CN112882412A - 一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及体育设备技术领域，具体公开了一种基于风速变化的、可升降且在较大风速下不易失效的高尔夫围网系统，包括由至少两根立柱、承接立柱的基座及张设于相邻两立柱间的围网组成的围网组件；对应控制每个立柱升降的子驱动单元，子驱动单元包括驱动立柱升降的驱动机构、采集立柱高度信息的位置传感器及立柱驱动模组；测风仪及主面设有显示面板和多个手控件的主控箱，主控箱内设有与第三方平台或后台服务器通信连接的主控制器；主控制器接收位置传感器发送的立柱高度信息并控制驱动机构工作以调节立柱高度；还根据测风仪发送的风速数据控制驱动机构调节立柱高度，或根据外部输入指令控制立柱驱动模组工作以调节立柱高度；及控制该系统的方法。

Description

一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及体育设备技术领域，特别是涉及一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统及其控制方法。

背景技术

高尔夫围网是用于圈围高尔夫运动场地，将运动场与外部环境隔开的设施，避免击球过程中球体越过围网砸伤人员或物体，以提升高尔夫运动的安全性，正因如此，传统的高尔夫围网的架设高度较高，但由于高尔夫场地本身设置在户外，当天气变化时，如户外风速过高时，高尔夫围网在风的冲击下易倾倒或折断，使得围网防护失效；另外，高尔夫围网的立柱长期受风冲击，使得立柱上部分位置应力集中，若立柱长期处于此种环境中，将加速失效，从而缩短高尔夫围网的使用寿命，提高了高尔夫设施的维护成本，不利于提升高尔夫设备的市场竞争力。

发明内容

基于此，有必要针对围网在过高风速下易失效的技术问题，提供一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统及其控制方法。

一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统，该系统包括：

围网组件，所述围网组件包括至少两根可升降的立柱以及用于承接所述立柱的基座，相邻两根立柱之间张设有围网，用于隔开运动场地和外部环境；

立柱驱动单元，包括多个用于一一对应控制每个所述立柱升降的子驱动单元，所述子驱动单元包括设置在所述基座上并用于对应驱动所述立柱升降的驱动机构，设置在所述立柱的顶部并用于采集立柱当前高度信息的位置传感器以及立柱驱动模组；

测风单元，包括用于采集环境风速并用于处理风速数据的测风仪；以及

主控箱，所述主控箱的主面设有用于显示风速、风级和围网当前高度的显示面板以及用于控制系统工作模式和调节围网高度的多个手控件，所述主控箱的内腔设有与第三方平台或后台服务器通信连接并用于数据计算和处理的主控制器以及为所述主控制器供电的电源，所述主控制器与所述立柱驱动模组通信连接；

所述立柱驱动模组接收所述位置传感器发送的立柱高度信息并将所述立柱高度信息发送至所述主控制器进行处理，所述立柱驱动模组还用于接收所述主控制器发送的升降指令并根据所述升降指令控制所述驱动机构工作，以调节所述立柱高度；所述主控制器内预设有立柱高度与风速函数关系模型，所述主控制器用于根据所述测风仪发送的风速处理数据进行运算处理，并向所述立柱驱动模组发送升降指令以自动控制所述立柱的高度，或根据外部输入指令控制所述立柱驱动模组工作以手动控制所述立柱的高度，所述主控制器还用于接收所述测风仪以及所述立柱驱动模组发送的环境及设备状态信息并将环境及设备状态信息显示在显示面板上。

在其中一个实施例中，所述测风单元还包括分别与所述主控制器和所述测风仪通信连接的测风仪接口模组。

在其中一个实施例中，所述主控制器分别与各模组或设备采用RS485总线通信连接。

在其中一个实施例中，所述驱动机构为卷扬机。

在其中一个实施例中，所述主控制器为型号为PIC16 F1508的控制芯片。

本发明还公开了一种利用上述基于风速变化的可升降高尔夫围网系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：主控制器根据输入指令控制系统进入手动模式或自动模式；

步骤S2：当系统进入手动模式时，主控制器根据输入的升降指令控制围网上升或下降；

步骤S3：当系统进入自动模式时，主控制器对测风单元输入的风速数据信息进行运算，并根据运算结果控制围网上升或下降。

实施本发明的基于风速变化的可升降高尔夫围网系统，通过在每个可升降的立柱上设置驱动机构、用于检测立柱升降高度的位置传感器以及用于检测环境风速的测风仪，在高尔夫围网系统投入使用后，位置传感器及测风仪分别将检测到的立柱高度信息和环境风速信息发送至主控制器，并由主控制器对立柱高度信息和环境风速信息进行计算处理，当处理结果大于主控制器内的预设值时，主控制器控制驱动机构工作，并由驱动机构带动立柱下降，以避免立柱受风力作用过大造成折弯或应力集中等问题，以延长立柱的使用寿命，降低高尔夫围网系统的维护成本；当处理结果小于主控制器内的预设值时，主控制器控制驱动机构带动立柱上升，以提升围网的圈围高度，保证围网的圈围效果，也可以通过主控箱上的手控件调节主控制器的输入参数，以实现对高尔夫围网系统的手动调节，高尔夫围网系统的控制方式灵活，且避免了立柱被风折断失效问题的发生，有利于提升高尔夫设备的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中高尔夫围网系统的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中立柱驱动单元的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中立柱驱动模组的电路原理图；

图4为本发明的一个实施例中测风单元的结构示意图；

图5为本发明的一个实施例中主控箱的结构示意图；

图6为本发明的一个实施例中主控制器的电路原理图；

图7为本发明的一个实施例中立柱驱动模组的电路原理图；

图8为本发明的一个实施例中测风仪接口模组的电路原理图；

图9为本发明的一个实施例中高尔夫围网系统控制方法的流程图；

图10为图9所示实施例中高尔夫围网系统控制方法的逻辑框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，本发明提供了一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统10，该系统即使在户外风速较大的情况下也不易失效，保证了高尔夫运动设施的有效使用。具体的，该高尔夫围网系统包括围网组件100、立柱驱动单元200、测风单元300以及主控箱400，围网组件100、立柱驱动单元200以及测风单元300均设置在高尔夫运动场内，围网组件100设置在高尔夫运动场地的边界处，用于将高尔夫场地与外部环境隔开，避免无关人员进入场地内造成的人员误伤或设施损坏等问题，以保证运动场的有效运营。立柱驱动单元200用于驱动立柱110升降，以达到调节围网高度的目的，测风单元300则用于检测户外环境中的风速，并将该风速信息实时发送至主控箱400进行处理。主控箱400设置在机房内或其他室内环境中，在对上述组件或单元进行远程控制的同时，实现对主控箱400的防水防晒等保护，以保证主控箱400的有效使用。

围网组件100包括至少两根可升降的立柱110以及用于承接立柱110的基座，相邻两根立柱110之间张设有围网120，用于隔开运动场地和外部环境，立柱110用于固定围网120并在被立柱驱动单元200驱动时带动围网120升降，以达到调整围网高度的目的。需要说明的是，一实施例中，各立柱110可以共用同一基座，以提升围网组件100连接的稳定性，也可以是每根立柱110的底部对应设置一基座，以减少基座的使用量并降低高尔夫围网系统的安装难度。

请参阅图2，立柱驱动单元200包括多个用于一一对应控制每个立柱110升降的子驱动单元，子驱动单元包括设置在基座上并用于对应驱动立柱110升降的驱动机构210，设置在立柱110的顶部并用于采集立柱110当前高度信息的位置传感器220以及立柱驱动模组230。优选的，驱动机构210为卷扬机。需要说明的是，也可以将位置传感器220理解为检测单元，用以检测立柱110的高度，在实际应用中，位置传感器220可以采用激光传感器，通过传感器发出激光和接收反射激光的时间差计算立柱110的顶部与底部之间的高度，以达到采集立柱110高度信息的目的。进一步的，请参阅图3，立柱驱动模组230包括分别对应用于驱动立柱110上升、下降以及重置数据的三个子电路，三个子电路分别与主控箱400内设置的主控制器430的引脚连接，以实现主控制器430对立柱驱动模组230的控制调节。

请参阅图4，测风单元300包括用于采集环境风速并用于处理风速数据的测风仪310，具体的，该测风仪310上设置有用于感应和采集风速信息的测风仪传感器311，测风仪传感器311的信号采集端在风压作用下产生电位变化，并将该变化的电位值传递至测风仪主机312，由测风仪主机312根据电位变化值进行运算，以将与风速相关的电信号发送至主控箱400进行处理。一实施例中，测风单元300还包括分别与主控制器430和测风仪310通信连接的测风仪接口模组320，用以实现测风仪主机312与主控箱400的配合连接和数据交互。

请参阅图5，主控箱400的主面设有用于显示风速、风级和围网120当前高度的显示面板410以及用于控制系统工作模式和调节围网120高度的多个手控件420，主控箱400的主面是指主控箱400在工作中朝向用户的一面，主控箱400的内腔设有与第三方平台或后台服务器通信连接并用于数据计算和处理的主控制器430以及为主控制器430供电的电源，主控制器430与立柱驱动模组230通信连接，主控箱400的主面还设有用于显示系统工作状态的状态显示灯。请进一步参阅图6-8，主控制器430为型号为PIC16 F1508的控制芯片，主控制器430上设有用于与立柱驱动模组230连接的ISO1 TX引脚6、ISO1 RX引脚4和ISO1 DIR引脚5；用于与测风仪接口模组320连接的ISO2 TX引脚9、ISO2 RX引脚7和ISO2 DIR引脚8；用于与开关连接以启停主控箱400工作的KEY引脚10以及用于与设置在主控箱400主面的状态显示灯连接的LED1 USART_RX引脚11以及LED2 USART_TX引脚12。

在高尔夫围网系统的工作过程中，立柱驱动模组230接收位置传感器220发送的立柱110高度信息并将立柱110高度信息发送至主控制器430进行处理，立柱驱动模组230还用于接收主控制器430发送的升降指令并根据升降指令控制驱动机构210工作，以调节立柱110高度；主控制器430内预设有立柱110高度与风速函数关系模型，主控制器430用于根据测风仪310发送的风速处理数据进行运算处理，并向立柱驱动模组230发送升降指令以自动控制立柱110的高度，或根据外部输入指令控制立柱驱动模组230工作以手动控制立柱110的高度，主控制器430还用于接收测风仪310以及立柱驱动模组230发送的环境及设备状态信息并将环境及设备状态信息显示在显示面板410上。

一实施例中，主控制器430分别与各模组或设备采用RS485总线通信连接。RS485总线采用半双工工作方式，支持多点数据通信，其网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，即采用一条总线将各个节点串接起来。此外，RS485总线采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力，且RS485总线的收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，传输信号能在千米以外得到恢复，信号传输稳定可靠。

在实际中，主控制器430在与第三方平台或后台服务器通信连接时，还通过第三方平台或后台服务器与外部移动智能设备，如手机或平板电脑连接，这样，管理人员可以通过手机或平板电脑上的app软件对高尔夫运动场的围网系统进行远程控制，以提升围网系统控制的灵活性和便捷性。此外，主控制器430还用于调节卷扬机的转速、转动圈数、转动时间、对立柱110的位置进行定点以及设定风速感应值，于此不再赘述。

需要说明的是，在实际应用中，可以将立柱110上设置的围网120替换为广告牌或灯具等，还可以是其他标识物或公共设施等，于此不再赘述。

请结合图9与图10，本发明还公开了一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统的控制方法，该控制方法基于前述的可升降高尔夫围网系统，包括以下步骤：

步骤S1：主控制器430根据输入指令控制系统进入手动模式或自动模式。

具体的，主控箱400的主面设有用于控制系统工作模式和调节围网高度的多个手控件420，手控件420包括与主控制器430电连接并用于向主控制器430输入自动控制指令的自动按钮，用于向主控制器430输入手动控制指令的手动按钮以及用于向主控制器430发送立柱110上升或下降指令的上移按钮和下移按钮，其中，上移按钮与下移按钮分别与手动按钮的线路串联连接，即需要在按下手动按钮进入手动控制模式的前提下，才能进一步对主控制器430发送上升或下降指令。当自动按钮按下时，主控制器430进入自动模式并向测风单元300发送指令，以调用测风仪工作同时接收由测风仪发送来的风速数据信息。

步骤S2：当系统进入手动模式时，主控制器430根据输入的升降指令控制围网120上升或下降。

具体的，当上移按钮或下移按钮动作时，主控制器430上与该上移按钮或下移按钮对应连接的引脚处电位发生改变，主控制器430根据变化的电位输出指令，以控制立柱驱动单元200中的驱动机构210带动立柱110上升或下降，从而达到调节围网120及立柱110高度的目的。

步骤S3：当系统进入自动模式时，主控制器430对测风单元300输入的风速数据信息进行运算，并根据运算结果控制围网120上升或下降。

具体的，主控制器430内预设有立柱110高度与风速函数关系模型以及保证立柱稳定性的立柱高度标准值，主控制器430接收到由测风仪310发送的风速数据后，将风速数据代入该函数关系模型中进行运算，当运算结果值大于预设标准值时，主控制器430判定立柱110偏高，并根据由位置传感器220接收到的立柱110的当前高度值与标准值的差值控制驱动机构210动作，以调整立柱110高度达到标准值，达到保护立柱110的目的。

实施本发明的基于风速变化的可升降高尔夫围网系统及控制方法，通过在每个可升降的立柱110上设置驱动机构210、用于检测立柱110升降高度的位置传感器220以及用于检测环境风速的测风仪310，在高尔夫围网系统投入使用后，位置传感器220及测风仪310分别将检测到的立柱高度信息和环境风速信息发送至主控制器430，并由主控制器430对立柱高度信息和环境风速信息进行计算处理，当处理结果大于主控制器430内的预设值时，主控制器430控制驱动机构210工作，并由驱动机构210带动立柱110下降，以避免立柱110受风力作用过大造成折弯或应力集中等问题，以延长立柱110的使用寿命，降低高尔夫围网系统的维护成本；当处理结果小于主控制器430内的预设值时，主控制器430控制驱动机构210带动立柱110上升，以提升围网120的圈围高度，保证围网120的圈围效果，也可以通过主控箱400上的手控件420调节主控制器430的输入参数，以实现对高尔夫围网系统的手动调节，高尔夫围网系统的控制方式灵活，且避免了立柱110被风折断失效问题的发生，有利于提升高尔夫设备的市场竞争力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于风速变化的可升降高尔夫围网系统，其特征在于，包括：

围网组件，所述围网组件包括至少两根可升降的立柱以及用于承接所述立柱的基座，相邻两根立柱之间张设有围网，用于隔开运动场地和外部环境；

立柱驱动单元，包括多个用于一一对应控制每个所述立柱升降的子驱动单元，所述子驱动单元包括设置在所述基座上并用于对应驱动所述立柱升降的驱动机构，设置在所述立柱的顶部并用于采集立柱当前高度信息的位置传感器以及立柱驱动模组；

测风单元，包括用于采集环境风速并用于处理风速数据的测风仪；以及

主控箱，所述主控箱的主面设有用于显示风速、风级和围网当前高度的显示面板以及用于控制系统工作模式和调节围网高度的多个手控件，所述主控箱的内腔设有与第三方平台或后台服务器通信连接并用于数据计算和处理的主控制器以及为所述主控制器供电的电源，所述主控制器与所述立柱驱动模组通信连接；

所述立柱驱动模组接收所述位置传感器发送的立柱高度信息并将所述立柱高度信息发送至所述主控制器进行处理，所述立柱驱动模组还用于接收所述主控制器发送的升降指令并根据所述升降指令控制所述驱动机构工作，以调节所述立柱高度；所述主控制器内预设有立柱高度与风速函数关系模型，所述主控制器用于根据所述测风仪发送的风速处理数据进行运算处理，并向所述立柱驱动模组发送升降指令以自动控制所述立柱的高度，或根据外部输入指令控制所述立柱驱动模组工作以手动控制所述立柱的高度，所述主控制器还用于接收所述测风仪以及所述立柱驱动模组发送的环境及设备状态信息并将环境及设备状态信息显示在显示面板上。

2.根据权利要求1所述的高尔夫围网系统，其特征在于，所述测风单元还包括分别与所述主控制器和所述测风仪通信连接的测风仪接口模组。

3.根据权利要求2所述的高尔夫围网系统，其特征在于，所述主控制器分别与各模组或设备采用RS485总线通信连接。

4.根据权利要求3所述的高尔夫围网系统，其特征在于，所述驱动机构为卷扬机。

5.根据权利要求4所述的高尔夫围网系统，其特征在于，所述主控制器为型号为PIC16F1508的控制芯片。

6.一种利用权利要求1至5任一项所述的基于风速变化的可升降高尔夫围网系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：主控制器根据输入指令控制系统进入手动模式或自动模式；

步骤S2：当系统进入手动模式时，主控制器根据输入的升降指令控制围网上升或下降；

步骤S3：当系统进入自动模式时，主控制器对测风单元输入的风速数据信息进行运算，并根据运算结果控制围网上升或下降。

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