专利名称：球类运动某些动作期间对击球器械手柄位置编程和控制及导向的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在球类运动中编程和控制击球器械或“球拍”手柄的位置以及引导击球器械的装置。
这样的一些击球器械，具体说来，有打高尔夫球用的棒-高击棒或轻击棒、打曲棍球用的球棒、打板球用的球拍或球棒、或者是打羽毛球或特别是打网球用的球拍。
在需要用击球器械的球类运动中，当执行导致(和包括)要借助于球员手臂作击球运动的那些必要的动作时，如果要在球拍运动的所有阶段获得无可非议的动力和节奏、则球员的手把握球拍手柄的位置以及球拍的导向是最为重要的。
无节奏的运动序列需要大大地增加动作力量和过度消耗体能，并且，球员造成的失误率本应随其投入力量而正比地增加，但这时会将增加得更快。例如，如果从“摆出”(即“向外摆动”)到击球运动的过渡不是动态地来执行，则球员将比正确动作时耗掉多得多的体能，并且他将在球赛中很快感到疲倦和趋于败北。
在我的德国公开出版文件(GermanOffenlegungsschrift)3525843号中描述了一种控制装置，这种控制装置打算对打正手和反手击球、打左右曲球(Slicing)和发球(Service)以及其它特别与打网球有关的动作中的某些阶段进行控制。
然而，除了完整节奏打球中的某些阶段外，各阶段的整个序列是不受此装置控制的。还有，这个已知装置具有某些缺点。此已知装置的最严重的一个缺点可从下面情况中看出，即发送信号的电子单元的响应太慢，以致信号到达太迟，不能及时处理。另一严重缺点在于因为此已知装置不能自动区分正手和反手动作，所以为了区分它们，球员必须在击球中途操作一些开关。还有另一个严重缺点是在动作趋于结束时，为了获得一个“良好信号”，球员必须遵守的范围是如此狭窄，以致必须是几乎完美无缺的球员才能胜任，而对于受训练的球员来说，除了偶然的机迂外，从来达不到“好”的结果。
进一步的缺点是，在已知装置中，某些开关装置连续产生卡嗒作响的噪音，而还有一个缺点在于即使对运动作不完全控制也需要大量的开关。与上述缺点有关的另一缺点在于可从常规的正手或反手击球转换到打左右曲球运动而需的开关装置，在技术上可能是无法实现的。
所以，本发明的一个目的是提供一种装置，当进行涉及按正确的计时有节奏地使用球拍的球类运动时，这种装置在正手动作、反手动作和发球期间对运动阶段的整个序列进行编程和控制。
本发明的另一个目的是提供一种在进行涉及使用球拍的球类运动过程中，对运动阶段进行编程和控制的装置，这种装置用于以易于识别的方式通知球员和教练该球员是否已无差错地执行了连贯动作，从而做出了一个有力的、有节奏的和体能利用得最佳的动作。
本发明还有另一个目的是提供一种适合于达到前述目的所述类型的控制装置，这种装置具有最少数量的信号发送开关部件，这些开关部件快速响应于球拍所有的运动而不妨碍或干扰进行正常球赛的球员，尤其当导致击中球的向前拍击动作的期间不出现听得见的干扰噪声，以及在运动序列的中途不必操作任何开关。
根据本发明，借助于一种编程和控制握拍位置以及引导击球器械的装置来达到上述这些目的，该装置包括集成电路芯片装置，集成电路芯片装置可以包括只用于控制的微芯片，或一个微处理器和模数转换器;适合于对击球器械运动序列的整个节奏作出响应的开关和控制装置;对击球器械整个节奏的运动序列进行编程的装置;控制程序偏离的装置，以及产生一个易于引人注意的信号的装置，该信号指示击球器械整个节奏中至少一个正确和不正确的运动序列。
因而，在用击球器械的球类运动期间对整个击球节奏是这样控制的，这种控制有助于使球员握拍的手握在击球器械的正确位置处，以及在导致击球的所有动作期间用可感觉到的信号来发出通知，正确导引该击球器械。
击球“整个节奏”(entirerhythmics)的术语是指在用击球器械进行球类运动期间，整个运动序列中的各种动作的协调执行。
击球序列的各个动作，即如上所述准备在本发明的装置中要进行编程、控制和发信号报知的击球节奏，是如下述(a)至(e)那样的一些动作，这些动作在打正反手球(比如打网球)时都用得上(a)球员的手握住击球器械手柄的起始位置和球拍相对于球员下臂所保持角度;
(b)向后摆出动作的方向和距离，这种动作受到球员的手对球拍所作引导的连续控制，并受到球员的手握柄方式的连续控制;
(c)具有可调节的计时控制的摆出阶段的结束;
(d)具有计时控制的向前击球阶段的开始;以及(e)执行具有冲力或速度控制的击球动作。
下列动作(f)至(k)用于如网球那种运动中的发球场合
(f)球员把握击球器械手柄时的起始位置;
(g)在类似于前文中按照(b)的情况所进行的那些控制下摆出的方向和距离;
(h)摆出阶段的结束以及朝着向下拍击进行发球的过渡阶段;
(i)具有计时控制的击球阶段的开始;以及(k)执行发球的击球动作。
由于本发明的装置是以微电子学的特征为基础的，所以它能安装在十分小的空间内，最好是在击球器械(比如网球拍)的手柄上或手柄内。
根据本发明的这一装置的一个有利的特征在于有可能根据各别球员的人体构造来调节程序。
可以相信，根据本发明的装置使得第一次有可能在使用击球器械的球类运动的整个节奏中，借助于与信号发送开关系统相结合的微电子装置去检测差错，这种信号发送开关系统用以控制球员对击球器械的运动的执行和用信号报知错误的执行。
在根据本发明的最简单的实施方案中，只控制正手或反手击球的整个节奏运动序列或只控制发球，这种控制是和球员所执行的固定程序相一致的，而不管球员是右手击球还是左手击球，在这一实施方案中，所用集成电路芯片装置是门阵列芯片。
上述这一情况特别适用于网球。用含有根据本发明的装置的球拍从正手或反手击球转换到发球是这样来完成的，即球员把他手中的球拍相对于打正手或反手球时的位置旋转180°。因而球员在打正手或反手球时握拍的方式是相同的。在所有这些动作期间，完全不需扳动开关。
在更为完善的实施方案中，集成电路芯片装置是一个单片微处理器或包括一个模数转换器，按照本发明的这种装置不仅能用来调用一固定程序，而且还能用来对前述运动序列编程。
在运动序列的最后一个阶段期间，如果所有阶段中任何一个阶段都不偏离事先输入的程序，则装置发送出一个可觉察的“良好”信号，除此之外，由于本发明的装置还可以包括一个电子装置，当运动序列的某一阶段期间球员犯了偏离给定程序的错误时，该电子装置会发送出可觉察的指示信号。
这些信号装置可以是光学的或声音信号装置，它们可按这样的方式装在整个装置内，即信号仅能被学生或教师单独觉察到，或者也能被他们同时觉察到。
声音信号可以是蜂鸣声、音乐声或语音。
从下面结合附图所作更为详细的描述中，本发明更进一步的目的和优点将变得显而易见，在这些附图中，
图1是根据本发明的装置的一个优选实施方案的侧向透视图，该装置装在网球拍手柄颈部区域内。箭头指示偏离正确的握拍位置或击球器械偏离正确的导向;
图2是图1中所示装置的实施方案去除了机箱盖后的顶视示意图;
图3示出了在正手动作阶段的序列中的某些阶段期间所执行的动作序列及计时控制;
图4示出在网球运动中发球的某些阶段期间所执行的动作序列和计时控制;
图5是图2中所示控制装置实施方案的示意电路图;
图6示出了在其上面装有图2中所示主要电气元件的电路板下面的布线情况;
图7示出了在如图3中所示那样在球员的整个正手或反手动作序列阶段期间，图5的示意电路图中各种电子元件的逻辑状态的脉冲图;
图8示出了用以产生光学信号去指示球员动作的各阶段有一个错误的执行情况的辅助电路;以及图9以透视图方式概略地示出了安装在网球拍手柄内根据本发明的装置(已去除装置的机壳盖)的另一个实施方案。
图1和2中所示根据本发明的装置的实施方案包括具有可取下的盖或罩11的机箱10。机箱10装在具有网孔的球拍头部1的网球拍手柄2靠近球拍颈部3的一个区域内。
机箱10以这样一种方式装在手柄2内或手柄2上，即当使用右手的球员在规定的起始位置为了正手或反手击球而握拍时，覆盖在电路板4上面的盖11转向右手边，在这个起始位置上球员下臂应该和球拍手柄2的纵轴成150°角，而球拍头部1必须在直立的位置，即其中球拍网必须在一大体上垂直的平面内延伸。在持球拍员看来，机箱盖11而是处在他的右侧、离开他而向外的方向。球员可以将球拍头部1的上部稍稍向左倾斜，如图1中的箭头A所标出的那样。这样，使用左手的球员以完全相同的方式握拍时，机箱10的盖11仍然面向右边，这意味着它面向球员。
图2中示出了取下机箱盖11后成为可见的电路板4。电路板4有一条与球拍手柄2的纵轴相重合或至少基本上与之平行的纵轴，并具有两条相对的横边4a和4b和两条纵边4c和4d。4a、4b和4c、4d分别横截和平行于电路板的纵轴而延伸。
本装置的机箱10以这样一种方式装在手柄2内或手柄2上。即电路板与球拍头部的网在同一平面内延伸，并且横边4a靠近球拍头部1的侧边，而另一条横边4b被设置得靠向着球拍手柄2的自由端，此时如果球员从规定位置持拍来执行正手或反手动作阶段的序列，则与球拍手柄2的纵轴平行延伸的边4c就是电路板的上边，而相应的纵向边4d就是电路板4的下边。
电路板4向外的面上装有下列电子元件一个通断开关6，它最好另有第三或控制位置c，例如，如果要校验本装置特别是其中的电池5的有效性，则开关6接通到该位置上，推荐使用由AugertGmbH，D-8000München出售的MMS-25-R型开关;
一个可觉察的信号发送器件9，它是一种在紧急场合下发出可闻信号的器件，例如，由EndrichVertriebsGmbH，D-7270Nagold出售的压电晶体Piezo-PCS型蜂鸣器，它也可用光学信号发送器来取代;
一块微型芯片20，例如，可以使用具有下列特性的No.9005-021芯片，最小1伏、最大1至8伏，输入电流1微安，最大电流0.2毫安，振荡频率最小1千赫，最大10千赫，它由EurosilElectronicGmbH，D-8057Eching制造和出售;
一个电位器21，例如，在范围200至500千欧内一个任意阻值的电位器，推荐例如用由Basco，D-8500Nürnberg出售的No.3386X-001-204型电位器;
一个细长的水银开关7，它具有水银体8并且有内端7a以及带有电极引线7b和7c的、使触点闭合和断开的外端。这第一个水银开关7是这样安装的，要使带有电极引线7b和7c的外端比水银开关另一端7a更靠近横穿过电路板纵轴而延伸的电路板边4a，而且使细长水银开关7的纵轴与电路板纵轴的交角约为40°，推荐使用例如由GüntherGmbH，D-8500Nürnberg出售的A167/2型水银开关;
一个第二细长水银开关17，它含有水银体18，并具有内接触引线17a′和外接触引线17b′，它的内开关端17a装在电路板向外的一面，以致水银开关17基本上与该面成直角向上伸出，推荐使用例如由前文所述的GüntherGmbH出售的No.2803型水银开关;
一个第三开关12，它具有一用于开关操作的细长的管状磁铁导轨，其中盛有可在管状导轨内的外(或向后)端12a和内(或向前)端12b之间滑动的永久磁铁体13，在那里，永久磁铁对簧片15和簧片14分别有吸引作用。这个磁铁导轨(开关12)装在电路板4向外的一面上，它的纵轴并行于电路板而延伸，并与电路板纵轴成约20°的交角，导轨12的内端12b比外端12a更靠近电路板的第一条边4a;作为例子，推荐使用由MagnetfabrikBonn，D-5300BonnamRhein出售的No.4268-1作为永久磁铁体13;这个磁铁成圆柱体形状，直径约2.5毫米，长度约8毫米;永久磁铁面向导轨端12b的一端装有一个直径2.5毫米、由Denkhaus，D-8500Nürnberg出售的钢球;永久磁铁体能沿着行进的导轨部分的长度最好为20毫米;
一个第四开关22，它具有一用于开关操作的细长的管状磁铁导轨，其中盛有可在管状导轨内的(向后的)内端22a和(向前的)外端22b之间滑动的永久磁铁体23;在它们之间的中间区域，永久磁铁23对一对簧片24和25同时有吸引作用。这个磁铁导轨22装在电路板4向外的一面上，它的纵轴平行于电路板而延伸，并与电路板纵轴成约75°的交角，永磁开关22的导轨的外端22b比内端22a更靠近电路板的第一条边4a;举例来说，最好用与磁开关12中那样装有钢球的、同样类型的磁铁;然而，在此场合下，自由导轨的长度为18毫米，而未计入钢球时磁铁体的长度为12毫米。
装在电路板4向外一面的、其作用将在下面进一步阐述的其它电气元件如下所列一个电阻阵列26，它包括四个100千欧的电阻按每行一个而排列，有一公共引出端，这种电阻由比如NeutronicComponents，FrankPeterNeumann，D-8038Groetenzell出售;
一个第一电容器27，其容量最好为10nF(毫微法)，推荐使用由FrankElektronikGmbH，8500Nürnberg出售的陶瓷电容器;
一个第二电容器28，最好为2.2nF(毫微法)，可从同一制造厂买到;
一个第一单个电阻29，最好为100千欧，可从电阻阵列26的同一来源处购买到;
一个电厂线圈30，电感量最好为20至30mH(毫享)，推荐使用例如由如前所述的EndrichVertiebsGmbH出售的An25或AN27型电感;
一个晶体管31，最好为发射型(emittingtype)的，由例如前文所述的NeutronicComponents出售的BC546A型晶体管;
一个第二电阻32，最好为10千欧，由例如前文所述的NeutronicComponents出售;
一个第三电阻33，最好为4.7千欧，由例如前文所述的NeutronicComponents出售;
一个第一二极管34，最好为一正向压降小于0.7伏的硅二极管，推荐使用例如由前文所述的NeutronicComponents出售的1N4148或1N914型;
一个第三电容器35，最好为47nF(毫微法)，由例如前文所述的NeutronicComponents出售;
一个第二二极管36，可用与二极管34相同类型的二极管;
一个第三二极管37，可用与二极管34同样类型的二极管;
一个第四电阻38，最好为680千欧，可从例如前文所述的NeutronicComponents购买到;
一个第五电阻39;最好为330千欧，可从例如前文所述的NeutronicComponents购买到;
一个第四电容器40，最好为1.5微法和正向电压20伏的钽电容，但也可以是1微法、1至2.2微法和2.2微法的电容器，可从例如前文所述的NeutronicComponents买到;
一个第五电容器41，最好为10nF(毫微法)和正向电压50伏或更高的电容器，可从例如前文所述的NeutronicComponents买到;
一个第六电阻42，最好为820千欧，可从例如前文所述的NeutronicComponents买到;
一个第七电阻43，最好为1兆欧，可从例如前文所述的NeutronicComponents买到;
一个第六电容器44，最好为40nF(毫微法)，正向电压约20伏，可从例如前文所述的NeutronicComponents买到，如同相应的电容器40一样，也可用1微法、1至1.2微法和2.2微法的电容器;以及一个第四二极管45，最好为当电流强度在1毫安以下时正向电压降为低于0.3伏的锗二极管，可用由例如前文所述的NeutronicComponents出售的Nos.AA112、AA113、AA115或BAT41中的一种型号。
用来互连上述主要开关元件的电路系统最好是如图5、特别是图6所示电路板4底面那样的印刷电路。下面将进一步阐述这一电路系统。
现将参照图3和4简要地描述由根据本发明的装置所控制的各个阶段。
图3示出了在打正手和反手球期间，对于一个完整的节奏动作所共有的一些阶段。这些阶段为离开起始位置(a)，横向地向后、向上或水平摆出阶段(b)，如果要正确地击球，则在如图3所示的时间间隔X1内应完成阶段(b)，直至达到摆出阶段的终点(c)为止，终点(c)之后进入一个有节奏的过渡阶段(d)，在阶段(d)内向前拍击的阶段必需在一固定的时间间隔Y内开始，然后通过在(e)处开始的拍击阶段去完成正手或反手击球动作，从(e)开始，球拍应被加速，在一定时间后，在碰上球Z之前恰好在点(m)的时候，球拍正处于全力击球的状态，随后逐渐减弱拍击阶段，恰好在点(n)的时候结束动作。
在图4中所示的发球包括从起始位置(f)开始的一些阶段。当用球拍进行发球时，球拍必须转过180°角，即一个使用右手的球员必须以这样一种方式来把握球拍的手柄，使得盖11和盖下的印刷电路板处于内侧，在球员看来，盖11面向着他，而不是如前文所述动作中会出现的那种离开他向外的情况。在时间间隔X2期间，通过向下和有节奏地跟随着的向上摆出(g)，这个时间间隔X2在球拍位于球员背后位置(h)处之前的短暂时间时已经结束，在位置(h)处，球员开始有节奏的过渡到恰好在(i)点时候的拍击阶段，并且球拍在时间间隔Y时应该开始加速。最好应该在时间间隔Y结束时碰上球Z。此时正在执行拍击阶段(j)，在阶段(k)期间，球员减弱他的击球动作。
根据本发明的控制装置使下述情况成为可能，即如果前面的正反手动作所有阶段已满意地执行，则在过渡阶段期间(d)内，从拍击阶段刚刚开始，就在整个拍击阶段内给球员以一个可觉察的信号，最好是从本装置的蜂鸣器中发出一个连续的声音，并持续到减弱阶段的结束(n)为止。同样，在整个拍击阶段(j)和减弱阶段(k)期间将给球员以一个这样的可觉察的信号。
也有可能不论在什么时候，只要各个阶段没有正确地执行就会在这些阶段期间或结束时给出暂时性的信号，使球员能设法改进他的动作，直至他在向前拍击阶段开始时收到“良好”信号为止。
根据本发明的另一个特点，磁开关12和22含有和它们的永久磁铁13和23分别组合起来的加重装置，诸如钢球13a和23a(图2)。当磁铁闭合或打开与磁开关相联系的簧片14、15或24和25时，不论磁铁是从内端到外端位置还是相反，这些球总是对磁铁起着加速作用。特别是，它们有助于克服由于邻近簧片吸力的影响所引起的磁铁在它们导轨内的“粘附”现象。
根据本发明的装置中所用的各种开关必须是“细长”的，这里的含义是为了接通或断开电路，接通电路用的水银或磁铁或别的类似的元件必须在第一及第二位置、第三或更多的位置之间按直线或曲线行经一定长度的途径，而在水银开关17的情况下，为了接通电路，水银体18必须从开关玻璃管的任何一端位置移动到两端位置中间的一个第三中央位置上。
磁开关导轨12和22(它们是磁开关12和22的一部分)分别与电路板4的纵轴所成的角度可以从前面提到的最佳角度改变约±10°至±20°。
四种主要开关元件的功能现将阐述上面提到的四种主要开关元件所能完成的各种功能，这些开关元件为-水银开关7，-水银开关17，-包括磁铁导轨(12)(它是磁开关12的一部分)和永久磁铁体13和簧片14和15的第三开关元件。以及-包括磁导轨(22)(它是磁开关22的一部分)和永久磁铁体23和两个簧片24和25的第四开关元件。
(Ⅰ)水银开关7能完成下列功能(1)在球拍手柄2与球员下臂之间的角度约为150°的正确起始位置上，水银体8处于开关7的位置7a处，即这个开关这时是断开的，因为在开关相对端的电极引线7b和7c之间没有导电连接。
(2)如果在球拍手柄2和球员下臂之间的角度太大，例如，200°至250°，则水银8将从开关7的7a处跑到它的相对端，即带有电极引线7b和7c的一端，并将过早地闭合开关7。甚至在球员所开始的任何摆出阶段之前，时间间隔X1就将开始进行，而本装置的整个动作控制将发生紊乱。
(3)如果上面提到的角度太小，例如90°(flower bouquet position花束位置)，则至少在摆出阶段的开始，也可能从头至尾的整个摆出阶段内，水银体8将保持在开关7的端部位置7a处，而时间间隔X1将开始进行得太迟或根本不进行。
(4)打正手和反手球时，水银开关7的功能是相同的。在横向摆出阶段(b)期间，水银体8被离心力移动到端部位置7b、7c、并使开关闭合。如果摆出是垂直向上的，则开关7不会闭合。
(5)在不中断的有节奏的过渡期间，水银体8将留在使电极引线7b和7c跨接的开关闭合位置，并且在整个向前拍击期间将继续停留在这一位置。
(6)当仍然在时间间隔X1内时，在摆出结束和开始过渡阶段(d)之前，如节奏动作中断，则会引起水银体8跌落返回到位置7a并断开开关7，于是可能会没有“良好”信号。
即使在正手或反手击球的向前拍击阶段以后，以及在发球已结束的期间，蜂鸣器将继续发声，直至球员使球拍返回到起始位置并再度握拍使球拍相对于球员下臂大致为150°的正确角度时为止。
(Ⅱ)水银开关17适宜于区分下列各种情况(ⅰ)正手击球的正确执行
-正手击球包括从正确握拍的摆出，正确握拍时球拍头部1的网在垂直位置上延伸或按稍作倾斜的位置延伸，使其上部具有箭头A(图1)所示的方向。在开关17中的水银体18在内端位置17a上。
-在时间间隔Y内的过渡阶段期间，水银体18漂移到对面向外的端部位置17b，从而发出一个报知向前拍击阶段开始的信号，这时球拍头部1及其中的网仍保持在正确的位置上。
-在(e)至(m)整个向前拍击期间，水银体18将停留在开关17的外端位置17b上，直至碰击球后达到拍击阶段的终点(n)为止。
(ⅱ)稍微不正确的正手击球在开始和整个摆出阶段，球员将球拍头部1保持在使其中的网位于轻微偏离垂直平面的一个平面内，其偏离方向如箭头B所示(图1)。水银体18起初移向开关17中位置17b，并且，在摆出动作离心力的作用下，水银体18在端部位置17a和17b之间进入一个不稳定状态，并发出“沙沙声(swish)”信号(这是由于不规则的断续脉冲)，它阻断了“良好”信号的发出。
(ⅲ)高度不正确正手击球从起始和/或整个摆出阶段，球员将球拍头部1保持在使其中的网在朝箭头B(图1)的方向大大偏离垂直平面的一个平面内延伸，而因为离心力不足以抵消水银体18的惯性而使它移到内端位置17a，所以水银体18稳定地留驻在外端位置17b处，以致在时间间隔Y期间，不发出表明向前拍击阶段开始的信号，并从而不能发出“良好”信号。
(ⅳ)正确的反手击球-在这场合下的正确起始位置要求球拍头部1保持在这样一种状态，即球拍头部1中的网在一个垂直平面内延伸，或稍微偏离此平面而使网的上部朝箭头B(图1)的方向稍稍倾斜。在此起始位置上，水银体18位于外端位置17b，并在整个摆出阶段保持同样状态。
-在过渡阶段内，水银体18漂移到位置17a，在时间间隔Y内发送一个表示带有加速度的向前拍击阶段开始的信号。
-在整个向前拍击阶段期间，水银体18驻留在端部位置17a，直至碰击球后在点(m)的时候这一阶段结束为止。
(ⅴ)轻微不正确的反手击球从起始和整个摆出阶段，球拍网不是被保持在一垂直水平面内，而是网的上部朝箭头A(图1)的方向稍稍倾斜。在摆出阶段离心力的作用下，水银体18在端部位置17a和17b之间进入一个不稳定状态，并发出沙沙声信号而阻止发出“良好”的信号。
(ⅵ)高度不正确的反手击球在起始位置和/或整个摆出阶段内，球员以这样的方式来持拍，即球拍网的上部朝箭头A(图1)的方向大大地偏离垂直平面。水银体18在端部位置17a上保持稳定，而由摆出动作产生的离心力不足以使水银体18移向开关17中的端部位置17b。因此，在时间间隔Y期间，将不发出指示向前拍击开始的信号，并从而在整个向前拍击阶段期间将不发出“良好”信号。
开关7或17的玻壳体内水银的流动性可由水银开关制造厂家按照经验调节，使得既可保持球拍头部的网处于正确的平面内，又能结合不同球员的摆出动作所产生的不同的离心力情况。
(Ⅲ)磁铁导轨(12)和簧片14和15(1)在正确的起始位置上，永久磁铁13位于磁铁导轨(12)的向后端位置12a处，并将簧片15闭合。
(2)不管是正手还是反手动作，摆出阶段不应进行得太快，所以，在摆出期间球拍划出高位环或水平环时，磁铁13驻留在使簧片15闭合的端部位置12a;摆出动作应该慢于随后的向前拍击动作。在过渡时期，如果是有节奏地执行，则在时间间隔Y期间没有发生变化，直到当向前拍击开始，使球拍趋于全速的加速度将磁铁体13在导轨(12)内向前和向上移动到端部位置12b为止，在此位置上，簧片14闭合，簧片15打开。
如果向前拍击只是在时间间隔Y过去后才开始，则球拍的加速来得太晚，球拍网将不是以最佳的速度和力去碰击球。
尽管球员在握球拍时，其相对于垂直平面的角度是正确的，并且向上或水平向旁的横向摆出也是正确的，但如果向前摆出执行得太快，则由此产生的离心力将足够使磁铁13向前移动，去打开簧片15和闭合簧片14。如果簧片14的闭合发生在时间间隔X1尚未过去的时候，则将不产生“良好”信号。
如果摆出的环是向下而不是水平向旁或向上，则将发生同样的情况。
(Ⅳ)磁开关22和簧片24和25(1)在正确的起始位置上，永久磁铁23驻留在开关22的端部位置22b处，并将簧片24和25两者闭合。
(2)无论球员是做正手拍击还是反手拍击，在摆出期间以及在随后的过渡阶段和向前拍击阶段内，在开关22内磁铁23的位置将保持不变，而簧片24和25依然闭合。不管是做正手动作还是做反手动作，而且不管这些动作做得正确与否，磁铁23的位置将保持不变，簧片24和25在所有时间内均保持闭合(图7中的(e)和(f)行)。
(3)正确发球为了发球，球员必须将在他手中的球拍柄转过180°角。因此，在发球的起始位置上，永久磁铁23在开关22的端部位置22a上，而簧片24和25均打开。在此反转的位置上，电路接入不同的电容器，这些电容器如下面将进一步阐述的那样，自动延长了时间间隔X2。从发球的起始位置，球员通常会执行象钟摆一样的上摆和下摆动作，并且球拍头部1一般指向下方。在这种下摆运动期间，开关7中的水银8移向与端部7a相对的端部位置，在那里，水银将电极引线7b和7c间的电路接通。这使得时间间隔X2开始进行。然后，球员有节奏地连续向上和向后摆动球拍，而不停下来使拍从他背后下降，从而，在球员的右手到达跨越右肩的情况下，控制装置指向球员头部。在时间间隔X2过去后以及时间间隔Y开始进行前，球拍应该位于球员的背后，使得在随后的上摆(图4)期间，开关22的导轨改变到一个相反的位置，使导轨一端22b成为较低端，而永久磁铁23将移入端部位置22b并关闭簧片24和25。这使得蜂鸣器9发出“良好”信号，这信号将一直响到球员将球拍返回到起始位置。
(4)发球期间的错误如果在发球摆出期间，球拍在最高位置处或在此以前球员犹豫并停住球拍，则开关7中的水银体8将在离心力和/或重力的作用下移向端部位置7a，而且开关7将打开。于是将没有“良好”信号发出。
如果球拍不是降落到球员背后的位置，而是球员将球拍从与他头部齐平的位置处通过，并立即向下拍击进行发球，则磁铁23保持在位置22a处，且不能闭合簧片24和25，从而不能发出“良好”信号。
现在将对前面参考图3和4和在“控制位置”下，对已作过一般描述的正手和反手击球和发球期间所有开关的功能，作一整体的描述;这个“控制位置”是指球员试验根据本发明的控制装置的有效性(Operativeness)。
A.有效控制位置在这个位置处，一个假定使用右手的球员将球拍柄2握持在他的右手中，并让手臂从右肩自由下垂。在这一控制位置处，在通-断开关6已经移到将接线端子6.1a和6.2a跨接起来的控制位置后，在水银开关7中的水银8位于它的靠外向前的端部位置上，在此位置水银8闭合电极引线7b和7c之间的电路;另外，在开关17中的水银18跨接在此开关的电极引线17a和17b之间的中央间隙，并使电路闭合。在此位置上，在第一磁铁导轨(12)中的磁铁13在其自身重量作用下位于靠外位置12a处;在位置12a处，簧片15闭合，从而闭合了电池5和蜂鸣器9之间的电路，蜂鸣器连续地发出蜂鸣声，表示电池有足够电压并且整个电路是有效工作的。球员现借助于电位器21，用调节电路的电容量的方法来设置第一时间间隔X，如将在下面进一步描述的那样。
B.在正手动作期间摆出和向前拍击B.1.起始位置
球员现采取一般的起始位置，在此位置，球员的右下臂和球拍柄2的夹角约为40°至55°，最好为45°。在这起始位置，球拍头部1的网在一垂直平面内延伸。球员必须按此状态把握住球拍柄2。在靠近手柄颈部3、靠外的面上装有电气元件的电路板4就基本上处于垂直位置，并面向右侧远离球员的方向。开关6应该移到“接通”位置。
如果球拍在起始位置时按理想状态握持，使得头部1中的网精确地垂直延伸，则水银开关17中的水银18位于开关的内侧和外侧位置之间的中间区域。也允许球拍头部的网的上面部分向左作十分轻微的倾斜，这一倾斜恰好够把水银开关17中的水银18移向开关的内端位置，即相对于球员的左面位置。
B.2.摆出阶段球员现将球拍向上和向后或水平地向后摆。当摆出动作开始的一瞬间，在水银开关7中的水银8受到离心力的作用移到它的靠外向前的位置，从而使开关(电极引线7b和7c)闭合，并在整个摆出阶段，停留在这一位置上，使水银开关7发信号给微型芯片20报知摆回动作开始，并使已确定的时间间隔X进行(参阅图7中的行(a))。
一旦摆出阶段开始，在第一磁铁导轨(12)内的第一永久磁铁13停留在它的靠外的位置12a，闭合簧片15，而在整个动作期间内，由于水银18的惯性，它将停留在水银开关17的靠内的端部位置17a处，并将切断使蜂鸣器9工作的电路，从而不发出“良好”信号(图7中的行(c)和(a))。
B.3.朝向前拍击的过渡在朝向前拍击的过渡期间，水银18在水银开关17内从靠内位置向靠外位置移动，并当短暂地闭合开关时，送出一个向前动作已开始的信号给微型芯片20。在向后摆出行将结束时，必须终止时间间隔X，并通过微型芯片20，开始一个新的较短的时间间隔Y。如果球员正确地移动球拍，则应该在时间间隔Y期间由水银开关17发出开始向前拍击的信号。如果信号发生得太早(即在时间间隔X期间)或发生得太迟(即时间间隔Y已过)，则球员动作有误，即在此阶段(图7的行(d))或是动作太快，或是太慢。
在摆出阶段结束时，向后动作慢下来并按节奏成为反向动作，以开始从一个较低的高度(图3的(3))朝着通常是向上的方向朝前拍击。
B.4.向前拍击阶段在正向拍击期间，球拍必须被加速，两个水银体均在离心力作用下移动，水银开关7内的水银8停留在使开关闭合的靠外向前的位置上，而在垂直水银开关17内的水银18移向它的靠外端位置17b。同时，如果向前动作执行得足够快，则在第一磁铁导轨(12)内的磁铁13将作出响应，即磁铁13将克服它的惯性，在离心力的作用下向前移动，并且当簧片15打开时，簧片14将把电池5和蜂鸣器9之间的电路闭合。在保持向前运动期间，如果所有在这前面的摆出和朝前拍击的过渡阶段都已正确地执行(图7的行(b)和(c))，则只要向前运动以足能的速度进行，蜂鸣器就一直发声。
B.5.错误的检测现将简要综述已经联系各个开关而描述过的下面那些错误，因为它们可能发生在前面在标题B下描述过的动作中;它们会阻碍声音的或光学的“良好”信号的发出。
(a)起始位置出错，当球员下臂和球拍柄2之间的角度太大，因而球拍的头部太低时，将引起在水银开关7中的水银8从它本应占据的内端位置跑到只应在摆出动作开始时它所占的位置。这时，时间间隔X将开始得太早(图1中的位置D)。
(b)当球员持拍太陡，即在他的下臂与球拍柄2之间的角度太小时，水银开关7对摆出运动要做出的反应将受到阻碍，在所有时间内水银8被留在开关7的靠内、向后端部位置处。
(c)当球员手中所持球拍头部1的上部的角度如图1中箭头B所示那样相对于垂直平面偏离向右时，因为水银18将在水银开关17内流向外侧的右手位置17b，所以垂直水银开关17就将响应得太早，而此时球拍仍处于起始位置或在摆出运动期间。
(d)当摆出动作的速度太高时(此速度总是应该小于随后的向前拍击的速度)，即摆出动作的时间持续得太短。以致在时间间隔X终了前就开始向前拍击的过渡阶段时，水银开关17将发出信号，表示在时间间隔X期间而不只是在以后的时间间隔Y期间，向前拍击的加速已经开始。还有，磁开关12和13也可能响应得太快。
(e)在摆出动作期间，当球拍头部1降低而不是至少保持同一水平高度上时，将导致磁铁13作出响应，过早地移向它的靠内、向前位置，这个位置本应随后的向前拍击期间才进入的。
(f)在摆出阶段结束后，而向前拍击的过渡来得太迟，即击球的节奏被中断，则开关12中的磁铁13向前移动，并过迟地闭合簧片14，即仅仅在时间间隔Y已结束后才闭合。球员的向前拍击达不到、或过晚才达到所需速度。
(g)如果摆出动作被中断或不是按必需的动力来执行，则离心力有可能不足以使水银开关7内的水银8保持在它靠外、向前而使开关闭合的位置上。
在如图3所示的摆出阶段期间，只有正确地握持球拍柄2，将球拍头部1的网移到准确的垂直平面内或如图1中箭头A所示那样稍稍倾侧的平面内，以及在反手击球的摆出阶段时期该平面正确地倾斜，才能使开关系统处于稳定的“零信号”位置。
C.反手击球起始位置以及摆出、过渡和向前拍击的所有阶段与打正手球时的相同，只有水银开关17才对这两类击球加以区别，如前文结合该开关的作用所描述的那样。
D.发球参照早先结合附图4对发球的描述，现将阐明在发球期间开关元件对动作序列的响应情况。
在由发球起始位置造成的电路板正面朝下的位置上，水银开关7中的水银8应该仍处于它的靠内位置7a处，而在开关22的第二磁铁导轨内的永久磁铁23已经在它自重的作用下移到相对的导轨端22a，从而打开簧片24和25。因而，自动启动发球程序。球拍的起始位置如图4中所示，与图3稍有不同。
在簧片24和25被磁铁23打开的同时，水银开关7也被启动，并发送一个使时间间隔X2开始的信号给微型芯片20。时间间隔X2开始进行，并且因为发球中的摆出应比正手或反手击球的更长，所以通过增大电容量来自动延长X2。因为在发球摆出期间球拍从向下转而向上移动(图4(g))，并再次向下到球员背后，所以水银8和磁铁23再次移到它们相对的端部位置。在摆出终3后，时间间隔X2结束，而球拍应该在球员背后(图4(h))。这时时间间隔Y自动地开始。在球拍朝着球员背后的一个位置的发球摆出阶段中，球拍被摆向上再向下，而磁铁23在导轨(22)中移动去驱动簧片24和25。同时，水银8在水银开关7中移到它的靠内、向下位置，而在这样做时，发送出一个向下拍击(图4(i))开始的信号。
为了正确地击球，球拍随后有节奏的向下拍击必须在时间间隔Y期间开始，在此拍击过程中，水银8和磁铁23在离心力的作用影响下保持位置不变，而在垂直水银开关17中的水银18则移向开关17的靠外端17b，并给微型芯片20送去一个“发球的向下拍击阶段已经开始并正在进行”的信号。在第一磁铁导轨(12)内的磁铁13驻留在它的向前位置12b处，使簧片14闭合。所以，在发球拍击阶段的向下动作期间，蜂鸣器9发出声音信号。如果在发球期间的任何时候球员犯了一个错误，则将没有这样的信号发出。上述的错误可以是如下的这些(a)起始位置不正确。例如，球拍上部没有如图1中箭头D所示那样充分地转过来，和/或球拍柄2与球员下臂之间被保持成一太大的角度，水银开关7中的水银8可能已经处于它的靠外位置7b处(参阅前文所述的I(2)节)。
(b)在发球摆出阶段期间如图1中箭头E或F所示的过度的侧向摆出，而不是如图4箭头V所示的较为向下的运动，将导致摆出阶段太短，簧片24和25将在时间间隔X2终结之前被磁铁23所驱动，而簧片24和25的这种驱动是应该发生在较迟的时间间隔Y期间的。
(c)没有把球拍头部1导向球员背后，以致未能驱动簧片24和25。
(d)在球拍头部1被引导至球员背后前的向上摆动期间中断了发球的摆出动作，以致或者是水银开关7打开，即水银8将移向它的靠内位置7a;或者是由于发球摆出的节奏不充分，时间间隔X2太短。
(e)如果当球拍保持在球员背后而球拍头部1朝下时，球员犹豫或推迟拍击阶段，则簧片24和25可能被磁铁23驱动得太迟，在时间间隔Y已经过去后才被驱动。
(f)在一个错误的起始位置上，球员已经以这样一种方式握持球拍的柄2，即球拍头部1的上部在箭头A(图1)的方向上倾斜得太过分，而水银开关7和磁开关22将不在前文所述的它们的正确位置，即水银8在位置7a，而磁铁23在位置22a。
在图5中，门I1、I2、I3、I5、I6和I20为与门，门I4和I7为或门(反相器)。电子元件I18和I19为场效应晶体管(FET)，最好为绝缘栅、增强型、单沟道、具有引出衬底连线的P型沟道场效应晶体管。
触发器FF1由门I9和I10构成，触发器FF2由门I11和I12构成，而触发器FF3由门I15和I16构成。
多谐振荡器包括作为其组成部分的非门I17、场效应晶体管I18和I19以及与门I20和非门I21，它们串接在从场效应晶体管I18的引出衬底和芯片脚2014(芯片20的接脚14)之间。
在图7中，各种电子元件在下列一些时间分别以处于逻辑状态0或1来表明T0＝离开正确的起始位置，开始正手或反手动作序列的时间;时间间隔X1开始;
T1＝结束时间间隔X1并开始时间间隔Y的时间;
T2＝水银开关17发出正手拍击开始信号的时间;
T3＝正手加速而使磁铁13移动，打开簧片15并闭合簧片14的时间;开始发出“良好”信号;
T4＝时间间隔Y终结的时间，这时水银开关17要发出一信号已为时太晚;
T5＝向前拍击时减弱阶段停止的时间，球拍放低并返回到起始位置。
图7中的行(a)至(n)表示下列电子元件的逻辑状态行(a)水银开关7行(b)簧片14行(c)簧片15行(d)水银开关17行(e)簧片24行(f)簧片25行(g)芯片20里面的门I3的输出行(h)门I2的输入;芯片输入205和206(芯片20的接脚5和6)行(i)门I2的输出行(j)触发器FF1行(k)触发器FF2行(l)触发器FF3行(m)门I4和I5的公共输入;芯片输入2011
(芯片20的接脚11)行(n)门I21的输出;芯片输出2014(芯片20的接脚14)。
所用门的类型按照约定的符号(参阅国际电技术委员会公告(InternationalElectro-TechnicalCommissionPublication)113-7，1981)示于图5中。
现将参考示于图2和6中的电路元件和布线以及图7的脉冲波形图来阐述图5中示意电路图的工作情况。
(k)起始位置在起始位置上，开关6开到“接通”，即接线端子6.1.C和d以及6.2.C和d闭合。在控制装置的这个起始位置上，簧片15、24和25闭合而水银开关7和17以及簧片14打开(图7的行(a)-(f))。
下拉电阻26b、c、d和e，电阻32，分别通过二极管34和37，以及电阻42，将所有芯片输入拉向低电位(零电位)，即内部门I1至I7的输出端为逻辑0(低)。因此，由门I9和I10构成的触发器FF1为置位和复位作好了准备，而由门I11和I12构成的触发器FF2借助反相门I8，通过它的处于逻辑1(正电源电压)的输出(即它的输出为逻辑1)即被复位。因而，由门I15和I16构成的触发器FF3被复位，触发器FF3的输出为逻辑1，这样，导致由两个场效应晶体管(FET)I18和I19以及门I17、I20和I21组成的多谐振荡器被阻断(图7的行j、k、l和n)。
(L)摆出阶段的开始，正手或反手打球
水银开关7闭合(图7行(a)的时间T0)，并且电容器40通过电阻38和39以及电位器21而被充电，簧片24闭合，而在电容器40充电时间X1以后，门I3变成逻辑1状态(图7行(g)的时间T1)。当时间间隔X1过去后在时间T1时来自开关7的电压加到门I3的输出端。在跟随着的时间间隔Y期间，如果开关7由于错误地握持球拍而必须打开和再次闭合，则每当这一情况发生时时间间隔Y会被中断并重新开始。因此，应该维持连续而有节奏的动作以防止开关7打开。
作为正确打球的结果，同时产生下列情况-触发器FF2为置位而作好准备;
-触发器FF1被置位，于是门I15为通过来自门I1的一个脉冲作好准备;
-门I3的上升沿通过电容器41(图7行(h)，时间T1)传送到门I2，将电容器44充电。时间间隔Y开始(参阅图7行(i)的时间T1)。在时间间隔Y期间，门I2被保持不变，在此，决定着电容器从门I2放电时间(图7行(i)、时间T4)的电容器44和电阻43，形成了这个时间间隔Y。在时间间隔Y期间，簧片开关17必须借助于一个脉冲来将触发器FF2置位(图7行(d)和(k)、时间T2)。
簧片15必须停留在逻辑状态1(通导)(图7行(c)，时间T2)，直至开关17发出脉冲之后，否则就不会有脉冲。当簧片14闭合时，簧片15将打开(图7行(b)和(c)、时间T3)。
重要的是簧片25保持在逻辑状态1(即通导);如果不是这样，则开关17在时间T2就不能发出所需要的脉冲(图7，比较行(d)和(f)，并参阅图5)。由于时间间隔X1的长度取决于簧片24的状态(即是否闭合)，所以簧片24必须闭合(逻辑状态1)，但它的状态不会影响开关17的功能。
当触发器FF2被该脉冲置位时，触发器FF3将为通过门I14来置位而作好准备，并将在时间间隔Y内变成逻辑0状态。然后簧片14送出一个通过门I1和I13而传送到触发器FF3的逻辑1信号;触发器FF3就被置位，因而多谐振荡器工作，发出蜂鸣或啁啾声(图7行(b)、(l)和(n)，时间T3)。
如果在芯片输入端10和11的逻辑状态不是在逻辑状态0(图7行(m))，则触发器FF2不会在时间T3时对簧片14的闭合作出响应，(图7行(b)和(l)，时间T3)，从而不会下降至逻辑状态0，并且多谐振荡器不会工作。
(M)错误来源(a)在开始时开关1/7在时间X1之前、而在水银开关7闭合之后被驱动。来自开关17的脉冲通过二极管36、借助于电容器35被存储起来，并通过门I4和I7将触发器FF1复位。因此，门I13被阻断，而不可能将FF3置位，并因而将不发出“良好”信号。
(b)正手或反手动作期间的中断将导致通过水银开关17发出脉冲，水银开关7也将打开，并且时间间隔X1将重新开始进行。
(c)球拍头部1被保持得太低簧片15将先于时间间隔Y的开始时刻而过早地打开，因而没有脉冲能从水银开关17发出(进一步参阅“错误(a)”一节)。
(d)球拍头部1被允许指向下方，从而簧片25打开，而开关17的驱动被取消。
(e)球拍头部1中网的上部按箭头B所指方向(图1)大大地偏离垂直平面。在开关17中水银18的惯性将阻止在时间间隔Y期间发出直接通过门I8和I7的脉冲，即触发器FF2未被置位而触发器FF3保持复位。
(f)摆出阶段执行得太快这导致和“错误(c)”一节相同的结果。
(N)发球控制装置被转到正面向下的位置，以致水银开关17在控制中不起作用，而簧片24和25打开;其结果是，由于电容器40仅通过电阻38和电位器21而不再通过电阻39充电(簧片24是打开的)，所以时间间隔X2将较长。在摆出开始时，水银开关7将闭合，而如同上面在(L)一节中描述的那样，同样的工作情况被重复。
先决条件当触发器FF1被置位时，在时间间隔X2期间簧片25必定闭合;在时间间隔X2期间，簧片25将通过门I5发出一个脉冲，这时门I5已经借助于来自水银开关7的X2时间信号而作好准备，该脉冲是在时间间隔Y内以信号逻辑1发送的，并且通过门I8而到达触发器FF2，从而将其置位;于是，触发器FF3以与正手或反手摆出中相同的操作序列，对通过门I14而置位做好准备，并将在时间间隔Y内闭合簧片14，然后送出一个信号逻辑1，通过门I1和I13传送到触发器FF3，于是将其置位，多谐振荡器在那时就工作，发出蜂鸣或啁啾声。
(O)控制工作在开关6中，接线端子6.2.a和b与6.1.a和b一样被跨接，这样，开关6被闭合而用于控制。水银开关7就闭合，产生如上面在(L)一节中所述的同样后果，并且在时间间隔X1结束后，来自门I1的信号逻辑1通过开关位置6.2.a和门I8将触发器FF2置位，在那里产生出一个复位电平，而触发器FF3将被复位，并从而为新的置位做好准备，并且门I1的逻辑1能通过门I15将触发器FF3置位。
在图5和8中，符号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表明在这些点处某些电压值经常发生。因而，“Ⅰ”表示当开关7闭合而接通电极引线7b和7c时所产生的脉冲电压值;
“Ⅱ”表示经常在集成电路20的接脚8处出现的、与ty(即时间间隔Y)相对应的电压值;
“Ⅲ”表示在水银开关的位置17b处发“沙沙”的接触声所产生的电压值;以及“Ⅳ”表示在集成电路20的接脚2处，与时间间隔tX(即X)相对应的电压值。
这(利用这些电压值)将允许对于由球员在执行前文所详述的各种阶段的序列过程中所产生的错误动作有最佳的记忆和回忆。
在摆出动作开始时，借助于闭合水银开关7(图7)所产生的正脉冲，通过接线端子I(图5)和电位器50(图8)触发单稳态多谐振荡器(monoflop)51，一旦由电位器52调节的时间间隔X过去后，单稳态多谐振荡器51就产生一个负脉冲，将记忆触发器复位到“零”状态。
此外，上面提到的由水银开关7产生的正脉冲被用作在接线端子Ⅲ处电压值的记忆脉冲。在摆出动作开始时，由错误持拍所构成的错误动作将借助于发光二极管LED1(图8)发出信号。在接线端子Ⅲ处脉冲的上升沿则将利用D触发器53、54和55又去对接线端子Ⅳ处的电压值进行记忆，D触发器53、54和55各自的发光二极管LED1、LED2和LED3将表示球拍头部1在摆出动作期间扭转的位置。
在接线端子Ⅲ处脉冲的下降沿导致触发器55去记忆在接线端子Ⅱ处的电压值。一个错误的电压值将导致使发光二极管LED3发光，这用来表示“摆出动作中断”信号。
由LED1、2和3发出的可见信号不需由球员来观察，因为这样做可能会导致他的动作出错，但可由教师来观察，他将由此知道他的学生是在何处犯了错误。
在示于图9的根据本发明的装置的实施方案中，装置的机箱120是按与图1中所示实施方案相同的方式装在球拍手柄2内的。取下机箱盖，可以看到电路板125向外的一面。
一个微处理器和模数转换器127(为已知的);
簧片开关128，它有两种功能，即(a)对球员所持球拍头部1的位置和起始位置进行编程和控制，(b)将发球摆出动作和由此的初始位置进行编程;
一个可移动的磁铁129，它驱动簧片128;
簧片开关130用于对摆出动作、摆出的速度和击球的速度进行编程和控制，并寄存有节奏的正手或反手击球或发球的任何中断情况。
一个磁铁131，它用于驱动簧片130;
一个张力弹簧132，它将磁铁131恢复到它的起始位置，并限制它的行程;
一个蜂鸣器133，它发出报知动作正确或错误执行的声音信号;
一个第一簧片开关134，用于在摆出到击球动作的转变期间对球拍柄握持情况进行编程和控制;
一个第二簧片开关137，它起簧片开关134同样的作用;
一个磁铁135，它驱动簧片开关134和137;
一个用于磁铁135上的导轨136;
若干个簧片开关138，用于对正手击球开始时的摆出动作和随后的拍击动作进行编程和控制(这是在使用右手的球员的情况，对于使用左手的球员来说，簧片的功能有相反的意义);
一个磁铁139，它驱动簧片开关138一个压缩弹簧140，它限制磁铁139的行程，并将它恢复到起始位置;
若干个簧片开关141，用于对反手击球时的摆出动作及随后的拍击动作进行编程和控制(参阅前文所述的有关使用右手和左手的球员的注解)。
一个磁铁142，它驱动簧片开关141;
一个压缩弹簧143，它限制磁铁142的行程，并将它恢复到它的起始位置;
一个选择器开关144，它将编程转换到控制，或反过来将控制转换到编程;以及一个开关145，它控制在击球动作中的正常的编程序列。
对程序执行的编程和控制以包括任选存储器(例如根据本发明设置在电路中的模数转换器)的单片微处理器127为基础，本装置对所有动作序列是可编程的，这些动作序列示意地画于图3和4中，本装置并能控制程序的执行、和发信号报知球员是正确地还是错误地执行动作序列。特别是，程序可送入存储器，然后还能考虑到球员的人体构造情况而控制此程序的执行。单片微处理器EurotechnigueET29411可用来作为这种单片微处理器。
在使用右手的球员执行正手动作期间，在(a)处的摆出阶段的开始用信号来通知芯片20以便进行处理，其结果是在时间间隔Y内及时地产生了一个来自水银开关17的信号，这一情况同样被记录在存储器内。所有随后在电子电路内如上所述的变化均同样地被记录在存储器内。在图3和4中所示的动作序列中，电子线路将对这些动作阶段是“良好”还是“不合格”作出评价。
所有与图3和4中所示的有很大差别的执行情况将被评为“不合格”。
在使用左手的球员的场合下，情况是相同的。电子电路对左手的正手击球的响应将和对右手的反手击球的响应相同，反之亦然。
同样情况可适用于发球(图4)，在此场合下，时间间隔X1增加到X2。在考虑到较长的时间间隔X2的情况下，电子电路将做出与在正手或反手击球场合下相同的评价。
在球拍柄的较低端，手柄的运动由A至G的方向已被如图1和9中那样而指示出了。
虽然图2、5和6中所示的电路图以及图8中可供选择的电路图都是打算用于执行根据球类运动的理论教学方法的固定程序的，但图9的本装置的实施方案可如前所述用微处理器127来替代微型芯片20，并可和附加的编程动作序列一起应用，此附加序列可考虑到其它不同的教学方法和各种的输入。
一个相应的预编程教学方法已装入微处理器127内。通过增加能控制球拍或球棒作阶段的各种功能开关的数目，使得可存储在微处理器127中的程序有附加的阶段变化;这些程序还可从微处理器读出而进入控制电路。
在先前的、附加设置的程序清除后，总是能重新输入程序。
在装于机箱120内的控制电路中，将上述那些开关按位置安排成这样一种方式，使得前文所述各脉冲(图7)能按照前文结合图1、图2的实施方案描述的动作序列来产生和发送出去。
在两个实施方案中，驱动簧片开关的磁铁的导轨被安排成与球拍正确运动的方向相对应。因而，水银开关17被设置成垂直于电路板平面，以控制球员所执行的拍击速度。
在先前输入程序的附加部分被清除后，无论何时只要有需要，就可将程序所需的变动记录入存储器或微处理器127，而基本理论程序则无论何时均被保留。
在执行具有由图9中所示实施方案的控制的程序中，发球的球拍起始位置是图9中球员小图中的那个位置。电路中的可动作元件是示于图9中的那些。开关144被移到“编程”位置。
在发球摆出阶段开始后，由开关所产生的各种脉冲被送入微处理器127的当前的时钟脉冲，并存储在微处理器127中，使得所存信息随后可作为控制功能而被检索。
在按方向E的摆出阶段期间，磁铁131移向簧片130。取决于摆出的加速度，则一个或几个或所有这些开关130被闭合。同时，磁铁139按它的朝着簧片开关138的箭头方向移动，并控制摆出动作的方向。还有，只要球员的手正确地握持球拍柄，磁铁135就一直保持在它的导向装置136内的端部位置处。
驱动开关138的磁铁139的行程长度被送入微处理器127，从而，使摆出阶段的距离被编程。磁铁129驱动簧片开关128，并从而将球拍在整个摆出阶段和随后的击球阶段期间的位置送入程序。
在摆出阶段之后，球拍进入按方向G(图9)移动的碰击或拍击球阶段，这时离心力与恢复弹簧140的作用力一齐将磁铁139返回到它的起始位置(和它的箭头方向相反)。
按箭头G方向开始击球动作的情况下，磁铁142驱动簧片开关141，开关141将此动作存储入微处理器127，并从而将它输入程序。
根据受到磁铁142驱动的簧片开关141的数目，执行这一击球的速度被记录下来。
簧片开关141被驱动的时间长度以及由开关所产生的相应脉冲的宽度(持续期)被送入微处理器127，此长度和持续期代表击球动作速度。
利用输入这一程序或一个类似程序的方法，可以使微处理器127被装入，并在开关144移到“控制”位置后将存入内容读出。
接着，已输入的程序可以被检索，去对运动员随后再现此程序内容所做动作序列的方式进行控制。
为了记录一个使用右手的球员按照箭头F方向的摆出动作和随后按箭头H方向的拍击动作而进行的反手击球程序，可用与上述正手击球期间的驱动方式颠倒的方式来驱动簧片开关138和141。磁铁135相对于簧片开关137的按箭头A方向的位置，能把在编程开始时产生同样的准备脉冲(预触发)的工作接替过来，这个准备脉冲本来是为编正手击球程序而产生的。
磁铁135相对于簧片开关134按箭头B方向的位置产生在编程开始的预触发(准备脉冲)，用以对反手击球编程序。
这两个位置对微处理器127在“控制”阶段也是需要的。
在一个类似的或改变了的方式(但根据前文所述基本的编程方法)下，包括发球在内的所有不同类型的击球动作(不仅是打网球，而且包括涉及球拍的其它种类的球类运动)都能被编程，并在“控制”阶段能被检索。
权利要求
1.一种在球类运动的击球期间对球员握持击球器械手柄的情况实行编程和控制以及给器械导向的装置，它包括(a)一个所述装置的机箱；(b)一个在机箱内的直流电源(5)的机盖；(c)一个装在所述机箱内的电子电路，其特征在于所述电子电路包括(C、1)一块电路板(4)，它具有一根纵轴、横截所述纵轴的第一板边缘(4a)和第二板边缘(4b)、以及一个外侧板面和一个内侧板面；(d)通一断开关装置(6)，它装在所述机箱(10)内，并适用于将来自所述直流电源(5)的直流电接通或开断；(e)一个发送可觉察信号的信号发送装置(9)；(f)集成电路芯片装置(20)，它适合于编程和控制一个第一时间间隔，所述芯片装置最好为一单片微处理器；(g)调节所述第一时间间隔的持续期的电位器装置。(h)一个无噪音、快速响应型第一细长开关(7)，它具有一个内端部(7a)和一个外触点端部(7b)，且装在所述电路板(4)的所述外侧板面上并与之平行，与所述纵轴形成约40°角，所述第一开关的所述外触点端部比所述第一内开关端部(7a)更靠近第一横向板边缘(4a)；(j)一个无噪音、快速响应型的第二细长开关(17)，它具有一个内开关端部(17a)和一个外开关端部(17b)，且所述内开关端部(17a)装在所述外侧板面上，从板面上基本上垂直地伸出；(k)一个第三细长开关(12)，它装在所述电路板(4)上，并具有一个外端部(12a)和一个内端部(12b)，所述内端部(12b)比所述第三开关的外端部(12a)更靠近所述第一横向板边缘(4a)；以及(l)一个第四细长开关，它具有一个内端部和一个外端部，且装在所述电路板(4)的所述外侧板面上，所述第四开关的所述外端部比所述第四开关的内端部更靠近所述第一横向板边缘(4a)。
2.一种如权利要求1中所述的装置，其特征在于所述发送可觉察信号的装置适于发送声音信号。
3.一种如权利要求2中所述的装置，其特征在于所述发送可觉察信号的装置是一个蜂呜器。
4.一种如权利要求1至3中所述的装置，其特征在于所述第一和第二开关(7、17)为水银开关，所述第三开关(12)内端部(12b)是一个磁开关，它包括一个第一永磁体(13)和一个用于其上的导轨，所述导轨具有一个第三开关导轨的外端部(12a)和一个第三开关导轨的内端部(12b);所述第四开关(22)也是一个磁开关，它包括一个第二永久磁体(23)和一个用于其上的导轨，所述导轨具有一个第四开关导轨的内端部(22a)和一个第四开关导轨的外端部(22b);所述第一磁开关(12)包括一个第一簧片(14)和一个第二簧片(15)，当所述第一磁体(13)位于靠近所述第三开关的导轨的内端部(12b)时所述第一簧片(14)是闭合的，而所述第二簧片(15)是断开的，当该磁体靠近所述第三开关导轨的外端部(12a)时，情况相反;以及所述第四开关(22)包括一个第三和一个第四簧片(24、25)，当所述第二磁体(23)位于所述第四开关导轨的外端部(22b)时，所述第三和第四簧片两者都闭合，当所述第二磁体(23)位于所述第四开关导轨的内端部(22b)时，所述第三和第四簧片两者都断开。
5.一种如权利要求4中所述的装置，其特征在于当在所述第一开关内的水银体(8)受到一个连续的离心力的作用时，至少在所述整个时间间隔X和Y内所述第一水银开关(7)闭合。
6.一种如权利要求1至5的任一项中所述的装置，其特征在于所述集成电路芯片装置(20)是一块门阵列芯片，而所述装置只用作球员动作序列的控制，所述电路作为一个时间控制装置最好包括一个与门(I2)，两个相互开联再连接到所述与门输入端的电容器(41、44)，两个相互开联再与所述电容器联接并接到所述与门输入端的电阻，所述电位器装置(21)用来调节所述电容器(41)的充电时间以获得正手/反手动作序列和发球动作序列摆出阶段的时间长度。所述第一和第二开关最好为水银开关，而所述第三和第四开关最好包括飞行加重电路接通体(fly-weight circuit-making bodies)。其中所述的第三和第四开关(12、22)的每一个最好包含与所述磁体(13、23)在一起的加重装置(13a、23a)，这种加重装置能使磁体从一个端部位置移动到另一个端部位置时得到加速，使得与所述磁体相联系的两个磁开关的一到三个簧片(14、15;24、25)断开，并防止邻近所述簧片的所述磁体的粘附。所述电路任选地包括对由于不正确击球而违犯了由所述时间间隔(X)和(Y)所决定的动作序列进行检测和发出可觉察信号的电子装置，这里提到的电子装置最好能发出光学信号，以及所述第三开关(12)最好与所述电路板(4)的所述外侧面平行，且与所述电路板的纵轴成约20°的夹角而延伸，而所述第四开关(22)最好与所述电路板(4)的所述外侧面平行且与所述电路板的纵轴成约75°的夹角而延伸。
7.一种供球类运动用的击球器械，它包括具有一纵向的手柄轴的手柄(2)和一具有击球用的接触面的平坦头部(1)，以及一种在运动员为了击球而做的击球动作期间，对所述手柄的握持实行编程和控制以及对所述器械进行导引的装置，所述装置包括一个所述装置的机箱(10);一个在机箱中的直流电源(5)的机盒;一个装在所述机箱内的电子电路，它包括(C、1)一块电路板(4)，它具有一条纵轴、横截所述板轴的第一板边缘(4a)和第二板边缘(4b)、基本上平行于所述板轴而延伸的第一和第二纵向板边缘(4c、4d)以及一个外侧板面和一个内侧板面;(d)通-断开关装置(6)，它装在所述机箱(10)内，并适用于将来自所述直流电源(5)的直流电接通或断开;(e)一个发送可觉察信号的装置(9);(f)集成电路芯片装置(20)，它可以被编程并且控制一个持续期为可调的第一时间间隔(X)以及一个直接跟在所述第一时间间隔后的、持续期固定的第二时间间隔(Y);(g)电位器装置(21)，它调节所述第一时间间隔的持续期;(h)一个无噪声的、快速响应型第一细长开关(7)，它具有一个内端部(7a)和一个外触点端部(7b)，并装于所述电路板(4)的所述外侧板面上并与之平行而延伸，与所述电路板纵轴形成约40°角，所述第一开关(7)的所述外触点端部(7b)比所述第一开关的内端部(7a)更靠近所述第一横向板边缘(4a);(i)一个无噪音、快速响应型第二细长开关(17)，它具有一个内开关端部(17a)和一个外开关端部(17b)，所述内开关端部(17a)装在所述外侧板面上，从板面上基本上垂直地伸出;(k)第三开关装置(12)，它装在所述电路板(4)的所述外侧面上，并具有一个内触点端部(12b)和一个外触点端部(12a)，所述第三开关的所述内端部(12b)比所述第三开关的外端部(12a)更靠近所述第一横向板边缘(4a);(l)第四开关装置(22)，它具有一个内端部(22a)和一个外端部(22b)，且装在所述电路板(4)的所述外侧面上，所述第四开关的所述外端部(22b)比所述第四开关的内端部(22a)更靠近所述第一横向板边缘(4a);所述击球器械最好为网球拍，而所述平坦头部(1)包括一个球拍网以作为所述的接触面。
8.一种如权利要求7中所述的击球器械，其特征在于所述狭长的电路装在所述手柄内，所述板的长轴基本上平行于所述手柄纵轴而延伸或与之重合，而所述电路板的外侧板面与所述球拍网基本上在同一平面内延伸，这样，当将所述网球拍握持成使得所述球拍网在垂直平面内延伸，且所述第一纵向板边缘在所述第二纵向板边缘之上时，所述电路处于控制正手和反手动作序列的位置，而当将所述球拍以翻转的位置握持，使得所述第一纵向板边缘低于所述第二纵向板边缘时，所述电路自动地处于控制网球发球期间动作序列的情况。所述第三和第四开关的每一个最好包括加重装置，加重装置以这样一种方式与所述磁体装在一起，使磁体从一个端部位置移动到另一个端部位置时得到加速，以便让与所述两个磁开关相联系的一至三个簧片断开，并防止邻近所述簧片的所述磁体的粘附。
9.一种如权利要求7和8中之一项，所述的击球器械，其特征在于所述第一和第二开关是水银开关;所述第三开关是磁开关，它包括一个第一永磁体和一个用于该永磁体的导轨，这个导轨具有一个靠外侧的和一个靠内侧的第三开关导轨端部，以及所述第四开关也是一个磁开关，它包括一个第二永磁体和一个用于该永磁体的导轨，这个导轨具有一个靠内侧的和一个靠外侧的第四开关导轨端部，所述第一磁开关包括一个第一簧片和一个第二簧片，当所述第一磁体位于靠近所述第三开关导轨内端部时，所述第一簧片闭合，而所述第二簧片断开，当所述第一磁体位于所述第三开关导轨外端部时，情况相反;以及所述第四开关包括一个第三簧片和一个第四簧片，当所述第二磁体位于所述第四开关导轨外端部时，所述第三和第四簧片闭合，而当所述第二磁体位于所述第四开关导轨内端部时，所述第三簧片和第四簧片断开，其中，所述第三开关最好平行于所述电路板的所述外侧面而延伸，并且与所述电路板的纵轴成约20°的夹角，以及所述第四开关最好平行于所述电路板的所述外侧面而延伸，并与所述电路板的纵轴成约75°的夹角。
10.一种如权利要求7至9中之一项所述的击球器械，其特征在于所述集成电路芯片装置是一块门阵列芯片，而所述控制装置只用来控制球员的动作序列，以及其中所述电路作为时间控制装置，最好包括一个与门，两个相互并联再连接到所述与门输入端的电容器，两个相互并联再与所述电容器连接并连接到所述与门输入端的电阻，和所述电位器，该电位器用来调节所述电容器的充电时间，以获得正手/反手动作序列和发球动作序列摆出阶段的时间长度，所述电路还可选择地包括电子装置，它能对由于不正确的击球动作而违犯由所述时间间隔(X)和(Y)所确定的动作序列的情况进行检测和发出可觉察信号，所发出的信号最好为光学信号。
11.一种对握拍位置实行编程和控制以及对击球器械进行导引的装置，所述装置包括集成电路芯片装置，最好为单片微处理器;开关和控制装置，它适于对击球器械的动作序列的整个节奏作出响应;对击球器械整个节奏的动作序列实行编程的装置;控制程序偏离的装置;以及产生易于觉察信号的装置，它指示击球器械整个节奏的至少一个正确与不正确动作序列，从而借助于球拍在正手击球、反手击球和发球期间动作阶段的整个序列能够得到编程，并通过与用上述装置产生的主程序进行比较而对整个序列进行控制，所述编程和控制与运动员是使用右手还是使用左手的运动员无关。
全文摘要
一种在球类运动中编程和控制击球器械手柄的位置以及引导击球器械的装置包括装在手柄内不同位置的磁开关、水银开关、微型芯片或微处理器和其它电子元件。在各击球阶段，器械的运动使这些开关和与之相关的电路闭合或断开，从而发出易于识别的信号，通知球员和/或教练，球员的击球动作是否有误。此装置可工作于固定程序和考虑到各个球员的动作及人体构造的程序，其优点为不干扰球员的正常动作，以及不必在各运动序列之间去操作开关。
文档编号A63B69/00GK1039730SQ8810489
公开日1990年2月21日 申请日期1988年8月5日 优先权日1988年8月5日
发明者阿道夫·布伦纳 申请人:阿道夫·布伦纳