CN201091782Y - 便携式全天候高尔夫击球测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高尔夫击球测距技术领域，尤其涉及一种采用红外线发射与传感技术，实现高尔夫球飞行速度、距离、水平偏角和垂直仰角检测的装置。其特征在于：该装置主要包括有三个触发器、显示屏和电源组成；所述的触发器是由红外发射管和红外传感器组成的红外线触发器，其中的一次触发器和二次触发器为水平设置且间隔一定距离，垂直触发器倾斜设置在二次触发器的旁边，三个触发器分别与显示屏内的电路连接，电源与显示屏连接。本实用新型的目的在于解决目前高尔夫球测距装置受干扰大、无在户外使用和不便携带等方面存在的问题。

Description

便携式全天候高尔夫击球测距装置

技术领域：本实用新型属于高尔夫击球测距技术领域，尤其涉及一种采用红外线发射与传感技术，实现高尔夫球飞行速度、距离、水平偏角和垂直仰角检测的装置。

背景技术：高尔夫球动作的训练是学习高尔夫球和提高高尔夫球技术水平的必备基础内容，由于户外真实高尔夫球击球场地数量少、训练费用昂贵，一般的初学者和经济条件有限的球员，大多选择在户内练习场或户外模拟练习场进行基本动作的学习和训练。在这样的练习场地是无法看到高尔夫球的实际飞行速度、距离和偏角的，需要有能够检测高尔夫球飞行状态参数的设备，以了解练习人员的击球效果和调整击球动作。目前市场上可以看到的检测装置，大多采用可见光或激光发射与传感技术实现高尔夫球飞行状况检测的，属于户内型。由于在户外太阳光强度非常大，产生强光干扰，户内型装置无法适应户外使用，而且现有同类检测装置其传感器检测部分是与击球草垫制成一体的，无法携带，不便于旅行使用。现有装置也没有就地显示设备，一般都要与计算机配合使用，装置复杂，携带不便。

发明内容：

发明目的：本实用新型提供一种便携式全天候高尔夫击球测距装置，其主要目的在于解决目前高尔夫球测距装置受干扰大、无在户外使用和不便携带等方面存在的问题。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：该装置主要包括有三个触发器、显示屏和电源组成；所述的触发器是由红外发射管和红外传感器组成的红外线触发器，其中的一次触发器和二次触发器为水平设置且间隔一定距离，垂直触发器倾斜设置在二次触发器的旁边，三个触发器分别与显示屏内的电路连接，电源与显示屏连接。

与触发器相连的显示屏内的电路主要由信号检测与放大电路、波形整形与驱动电路、CPU主机电路和RS-232数据传输电路四个部分构成，其中的信号检测与放大电路与波形整形与驱动电路连接，波形整形与驱动电路与CPU主机电路连接，CPU主机电路与RS-232数据传输电路连接。

信号检测与放大电路中由Q1、Q2、R1、C1组成红外线反射光检测电路，由R2、R3、LM324、R8、R9组成高增益小信号放大电路，由C4、R5、U1组成触发信号产生电路组成。

波形整形与驱动电路由U2、U3及U4组成16路高尔夫球检测信号的叠加，将U4连接到单稳态触发器U5的端口上，由单稳态触发器U5完成触发信号的去干扰和波形整形，连接到U6上由U6实现计数信号的驱动输出。

CPU主机电路主要由单片机AT89C52及其外围电路构成，C4、R4组成单片机复位电路，C2、C3、Y组成单片机外部振荡电路，单片机端口33为计数信号输入端口，端口11为RS-232数据传输电路(40)串行通信输出端。

RS-232数据传输电路中C1、C2、C3、C4构成RS-232驱动芯片U8的外围电路，U8的端口11为串行数据输入端，U8的端口14为串行数据的输出端。

显示屏采用LED发光二极管显示屏或LCD液晶显示屏。

电源采用外接交流电源或蓄电池。

二次触发器、垂直触发器为其上设置多点检测孔的多点检测装置。

优点及效果：本实用新型解决了以下问题：a、采用可见光或激光发射与传感技术的原检测设备抗强光能力差无法应用于室外；b、现有同类检测装置其传感器检测部分是与击球草垫制成一体，不宜携带；c、现有装置没有就地显示设备，一般都要与计算机配合使用，装置复杂，不能实现随时随地的使用，也不利于携带。本实用新型的优点是：

1.采用了红外发射和传感技术，能够实现全天候检测功能，适用于户内和户外；

2.采用多参量数学建模曲线拟合技术，使高尔夫球飞行距离测量精度；

3.采用两次触发检测方案，使装置简单、测量精度高，并便于携带；

4.添加就地LED发光二极管(或LCD液晶)显示屏，使击球者可以及时了解击球状况和及时调整击球动作，提高训练效率；

5.增加了蓄电池供电功能，便于户外携带和旅行使用。

附图说明：

附图1为本实用新型外部整体结构示意图；

附图2为本实用新型电路部分整体结构示意图；

附图3为本实用新型信号检测与放大电路示意图；

附图4为本实用新型波形整形与驱动电路示意图；

附图5为本实用新型CPU主机电路示意图；

附图6为本本实用新型RS-232数据传输电路示意图。

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

本装置主要由三个部分构成，如附图1所示，它包括有三个触发器、显示屏36和电源37；所述的触发器是由红外发射管和红外传感器组成的红外线触发器，其中的一次触发器34和二次触发器35为水平设置且间隔一定距离，垂直触发器38倾斜设置在二次触发器35的旁边，三个触发器分别与显示屏36内的电路连接。另外，本实用新型在检测装置中增加了蓄电池供电功能，便于户外携带和旅行使用；本装置也可以接交流电源，交流电源和蓄电池可任意选择，使本装置的应用更加灵活，应用范围更广。

使用本装置时将一次触发器34、二次触发器35置于击球草垫的前端，其他装置置于击球草垫的一侧。由一次触发器34产生定时起始信号，由二次触发器35产生定时结束信号和水平偏角信号，由垂直触发器38产生水平、垂直(偏)仰角信号，对高尔夫球进行精确定时，使用数学公式计算出高尔夫球的飞行速度，再通过多参量数学建模曲线拟合技术计算出高尔夫球的飞行距离。

二次触发器35、垂直触发器38为其上设置多点检测孔的多点检测装置。其采用多点检测技术，以检测高尔夫球飞行产生的水平偏角和垂直仰角。

显示屏36采用LED发光二极管显示屏或LCD液晶显示屏。

附图2为本装置中触发器的电路原理图，其中信号检测与放大电路41为红外光检测电路和高增益小信号放大电路，完成对飞行中高尔夫球的检测和识别；波形整形与驱动电路42为逻辑电路，完成触发信号波形整形和产生定时信号波形；CPU主机电路39完成对触发信号识别、定时计数、速度检测、距离换算、水平偏角检测和垂直(偏)仰角检测等功能；RS-232数据传输电路40完成将检测到的高尔夫球飞行参数传输给LED发光二极管(或LCD液晶)显示屏36。

本实用新型的信号检测与放大电路41如图3所示，由Q1、Q2、R1、C1组成红外线反射光检测电路，由R2、R3、LM324、R8、R9组成高增益小信号放大电路，由C4、R5、U1组成触发信号产生电路。

本实用新型的波形整形与驱动电路42如图4所示，由U2的1、2、3、4、5、6、11、12端口和U3的1、2、3、4、5、6、11、12端口及U4的2、3端口组成16路高尔夫球检测信号的叠加，将U4的1端口连接到U5的1端口，由单稳态触发器U5完成触发信号的去干扰和波形整形，由U6实现计数信号的驱动输出。

本实用新型的CPU主机电路39如图5所示，由单片机AT89C52完成触发信号的计时和高尔夫球飞行距离的计算及高尔夫球飞行水平偏角和垂直仰角的检测，C4、R4组成单片机复位电路，C2、C3、Y组成单片机外部振荡电路，单片机端口33为计数信号输入端口，端口11为RS-232串行通信输出端。

本实用新型的RS-232数据传输电路40如图6所示，C1、C2、C3、C4构成RS-232驱动芯片U8的外围电路，U8的端口11为串行数据输入端，U8的端口14为串行数据的输出端。

本实用新型的实现方式：信号检测与放大电路41由红外线接收传感器Q1、Q2检测高尔夫球飞过时的反射红外光信号，经过运算放大器LM324的高增益小信号放大，再经施密特触发器U1输出高尔夫球检测信号；由于红外反射信号不稳定，会在高尔夫球检测信号中产生大量干扰信号，为此通过波形整形与驱动电路42，用U2、U3和U4电路进行高尔夫球检测信号的叠加，再经过单稳态触发器U5产生稳定的定时计数触发信号；定时计数触发信号送入CPU主机电路39，实现对来自一次触发器和二次触发器的定时起止信号进行计数，并计算出高尔夫球飞行速度和飞行距离，同时CPU主机部分的单片机AT89C52经过检测端口1、2、3、4、5、6、7、8和端口21、22、23、24、25、26、27、28的状态，以识别判断高尔夫球的飞行水平偏角和垂直仰角；单片机AT89C52将计算和测试得到的高尔夫球飞行参数经端口11输出给RS-232数据传输电路40的驱动芯片U8的端口11，再经过U8的端口14将高尔夫球的飞行参数传输给LED发光二极管(或LCD液晶)显示屏，完成高尔夫球击球测试全过程。

本实用新型同原始的检测装置相比可归纳如下：

1、本实用新型采用红外发射和传感技术，实现对高尔夫球的触发检测。光源采用高强度红外发射管，传感器采用红外接收管，完成对高尔夫球的飞行识别。由于红外线光谱在可见光光谱之外，当采用红外接收管时传感器对可见光(包括太阳光和灯光)不敏感，达到抗强光干扰的作用；同时，由于户内光线较暗，为提高红外传感器的感光能力，增加高强度的红外发射管，以提高在户内检测识别高尔夫球飞行的能力，实现全天候功能。

2、本实用新型采用了高增益小信号放大技术，以提高高尔夫球的触发识别检测能力。由于红外光源没有激光光源那么光度强、聚光度高，会造成红外光发射强度弱、能量集中差，进而降低对高尔夫球的识别与检测能力，特别是在高尔夫球高速飞行时尤为明显。为此，本实用新型采用了高增益小信号放大技术，以弥补红外光发射能力差，能量不集中的弱点。

3、本实用新型在换算高尔夫球飞行距离时采用了多参量数学建模曲线拟合技术，以提高高尔夫球飞行距离的测量精度。在测得高尔夫球飞行初速度后，准确换算其飞行距离是一个难题，高尔夫球的实际飞行距离在相同的初速度下会因出球水平偏角和垂直仰角的不同而不同。本实用新型在检测高尔夫球的初速度的同时，也检测高尔夫球出球飞行的水平偏角和垂直仰角参量。用多参量数学建模曲线拟合技术，进行高尔夫球飞行距离的换算，提高距离测试精度。

4、本实用新型采用两次触发检测技术方案，以提高检测精度和使用灵活性。为了减少高尔夫球杆在击球过程中对检测信号的影响，本装置采用两个触发器对高尔夫球进行触发识别。其优点：a.触发器可以远离击球位置脱离球杆与球同时产生触发信号的影响，提高检测精度b.所有检测装置包括一次触发器、二次触发器和垂直触发器均可脱开击球草垫独立放置，实现便携功能。

5、本实用新型在检测装置中添加了LED发光二极管或LCD液晶显示屏，使装置简单实用。为了使击球者能够及时了解和掌握挥杆击球的效果，本装置添加了就地LED发光二极管或LCD液晶显示屏，每次击球后能够马上显示此次击球的飞行距离、出球水平偏角和垂直(偏)仰角，使击球者能够及时调整击球动作，提高训练效率和训练水平。

6、本实用新型在检测装置中增加了蓄电池供电功能，便于户外携带和旅行使用。

本实用新型通过一次触发器中的红外传感器接受信号，通过高增益小信号放大器将信号放大，再将信号传输给二次触发器实现定时起始信号；二次触发器内的检测信号叠加装置将检测信号叠加实现信号的去干扰和波形整形，提高了抗户外强光干扰能力和户内暗光感光能力，同时形成稳定的定时计数触发信号；垂直触发器采用多点检测技术检测高尔夫球的角度信息；二次触发器、垂直触发器最后将信息传输给CPU主机，再由CPU主机计算出高尔夫球的飞行速度、距离、水平偏角和垂直仰角，然后经过数据传输装置将信息传递给显示屏，显示屏可采用LED发光二极管显示屏或LCD液晶显示屏，本装置无须连接电脑即可实现随时随地的可视功能，电池可采用交流电源或蓄电池，实现随时随地可用，方便携带；本装置同击球草垫分离，使用时只需将其置于击球草垫的适当位置即可，即用即装，方便灵活。

Claims (9)

1.一种便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：该装置主要包括有三个触发器、显示屏(36)和电源(37)组成；所述的触发器是由红外发射管和红外传感器组成的红外线触发器，其中的一次触发器(34)和二次触发器(35)为水平设置且间隔一定距离，垂直触发器(38)倾斜设置在二次触发器(35)的旁边，三个触发器分别与显示屏(36)内的电路连接，电源(37)与显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：与触发器相连的显示屏(36)内的电路主要由信号检测与放大电路(41)、波形整形与驱动电路(42)、CPU主机电路(39)和RS-232数据传输电路(40)四个部分构成，其中的信号检测与放大电路(41)与波形整形与驱动电路(42)连接，波形整形与驱动电路(42)与CPU主机电路(39)连接，CPU主机电路(39)与RS-232数据传输电路(40)连接。

3.根据权利要求2所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：信号检测与放大电路(41)中由Q1、Q2、R1、C1组成红外线反射光检测电路，由R2、R3、LM324、R8、R9组成高增益小信号放大电路，由C4、R5、U1组成触发信号产生电路组成。

4.根据权利要求2所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：波形整形与驱动电路(42)由U2、U3及U4组成16路高尔夫球检测信号的叠加，将U4连接到单稳态触发器U5的端口上，由单稳态触发器U5完成触发信号的去干扰和波形整形，连接到U6上由U6实现计数信号的驱动输出。

5.根据权利要求2所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：CPU主机电路(39)主要由单片机AT89C52及其外围电路构成，C4、R4组成单片机复位电路，C2、C3、Y组成单片机外部振荡电路，单片机端口33为计数信号输入端口，端口11为RS-232数据传输电路(40)串行通信输出端。

6.根据权利要求2所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：RS-232数据传输电路(40)中C1、C2、C3、C4构成RS-232驱动芯片U8的外围电路，U8的端口11为串行数据输入端，U8的端口14为串行数据的输出端。

7.根据权利要求1所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：显示屏(36)采用LED发光二极管显示屏或LCD液晶显示屏。

8.根据权利要求1所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：电源(37)采用外接交流电源或蓄电池。

9.根据权利要求1所述的便携式全天候高尔夫击球测距装置，其特征在于：二次触发器(35)、垂直触发器(38)为其上设置多点检测孔的多点检测装置。

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