的棒、玩具棒或其它非正式的 棒。球棒10可由一种或多种纤维复合材料、金属、木材、塑料或其它合适的材料制成。球棒 10可以采用一体式的结构或包括两个或更多不同的附属组件，例如分离的柄和棒筒。在一个实施例中，球棒10包括光学显示系统21。光学显示系统21以包裹、嵌入或 其它方式被包含在外壳23中，外壳23位于球棒10周围并固定到球棒10。外壳23可以由 模塑塑料、橡胶或其它合适的材料制成。外壳23可以置于锥形部分16、柄12或球棒10上 其它合适的区域。在另一个实施例中，光学显示系统21中的一个或多个部件可被包裹在棒 材料本身之中，例如，在球棒的一个或多个纤维复合材料层中。作为替代方式，光学显示系 统21也可以通过其它适当的方式与球棒10相连。在一个实施例中，球棒10包括一个凹陷区域，在棒10的主体制成后，将外壳23放 置或插入到该凹陷区域。因此，可选地，光学显示系统21的制造可以独立于球棒10，并在球 棒制造的最后工序中或在球棒制成后安装在球棒10上。在插入后，外壳23的径向外表面 优选地与其在球棒10上的纵向相邻区域的径向外表面齐平或基本齐平，使得外壳23与其 纵向相邻区域之间能够相对平滑地过渡。在一个实施例中，外壳23具有与凹陷区域的深度 相对应的厚度，约5. 08毫米(0.2英寸)至6. 35毫米(0. 25英寸)。当然，凹陷区域和外壳 23可以具有任何其它适当的尺寸。在一个实施例中，外壳23是一个橡胶套或其它有弹性的套，可以将它从球棒10的 柄的末端向上拉或滑动至进入球棒10的上述凹陷区域。作为一种替代方式，外壳23可以 由塑料或类似材料制成，并包括周向上的开口，于是外壳23包括两个相对的自由端。这两 个自由端可以被拉离对方从而可以将外壳23扣到或用力推入凹陷区域上的位置。可选地， 上述自由端可以包括相匹配的装配耳片或其它装配元件，从而在外壳23插入到凹陷区域 内后，在自由端之间提供稳固的接合。可选地，外壳23可以包括活动铰链或类似装置，使得 上述自由端可以分离呈打开状态。在将外壳23置于球棒10的凹陷区域上之后，再将上述 自由端并拢呈关闭状态。光学显示系统21包括一个或多个传感器22。为便于描述，在此仅介绍单个传感器 22。该传感器22可以是用于检测球棒的加速度或速度的加速计或类似装置，或是检测球棒上的振动的模式传感器触发器，又或是任何其它适当的感应装置。在此基础上，或作为上述 方式的替代方式，可以使用撞击、惯性或位移感应装置。优选地，传感器22包括或电连接到 处理器。举例而言，可以将传感器22集成在一个微机电系统(MEMS)处理装置或芯片中。传感器22 检测球棒10上的振动，例如棒10撞击球时产生的振动。使用一个或多 个诸如MEMS传感器的精密传感器22，可以进行额外的或替换的测量。使用一个或多个适当 的感应装置，可以测得打击频率、最大打击能量、挥棒速度及其它适当参数。为便于描述，本 文中将主要介绍振动检测。基于振动的强度，传感器22确定对球棒10所造成的撞击的大致位置。通常，在球 棒10振动的主波节处，位移或振动最小，例如棒筒14上通常位于或靠近击打中心的‘‘最佳 打击点"。相反，球棒10振动的波腹处的位移或振动通常最大。当球撞击球棒10的位置 远离振动的主波节时，投过来的球的能量的一部分造成了球棒的振动模式。其中第二振动 模式是尤其能引起兴趣的，因为这第二振动模式呈现出的频率范围与打者所直接感受到的 相符，如约600赫兹。因此，通常优选将传感器22置于第二振动模式的波腹处或邻近处，上述波腹一般 在或靠近该球棒10的锥形部分16。图3示出了第二振动模式下的普通球棒的变形轮廓。 虚线相交的点表示球棒10第二振动模式的主振动波节的位置。虚线上的顶点或相距最远 的点表示球棒10第二振动模式的波腹的大致纵向位置。在一个优选实施例中，传感器22 位于或者靠近此位置。优选地，传感器22通过一条或多条电线或金属条25电连接到位于外壳23上或其 内部，或与之分开的发光组件26，液晶显示器(“LCD")或其它可视显示设备。作为替代 方式，传感器22可以借由任一合适的无线连接技术来无线连接到上述发光组件26。发光 组件26可以包括一个或多个发光二极管(“LED" )27、灯、灯泡或其它电连接到传感器22 的适宜的照明装置。优选地，发光组件26被透明或半透明条带29覆盖，或被包围在透明或 半透明罩内，观察者可以透过上述的条带或罩看到发光二极管27。在一个实施例中，整个外 壳23都可以是透明或半透明的。在一个实施例中，将多个发光二极管27或其它光源置于球棒10的锥形部分16、柄 12或棒筒14的周围，且优选地远离"最佳打击点"。在此基础上或作为替代方式，可以将 发光二极管27置于球棒10上的透明或半透明帽20或球形把手18里。在一个实施例中， 可以将发光二极管27置于锥形部分16、帽20和球形把手18 (或柄12)中，并会被同时触发 或以预定顺序触发从而提供关于对球棒10所造成的撞击的反馈，下文中还将对此作进一 步介绍。优选地，每个发光二极管27能够发出多种颜色或强度的光。作为一种替代方式， 某些发光二极管27可以发出一种或多种颜色或强度的光，同时，其它发光二极管27可以发 出其它颜色或强度的光。如此，光的不同颜色或强度，或者不同的发光先后顺序，可以用于 表示对球棒10造成的撞击的不同质量或特性。优选地，传感器22电连接到电源，例如一节或多节电池24。作为一种替代方式，上 述电源也可以是通过在球棒10中发生变形而通电的压电片或其它适宜的电源。电池24可 以是标准的AAA电池、圆盘电池或任何其它具有适宜尺寸的电池。电池24为传感器22提 供能量，而后传感器22触发发光组件26，下文中还将对此作进一步介绍。优选地，可以通过通道门或面板28移除电池，这样可以在电池电量用尽后进行更换。通道面板28可以通过 螺丝30、销、闩或其它适合的装置固定到外壳23上或其内部的位置。面板28可以通过铰链 连接，或是能够被完全拆下。 在一个实施例中，在与球碰撞后，如果传感器22检测到极少的振动或没有检测到 振动，传感器22指示一个或多个发光二极管传感器27发出一种颜色(例如绿色)的光，表 示"良好的接触"或者发生了高质量撞击。相反，在与球碰撞后，如果传感器22检测到强 烈的振动，传感器22将指示一个或多个发光二极管27发出一种颜色(例如红色)的光，表 示"不好的接触"或发生了低质量撞击。本文中使用的撞击"质量"指撞击所产生的振动的量(较少的振动对应于较高 的质量)，或者指相对于最佳打击点的撞击位置，或者指撞击点与最佳打击点间的距离(较 远的距离对应于较低的质量)，或者指任何其它关于撞击的有用的反馈。在一个实施例中， 可以以波节上的撞击为标准来对由多个非波节位置上的撞击所产生的振动的位移、速度或 加速度的大小进行校准。之后，上述信息可以用于确定此后发生在球棒10上的撞击与最佳 击打点或其它波节之间的大致距离。在一个实施例中，多种颜色或发光先后顺序可以被用于表示不同程度的撞击质 量。例如，绿色光可以用于表示产生极少振动或没有产生振动的最佳击打点处的撞击；黄色 光可以用于表示产生出比"绿光击打"更多振动的较为靠近最佳击打点的撞击；橙色光可 以用于表示产生出比"黄光击打"更多振动的距离最佳击打点较远的撞击；而红色光可以 用于表示产生出比"橙光击打"更多振动的距离最佳打击点更远的撞击，例如靠近或位于 第二振动模式的波腹。在此基础上或作为替代方式，不同的颜色或发光先后顺序可以用于 表示撞击是否发生在最佳击打点与棒筒的自由端之间，或者是否发生在最佳击打点与球棒 上锥形部分之间。任何满足需要的灯光标志组合或发光先后顺序都是可用的。在本发明的另一个实施例中，在此基础上或作为替代方式，球棒10上或内部置有 一个或多个压力接触开关或传感器，用于确定对球棒10造成的撞击的位置。优选地，上述 压力接触开关电连接或无线连接到发光组件26。在一个实施例中，每个压力接触开关用于， 在这个压力开关所在位置或附近发生碰撞后，向发光组件26发送信号，以使得发光二极管 27中的一个或多个发出颜色对应于该压力接触开关所在位置的光。这样，光的不同颜色和 强度可以用于表示发生在置于不同位置上的多个压力接触开关所在位置或其附近的撞击。譬如，如果撞击发生在棒筒14上最佳击打点处的第一压力接触开关所在位置或 附近，第一压力接触开关可以向发光组件26发送信号，使得发光二极管27中的一个或多个 发出绿光。相反，如果撞击发生在远离最佳击打点的第二压力接触开关所在位置或附近，第 二压力接触开关会向发光组件26发送信号以使得发光二极管27中的一个或多个发出红 光。类似地，棒上不同位置处的压力接触开关可以用于发送信号，上述信号使得发光二极管 27中的一个或多个发出不同颜色的光或者以不同的先后顺序发光，从而表示出撞击的质 量。压力接触开关可以包裹在棒的材料中，例如，包裹在纤维复合材料球棒的混合层 内。作为一种替代方式，压力接触开关可以嵌入一独立的覆盖物或外皮，上述覆盖物或外皮 被固定到任意球棒的外侧。例如，压力接触开关可以被安置在薄尼龙或塑料覆盖物内，上述 薄尼龙或塑料覆盖物的末端通过钩和环或其它适当的连接装置彼此相连。这样，可以很容易地将覆盖物由球棒上取下或者安装到球棒上，也可以在多个球棒上使用该覆盖物。在另一实施例中，在发光组件26的基础上，或是作为发光组件26的替代方式，使 用电连接到传感器22的有声响应元件。可选地，上述有声响应元件包含在外壳23中。 上述 有声响应元件可以是压电扬声器或任何其它适宜的音频设备。如果撞击发生在最佳打击点 或其附近，有声响应元件可以发出第一声音，如果撞击远离最佳打击点，则发出不同于第一 声音的第二声音。任何所需数量的不同声音均可用于表示不同的撞击位置。在此基础上或 作为替代方式，有声响应元件可以发出不同数量的"哔"声或其它声音，用来表示不同的 撞击位置。任何其它合适的可听见的声音或声音形式都可以被用于表示不同的撞击位置。在另一实施例中，光学显示系统21显示文字或其它可视单元来表示对球棒10造 成的撞击的质量。举例来说，取决于撞击相对于球棒棒筒14上最佳打击点的位置，光学显 示系统21可以显示文字"好的打击"或"不理想的打击"。可以将发光二极管27或其它 光源放置在透明板后面，该透明板包括所需字词的不透明轮廓，或用任何其他合适的方式 来实现上述目的。光学显示器可以包括任何所需文字或其它可视标志。基本以如上所述方式运行的可选的光学反馈系统还可以被包括在其它撞击对象 中。例如，光学反馈系统可以被包括在高尔夫球杆、冰球杆、射箭用的弓或其它合适的对象 中。在高尔夫球杆中，传感器通过嵌入或其它方式固定到杆头或杆体，用以检测对杆 头造成的撞击在杆头内产生的振动。如上所述地，可以在此基础上或作为替代方式地检测 其它挥杆或撞击参数。电源可通过嵌入或其它方式固定到杆头或杆体，而发光系统或其它 可视显示设备则可以被包括在杆头的顶层或其它合适位置。在冰球杆中，传感器可通过嵌入或其它方式固定在击球板或杆体中，用以检测对 击球板造成的撞击在击球板内产生的振动。如上所述地，可以在此基础上或作为替代方式 地检测其它挥杆或撞击参数。电源可通过嵌入或其它方式固定到击球板或杆体，而发光系 统或其它可视显示设备则被包括在击球板的顶层或其它合适位置。在射箭用的弓中，传感器可通过嵌入或其它方式固定在弓里，用以检测弓弦被释 放后产生的位移能量。电源可通过嵌入或其它方式固定在弓的任一合适位置。发光系统或 其它可视显示设备则包括在瞄准具和弓臂之间的弓把或透明的射箭器(arrow guide)里， 或任何其它合适的位置。上述的任一实施例都可以单独使用或与其它实施例结合使用。上文中介绍了若干 实施例，可以对其进行不脱离本发明的精神和范围的各种变形和替换。因此，以下权利要求 及其等同物以外的内容不构成对本发明的限定。
权利要求
一种反馈产品，包括撞击对象；位于所述撞击对象上或其中的传感器，其用于检测撞击所述撞击对象而产生的振动；以及位于所述撞击对象上或其中的光学反馈元件，其连接到所述传感器，用于以可视的方式表示与所述撞击有关的信息。
2.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述的与所述撞击有关的信息包括所述撞击的质量。
3.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述的与所述撞击有关的信息包括对所述撞击 对象造成的撞击发生的大致位置。
4.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述撞击对象包括球棒，所述球棒具有通过锥 形部分连接到棒筒的柄。
5.如权利要求4所述的反馈产品，其中所述传感器位于所述锥形部分上或其内部，或 柄上或其内部。
6.如权利要求1所述的反馈产品，还包括连接到所述传感器的电源。
7.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述光学反馈元件包括至少一个发光二极管。
8.如权利要求7所述的反馈产品，其中所述传感器用于指示发光二极管发出颜色与所 述撞击的质量相对应的光。
9.如权利要求7所述的反馈产品，其中，多个发光二极管被放置在位于所述撞击对象 周围的条带内。
10.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述传感器和光学反馈元件被置于固定到所 述撞击对象的外壳内。
11.如权利要求10所述的反馈产品，其中所述外壳位于所述撞击对象的凹陷区域，使 得所述外壳的径向外表面与其在所述撞击对象上的纵向相邻区域的径向外表面基本齐平。
12.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述传感器和光学反馈元件位于固定到所述 撞击对象的外层覆盖物内。
13.如权利要求1所述的反馈产品，还包括位于所述撞击对象上或其内部的有声反馈 系统。
14.如权利要求1所述的反馈产品，其中所述撞击对象包括高尔夫球杆、冰球杆、网球 拍、射手的弓中的一个。
15.一种球棒，包括 柄；棒筒；将所述柄连接到所述棒筒的锥形部分；以及反馈系统，其位于所述柄、棒筒和锥形部分中的至少一个上或其内部，并包括光学反馈 系统与有声反馈系统中的至少一个。
16.如权利要求15所述的球棒，其中所述反馈系统包括光学反馈系统，其以可视的方 式表示对所述球棒造成的撞击的质量。
17.如权利要求15所述的球棒，其中所述反馈系统包括有声反馈系统，其以有声的方式表示对所述球棒造成的撞击的质量。
18.如权利要求15所述的球棒，其中所述反馈系统表示对所述撞击对象造成的撞击相 对于所述球筒上的最佳击打点的大致位置。
19.一种反馈产品，包括 撞击对象；用于检测撞击所述撞击对象所产生的振动的检测装置，其位于所述撞击对象上或其内 部；以及用于提供包括与所述撞击有关的信息的可视反馈或有声反馈中的至少一个的装置，其 与所述检测装置相联系。
20.如权利要求19所述的反馈产品，其中所述撞击对象包括球棒、高尔夫球杆、冰球 杆、网球拍和射手的弓中的一个。
21.一种反馈产品，包括 用于固定到一对象的外壳；所述外壳内的用于检测振动的传感器；以及位于所述外壳上或其内部的光学反馈元件，其与所述传感器相连，用于以可视的方式 表示与所检测到的振动相关的信息。
22.如权利要求21所述的反馈产品，其中所述光学反馈元件包括至少一个发光二极管。
23.如权利要求22所述的反馈产品，其中所述传感器用于指示所述发光二极管发出颜 色与对所述对象造成的撞击相对应的光，其中，所述外壳固定于所述对象。
24.如权利要求21所述的反馈产品，还包括位于所述外壳内的有声反馈系统。
25.一种固定到对象的反馈产品，包括 套；所述套内的用于检测振动的传感器；以及所述套上或其内部的反馈元件，其连接到所述传感器，用于表示与所检测到的振动相 关的信息。
26.一种反馈产品，包括 夕卜壳；所述外壳内用于检测振动的传感器； 所述外壳内连接到所述传感器的电源；多个发光二极管，其位于所述外壳上或其内部并连接到所述传感器，用于表示与所检 测到的振动相关的信息；以及透明的条带或罩，其覆盖或包围所述的多个发光二极管并安装到所述外壳。
全文摘要
一种运动器材产品，如球棒，包括位于产品主体上或其内部的传感器。传感器检测物体撞击该产品时产生的振动。检测到的振动被用于确定上述撞击的质量，或与撞击相关的其它信息。位于产品上或其内部的光学或有声反馈元件以可视或有声的方式提供与撞击相关的信息。
文档编号A63B69/34GK101965214SQ200980106757
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月28日
发明者伊恩·蒙哥马利, 威廉·B·詹内蒂, 杜威·肖万 申请人:伊士登运动公司