光电式高尔夫击球参数测试方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，主要应用于高尔夫练习时帮助矫正击球动作。
【背景技术】
[0002]在高尔夫击球时，为了保证球飞出去以后能到达或接近目标，应保证在击球过程中杆头的击球面和飞行方向垂直，并在击球和送球的一段距离内保持杆面平行，一般要求在击球的过程中要有一个送胯的动作。目前的高尔夫练习器一般没有动作矫正，大多是仅有一个球道。前期我们设计了一套高尔夫练习器，基本结构如图1所示，两个框型结构，分别安装ABCD四个激光头，abed是四个光电接受管，高尔夫球杆击球时(比如正手，由右向左)，杆头相继切断四条激光束，通过电路感应判断AB和CD四条光束的切断先后，判断进杆和出杆的时候，球杆杆头是左偏还是右偏，用发光二极管来显示。这部分内容已经申请了实用新型专利“光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器CN 201930499 U”，已经获得授权。
[0003]但原来的专利中仅能判断进杆和出杆的时候，球杆杆头是左偏还是右偏，对于偏离1度和10度，显示结果是一样的，而球杆角度不同。击球后球飞出后偏离目标差别很大。我们考虑在这个基础上，我们以原来的机械结构，通过微机系统计时测量球杆杆头切断各条光束的时间差，用我们发明的算法计算出击球过程的平均速度，同时判断进杆和出杆的左右偏，并算出偏转角度，用液晶显示器或计算机显示出来。这样就能给练习者在数值上有所参考，在矫正动作时可以考虑纠正的幅度，实际价值更大。
【发明内容】
[0004]发明目的:针对现有技术的不足，本发明提供了一种光电式高尔夫击球参数测试方法和装置，能够把高尔夫击球时击球参数计算出来，进而显示出来。主要针对击球速度、进杆和出杆时杆头的偏转方向和角度等参数，对练习者的动作有比较强的指导意义。
[0005]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种光电式高尔夫击球参数测试方法，包括:
(1)获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器；
(2)获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器；
(3)获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器；
(4)获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器；
(5)结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向。
[0006]所述挥杆速度根据公式v=L/T2计算得出，其中L为进杆检测位置与出杆检测位置间的距离，T2为第二定时器的计时时间。
[0007]所述进杆时的偏向角度根据公式aparctarKvTi/D)计算得出，其中D为进杆检测位置处两束激光束之间的距离，!^为第一定时器的计时时间。
[0008]所述出杆时的偏向角度根据公式a2=arctan(vT3/D)计算得出，其中D为出杆检测位置处两束激光束之间的距离，T3为第三定时器的计时时间。
[0009]进一步地，为了及时发现挥杆异常，保障参数正确计算，所述步骤(2)中还包括:若在距离获取到第一个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第二个切断信号，则发出错误信号;所述步骤(4)中还包括:若在距离获取到第三个切断信号的第一时间间隔内未获取到所述第四个切断信号，则发出错误信号。
[0010]所述步骤(3)中还包括:若在距离获取到第二个切断信号的第二时间间隔内未获取到所述第三个切断信号，则发出错误信号。
[0011]—种实现上述方法的光电式高尔夫击球参数测试装置，包括:主控模块、显示模块和光电检测模块，所述光电检测模块包括四个光电管和四路光检测比较电路，分别对应四束激光束的检测，在激光束被切断时，光检测比较电路输出切断信号至主控模块；
所述主控模块包括:第一计时单元，用于根据进杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在进杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；第二计时单元，用于根据进杆和出杆检测位置处各自的第一个切断信号记录球杆杆头从进杆到出杆的移动时间;第三计时单元，用于根据出杆检测位置处的两束激光束的切断信号记录球杆杆头在出杆检测位置处的两束激光束间的移动时间；以及计算单元，用于根据激光束切断的先后顺序、测得的时间和设定的激光束间的距离算出挥杆速度及进杆和出杆时的偏向角度和方向；
所述显示模块与主控模块相连，接收并显示计算结果。
[0012]进一步地，所述主控模块还包括:第一错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到进杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号;第二错误检测单元，用于在获取到进杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第二时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第一个切断信号，若没有获取到则输出错误信号；以及第三错误检测单元，用于在获取到出杆检测位置处的第一个切断信号后，判断在设定的第一时间间隔内是否获取到出杆检测位置处的第二个切断信号，若没有获取到则输出错误信号。
[0013]有益效果:本发明在现有实用新型专利“光电感应即时显示式高尔夫球挥杆准直练习器CN 201930499 U”的基础上，设计了测试击球参数的方法及实现装置，从数值上测出击球过程中球杆杆头的击打速度，进杆和出杆时杆头的偏转角度和方向，把这些参数显示出来并提供给练习者，能够有效帮助练习者分析击球过程中的动作，并纠正。
【附图说明】
[0014]图1是现有的光电式高尔夫练习器示意图。
[0015]图2是本发明实施例的方法总体流程图。
[0016]图3是本发明实施例的详细控制程序流程图。
[0017]图4是本发明实施例的装置结构框图。
[0018]图5是本发明实施例中激光头驱动和光电检测电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0020]如图2所示，本发明实施例公开的一种光电式高尔夫击球参数测试方法，主要包括如下步骤:
S1、获取进杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第一个切断信号时启动第一定时器和第二定时器。
[0021]S2、获取进杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第二个切断信号时停止第一定时器。
[0022]S3、获取出杆检测位置处两束激光束中任一激光束的切断信号，并在获取到第三个切断信号时停止第二定时器，启动第三定时器。
[0023]S4、获取出杆检测位置处两束激光束中另一激光束的切断信号，并在获取到第四个切断信号时停止第三定时器。
[0024]S5、结合进杆和出杆检测位置、激光束间的距离、定时器的计时时间以及激光束切断的先后顺序计算得出挥杆速度以及进杆和出杆时的偏向角度和方向。
[0025]对于图1中的光电结构，正手击球时，球杆头由右至左分别扫过四条激光束，光电接收管接收到信号后，通过电路处理，信号有一个电平跳变，传输到单片机进行数据处理。以正手击球(由右向左)为例来说明，球杆头扫过第一个框(进杆检测位置处)，只要切断a、b两条光束中的任意一条，启动两个计时器TjPT2，同时判断先切断a光束还是b光束，从而可判断进杆时球杆头右偏还是左偏，等到杆头切断a、b光束中的另外一条时，检测到对应的电平跳变，!^计时停止;球杆继续运行扫过第二个框(出杆检测位置处)时，只要切断c、d两条光束中的任意一条，时停止，同时启动计时器T3，同时判断先切断c光束还是d光束，从而可以判断出杆时杆头左偏还时右偏，检测杆头切断c、d光束中的另外一条时，产生对应电平跳变，T3计时停止。TjPT3是击球面分别扫过两个框时分别切断a、b光束和c、d光束间的时间差，T2是从第一框到第二框之间的时间，由两个框之间的距离L(这个参数在开机时可以根据练习者的情况设定调整)和!^可以算出挥杆速度
v=L/T2(1)
再由Τι和T3、光电管间距D计算出进杆和出杆时的偏向角度 ai=arctan(vTi/D)(2)
a2=arctan(vT3/D)(3)
计算得到的结果可在液晶显示器上显示出来，实时从数值