CN212067680U - 一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，包括按键功能检测模块、电源管理模块、运动数据采集模块和具有无线传输功能的主控制器模块，所述按键功能检测模块，用于开关机操作；所述电源管理模块，用于监测电池电量信息以及充放电和短路保护功能；所述运动数据采集模块，用于实时监测球杆或手臂的运动姿态数据；所述具有无线传输功能的主控制器模块，分别与各个模块相连，主控制器接收到运动数据采集模块的信息，通过内部算法进行分析，记录实时的运动姿态数据，然后通过无线传输介质传输到移动终端进行图形界面显示；本实用新型根据不同的监测位置，进入相对应的工作模式，监测对应的台球出杆动作以及姿态变化的信息。

Description

一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备

技术领域

本实用新型涉及台球运动技术领域，尤其涉及台球出杆动作及姿势监测的智能设备。

背景技术

台球也叫桌球(粤港澳的叫法)、撞球(中国台湾的叫法)，是一项在国际上广泛流行的高雅室内体育运动。

如今，越来越多的人热爱打台球这项运动，但球迷们并不能直观的了解自己打台球时的出杆动作习惯以及姿势是否正确，也不清楚以多大的速度击打台球时，反应出的力大小有多大；为了更好的提高台球的竞技水平，改善出杆动作变形的问题，对于球迷来说，有一种需求：有一个东西能直接的测量出击球时的出杆速度变化情况以及直观的了解到自己在击打台球时运杆与出杆动作姿势的变化情况，以提高台球的竞技水平，因此，有必要研究一种能实时记录出杆过程中速度的变化情况以及姿势是否正确的智能设备。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，该设备能准确的检测出球杆在击球时的速度、能准确的检测出球杆在出杆整个运动过程中的姿态变化、能准确的测量出手臂摆动的姿态变化，为使用者提供参考数据，了解自己的出杆习惯和不同的速度反应的作用力大小，有助于改正错误的出杆姿势，从而提高台球的竞技水平。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，包括：按键功能检测模块、电源管理模块、运动数据采集模块、具有无线传输功能的主控制器模块、设备的监测位置一(a1)、设备的监测位置二(a2)、设备的监测位置三(a3)，所述按键功能检测模块、电源管理模块和运动数据采集模块分别与具有无线传输功能的主控制器模块连接；

所述按键功能检测模块，用于检测当前是进行开机、关机还是运动数据采集模块校准操作；

所述电源管理模块，用于检测电池电量信息，有过流、过充、过放以及短路保护功能；

所述运动数据采集模块，用于实时采集球杆或手臂的运动数据以及姿态变化情况，以及结合按键功能检测模块、电源管理模块、具有无线传输功能的主控制器模块进行低功耗设计；

所述具有无线传输功能的主控制器模块，分别与各个模块进行相连，主控制器接收到运动数据采集模块的信息，通过内部算法进行分析，记录实时的运动数据和姿态数据，并把相关的数据通过无线传输介质传输到移动终端进行图形界面显示；

所述设备的监测位置一(a1)，用于监测球杆运杆和出杆动作及姿态变化情况；

所述设备的监测位置二(a2)，用于监测小臂运动的动作及姿态变化情况；

所述设备的监测位置三(a3)，用于监测大臂运动的动作及姿态变化情况。

进一步的，所述按键功能检测模块使用了两个主控制器IO口进行控制，分别命名为IO1，IO2；IO1通过电阻分别与按键和LDO芯片的使能端连接，IO2通过电阻与LDO芯片的使能端连接，IO1用于检测按键是否被按下，在关机状态下，若按键被按下，LDO芯片的使能端为高电平使能状态，使LDO输出3.3V为系统供电，系统运行起来后主控制器会持续检测IO1的状态，若检测到IO1在一段时间内一直为高电平，表示按键一直被按下，主控制器则会设置IO2为高电平，继续维持LDO的使能状态，为整个系统供电，完成开机操作；在正常工作过程中，若快速按下按键两次，则系统会进入运动数据采集模块校准模式；在正常工作过程中，若在一段时间内持续按下按键，主控制器则会设置IO2为低电平，使LDO进入失能状态，不再为系统输出3.3V供电，完成关机操作。

进一步的，所述电源管理模块使用了电池电源管理芯片和电池保护芯片，电池电源管理芯片可以通过外部电阻设置充电电流大小，充满自动结束充电过程，电池保护芯片可以保护电池以避免电池过放、短路。

进一步的，所述运动数据采集模块使用了MPU6050芯片，该芯片能记录当前的加速度和陀螺仪数据，结合内部的算法可以得知当前速度的加速过程以及当前所处的姿态位置，通过设置运动中断模式，在长时间未检测到加速度明显变化时，主控制器会进入低功耗模式，在检测到加速度超过设置的阈值时，产生外部中断，用于唤醒处于低功耗模式的主控制器。

进一步的，所述具有无线传输功能的主控制器模块，结合其他各个模块，控制设备执行相对应的功能，内部实时记录分析当前的运动采集模块的数据信息，通过内部算法可以算出当前运动的速度信息，若检测出当前是一次击球行为，则把相关的数据信息通过蓝牙链路层发送到移动端进行图形界面显示。

进一步的，所述设备的监测位置一(a1)，是为了达到监测球杆运动的目的，而固定的一个监测点，该监测位置固定于球杆的底部，随着球杆的运动，可以检测出当前的运动数据和姿态信息。

进一步的，所述设备的监测位置二(a2)，是为了达到监测小臂摆动的目的，而固定的一个监测点，该监测位置固定小臂的外侧，随着小臂的摆动，可以检测出当前的运动数据和姿态信息。

进一步的，所述设备的监测位置三(a3)，是为了达到监测大臂摆动的目的，而固定的一个监测点，该监测位置固定大臂的外侧，随着大臂的摆动，可以检测出当前的运动数据和姿态信息。

本实用新型的显益效果是：该智能设备可以准确的识别出当前的动作是否是击球行为，并把相关的运动数据和姿态数据通过蓝牙传输到移动设备端进行图形界面显示；该设备可以根据在不同的监测点，设置进入不同的工作模式，可分别监测球杆、小臂和大臂的运动行为，分析出当前的运动数据和姿态数据，方便使用者进行全方位的动作姿势检测，以提高使用者的竞技水平。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图。

图2为本实用新型的按键检测模块电路图。

图3为本实用新型的电源管理模块电路图。

图4为本实用新型的运动数据采集模块电路图。

图5为本实用新型的各监测点位置说明图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述，充分的展示使用细节与效果。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，包括：按键功能检测模块、电源管理模块、运动数据采集模块、具有无线传输功能的主控制器模块，所述按键功能检测模块、电源管理模块和运动数据采集模块分别与具有无线传输功能的主控制器模块连接，具体说明如下：

一、按键功能检测模块

如图2所示，所述按键功能检测模块使用了两个主控制器IO口进行控制，分别命名为IO1，IO2；IO1通过电阻分别与按键和LDO芯片的使能端连接，IO2通过电阻与LDO芯片的使能端连接，IO1用于检测按键是否被按下，在关机状态下，若按键被按下，LDO芯片的使能端为高电平使能状态，使LDO输出3.3V为系统供电，系统运行起来后主控制器会持续检测IO1的状态，若检测到IO1在一段时间内一直为高电平，表示按键一直被按下，主控制器则会设置IO2为高电平，继续维持LDO的使能状态，为整个系统供电，完成开机操作；在正常工作过程中，若快速按下按键两次，则系统会进入运动数据采集模块校准模式；在正常工作过程中，若在一段时间内持续按下按键，主控制器则会设置IO2为低电平，使LDO进入失能状态，不再为系统输出3.3V供电，完成关机操作。

二、电源管理模块

如图3所示，所述电源管理模块，可通过调节电阻R6大小来调节充电电流大小，当电池电压接近4.2V时，充电电流逐渐减小，当减小至恒流充电电流的10%时，自动结束充电流程；当内部电路发生短路时，会触发U9芯片的OD引脚输出低电平，此时Q1处于断开状态，起到了短路保护电池的作用。

三、运动数据采集模块

如图4所示，所述运动数据采集模块使用了MPU6050芯片，该芯片集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪，该芯片通过IIC总线和主控制器相连，实时采集到的加速度数据和陀螺仪数据，通过此总线传输到主控制器上进行分析，MPU6050的INT硬件与主控制器的IO相连，当检测到加速度数据超过预设的阈值时，INT会产生外部中断，唤醒处于低功耗模式的主控制器。

四、具有无线传输功能的主控制器模块

所述具有无线传输功能的主控制器模块，使用的芯片为NRF52832，结合其他各个模块，控制设备执行相对应的功能，内部实时记录分析当前的运动采集模块的数据信息，通内部算法可以算出当前运动的速度信息，若检测出当前是一次击球行为，则把相关的数据信息通过蓝牙链路层发送到移动终端进行图形界面显示。

五、设备的监测位置一a1, 设备的监测位置二a2, 设备的监测位置三a3

如图5所示，所述的设备的监测位置一(a1)，是将设备通过硅胶套固定于球杆(a)的底部(a1)位置，进入对应的工作模式，通过运动数据采集模块和内部算法分析，可以实时解算出球杆的速度变化与姿势变化并记录下来，内部算法可以进行实时分析，如果判断出是一次击球行为，那么会把这些数据通过无线传输模块发送到移动终端用图形界面显示出来；

所述的设备的监测位置二(a2)，是将设备通过腕带固定于手臂小臂的外侧(a2)位置，进入对应的工作模式，通过运动数据采集模块和内部算法分析，可以实时解算出当前小臂的姿势，计算出当前位置与地平面和垂直于地平面的垂直平面是不是有偏差，主控制器实时记录偏差的大小，并通过无线传输模块发送到移动端用图形界面显示出来；

所述的设备的监测位置三(a3)，是将设备通过腕带固定于手臂大臂的外侧(a3)位置，进入对应的工作模式，通过运动数据采集模块和内部算法分析，可以实时解算出当前大臂的姿势，计算出当前位置与地平面和垂直于地平面的垂直平面是不是有偏差，主控制器实时记录偏差的大小，并通过无线传输模块发送到移动端用图形界面显示出来。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于，包括：按键功能检测模块、电源管理模块、运动数据采集模块、具有无线传输功能的主控制器模块、设备的监测位置一(a1)、设备的监测位置二(a2)、设备的监测位置三(a3)，所述按键功能检测模块、电源管理模块和运动数据采集模块分别与具有无线传输功能的主控制器模块连接；

所述按键功能检测模块，用于检测当前是进行开机、关机还是运动数据采集模块校准操作；

所述电源管理模块，用于检测电池电量信息，有过流、过充、过放以及短路保护功能；

所述运动数据采集模块，用于实时采集球杆或手臂的运动数据以及姿态变化情况，以及结合按键功能检测模块、电源管理模块、具有无线传输功能的主控制器模块进行低功耗设计；

所述具有无线传输功能的主控制器模块，分别与各个模块进行相连，主控制器接收到运动数据采集模块的信息，通过内部算法进行分析，记录实时的运动数据和姿态数据，并把运动姿态数据通过无线传输介质传输到移动终端进行图形界面显示；

所述设备的监测位置一(a1)，用于监测球杆运杆和出杆动作及姿态变化情况；

所述设备的监测位置二(a2)，用于监测小臂运动的动作及姿态变化情况；

所述设备的监测位置三(a3)，用于监测大臂运动的动作及姿态变化情况。

2.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述按键功能检测模块使用了两个主控制器IO口进行控制，分别命名为IO1，IO2；IO1通过电阻分别与按键和LDO芯片的使能端连接，IO2通过电阻与LDO芯片的使能端连接，IO1用于检测按键是否被按下，在关机状态下，若按键被按下，LDO芯片的使能端为高电平使能状态，使LDO输出3.3V为系统供电，系统运行起来后主控制器会持续检测IO1的状态，若检测到IO1在一段时间内一直为高电平，表示按键一直被按下，主控制器则会设置IO2为高电平，继续维持LDO的使能状态，为整个系统供电，完成开机操作；在正常工作过程中，若快速按下按键两次，则系统会进入运动数据采集模块校准模式；在正常工作过程中，若在一段时间内持续按下按键，主控制器则会设置IO2为低电平，使LDO进入失能状态，不再为系统输出3.3V供电，完成关机操作。

3.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述电源管理模块具有过流、过充、过放及短路保护功能，充电电流大小可以通过外部电阻进行设置。

4.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述运动数据采集模块的芯片为MPU6050，且焊接于PCB电路板的正中心，MPU6050负责采集运动的加速度、陀螺仪数据，并通过IIC总线传输到主控制器进行运动动作与姿态分析，也可结合主控制器进行低功耗设计，当长时间加速度数据无明显变化时系统进入低功耗模式，当加速度到达设定的阈值时，产生外部中断，唤醒处于低功耗模式的主控制器。

5.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述具有无线传输功能的主控制器模块的芯片为NRF52832。

6.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述具有无线传输功能的主控制器模块的无线传输介质为蓝牙。

7.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述设备的监测位置一(a1)，是将设备嵌入硅胶套中固定于球杆的底部，用于分析球杆的运动动作及姿态变化情况。

8.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述设备的监测位置二(a2)，是将设备嵌入腕带中固定于小臂的外侧，用于分析小臂的运动动作及姿态变化情况。

9.根据权利要求1所述的一种台球出杆动作及姿势监测的智能设备，其特征在于：所述设备的监测位置三(a3)，是将设备嵌入腕带中固定于大臂的外侧，用于分析大臂的运动动作及姿态变化情况。

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