-
Die Erfindung betrifft ein Gerätesystem
für Kegel-
und Bowling-Spieler, das vorzugsweise zur Überwachung des Kegel- und Bowling-Spiels
an den Spielbahnen einsetzbar ist.
-
Bisher bekannte Geräte und Apparaturen
an Kegel- und Bowling-Spielbahnen sollen in unterschiedlichen Ausführungen
dazu dienen, eine hohe Trefferwahrscheinlichkeit der Kegel- oder
Bowling-Kugel auf der Kegel-Aufstellfläche zu erreichen.
-
Diese Geräte zeigen dem Spieler vorzugsweise
den Lauf der Kugel auf der Spielbahn oder dienen zum Messen des
Laufwinkels, des Laufweges, der Position oder des Reibungswinkels
der Kugel während
des Passierens der Spielbahn.
-
Weitere bekannte Messgeräte dienen
der Datenverarbeitung von Kegelergebnissen.
-
Desweiteren sind Geräte bekannt,
die vorwiegend zur Trainingsoptimierung dienen und eine Überwachung
des Kegel – oder
Bowling – Spielers während der
Spielphase erreichen sollen.
-
Nach der US-Patentschrift 4 059 267
ist ein Anzeigegerät
für Bowlingspieler
bekannt, das aus einer Grundplatte besteht, die an einem Armgelenkband
um den Arm des Spielers gebunden ist. Der Bewegungsweg des Armes
des Bowlingspielers während
des Wurfes wird durch ein Pendelanzeigegerät verfolgt und dargestellt.
-
Außerdem ist nach der US-Patentschrift
4 330 123 eine elektrische Vorrichtung zur Verbesserung der Geschicklichkeit
von Bowling-Spielern bekannt, die am Arm des Spielers befestigt
ist.
-
Durch zwei Beschleunigungssensoren
in einem Stromkreis wird über
ein akustisches Meldegerät
ein akustisches Signal abgegeben. Durch die Beschleunigungssensoren
werden bestimmte gewählte Halterungen
des Spielers registriert und signalisiert, um seine Haltung und
Bewegung für
eine hohe Trefferzahl zu optimieren.
-
Ein ähnliches Armbanduhr-Gerät beschreibt das
US-Patent 4 699 379. Das Gerät
dient ebenfalls zur Überwachung
der körperlichen
Aktivität
bei Bowlingspielern, misst festgelegte Bewegungsparameter und vergleicht
diese mit vorher festgelegten Werten. Vorzugsweise wird die Beschleunigungsintensität des Spielerarmes
mehrmals gemessen und gespeichert. Liegt die Summe der Beschleunigungs-Intensitätswerte
außerhalb
eines bestimmten Wertebereiches, wird dies dem Spieler durch entsprechende
Signalgebung signalisiert.
-
Die US-Patentschrift 3 781 009 beschreibt eine
Geräteanordnung
, die es ermöglicht,
dass blinde Spieler mit Hilfe zweier Lichtschranken den Abwurfpunkt
und die Abwurfrichtung finden können. Über ein
Handgerät
des Spielers mit einem Vibrator und Summer wird mittels Schaltmagneten
das Wurfziel und -ergebnis von einer Auswerteanordnung an den Spieler übermittelt.
-
Diese nach dem Stand der Technik
bekannten Geräte
zeigen vorwiegend zwei Kategorien von Geräten – erstens die Geräte, deren
Messungen sich vorwiegend auf die Spielbahn und die Kugel beziehen
und zweitens die Geräte,
deren Messungen sich vorwiegend auf die Bewegungen des Spielers
beziehen.
-
Der Nachteil dieser Geräte besteht
darin, dass sich sowohl ihre Überwachung
als auch ihre Messdaten jeweils nur auf ihren speziellen Einsatzteil beziehen
und keine Verbindung oder Rückkopplung zwischen
den Informationen oder Messdaten von Spielbahn, Spielkugel und Spieler
besteht.
-
Dadurch ist es für den Spieler nur schwer möglich, von
seinen Arm- und Handbewegungen in der Ausführungsphase des Wurfes auf
eventuelle Richtungsabweichungen der Kugel auf der Spielbahn zu
schlussfolgern.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Gerätesystem
für Kegel- und Bowlingspieler
zu entwickeln, bei dem mehrere Überwachungs-
und Kontrollgeräte
für die
Spielbahn, die Spielkugel und den Spieler so verbunden und angeordnet
sind, dass die Trefferwahrscheinlichkeit für den Spieler bereits in der
Wurfausfuhrungsphase erkennbar und beeinflussbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gerätesystem
für Kegel – und Bowling – Spieler,
das zur Überwachung
der Wurfhandbewegungen des Spielers dient, dadurch gekennzeichnet
ist , daß es
aus einem am Körper
des Spielers getragenen Mobilteil, aus einem Empfangssensor und aus
einem Stereokopfhörer
für den
Spieler besteht. Diesen Teilen ist ein an der Kegelaufstellfläche der Spielbahn
fest montiertes Sendemodul mit mehreren Sendedioden zugeordnet,
die die Bewegungen der Wurfhand und damit die Position der Spielkugel
vor ihrem Abrollen auf die Spielbahn über den Empfangssensor und
die akustische Signalgebung über den
Stereokopfhörer
kontrollieren.
-
Außerdem ist das Gerätesystem
dadurch gekennzeichnet, daß es
ein Eichmodul für
die Festlegung des Eich – 0 – Punktes
der Spielbahn besitzt, der als Ziel- Sollwert im Mobilteil gespeichert
wird. Über
einen Personalcomputer erfolgt die Übernahme, Auswertung und Speicherung
aller Spieldaten.
-
Ein weiteres Kennzeichen des erfindungsgemäßen Gerätesystems
besteht im Aufbau des Mobilteils als zentralem Steuer- und Informationsteil. Das
Mobilteil besteht aus einem AD – Wandler,
einem zu steuernden Mikrocontroller für den Eingang der Signale aus
dem Empfangssensor, aus einem DA – Wandler mit Stereoverstärker für den Stereokopflhörer, aus
einem Bedienteil mit Display und Tastatur, aus einem Interface für die Kopplung
zum Personalcomputer sowie aus einem Verstärker für eine optische Anzeige.
-
Das Sendemodul ist als an der Kegelaufstellfläche der
Spielbahn fest montiertes Gerät
aus einem Mikrokontroller aufgebaut, der einem Verstärker für mindestens
drei zugeordnete Sendedioden steuert, von denen zwei Sendedioden
horizontal rechts und links der Kegelaufstellfläche und eine Sendediode vertikal über der
Kegelaufstellfläche
angeordnet sind.
-
Das Eichmodul des Gerätesystems
ist als Standardkegel – oder
Bowling-Kugel mit einem Laserpointer im Inneren aufgebaut. Dieser
ist so angeordnet, daß sein
Laserstrahl vom Mittelpunkt zur Oberfläche des Eichmoduls lotrecht
verlaufend den Eich – 0 – Punkt
auf der Kegelaufstellfläche
festlegt und als Ziel- Sollwert über
das Bedienteil im Mobilteil speichert.
-
Bei zwei oder mehreren nebeneinander
angeordneten Spielbahnen mit zwei oder mehreren Kegelaufstellflächen und
mehreren Spielkugeln sind diesen ein Sendemodul, ein Eichmodul und
ein Personalcomputer zugeordnet.
-
Jedes Sendemodul besitzt mindestens
drei Sendedioden an jeder Kegelaufstellfläche. Vorzugsweise ist für jeden
Spieler aufgrund seiner individuellen Spielweise ein Mobilteil,
ein Empfangssensor und ein Stereokopfhörer bereitstehend.
-
Im Mikrokontroller des Mobilteils
sind mehrere unterschiedliche Spielarten speichbar, die über die Tastatur
des Bedienteils auszuwählen,
sind. Von jedem Spieler ist der Eich – 0 – Punkt entsprechend der Spielart
festzulegen und die Spielwürfe über die akustische
und/oder optische Signalgebung zu kontrollieren. Wechsel der Spielbahn
oder Spielart bedingen eine neue Eicheinstellung.
-
Die Wahl anderer Spielarten kann
den Ziel – Sollwert
z. B. auf die „ linke
Gasse " oder auf
die „ rechte
Gasse " der Kegelaufstellfläche festlegen.
-
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätesystems
besteht darin, daß jeder
Spieler bereits während
der Ausführungsphase
seiner Würfe eine
Signal-Rückkopplung
von der Kegelaufstellfläche über die
Richtungsabweichung seiner Wurfhand mit der Spielkugel vom Ziel-
Sollwert auf der Spielbahn erhält
und die Bewegungen der Wurfhand durch den individuellen akustischen
Signal- Soll- Ist – Vergleich
kontrollieren und korrigieren kann.
-
Ein weiterer Vorteil liegt darin,
daß jeder Spieler über seinen
Empfangssensor und sein Mobilteil den Eich – 0 – Punkt für sein Spiel individuell festsetzen
und speichern kann Die Wurfwerte in Bezug auf die Spielart sind über den
PC wahlweise abrufbar.
-
Das erfindungsgemäße Gerätesystem ermöglicht auf
Grund seiner akustischen und optischen Signalgebungen die Ausübung des
Kegel- und Bowlingsports auch für
blinde, sehschwache oder schwerhörige
Spieler.
-
Außerdem bietet das Gerätesystem
die Möglichkeit,
diese Sportarten z. B. auch im Heimbereich ohne Spielbahn bei Installation
der Geräte
zu trainieren.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an
mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt.
-
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
-
1 das
Gerätesystem
für eine
Spielbahn, Draufsicht in schematischer Darstellung;
-
2 das
Gerätesystem
für eine
Spielbahn, Seitenansicht in schematischer Darstellung;
-
3 das
Mobilteil als Blockschaltbild;
-
4 das
Sendemodul als Blockschaltbild;
-
5 das
Eichmodul mit Eichvorgang;
-
6 das
Gerätesystem
für zwei
Spielbahnen Draufsicht in schematischer Darstellung.
-
Das Gerätesystem dient als Überwachungs- und
Kontrollsystem für
den Spieler an Kegel- oder Bowlingbahnen, insbesondere für die Wurfhand-Bewegungen
des Spielers bevor die Spielkugel 13 die Wurfhand des Spielers
in Richtung auf die Kegelaufstellfläche 10 verlässt. Vorzugsweise
wird die Bewegung der Wurfhand und damit der Spielkugel 13 sowohl
horizontal als auch vertikal über
die Zeit bis zum Verlassen der Hand gemessen.
-
Durch das Gerätesystem wird dem Spieler vor
dem Abwerfen der Spielkugel 13 durch akustische und/oder
optische Signale signalisiert, welche Abweichung die Stellung bzw.
Bewegung der Wurfhand in Bezug auf das Ziel, d.h. auf den Ziel-Sollwert besitzt.
-
Das Gerätesystem besteht aus dem am
Körper
des Spielers getragenen Mobilteil 1, gesteuert von einem
Mikrocontroller MC 1.2, sowie aus einem an der Wurfhand
des Spielers befestigten Empfangssensensor 2, vorzugsweise
einem IR-Sensor und aus dem Stereokopfhörer 7 für die akustische
Signalgebung an den Spieler.
-
Ein Sendemodul SM 3 ist
in der Nähe
der Kegelaufstellfläche 10 stationär angeordnet
und steuert mehrere, vorzugsweise drei IR-Sendedioden Y, X1, Xr
4, 5, 6 nacheinander an.
-
Von drei an den Eckpunkten eines
gleichschenkligen Dreiecks über
der Kegelaufstellfläche 10 angeordneten
IR-Sendedioden sendet die IR-Sendediode X1 5 von links horizontal,
die IR-Sendediode X1 6 von rechts horizontal und die IR-Sendediode
Y 4 von über
der Bahnmitte 9 vertikal.
-
1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau
des Gerätesystems
aus den einzelnen Geräten.
-
Ein Eichmodul 8 mit Laserpointer 8.1 dient zur
Festlegung des Eich-0-Punktes 8.2.
-
Ein Personalcomputer 11 ist
dem Gerätesystem
für die Übernahme
aller Spieldaten, ihrer Auswertung und Speicherung zugeordnet.
-
Das in 3 dargestellte
Mobilteil MT 1 als zentrales Gerät des Systems besteht aus dem
AD – Wandler
ADC 1.1, der das Analogsignal des Empfangssensors 2 nach
Anweisung des Mikrokontrollers MC 1.2 digitalisiert und
an diesen zur Auswertung weitergibt.
-
Der Mikrokontroller MC 1.2 steuert über sein Programm
nach Ausführung
des Soll – Ist – Vergleichs
den stereotauglichen DA – Wandler
DAC 1.3 sowie den Stereoverstärker 1.6 und den Stereokopshörer 7 an.
Alternativ zur akustischen Auswertung ist auch der Anschluß einer
LED – Zeile 12 zur
optischen Auswertung über
den Verstärker 1.7 vorgesehen.
-
Der MC 1.2 steuert weiterhin
das Bedientteil BT 1.5 mit Display und Tastatur, sowie
ein Interface IF 1.4 zur Kopplung an einen Personalcomputer
PC 11.
-
4 zeigt
ebenfalls in Blockschaltung den Aufbau des Sendemoduls SM 3 als
fest an der Spielbahn 16, vorzugsweise über der Kegelaufstellfläche 10,
montiertes Gerät.
Es besteht aus dem Mikrocontroller MC 3.1, der einen Verstärker 3.2 steuert
und aus dem Netzteil NT 3.3 zur Spannungsversorgung. An
den Verstärker 3.2 sind
mehrere IR-Sendedioden 4, 5, 6 angeschlossen,
die über
der Kegelaufstellfläche 10 positioniert
sind. Wie aus 1 und 2 erkennbar, sind zwei IR-Sendedioden
X1 und Xr als Dioden 5 und 6 links und rechts
für die
horizontale Messung angeordnet und eine IR-Sendediode Y als Diode 4 für den vertikalen
Messbereich über
der Kegelaufstellfläche 10.
-
Bei einem Aufbau mehrerer Spielbahnen 16/1 und 16/2 sind
diese mit gesonderten Sendedioden 4/1, 4/2, 5/1, 5/2, 6/1, 6/2 für jede Spielbahn
und das Sendemodul 3 mit mehreren Verstärkern 3.2 ausgestattet.
-
Das Eichmodul 8 nach 5 wird benötigt, um
bei Wechsel der Spielbahn 16, bei Spielerwechsel oder bei
Spielartwechsel den Eich-0-Punkt 8.2 der Spielbahn 16 festzulegen
und am Bedienteil BT 1.5 des Mobilteils MT 1 einzustellen.
Es ist als Standard-Kegel- oder Bowling-Kugel ausgebildet und wird
wie die Spielkugel 13 mit der Worfhand bewegt.
-
Im Eichmodul 8 ist ein Laserpointer 8.1 so angeordnet,
dass sein Laserstrahl ausgehend vom Kugelmittelpunkt die Kugeloberfläche lotrecht
verlässt
und auf den Eich-0-Punkt 8.2 der Kegelaufstellfläche 10 trifft.
Dieser wird als Ziel-Sollwert durch gleichzeitige Betätigung der
Eichtaste über
das Bedienten BT 1.5 im Mobilteil MT 1 gespeichert.
-
Unterschiedliche Spielarten sind
auch an mehreren Spielbahnen 16 mit Hilfe des Bedienteils BT 1.5 am
Mobilteil MT 1 durch den Spieler frei wählbar.
-
Die Einstellung des Ziel-Sollwertes
einzelner Spielarten kann unterschiedlich erfolgen. So kann z.B.
die Einstellung des Ziel-Sollwertes auf die linke Gasse
14 der
Spielbahn 16 oder auf die rechte Gasse 15 der
Spielbahn 16 (5)
festgelegt sein.
-
Da vorzugsweise jeder Spieler ein
Mobilteil MT 1 besitzt, eicht jeder Spieler bei Bahnwechsel sein
Mobilteil MT 1 auf den Eich – 0 – Punkt 8.2 der Spielbahn 16 mit
dem Eichmodul 8 und speichert ihn und die Nummer der Spielbahn über die
Eichfunktion am Bedienteil BT 1.5 des Mobilteils MT 1.
-
Alle Werte des Empfangssensors 2,
die sich aus den Signalen der IR-Sendedioden 4, 5, 6 bei
einem Wurf ergeben, werden als Wurfwerte ebenfalls im Mikrocontroller 1.2 gespeichert
und sind über
den Personalcomputer 11 als Auswerteeinheit wahlweise abruf-
und auswertbar.
-
Durch das Gerätesystem erhält der Spieler die
Möglichkeit,
bereits in der Ausführungsphase
des Wurfs die Treffsicherheit seiner Wurfhand zu erkennen, durch
akustische und optische Signalgebung zu kontrollieren und dadurch
korrigierend zu beeinflussen.
-
Vorzugsweise über den Stereokopfhörer 7 erhält der Spieler
aus dem Soll-Ist-Wurf-Vergleich akustische
Signale links und rechts seines Kopfhörers 7 für die Links-
oder Rechtsabweichung seiner Wurfhand-Stellung.
-
Bei Übereinstimmung der linken und
rechten akustischen Signale des Stereokopfhörers 7 entspricht
die Stellung der Wurfhand dem Signal des Ziel-Sollwertes, und damit
ist bei Abwurf der Kugel ein Treffer wahrscheinlich.
-
Das Zusammenwirken der einzelnen
Geräte des
Gerätesystems
wird wie folgt beschrieben: Das Gerätesystem ist in der Lage, die
Bewegung der Wurfhand und damit der Spielkugel 13 beim
Kegel- oder Bowlingspiel sowohl horizontal als auch vertikal über die
Zeit bis zum Verlassen der Hand zu messen.
-
Die Messanordnung besteht aus den
drei an den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordneten
IR-Sendedioden (4).
Die IR-Sendediode XL 5 sendet von links horizontal (1), die IR-Sendediode Xr 6 sendet von
rechts horizontal (1),
die IR-Sendediode Y 4 sendet über
der Bahnmitte vertikal. Das Sendemodul SM 3 (4) steuert die IR-Sendedioden 4,5,6 nacheinander PWM
codiert an. Die am Empfangssensor 2 (1, 2)
ankommenden Impulse werden je nach Stellung des Empfangssensors 2 in
unterschiedliche Amplitudenwerte umgewandelt und vom ADC 1.1 (3) digitalisiert. Diese
Werte sind ein Maß für die momentane
Winkelstellung des IR-Empfangssensors 2 zum Eich-0-Punkt 8.2 der
Spielbahn 16.
-
Am Mobilteil MT 1 (3) erfolgt über das Bedienteil
BT 1.5 die Einstellung der einzelnen Spielarten durch den
Spieler.
-
Durch die einzelnen Spielarten werden
verschiedene Ziel-Sollwerte festgelegt. Je nach Abweichung der Handstellung
der Wurfhand von diesem Ziel-Sollwert liefert der Mikrocontroller
MC 1.2 ein NF-Stereohörbild
an den Stereokopfhörer 7 und
damit an den Spieler. Dieser ist dann in der Lage, seine Handstellung
oder auch Körperhaltung
zu korrigieren. Gleichzeitig erfolgt eine Speicherung der Daten im
Mobilteil MT 1, um sie über
die Schnittstelle IF 1.4 einem PC 11 zur statistischen
Auswertung zu übergeben.
Optional ist auch eine optische Ausgabe über die LED Zeile möglich.
-
- 1
- Mobilteil
MT
- 1.1
- AD-Wandler
ADC
- 1.2
- Mikrocontroller
MC
- 1.3
- DA-Wandler
DAC
- 1.4
- Interface
IF
- 1.5
- Bedienteil
BT
- 1.6
- Stereoverstärker
- 1.7
- optischer
Verstärker
- 2
- Empfangssensor
- 3
- Sendemodul
SM
- 3.1
- Mikrocontroller
MC
- 3.2
- Verstärker
- 3.3
- Netzteil
NT
- 4
- IR-Sendediode
Y vertikal
- 4/1
- Sendediode
Spielbahn 1
- 4/2
- Sendediode
Spielbahn 2
- 5
- IR-Sendediode
X1 horizontallinks
- 5/1
- Sendediode
Spielbahn 1
- 5/2
- Sendediode
Spielbahn 2
- 6
- IR-Sendediode
Xr horizontal rechts
- 6/1
- Sendediode
Spielbahn 1
- 6/2
- Sendediode
Spielbahn 2
- 7
- Stereokopfhörer
- 8
- Eichmodul
- 8.1
- Laserpointer
- 8.2
- Eich-0-Punkt
- 9
- Bahnmitte
- 10
- Kegelaufstellfläche
- 10/1
- Kegelaufstellfläche Spielbahn
1
- 10/2
- Kegelaufstellfläche Spielbahn
2
- 11
- Personalcomputer
PC
- 12
- LED
Zeile
- 13
- Spielkugel
- 13/1
- Spielkugel
Spielbahn 1
- 13/2
- Spielkugel
Spielbahn 2
- 14
- linke
Gasse
- 15
- rechte
Gasse
- 16
- Spielbahn
- 16/1
- Spielbahn
1
- 16/2
- Spielbahn
2