专利名称：网球拍响应在线检测器的制作方法
技术领域：
本发明专利是采用在网球拍拍框的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花、在拍柄内安装微型遥测电阻应变发射器、在场外安放遥测电阻应变接收器和控件化虚拟式信号分析仪组成网球拍响应在线检测器。当该检测器用于测量网球拍拍框在上弦过程中，拍框所受载荷大小及上弦过程中拍框应力的大小及变化情况时，可先在无弦的空拍框内侧所选测点上粘贴小型三轴应变花，连好测量线路，即可实时测量并记录下拍框应力大小及变化的全过程。通过控件化虚拟式信号分析仪还可以计算出主应力的大小及变化情况和绘制出相应主应力的分布和变化图形。
当该检测器用于测量运动过程中球拍的受载和应力情况时，可以在已经上好拍弦的正常网球拍的拍框的选定测点上粘贴小型三轴应变花，连好测量线路，即可实时测量并记录下拍框应力大小及变化的全过程。通过控件化虚拟式信号分析仪还可以计算出主应力的大小及变化情况和绘制出相应主应力的分布和变化图形。采用相应的测试分析方法，还可同时测试从上弦前到上弦后，球员运动击球过程中，网球拍拍框的受力和变化的全过程。通过同时采集测量拍框上所选各测点的应变值，经控件化虚拟式信号分析仪分析处理还可以实时的测出球员所使用球拍的击球点位置，进而可以客观评价其击球动作是否合理。通过在模拟加载的试验架上进行校准和定度，可以给出满足精度要求的准确测量值。本发明专利网球拍响应在线检测器用于网球运动员的训练和新型网球拍的开发研制都是极为有效的手段和工具。可广泛用于专业网球运动员的日常训练和网球学校的教学工作中，也是网球拍制造厂家在开发研制新型球拍时的一种极为有效的试验手段。
背景技术：
随着国内外网球运动越来越普及，特别是国内的网球运动近年来有了长足的发展，我国专业网球选手特别是女选手在国际网坛上的成绩和地位越来越高，相应的，我国的网球训练水平和网球拍的研制开发也极需随之提高，更需超前发展，本发明专利网球拍响应在线检测器就是在这样的背景下研制设计的。在国内外均属首创。目前国内外都还没有有效的同类仪器和手段的组合应用，本发明专利及时填补了这个空白。
发明内容
本发明专利采用在网球拍拍框的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花、在拍柄内安装微型遥测电阻应变发射器、在场外安放遥测电阻应变接收器和控件化虚拟式信号分析仪组成网球拍响应在线检测器。本发明专利采用的技术方案如下本发明专利网球拍响应在线检测器，主要由小型三轴电阻应变花⑴、微型遥测电阻应变发射器⑵、遥测电阻应变接收器⑶、控件化虚拟式信号分析仪⑷、脉冲激励锤(8)、压电式力传感器(或阻抗头)⑶、网球(W)、电荷放大器(U)、固定在台架上的网球拍(12)等组成。小型三轴电阻应变花⑴根据需要粘贴在网球拍拍框(5)所选定的测点上。各应变花⑴通过细引线沿拍框(5)布置固定并与安装在拍柄(6)中的微型遥测电阻应变发射器⑵相连接。由小型三轴电阻应变花⑴所测取到的应变信号经微型遥测电阻应变发射器⑵发射，由安放在场外的遥测电阻应变接收器⑶接收，并传送到控件化虚拟式信号分析仪⑷进行在线实时处理，得到所需要的数据、图表、曲线、图形及动画显示等。整个静、动态应变测试系统的标定和定度通过敲击力锤⑶、安装在力锤(8)前端的压电式力传感器⑶、粘接在压电式力传感器⑶端面的网球_、固定在台架上的网球拍(12)和电荷放大器(11)进行。压电式力传感器⑶和电荷放大器(11)的力值标定按照机械振动测试的有关规范进 行。安装在脉冲激励锤(8)上的压电式力传感器(或阻抗头)(9)和粘贴在压电式力传感器(或阻抗头)⑶的网球(10)组成专用于测量网球对网球拍击打力大小的标定力锤。其标定方法采用离线方式用该锤击打专门固定在台架上的网球拍(12)进行灵敏度系数的测定。与现有技术相比，本发明专利的优点在于
I、在现有的网球运动中，只有测定网球运动速度的方法和仪器，还未见到有测量网球击打力大小的方法和仪器方面的报道。本发明专利网球拍响应在线检测器属于国内外首创。2、本发明专利中所采用的各有关测量环节都是现代机械工程测试技术中较为成熟的技术和理论，进行一定的改造转换和二次再开发后，其具体实施是完全可行。3、本发明专利的实施运用，必将使网球运动员的日常训练和新型网球拍的开发研制都将跃上一个新的台阶，产生极好的效果。
附图I是本发明专利网球拍响应在线检测器的组成示意图。附图2是本发明专利网球拍响应在线检测器专门用于定度和标定的带网球敲击力锤的结构示意图。下面结合附图进一步说明本发明专利。
实施例如图I所示，对网球运动员所使用的球拍进行简单的改造，即在已经穿好弦线(7)的球拍拍框(5)上选择需要测试的测点，并粘贴小型三轴电阻应变花⑴，用固定在拍框(5)上的细引线将小型三轴电阻应变花⑴与安装在拍柄(6)中的微型遥测电阻应变发射器⑵相连接。这样，对球拍的改造准备工作即告完成。当网球运动员使用该改造后的球拍进行正常打球时，有关的应变测量信号即可通过微型遥测电阻应变发射器⑵将信号传输给安放在场外的遥测电阻应变接收器⑶和控件化虚拟式信号分析仪⑷进行在线实时分析处理记录。
为了得到定量的数据，采用如图2所示的带网球的敲击力锤。将上述改造过的网球拍固定在台架(12)上，用力锤敲击拍面弦线的不同击球点，同时记录下各测点的响应数据， 经过控件化虚拟式信号分析仪⑷进行分析处理后即可得到相应的各种需要的灵敏度系数、打击力分布、击球甜点位置等等测试参数和图表曲线。
权利要求
1.网球拍响应在线检测器，其特征是主要由小型三轴电阻应变花⑴、微型遥测电阻应变发射器⑵、遥测电阻应变接收器⑶、控件化虚拟式信号分析仪⑷、脉冲激励锤(8)、压电式力传感器(或阻抗头)⑶、网球(W)、电荷放大器(U)、固定在台架上的网球拍(12)等组成。
2.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是该网球拍响应在线检测器的专用敲击力锤主要由脉冲激励锤⑶、压电式力传感器(或阻抗头)⑶、网球(W)、网球拍(12)等组成。
3.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是该网球拍响应在线检测器的整个静、动态应变测试系统的标定和定度是由敲击力锤⑶、安装在力锤(8)前端的压电式力传感器⑶、粘接在压电式力传感器⑶端面的网球(W)、固定在台架上的网球拍(12)和电荷放大器(11)组成。
4.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是当测试网球拍拍框(5)在上弦过程中的受力及其变化情况时，先在无弦空球拍拍框(5)的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花⑴。
5.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是当测试网球拍拍框(5)在运动员击球过程中的受力及其变化情况时，在上好拍弦的拍框(5)的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花⑴。
6.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是当同时测试网球拍拍框(5)在上弦过程中的受力及其变化情况及在运动员击球过程中网球拍拍框的受力及其变化情况时，先在无弦空球拍拍框(5)的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花⑴。
7.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪⑷既可采用台式计算机，也可采用带有接口箱的笔记本电脑。
8.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是当基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪⑷采用台式计算机时，遥测电阻应变接收器⑶安装在计算机主机箱内成为一体。
9.根据权利要求I所述的网球拍响应在线检测器，其特征是当基于软件技术的控件化虚拟式信号分析仪⑷采用笔记本电脑时，遥测电阻应变接收器⑶安装在接口箱内，之后再与笔记本电脑相连接。
全文摘要
网球拍响应在线检测器采用电阻应变遥测和控件化虚拟式信号分析硬软件技术，可以在线实时检测球员击球的力量、速度、击球点及球拍的静动态响应和拍框的机械动态特性参数，对球员的训练和新型球拍的研制提供客观的试验数据。具体实施是在球拍的选定测点上粘贴小型三轴电阻应变花，并在拍柄中安装微型应变发射器，将信号发射到场外的接收器再通过信号分析仪进行实时分析处理得到相应的数据曲线图表和动画显示等。该检测器质轻体小不会影响球拍的使用性能和球拍使用者的正常运动。既可用于球员训练中还可用于球拍上弦时拍框受力情况的检测分析。其接收分析部分可集成在台式计算机或笔记本电脑中，是网球教练员和运动员及球拍研制者的有效辅助手段。
文档编号G01L1/22GK102657932SQ201210162380
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者张明洪, 张晓林, 徐倩, 杨成 申请人:西南石油大学