一种发球擦网识别装置及乒乓球台的制作方法

本实用新型涉及体育运动器材领域，更具体的涉及一种发球擦网识别装置及乒乓球台。

背景技术：

现在乒乓球比赛过程中，发球是否擦网全靠裁判员目视识别。即运动员在发球过程中，如果裁判员看到球网动了就判断为发球擦网，会举手示意让运动员重新发球；如果没看到球网动，裁判员就不做任何示意，比赛继续。但时常有些擦网球引起球网振动并不明显，会出现运动员看到球网动了，而稍远处的裁判员没看到球网动的情况，从而引起一些不必要的争议。在乒乓球竞技比赛日益激烈的当下，发球不明显擦网的争议球往往会在一定程度上影响比赛结果，这是大家不愿意看到的。

公告号为CN204275458U的中国实用新型专利，公开了一种“乒乓球发球擦网辅助裁判器”，在乒乓球网两端立柱上安装振动传感器，用来捕捉乒乓球擦网时球网的瞬间性振动并报警。公告号为CN204395393U的中国实用新型专利，公开了“一种乒乓球擦网误判报警装置”，在乒乓球网两侧支架上分别安装红外发射器和红外接收器，在球网中间上沿平齐地安装红外对管，当发球擦网时，乒乓球穿过红外线，阻挡中间的红外对管或支架上的红外接收器接收信号，系统报警。公告号为CN201143370Y的中国实用新型专利，公开了一种“乒乓球发球擦网检核器”，在乒乓球网的一侧支架上安装红外发射器，另一侧安装红外接收器，所发出的红外线紧贴乒乓球网上沿，当发球擦网时，乒乓球穿过红外线，阻挡红外线向红外接收器的发送，系统报警。公告号为CN2198948Y的中国实用新型专利，公开了一种“发球擦网检测装置”，在乒乓球网上缘布边夹层内加入一串互相并联的压电陶瓷片，当乒乓球擦网时，受机械应力的压电陶瓷片会产生脉冲电压信号，经导线传输到信号处理指示单元，系统报警。

上述技术有以下缺陷：一是对乒乓球网改造过多，使得球网质量增加明显，一定程度上影响了乒乓球擦网或滚网后的状态，给运动员比赛造成不适；二是对乒乓球网支架改造过多，使得支架顶端会有凸起，从而影响到个别情况下乒乓球的正常通过；三是采用红外线收发来判断乒乓球擦网，会有乒乓球未擦网却挡住红外线传播的情况，从而造成误判，因为乒乓球网上沿并非理想的直线，红外线的传播路径难以和乒乓球网上沿完全贴合；四是无法区分发球擦网和发球下网、发球擦网出界的情况，从而带来许多误判；五是无法区分发球擦网和正常发球之后的比赛过程中擦网或滚网的情况，要知道发球之后的比赛过程中，乒乓球擦网或滚网是不需要报警的；六是采用上述技术所开发的装置不是自动的，而是需要人为不停地操作，裁判员需要在运动员发球时打开装置，发完球后关闭装置，否则装置就会在比赛过程中不停地误报警，这样就增加了裁判员的工作量，分散了其注意力，不利于比赛执法。

因此，在现有技术中存在因缺乏对乒乓球发球不明显擦网识别而导致的误判问题。

技术实现要素：

为了克服上述技术的各项缺陷，本实用新型提出一种发球擦网识别装置及乒乓球台，用于解决现有技术中因缺乏对乒乓球发球不明显擦网识别而导致的误判问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供一种发球擦网识别装置，并采用如下技术方案：

一种发球擦网识别装置，包括安装在乒乓球网上的用于感知发球擦网的振动传感器，贴合在乒乓球台两侧台面下的用于感知乒乓球落台声音的声音传感器，以及安装在乒乓球台下的控制盒，所述振动传感器与所述声音传感器均与控制盒相连接，且所述控制盒包括用于发球擦网时发出报警信息的报警器。

进一步地，所述振动传感器包括一个或多个，且均设置于所述乒乓球网上沿布边夹层内。

进一步地，所述声音传感器包括一组或多组，且分别贴合在所述乒乓球台两侧台面下。

进一步地，所述控制盒包括信号调理电路，与所述信号调理电路电连接的数据采集电路，与所述数据采集电路电连接的微控制器处理电路，与所述微控制器处理电路电连接的报警器，所述振动传感器和所述声音传感器连接到所述信号调理电路。

进一步地，所述报警器包括一个蜂鸣器和两个LED指示灯，所述蜂鸣器设置于所述控制盒的侧壁上，两个LED指示灯分别设置于所述乒乓球网两侧立柱内侧，所述LED指示灯的安装高度低于所述乒乓球网的上沿。

根据本实用新型的另外一个方面，提供一种乒乓球台，并采用如下技术方案：

一种乒乓球台，包括上述的发球擦网识别装置。

采用本实用新型的发球擦网识别装置以后，在标准乒乓球网上沿布边夹层内设置振动传感器并连接到控制盒，在乒乓球台两侧台面下贴合声音传感器并连接到控制盒，在乒乓球台面下安装控制盒。在现有技术条件下，设置于乒乓球网的振动传感器单个体积可以控制在2.5×2.5×4.8立方毫米以内、质量控制在0.2克以内，对运动员比赛不会带来任何影响；固定在球网立柱内侧的LED指示灯，不会给乒乓球运行带来任何影响；贴合在球台下的声音传感器，不会给乒乓球台和运动员比赛带来任何影响。振动传感器可以拾取目视的球网振动，声音传感器可以拾取乒乓球落台的声音，并进而判断乒乓球落在球台的哪一侧。各传感器信号经控制盒数据采集和融合处理后，微控制器根据乒乓球发球擦网的判决条件，可以自动识别出乒乓球发球是否擦网。裁判员只需在比赛前把本实用新型装置的电源开关打开即可，后续不用任何操作，装置即可以自动识别乒乓球发球擦网，而对发球下网、发球擦网出界以及正常发球后的比赛过程中乒乓球擦网或滚网不予理睬。

附图说明

图1为本实用新型的侧视图，虚线表示被遮挡部分；

图2为本实用新型的45°俯视图，虚线表示被遮挡部分；

图3为本实用新型中发球擦网识别装置的电路连接图；

图中：1.振动传感器；2.声音传感器；3.控制盒，其中又包括信号调理电路31、数据采集电路32、微控制器处理电路33、报警器34、电源35，报警器又包括蜂鸣器36、LED指示灯37，电源又包括开关38；4.导线；5.乒乓球台；6.乒乓球网；7.乒乓球网支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型是一种发球擦网识别装置及乒乓球台，包括安装在乒乓球网6上沿布边夹层内的振动传感器1，贴合在乒乓球台5两侧台面下的声音传感器2，以及安装在乒乓球台5下的一个控制盒3，所述的传感器连接到控制盒3。所述的控制盒3内又包括信号调理电路31、数据采集电路32、微控制器处理电路33、报警器34以及电源35。报警器34包括一个蜂鸣器36和两个LED指示灯37。电源35包括开关38，可以控制整个装置的开和关。

本实用新型中发球擦网识别装置的工作原理为：

置于乒乓球网6上沿布边夹层内的振动传感器1负责感知乒乓球网的振动。乒乓球网振动与否是判断乒乓球发球擦网的先决条件，只有乒乓球网动了才会开始接下来的判断流程。为提高传感器感知球网振动的灵敏度，可以在乒乓球网上沿布边夹层内，设置多个振动传感器1。

贴合在乒乓球台5两侧台面下的声音传感器2用来感知乒乓球的落台，即通过感知乒乓球与球台接触的声音，来确认乒乓球是否落台了以及落在哪一侧的台面上。标准乒乓球台分为左右两侧，中间通过乒乓球网支架连接。乒乓球在一侧落台时，两侧的声音传感器2都会拾取到落台声，但二者差异明显，通过比较声音传感器2输出信号电平的高低，可以判断出球落在哪一侧的台面上。为提高声音传感器2感知乒乓球落台的准确度，可以在每侧台面下设置多个声音传感器2。

如图3所示，固定在球网一侧支架7下的控制盒3，内部主要有信号调理电路31、数据采集电路32、微控制器处理电路33等三大模块。振动传感器1和声音传感器2首先连接到信号调理电路31，信号调理电路31、数据采集电路32和微控制器处理电路33依次相连接。信号调理电路31负责给各个传感器供电，并对各个传感器输出信号电平进行调理，以满足后续数据采集电路的要求。数据采集电路32将前级输出的模拟信号数字化，以便于后续微控制器存储和处理。微控制器处理电路33用来实时存储并融合处理数字化以后的各传感器信号。

微控制器自动识别发球擦网的流程为：首先检测振动传感器1的输出信号，判断乒乓球网6有没有振动。然后判断乒乓球网6振动前后球是否分别落在球网两侧的台子上，这样是为了排除发球下网或者发球擦网出界而导致乒乓球网6振动的情况。乒乓球落台的判断依据是，球落在哪一侧，则该侧的声音传感器2输出的电平值就明显高于对侧。为了避免对正常发球后的比赛过程中乒乓球擦网或滚网的误判，还需要确认乒乓球在第一次落台前一段时间内没有落台。这“前一段时间”可取值5秒钟，表明发球前没有乒乓球落台。如果这段时间有乒乓球落台，就可以认为这个擦网不是发球擦网，而是发球之后的比赛过程中擦网。考虑到有部分乒乓球运动员在发球前习惯让球在己方台面上颠几下，为避免此干扰，微控制器只需检测发球方对侧台面上在发球“前一段时间”内没有球落台即可。

进一步地，如果同时满足以下三个条件，微控制器就判断为发球擦网，并让报警器34报警：1、乒乓球网6振动了；2、乒乓球网6振动前后乒乓球分别落在乒乓球网6两侧的台子上；3、在乒乓球第一次落台前一段时间内，对侧球台没有乒乓球落台。同时满足这三个条件，还能避免以下三种情况下因乒乓球网6振动而误判为发球擦网：1、发球下网；2、发球擦网出界；3、正常发球后的比赛过程中乒乓球擦网或滚网。

本实用新型开机工作时，微控制器自动识别发球擦网的流程为一个死循环：当未检测到发球擦网时，系统就始终检测振动传感器1的输出信号；当判断出发球擦网时，报警器报警，延时几秒钟后重新回到检测振动传感器1的状态，如此往复循环，直到关闭电源开关为止，工作过程无需人为干预。