CN102686285A - 增强球拍运动中的表现的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种球拍总成可包括球拍以及至少一个可操作地耦合到所述球拍的传感器。所述至少一个传感器可配置用于生成指示与所述球拍的使用相关的至少一个参数的信号。所述球拍总成也可包括处理器，所述处理器配置用于接收所述信号作为输入并且基于所述信号生成输出。

Description

增强球拍运动中的表现的方法和设备
本申请案根据35U.S.C.§119规定基于2009年9月25日申请的第61/246,034号美国临时申请案要求优先权，所述美国临时专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及球拍运动，并且更特定而言涉及增强球拍运动中的表现。
背景技术
在体育界，运动员不断努力改进他们的表现。在一些运动中，通过对运动的测量和分析，运动员可易于得到关于他或她的表现反馈。然而，在球拍运动中，如在网球、乒乓球、平台网球、短柄墙球、壁球、羽毛球和/或任何其它球拍运动中，运动员要接收到关于他或她的表现反馈可能比较困难。造成困难的一个原因在于在运动期间，可能有两个或更多个运动员在给定边界内跑来跑去，并且其运动会使收集数据以及分析表现变得困难。另一个原因在于进行球拍运动要求使用许多种击球，并且一种类型的击球数据收集和分析可不同于另一种类型的击球数据收集和分析。此外，在运动期间，可能发生连续对打，使得运动员几乎没有时间考虑他或她的最后一击，或分析他或她的挥臂方式、步法、击球点和/或任何其它参数。尽管已经尝试在运动器具中并入特定测量装置，但是这些装置在其功能方面有所限制，并且因此在其对运动员的吸引力方面也有限。
此外，在球拍运动中，运动员的表现可取决于多个参数。表现参数的实例包括运动员的技术水平，运动员的运动风格、运动员的体质水平、比赛进行期间的天气或条件，以及比赛期间对手打得如何。有时运动员可能处于进攻情形，需要一个强有力的球拍。还有时候，运动员可能处于防卫情形，需要一个容易操作的球拍。尽管已经尝试提供用于更改球拍性质的装置使得球拍适于不同运动员、不同技术水平、不同对手、不同环境条件和/或可能遇到的其它情形，但是这些装置在运动期间难以操纵，经常会缺乏耐用性，和/或会发出咔嗒咔嗒或其它令人分心的声音。
因此，本公开内容的一个目的是提供用于解决本领域技术中的至少一些上述不足或其它不足的方法和设备。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，球拍总成可包括球拍和至少一个可操作地耦合到所述球拍的传感器。所述至少一个传感器可配置用于生成指示与球拍的使用相关的至少一个参数的信号。所述球拍总成也可包括处理器，所述处理器配置用于接收所述信号作为输入并且基于所述信号生成输出。
根据本公开内容的另一方面，球拍总成可以包括球拍、能量供应器以及可操作地耦合到能量供应器的受电装置。受电装置可配置用于使用来自能量供应器的电力更改球拍的至少一个性质。
根据本公开内容的又一方面，一种增强球拍运动中的表现的方法可包括在使用球拍期间使用可操作地耦合到球拍的至少一个传感器总成收集球拍数据。所述方法也可包括使用可操作地耦合到所述至少一个传感器总成的处理器分析球拍数据并基于球拍数据确定一个或多个值。所述方法还可包括通过反馈系统将球拍数据以及所述一个以上值中的至少一者传达给球拍使用者。
本公开内容的另外目的和优点将在下文部分描述中阐述，并且部分将在描述中变得显而易见，或可通过实践本公开内容而获知。本公开内容的目的和优点将通过随附权利要求书中特定指出的元件和组合而认识并达成。
应了解如所要求，前述大体描述和下文详细描述都仅为示例性和说明性并且不限制本公开内容。
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的随附图式图解说明本公开内容的实施方案并连同本描述一起用于说明本公开内容的原理。
附图说明
第1图是根据本公开内容的一个方面的表现增强器的示意图。
第2图是根据本公开内容的一个方面的球拍的前视图。
第3图是根据本公开内容的一个方面的球拍手柄的透视图。
第4图是根据本公开内容的一个方面的离心引力质量块的前视图。
第5图是根据本公开内容的一个方面的风扇发电机的透视图。
第6图是根据本公开内容的一个方面的磁铁和线圈总成的透视图。
第7图是根据本公开内容的一个方面的球拍调整总成的前视图。
第8图是根据本公开内容的一个方面的另一球拍调整总成的前视图。
第9图是根据本公开内容的一个方面的又一球拍调整总成的透视图。
第10图是根据本公开内容的一个方面的又一球拍调整总成的透视图。
第11图显示根据本公开内容的一个方面的抬头视频显示器。
第12图是根据本公开内容的一个方面的耳机透视图。
第13图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的横截面透视图。
第14图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的另一实施方案的横截面透视图。
第15图是根据本公开内容的一个方面的球拍手柄的透视图。
第16图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的又一实施方案的横截面透视图。
第17图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的又一实施方案的横截面透视图。
第18图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的又一实施方案的横截面透视图。
第19图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的又一实施方案的横截面透视图。
第20图是根据本公开内容的一个方面的球拍框架的又一实施方案的横截面透视图。
第21图是根据本公开内容的一个方面的具有又一球拍调整总成的球拍透视图。
第22图是根据本揭示内容的一个方面的具有又一球拍调整总成的球拍前视图。
具体实施方式
现在将详细参考本揭示内容的实施方案，所述实施方案的实例图解说明于随附图式中。在可能的情形下，将贯穿图式使用相同参考词或用语来指代相同或相似部件。
根据本揭示内容的一个方面，表现增强器10显示于第1图中。表现增强器10可用于增强运动员在球拍运动(举例而言，诸如网球、乒乓球、平台网球、短柄墙球、壁球、羽毛球和/或任何其它球拍运动)中的表现。表现增强器10可包括可操作地耦合到球拍20和/或形成球拍20的一部分的数据收集系统12、处理器14、反馈系统16、球拍调整系统22和能量供应器18。表现增强器10也可包括外部电装置23和/或与球拍20一起使用的附件25或可操作地耦合到外部电装置23和/或所述附件25。
如第2图所示，球拍20可包括球拍框架24。球拍框架24可包括拍头26、拍颈28和手柄30。拍头26可包括用于打球的弦32。拍夹34可耦合到手柄30并且可接触使用者的手。
数据收集系统12可包括至少一个传感器总成36。所述至少一个传感器总成36可耦合到球拍20，以在使用球拍20期间感知与球拍20相关的一个或多个参数，并且生成指示所述一个或多个感知的参数的信号。所述至少一个传感器总成36在球拍20上的可能位置38显示于第2图中。所述位置38中的一个位置(其对应于减震材料112与框架24之间的空间)更详细地显示于第13图和第14图中。所述位置38中的另一位置(其对应于手柄30上的空间)更详细地显示于第15图中。
所述至少一个传感器总成36可包括至少一个加速计40。所述至少一个加速计40可定位在所述可能位置38的任一位置上。所述至少一个加速计40可用于测量与球拍移动相关的加速度。所测量的加速度连同球拍20的质量以及球拍20所拍打的球的质量一起可用于确定球拍20拍打球的真实速度。真实球速是运动员技术水平的指示项，并且由于球拍速度与真实球速直接相关，因此球拍速度也是运动员技术水平的指示项。
当球拍20与球接触时产生的冲击力可基于球速、球拍速度以及球与球拍20之间的接触时间而加以计算。所述冲击力可用于预测是否可能致使运动员受伤。此外或替代地，所述冲击力可用于预测球拍20的寿命。
同样预期所述至少一个加速计40可包括多个加速计，其位于第2图中的可能位置38中的多个位置上。例如，所述至少一个加速计40可包括三个加速计，其围绕球拍20的头26上或中的弦32定位在例如对应于球拍20的三点钟位置(在头26的右侧)、6点钟位置(在头26的底部或拍颈28的顶部)以及9点钟位置(在头26的左侧)的位置38。三个加速计上的读数取决于球在弦32上的冲击位置而具有不同分布。通过比较来自三个加速计的收集数据和与具体冲击位置相关的已知分布，可确定球在由弦32形成的表面上的冲击位置。
此外或替代地，所述至少一个传感器总成36可包括至少一个风速计42。所述至少一个风速计42可定位在第2图中的位置38中的一个或多个位置上。例如，所述至少一个风速计42可安装在球拍20的弦32上并在拍颈28附近。所述至少一个风速计42在球拍20移动期间可测量相对于球拍20的空速。相对空速可用于测量类似于由所述至少一个加速计40所测量的参数的参数。
此外或替代地，所述至少一个传感器总成36可包括至少一个压力传感器44。所述至少一个压力传感器44可定位在位置38中的一个或多个位置上。例如，所述至少一个压力传感器44可定位成与球拍20的一个或多个金属扣眼96接触(如第2图、第13图和第14图所示)以提供对弦32的单根弦或一排弦32的张力的指示。通过监控张力，所述至少一个压力传感器44可确定任何张力减小是否已随时间而发生，因此提供弦32中弦疲劳的指示。所述至少一个压力传感器44也可在弦32与球之间的冲击期间感知张力的增加，因此提供冲击时间以及其强度的指示。期望所述至少一个压力传感器44可包括多个压力传感器，举例而言，诸如感知弦32中的一根或多根主弦的张力的一个压力感测器，以及感知弦32的一根或多根交叉弦的张力的另一压力传感器。由于弦张力影响球速以及球拍20的振动级，所以了解并控制弦32的张力可影响运动员的表现。
此外或替代地，所述至少一个压力传感器44可耦合到球拍20的手柄30或拍夹34，如第15图所示。照此，所述至少一个压力传感器44可提供指示运动员的手在手柄30和拍夹34上的压力分布并同样指示压力分布改变的时刻的信号。压力分布从击球开始到结束可改变一次或多次。因此，来自所述至少一个压力传感器44的信号可随执行击球的时段发生改变。由于在冲击时可能需要拍夹34和手柄30上的紧夹并且在其它时候可能需要较宽松夹来改进球拍速度，所以所述至少一个压力传感器44可有利于对使用者提供关于是否在适当时间执行从宽松夹到较紧夹的改变(且反之亦然)的信息。此外，弦32与球之间的冲击可在来自所述至少一个压力传感器44的信号经历大小落于预定范围外和/或随对应于冲击的时段发生的改变的情况下而识别。同样预期所述至少一个压力感测器44可包括耦合到手柄30或拍夹34的压力传感器矩阵来改进压力分布信号的精确度。
所述至少一个传感器总成36也可包括应变仪或传感器46。所述至少一个应变传感器46可提供指示球拍20(包括例如球拍20的框架24)中的应变变化的信号。球对弦32的冲击可因致使框架24弯曲或扭曲而使框架24变形。弯曲或扭曲可影响框架24中的应变水平。对于弯曲，框架24的一些区域可能变长(例如在框架24的弯曲部分的凸起侧上)，并且一些区域可能变短(例如，在框架24的弯曲部分的凹入侧上)。所述至少一个应变传感器46可定位在第2图所示的一个或多个位置38上以检测应变水平的变化，或可定位在框架24经历应变水平的可测量变化的任何区域上。可使用的应变灵敏传感器的实例包括应变仪、耦合到弦32的应变灵敏细丝以及基于拍打元件振动而生成信号的压电型应变传感器。
来自所述至少一个应变传感器46的信号可直接与当球对弦32冲击时产生的冲击力有关。这些信号经过评估来确定冲击力是否超出已知会发生受伤和/或不利地影响球拍耐用性的阈限量。
此外或替代地，所述至少一个传感器总成36也可包括至少一个压电传感器48。所述至少一个压电传感器48可定位在第2图所示的位置38中的一个或多个位置上。所述至少一个压电传感器48可获得机械输入，诸如压力、加速度、应变或力，并将其转换成电输出。因此，所述至少一个压电传感器48可用作上文所述的加速计、压力传感器、力传感器和/或应变传感器。
同样预期所述至少一个压电传感器48可包括多个压电传感器，其定位在第2图中的可能位置38中的多个位置上。例如，所述至少一个压电传感器48可包括三个压电传感器。来自三个压电传感器的读数可取决于球在弦32上的冲击位置而适合一种分布。通过比较所收集数据与已知分布，可确定球在由弦32所形成的表面上的冲击位置。
此外或替代地，所述至少一个传感器总成36也可包括至少一个皮肤传感器50。所述至少一个皮肤传感器50可耦合到球拍20的拍夹34而与运动员的手掌接触。皮肤传感器50可用于确定运动员的心率。同样预期所述至少一个皮肤传感器50可包括放置在运动员皮肤上以确定他或她的心率的电极。关于用于摆动球拍20的能量、自上述其它传感器中的至少一个传感器导出的信息可与所测量的心率信息组合以提供每次击球所燃烧的卡路里、比赛时间和/或整场比赛的指示。
此外或替代地，所述至少一个传感器总成36也可包括耦合到附件25的至少一个附件传感器52。所述附件传感器52例如可位于运动员的鞋子54和/或手套(未显示)中。当在运动员的鞋子54中时，所述至少一个附件传感器52可包括GPS技术以跟踪运动员的脚步移动，因为步法对于执行适当击球技术至关重要。所述至少一个附件传感器52也可包括至少一个压力传感器44来监控运动员的鞋子54中的压力分布。这些传感器可放置在运动员的鞋垫内。
应了解所述至少一个传感器总成36可包括上述传感器中的一个传感器，上述传感器中的多个传感器和/或上述传感器的组合。
所述至少一个传感器总成36可经由通信总成56将信号发送到处理器14。通信总成56可包括任何合适形式的电子通信件，包括例如整合到所述至少一个传感器总成和/或处理器14中的发射器/接收器、蓝牙(BLUETOOTH)、Wi-Fi、IEEE 802.11、并行端口、以太网适配器、防火墙(IEEE 1394)界面、通用串行总线(USB)和插头、和/或电缆、电线以及其它合适连接器。预期通信总成56的至少一部分可并入形成框架24的材料中。例如，通信组件的至少一部分可在使用于形成球拍20的框架24的碳增强复合材料的热固树脂的硬化期间并入。
处理器14可安装在球拍20的框架24上或内部。例如，处理器14可安装在球拍20的手柄30内部。
处理器14可使用电子分析器60处理信号。例如，处理器14可使用与电子分析器60一起应用的一个或多个运算法则分析由所述至少一个传感器总成36发送的信号并确定一个或多个值，所述一个或多个值包括例如球拍速度、球速、球拍加速度、压力、压力分布、应变、冲击力、行程长度、冲击位置、心率、燃烧的卡路里、脚步位置、弦张力、接触时间、球拍寿命和/或可基于已知数据和自所述至少一个传感器总成36收集的数据而计算的任何其它值。
处理器14也可比较传感器信号与其它数据(诸如与另一运动员表现相关的历史数据)以对使用者提供关于他或她的表现与其它运动员或预定理想如何进行比较的反馈。预期处理器14可包括球拍20上或中的处理器，和/或电子计算装置(诸如移动电子计算装置、个人数字助理和/或电脑)中的处理器，其与球拍20分开但通过任何合适形式的电子通信件与所述至少一个传感器总成36通信。
处理器14也可包括可操作地耦合到电子分析器60的微控制器58。微控制器58可包括校准单元62，校准单元62配置用于自动初始化电子分析器60。在自动初始化期间，校准单元62可基于一个或多个因数(包括例如所使用的球拍类型、所使用的弦类型、弦的张力和/或比赛击球类型)自动校正和/或校准数据和值。因此，分析器60和微控制器58可配置用于交互操作。
微控制器58也可包括存储单元或存储器位置38。存储器位置38可包括本领域技术中已知的任何类型的电脑存储器(例如，RAM或ROM)、快闪存储器、一个或多个存储芯片和/或任何合适的电脑可读媒体。同样预期存储位置38可配置用于连接到外部存储器位置(例如，电脑存储器、快闪存储器、存储芯片和/或任何合适的电脑可读媒体)，所以来自一个存储器位置的数据可下载并转移到其它存储器位置。存储器位置38可存储信号、值、物理参数和/或任何其它类型的数据。
表现增强器10也可包括反馈系统16。反馈系统16可在比赛之前、期间和/或之后对使用者提供反馈，诸如视觉、声频和/或触觉反馈。反馈可与来自至少一个传感器总成36和/或处理器14的信号、值和/或其它数据相关。
视觉反馈可由视觉反馈总成68提供。视觉反馈总成68可包括显示器70。显示器70可为球拍20上位于例如第2图的位置38中的一个或多个位置上的屏幕。同样预期显示器70可为虚拟现实耳机72中的屏幕(诸如第12图所示)，或可为类似于飞机中所使用的抬头显示器74中的屏幕(如第11图所示)，以在比赛期间对使用者提供反馈。还预期视觉反馈可由任何合适外部电子计算装置23(包括例如加利福尼亚州，库比蒂诺Apple Inc.的IPOD、ITOUCH、和/或IPHONE和/或类似移动装置)上的屏幕提供。
声频反馈可由声频反馈总成76提供，声频反馈总成76包括例如听筒和/或扬声器78，听筒和/或扬声器78通过耦合到框架24的第2图中位置38中的一个或多个位置上或通过凭借通信总成56耦合到处理器16，而可操作地耦合到球拍20上。同样预期球拍20的框架24可配置用于充当共振主体以通过将压电光纤并入框架结构中并使用足够放大使得框架24的壁可充当扬声器而提供声频反馈。还预期声频反馈可由任何合适外部电子计算装置23(包括例如加利福尼亚州，库比蒂诺Apple Inc.的IPOD、ITOUCH、和/或IPHONE、和/或类似行动装置)上的扬声器提供。
触觉反馈可由触觉反馈总成80提供。在比赛期间，运动员发现接收关于球冲击位置呈冲击和振动形式的触觉反馈是有利的。但是这些冲击和振动可能对运动员有害。因此，球拍通常包括冲击和振动阻尼器，其有利之处在于，其可帮助减小因冲击和振动引起的受伤可能性，而不利之处在于其减小或消除由冲击和振动所提供的触觉反馈。触觉反馈总成80可通过引进无害刺激诸如低能量振动或适度电冲击以替代由阻尼器减小或消除的触觉反馈而提供补救。例如，在与球拍20的拍夹34或手柄30相关的位置38上，可提供振动装置82以用运动员可用他或她的手感知的频率和/或振幅来产生振动。同样预期球拍20的拍夹34或手柄30可仅包括运动员指尖下方的振动区，因为运动员的触感在那些区域中可能是最敏感的。触觉反馈的频率以及振幅可与来自处理器14的前述信号、值和/或数据的任一者相关联，包括例如指示冲击力和/或冲击位置的信号、值和/或数据。为避免对球拍20的运动特性造成任何影响，振动装置可与球拍20的框架结构断开耦合。
应了解可在比赛期间也可在比赛后提供反馈。在比赛后，所收集的数据、所计算的值以及其它信息可转移到外部电子装置(包括例如移动计算装置、IPOD、ITOUCH、IPHONE、手表、PDA、个人电脑以及其它合适外部电子计算装置23)。这些外部电子装置23无法提供即时反馈，但在其分析和存储容量方面比位于球拍20上或中的其它装置更强大。有了这更强大的分析，可监控并分析更长时段期间运动员的技术方面(包括全赛或系列赛)。此外，这些外部电子装置可包括其它运动员的大量数据，包括职业运动员和其特殊技术的数据，使得运动员可划定其与世界级最优秀运动员比赛的技术基准。同样预期数据可从多个运动员收集并且出于分析和比较目的这些数据可上传到中央存储位置，包括例如因特网连接的服务器或其它合适的计算机网络设备。
表现增强器10的至少一个传感器总成36、处理器14、视觉反馈总成80、声频反馈总成76以及触觉反馈总成80的供电操作的电压可由能量供应器18提供。能量供应器18可耦合到球拍20并至少部分包括在球拍20内。例如，如第3图所示，电源可包括定位在球拍20的拍夹34或手柄30内部的电池130。另外或替代地，电压可通过使用球拍20上或中的一个或多个压电元件86(如第9图所示)而提供。所述一个或多个压电元件86可通过将在使用球拍20期间产生的机械冲击和振动变换成电压而生成电力。同样预期所述一个或多个压电元件86可将由振动生成的电能转移到电池130以负载电池130或对电池130充电，从而使所积累的能量可在需要时释放。合适压电元件的实例在第6,974,397号美国专利和第7,160,286号美国专利中加以描述，该等专利的公开内容以引用的方式并入本文中。应了解所述一个或多个压电元件86可定位在第2图中所示的位置38中的一个或多个位置上。
同样预期能量可使用位置38中的一个或多个位置上的太阳能电池，和/或通过使用类似于手电筒中所看到的磁铁和线圈总成122、124(第6图中所示)、类似于自动手表中看到的离心引力质量块118(第4图中所示)和/或类似于风车涡轮的风扇发电机120(第120图中所示)将球拍20的摆动转换成电能而获得。磁铁和线圈总成122、124、离心引力质量块118和风扇发电机120可定位在第2图中的位置38中的一个或多个位置上，包括例如球拍20的手柄30中的位置38。
表现增强器10的球拍调整系统22可调整球拍20的一个或多个物理性质来增强球拍20的性能。在一个实施方案中，来自能量供应器18的电能可用于对调整系统22的电动机88(如第7图和第8图中所示)供电。电动机88的开动通过使球拍20变硬而改变球拍20的物理性质、改变球拍20的弦32的张力和/或改变球拍20的平衡点。
在第7图所示的实施方案中，球拍20的物理性质变化可使用框架24中的异形杆92达成，异形杆92可通过电动机88而旋转。电动机88可使外螺纹杆92绕其纵轴旋转。具有配置用于啮合螺纹杆92上的外螺纹的内螺纹的螺母94或类似元件可耦合到杆92。螺母94也可耦合到金属扣眼元件96的端部。金属扣眼元件96的端部可防止螺母94随着杆92旋转而旋转。球拍20的弦32可绕金属扣眼元件96圈结使得金属扣眼元件96在弦32与框架24之间延伸。通过增加金属扣眼96的张力，弦32的张力可增加。通过减小金属扣眼元件96的张力，弦32的张力可减小。金属扣眼元件96的张力可通过调整螺母94在杆92上的位置而调整。例如，当电动机88使杆92在第一方向上转动时，螺母94可因其连接到金属扣眼元件96而不旋转。杆92与螺母94之间的相对旋转可致使螺母94沿着杆92背离手柄30行进。螺母94背离手柄30(并且朝向弦32)的移动减小金属扣眼元件96的张力，从而减小绕金属扣眼元件96圈结的弦32的张力。当电动机88使杆92在与第一方向相反的第二方向上转动时，杆92与螺母94之间的相对旋转可致使螺母94朝手柄30行进。螺母94朝手柄30(并且背离弦32)的移动增加金属扣眼元件96的张力，从而增加绕金属扣眼元件96圈结的弦32的张力。这些调整可在击球之前、期间、之后或在任何其它适合时间进行。
在第8图所示的实施方案中，杆92包括接纳器98、接纳在接纳器98的第一内螺纹端部中的第一螺纹部分100和接纳在接纳器98的第二内螺纹端部中的第二螺纹部分102。第二螺纹部分102可耦合到球拍框架24的可移动颈块104。随着电动机88使第一螺纹部分100在第一方向上转动，第二螺纹部分102可沿着第一螺纹部分100的纵轴被推离球拍手柄30。因此，耦合到第二螺纹部分102的可移动颈块104也可被推离球拍手柄30，因此减小绕可移动颈块104圈结的弦32的张力。随着电动机88在与第一方向相反的第二方向上转动第一螺纹部分100，接纳器98可被拉向球拍手柄30，因此增加绕可移动颈块104圈结的弦32的张力。这些调整可在击球之前、期间或之后或在任何其它合适时间进行。
电动机88可由使用者控制。例如，使用者可启动按钮或开关106(第2图)以选择性地供应电力到电动机88。开关可包括多向开关，使使用者可通过在第一方向上移动开关而在第一方向上驱动电动机88，并且通过在第二方向上移动开关而在第二方向上驱动电动机88。同样预期可提供多个电动机并且独立或组合地启动不同电动机以作出所需调整。所需调整可基于来自数据收集系统12、处理器14和/或反馈系统16的信号、值以及其它数据而确定以改变球拍性质，从而帮助产生与使用者在与较好表现相关的预定值范围内的表现相关的参数。
此外，同样预期电动机88可由处理器14自动控制。例如，处理器14可从至少一个传感器总成36收集数据，分析所收集的数据并基于所收集的数据生成对调整系统22的一个或多个指令来针对使用球拍20的个体调整球拍20的性质以增强他或她的表现。例如，基于所收集的数据而生成的指令可控制从能量供应器18供应到电动机88的电力时间和/或电力量。指令可对球拍性质作出改变从而帮助产生与使用者在与较好表现相关的预定值范围内的表现相关的参数。
根据本公开内容的另一方面，可在击球之前、期间或之后或在任何其它合适时间，使用电力和智能材料110调整球拍平衡。参考第22图(其使用虚线显示高低位置中的平衡点90)，低平衡点可能在击球的初始阶段期间需要，而高平衡点可能在冲击期间需要。而且，低平衡点针对截击可能需要，在该情况下，运动员可能只有极短时间对来球作出反应，并且高平衡点针对发球可能需要，因为其会使球拍20变得更加强有力。
平衡点90的偏移可通过在球拍20的框架24中提供固体或流体质量块108而实现，如第21图中所示。固体或液体质量块108在释放时可在框架24内部自由移动。智能材料110可用于控制释放质量块108的阈限值，和/或可帮助加速质量块的移动。例如，质量块108可经过定位以在框架24内滑动。随着质量块108移动，球拍20的平衡点90也可改变。随着质量块108朝球拍20的头端移动，平衡点90可朝头端偏移。随着质量块108朝球拍20的拍夹端移动，平衡点90可朝拍夹端偏移。质量块108可悬挂在智能材料110中，诸如悬挂在电流变流体或磁流变流体中。智能材料110是硬的或粘性的，并且可在经受第一电场或磁场时将质量块108固持在静止位置(例如接近拍夹端的位置)。这例如在运动员截击时需要。智能材料110可变成更具流动性，从而使质量块108在经受第二电场或磁场时朝头端移动。此例如在运动员发球时需要。电场或磁场的强度可通过控制电场发生器126例如磁铁或螺线管(显示于第22图中的球拍20的夹34或手柄30中)的强度而控制。电场发生器126的强度可使用由例如能量供应器18所提供的电力而控制。同样预期质量块108可为电动机88本身。在这样一个实施方案中，电动机88可经过安装用于沿着杆92的纵轴行进，并且智能材料110可省略。当电力提供给电动机88时，电动机88可沿着杆92移动，因此改变球拍20的平衡点。
根据本公开内容的另一方面，智能材料110可并入在球拍20的框架24上或中和/或并入在框架24上的金属扣眼元件96上或中，如第9图所示。当弦32与球发生冲击时，来自能量供应器18的电能可被释放给智能材料110以使框架24和/或金属扣眼元件96变硬，因此增加运动员的力量并抑制运动员通过框架24感觉到的冲击和振动。预期智能材料110可包括形状记忆合金132和/或配置用于启动形状记忆合金132来改变其形状的压电元件86。使记忆合金312塑形可在中间移动的形状是用第9图中的左下角的虚线显示。随着形状记忆合金132改变形状，其可在第9图中的箭头方向上施加力，因此改变框架24和/或金属扣眼元件96的硬度。
根据本公开内容的另一方面，可在框架24内部和/或金属扣眼元件96下方提供呈电流变流体或磁流变流体形式的智能材料110，如第10图、第16图至第20图和第22图所示。来自能量供应器18的电力可用于启动电场发生器126以改变智能材料110中和/或周围的电场或磁场，并且因此改变智能材料110的粘度和硬度。增加智能材料110的粘度和硬度可增加框架24的硬度和/或弦32中的张力。例如，参考第19图，增加智能材料110的粘度和硬度可阻碍或防止弦32在箭头33方向上移动。参考第20图，增加智能材料110的粘度和硬度可阻碍或防止金属扣眼元件96在箭头111、113方向上移动。参考第16图，增加智能材料110的粘度和硬度可阻碍或防止框架24弯出或扭出用实线显示的位置。
另一方面，降低智能材料110的粘度和硬度可降低框架24的硬度和/或弦张力。关于第19图，这种降低可使弦32朝箭头33方向以及背离箭头33的移动变得更容易。参考第20图，该降低可使金属扣眼元件96更易于在箭头111、113方向上移动。参考第16图，该降低可使框架24更易于弯曲和/或扭曲，并且因此当受到压力时，框架24可达到虚线97所表示的弯曲。
预期使用者可启动按钮或开关106以选择性地供应电力以改变智能材料110的性质，并且从而改变球拍20的性质。例如，使用者可通过使用按钮或开关106控制何时将电力从能量供应器18供应到形状记忆合金132、压电装置86和/或电场发生器126而控制智能材料110。使用者可在击球之前、期间或之后启动按钮或开关106。使用者可基于来自数据收集系统12、处理器14和/或反馈系统16的信号、值和/或其它数据启动按钮或开关以改变球拍性质从而帮助产生与使用者在与较好表现相关的预定值范围内的表现相关的参数。
同样预期智能材料110可由处理器14自动控制。例如，处理器14可从至少一个传感器总成36收集数据、分析所收集的数据并基于所收集的数据对调整系统22生成一个或多个指令以针对使用球拍20的个体调整球拍20的性质以增强他或她的表现。例如，基于所收集的数据而生成的指令可控制从能量供应器18供应到形状记忆合金132、压电装置86和/或电场发生器126的电力时间和/或电力量。该等指令可改变球拍性质以帮助产生与使用者在与较好表现相关的预定值范围内的表现相关的参数。
在从对本文公开的实施方案的说明和实践中，本领域技术人员将明白本公开内容的其它实施方案。希望本说明书和实例仅被视为示例性，本公开内容的真实范围和精神由上述权利要求书和其相等物指示。

Claims (20)

1.一种球拍总成，其包括：
球拍；
至少一个传感器，其可操作地耦合到所述球拍并且配置用于生成指示与所述球拍的使用相关的至少一个参数的信号；以及
处理器，其配置用于接收所述信号作为输入并且基于所述信号生成输出。
2.根据权利要求1所述的球拍，其中所述至少一个传感器包括加速计，所述加速计配置用于生成指示球拍加速的信号。
3.根据权利要求1所述的球拍，其中所述至少一个传感器包括风速计，所述风速计配置用于生成指示空气相对于所述球拍的速度的信号。
4.根据权利要求1所述的球拍，其中所述至少一个传感器包括压力传感器，所述压力传感器配置用于生成指示所述球拍的至少一部分上的压力的信号。
5.根据权利要求1所述的球拍，其中所述至少一个传感器包括应变传感器，所述应变传感器配置用于生成指示所述球拍的至少一部分中的应变的信号。
6.根据权利要求1所述的球拍，其中所述至少一个传感器包括压电传感器，所述压电传感器配置用于生成指示所述球拍中的振动级的至少一个振动级的信号。
7.根据权利要求1所述的球拍，其进一步包括至少一个反馈系统，所述反馈系统配置用于对所述球拍的使用者提供反馈。
8.根据权利要求7所述的球拍，其中所述至少一个反馈系统包括声频反馈总成，所述声频反馈总成配置用于使用声音向使用者发送信息。
9.根据权利要求7所述的球拍，其中所述至少一个反馈系统包括视觉反馈总成，所述视觉反馈总成配置用于向使用者显示信息。
10.根据权利要求7所述的球拍，其中所述至少一个反馈系统包括触觉反馈总成，所述触觉反馈总成配置用于向使用者发送振动或冲击中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的球拍，其中所述处理器可操作地耦合到调整总成，所述调整总成配置用于基于所述传感器信号改变所述球拍的一个或多个物理性质。
12.一种球拍总成，其包括：
球拍；
能量供应器；及
受电装置，其可操作地耦合到所述能量供应器，所述受电装置配置用于使用来自所述能量供应器的电力更改所述球拍的至少一个性质。
13.根据权利要求12所述的球拍总成，其中所述受电装置包括电动机。
14.根据权利要求13所述的球拍总成，其中所述受电装置包括杆，其中所述杆配置用于通过所述电动机旋转以更改所述球拍的硬度、弦张力以及平衡度中的至少一者。
15.根据权利要求13所述的球拍总成，其中所述球拍包括拍颈，拍颈具有可延伸拍颈块，并且所述电动机配置用于移动所述可延伸拍颈块。
16.根据权利要求12所述的球拍总成，其中所述受电装置包括电场发生器。
17.根据权利要求16所述的球拍总成，其中所述球拍包括流体，并且所述电场发生器配置用于生成磁场和电场中的至少一者以控制所述流体的粘度。
18.根据权利要求16所述的球拍总成，其中所述球拍包括由所述受电装置控制的形状记忆合金。
19.根据权利要求12所述的球拍总成，其还包括至少一个传感器总成以及配置用于接收所述至少一个传感器总成所生成的信号的处理器，其中所述处理器配置用于基于所接收的信号控制所述受电装置。
20.一种增强球拍运动中的表现的方法，所述方法包括：
在使用球拍期间使用可操作地耦合到所述球拍的至少一个传感器总成收集球拍数据；
使用可操作地耦合到所述至少一个传感器总成的处理器分析所述球拍数据并基于所述球拍数据确定一个或多个值；及
通过反馈系统将所述球拍数据和所述一个以上值中的至少一者传达给所述球拍的使用者。
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