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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufschlags mit unmittelbarer Rückmeldung an den Benutzer. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Ballschläger mit einem Handgriff und einer Schlagfläche, die sich unmittelbar oder mittelbar an den Handgriff anschließt und mit der ein Ball geschlagen wird, welcher Ballschläger mit einer Erfassungseinheit zum Erfassen des Aufschlags und/oder der Schlaggeschwindigkeit ausgestattet ist. Es ist daher im Folgenden überwiegend von einem Ballschläger die Rede, ohne das damit eine Beschränkung verbunden sein soll.
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Ballschläger sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Gemeinsam ist stets eine Schlagfläche, die an einem Handgriff angeordnet oder über einen Stiel oder Schaft mit einem Handgriff verbunden ist. Der Ballschläger wird je nach Spielart ein- oder zweihändig gehalten und geschlagen. Die Schlagfläche kann elastisch sein (zum Beispiel Tischtennisschläger), aus einem harten Brett bestehen (zum Beispiel Strandtennisschläger) oder eine Bespannung in einem Rahmen aufweisen (zum Beispiel Tennisschläger, Squashschläger). Auch kann die Schlagfläche als ein verdicktes Ende eines Schlägers ausgebildet sein, wie es bei einem Baseballschläger der Fall ist. Auch ist es möglich, dass die Schlagfläche abgewinkelt zum Handgriff oder dessen Stiel verläuft, zum Beispiel bei einem Golf- oder Hockeyschläger. Die Beschaffenheit der Schlagfläche und die Elastizität des Ballschlägers bestimmen wesentlich die Schnelligkeit des Spiels.
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Insbesondere beim Erlernen des Spiels ist es zunächst schwierig, den Ball mit der Schlagfläche richtig zutreffen. Auch ist es schwierig zu erkennen, mit welcher Geschwindigkeit der Ball getroffen wird. Insbesondere die Schlaggeschwindigkeit kann jedoch für einen "guten" Schlag ausschlaggebend sein.
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Es sind aus der
EP 2 704 098 A1 und der
EP 2 717 017 A1 Vorrichtungen bekannt, mit denen die Schlägergeschwindigkeit und somit die Ballgeschwindigkeit durch ein Gyrometer und ein Beschleunigungssensor erfasst werden. Aus der
WO 2013/032836 A1 und der
EP 2 592 612 A2 ist es bekannt, diese Messwerte an eine externe Auswerteeinheit zu übertragen. Die Messwerte können unmittelbar und zeitnah über eine Funkverbindung übertragen oder aus einem internen Speicher ausgelesen werden.
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Die gemessenen Schlagwerte werden ausgewertet, und der Spieler kann nach der Trainingseinheit oder nach einem Spiel seine Schläge nachvollziehen und prüfen. Allerdings fehlt dem Spieler die unmittelbare Rückmeldung, ob der gerade ausgeübte Schlag "gut" oder "schlecht" war. Bei einer nachträglichen Betrachtung der ausgewerteten Schläge kann der Spieler seine für einen bestimmten und gelungenen Schlag durchgeführte Schlagbewegung nicht immer nachvollziehen, da ihm diese während des nachträglichen Anschauens der Schlagwerte nicht mehr in Erinnerung sind. Das Erlernen einer optimierten Schlagtechnik ist somit nur schwer möglich.
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Beim Erlernen der Schlagtechnik fehlt es dem Laien oft an motivierenden Rückmeldungen, insbesondere wenn er alleine übt. Er weiß daher am Anfang nie, ob der Ball mit einer ausreichenden Schlaggeschwindigkeit getroffen worden ist. Dies erfährt der Spieler immer bei der Benutzung der bekannten Einrichtungen erst bei der rückschauenden Betrachtung. Dann kann er aber an sich nicht mehr wissen, wie er den Ballschläger für den angezeigten "guten" Schlag geführt und bewegt hat. Das schnelle Erlernen einer individuellen guten Schlagtechnik wird daher erschwert.
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Es ist aber auch möglich, dass ein Schlag oder ein Auftreffen eines Gegenstands auf einen anderen Gegenstand erfasst werden soll.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und insbesondere einen Ballschläger der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass eine Auswertung eines Schlags unmittelbar und für den Nutzer oder Spieler wahrnehmbar erfolgt.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass bei der Vorrichtung oder dem Ballschläger die Erfassungseinheit mit einer Auswerteinheit verbunden ist oder diese umfasst, die die erfassten Schlagwerte des Aufschlags und/oder der Schlaggeschwindigkeit auswertet und in Abhängigkeit von dem Ergebnis wenigstens ein Signal erzeugt, das durch eine Lautsprechereinheit an der Vorrichtung oder dem Ballschläger wiedergegeben wird. Der ausgeübte Schlag wird mit dieser Vorrichtung erfasst und unmittelbar ausgewertet. Anschließend wird ein vom Spieler auch während des Spiels oder Trainings wahrnehmbares akustisches Signal erzeugt, dass die Qualität des Schlags wiederspiegelt.
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Die Sensoren erfassen nicht nur die Geschwindigkeit sondern auch, ob und wie der Ball getroffen worden ist. Dies ist insbesondere für Anfänger wichtig, da es zunächst auch darauf ankommt, den Ball beispielsweise in der Schlagflächenmitte zu treffen. Derartige Sensoren zum Erfassen des Ortes des Auftreffens des Balls auf einer Schlagfläche sind beispielsweise aus der
EP 2 667 368 A1 bekannt. Der Spieler erhält dann eine unmittelbare Rückmeldung, wie und wo er einen ankommenden Ball getroffen hat. Dadurch erlernt er schnell, den Ball richtig mit dem Schläger zu treffen.
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Insbesondere kann vorgesehen werden, dass ein Signal erzeugt wird, wenn der Ball in dem Bereich der Schlagfläche, beim Tennisschläger dem sogenannten Sweetspot, getroffen wird, in der er die größte Beschleunigung erfährt. Der Spieler kann dann schnell lernen, wann er den Ball mit seinem Schläger optimal getroffen hat.
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Anstelle von einfachen Signalen können auch Tonfolgen oder Kommentare erzeugt und wiedergegeben. So können beispielsweise "gute" Schläge mit "TOP" und "schlechte" Schläge mit "MIES" kommentiert werden. In jedem Fall erhält der Spieler kurz nach dem Schlag eine Rückmeldung, ob der Schlag gelungen war oder nicht. Er weiß dann noch seine individuelle Bewegung des Schlagarms, des Winkels und dergleichen, so dass er diese weiter einüben oder gezielt und schnell verändern kann.
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Die Erfassungseinheit kann ein Gyrometer und einen Beschleunigungssensor aufweisen. Solche Sensoren sind allgemein bekannt, und die Schlagwerte können zuverlässig erfasst und anschließend ausgewertet werden. Auch sind sie relativ kostengünstig. Die Sensoren können an einer zweckmäßigen Stelle am Ballschläger angeordnet werden, beispielsweise zwischen der Schlagfläche und dem Handgriff oder Stiel am Übergang zur Schlagfläche. Die Umrechnung der erfassten Werte ist dann einfach und insbesondere schnell durchführbar, so dass das Rückmeldesignal entsprechend zeitnah vorliegt.
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Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit einen Speicher aufweist, in dem die erfassten Schlagwerte gespeichert werden. Dann können die Schläge anschließend ausgewertet und einem Trainer vorgeführt werden, der dann die weitere Analyse durchführt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit in Abhängigkeit von den erfassten Schlagwerten unterschiedliche Signale für unterschiedliche Schlaggeschwindigkeiten erzeugt. Dann kann der Spieler die durchgeführten Schläge besser einordnen. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass ein tiefer Ton für einen relativ langsamen Schlag erzeugt wird. Je schneller der Schlag ausgeführt wird, desto höher wird der Ton. Solche Töne sind vom Spieler während des Spiels gut wahrnehmbar, so dass er eine gute Rückmeldung über seinen gerade ausgeführten Schlag erhält.
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Es ist günstig, wenn die Erfassungseinheit, und/oder die Auswerteinheit und/oder die Lautsprechereinheit am Ballschläger zwischen dem Handgriff und der Schlagfläche angeordnet sind. Dort ist in der Regel ausreichend Raum für die Aufnahme der klein bauenden elektronischen Geräte.
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Besonders günstig ist es, wenn die Erfassungseinheit und/oder die Auswerteinheit und/oder die Lautsprechereinheit in einem Hohlraum des Handgriffs angeordnet sind. Dann stören diese Geräte den Spieler nicht, und sie sind auch nah beim Handgriff angeordnet, so dass kein zusätzliches Trägheitsmoment überwunden werden muss. Auch sind die Geräte dann geschützt vor äußeren Einwirkungen, wie Regen oder auftreffende Bälle. Gleichwohl kann es günstig sein, wenn zumindest die Sensoren der Erfassungseinheit in der Nähe der Schlagfläche oder unmittelbar an oder auf der Schlagfläche angeordnet sind.
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Die Auswerteinheit kann eine Schnittstelle für die Verbindung mit einer Datenverarbeitungsanlage oder einem Smartphone aufweisen, um die gespeicherten Schlagwerte auszulesen oder um verschiedene Parameter zur Berechnung der Schlaggeschwindigkeit oder des Aufschlags einzugeben. Damit kann die Auswerteeinheit schnell an unterschiedliche Gegebenheiten, Schläger oder Spieler angepasst werden.
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Die Parameter können unter anderem das Ballgewicht, die Schlagarmlänge des Spielers, Rechtshänder oder Linkshänder, den Abstand zwischen den Sensoren der Erfassungseinheit und der Schlagfläche, Abstand und Winkel zwischen dem Handgriff und der Schlagfläche, Elastizität des Balls und der Schlagfläche und/oder Geschwindigkeitsbereiche, für die jeweils ein vorbestimmbares Signal erzeugt wird, umfassen. Das Gewicht des Balls beeinflusst dessen Geschwindigkeit nach dem Schlag maßgeblich. So weist ein Tennisball ein Gewicht von etwa 58 g, ein Tischtennisball von etwa 2,5 g, ein Hockeyball von etwa 160 g, ein Golfball von etwa 47 g und ein Baseball von etwa 146 g auf. Diese Werte können dann eingegeben werden, so dass die Vorrichtung auch in unterschiedlichen Schlägern eingebaut werden kann.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Erfassungseinheit die Schlägergeschwindigkeit zumindest zum dem Zeitpunkt erfasst, zu dem der Ball die Schlagfläche verlässt, und dass die Auswerteeinheit aus dieser Schlägergeschwindigkeit und der Elastizität des Balls und dem Ballgewicht die Ballgeschwindigkeit ermittelt. Dann kann die Anfangsgeschwindigkeit des Balls gut und genau ermittelt werden. Der Kontakt zwischen Ball und der Schlagfläche kann über den Schlagsensor oder über Berührungssensoren erfasst werden. Die Messgenauigkeit wird damit erhöht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung für einen Ballschläger wird vorzugsweise durch eine netzunabhängige Stromversorgung mit Energie versorgt. Diese kann als Batterie oder als Akkumulator ausgebildet sein. Vor dem Spiel oder dem Training wird die elektronische Vorrichtung eingeschaltet. Dies kann auch selbsttägig durch Bewegen des Schlägers erfolgen. Es ist dabei vorgesehen, dass sich die Erfassungseinheit und die Auswerteeinheit nach einer vorbestimmten Zeitdauer, in der keine Bewegung des Ballschlägers erfolgt, abschalten. Dadurch wird der Stromverbrauch reduziert, und der Schläger kann über einen ausreichend langen Zeitraum benutzt werden.
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Es kann vorgesehen werden, dass die einzelnen elektronischen Baugruppen verteilt am Ballschläger angeordnet werden. Die erforderlichen elektrischen Kabel zum Verbinden der einzelnen Baugruppen können in einer Nut des Rahmens oder am Rahmen verlaufen, so dass sie den Spielablauf nicht stören. Diese verteilte Anordnung erlaubt eine gute Gewichtsverteilung und einen unauffälligen Einbau. Es kann aber auch zweckmäßig sein, wenn die Erfassungseinheit, das Gyrometer, der Beschleunigungssensor, der Schlagsensor, die Auswerteeinheit, die Energieversorgung und der Lautsprecher in einem Gehäuse angeordnet sind, das fest mit dem Ballschläger verbindbar ist. Das Gehäuse kann dann lösbar mit dem Ballschläger beispielsweise mit Klettverschlüssen oder Klettbändern verbindbar sein, so dass es mit mehreren Ballschlägern benutzt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch an einer beliebigen Einrichtung angeordnet werden. So kann beispielsweise die Erfassungseinheit an einer Torwand befestigt sein, die beim Auftreffen des Balls an einer oder mehreren bestimmten Stellen ein bestimmtes akustisches Signal erzeugt. Das Signal kann zudem in Abhängigkeit von der Auftreffgeschwindigkeit variieren. Auch kann die Erfassungseinheit an einem Sandsack, einem Boxsack oder einem Punshingball für Box- oder Schlagübungen befestigt sein. Hier wird der Aufschlag durch die Faust, der Hand oder den Fuß eines Nutzers erzeugt. Je nach Auftreffort oder Schlagheftigkeit wird ein entsprechendes Signal erzeugt, dass vom Nutzer unmittelbar wahrgenommen wird. Er kann dann seine folgenden Schläge besser anpassen. Die Erfassungseinheit kann hierzu im Sandsack untergebracht sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Ballschläger, der mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
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Der in der Zeichnung dargestellte Ballschläger ist als Tennisschläger 11 ausgebildet. Der Tennisschläger weist einen Handgriff 12 und einen Stiel oder Schaft 13 auf, an den sich die Schlagfläche 14 anschließt. Die Schlagfläche wird bei dem Tennisschläger 11 durch ein gespanntes Netz aus Natur- oder Kunstsaiten gebildet, das in einem umlaufenden Rahmen 15 gehalten wird. Die Ausbildung eines Tennisschlägers ist grundsätzlich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
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Häufig ist die Anordnung so getroffen, dass sich der Schaft 13 in Richtung auf die Schlagfläche 14 erweitert und einen häufig in etwa dreieckigen Freiraum 16 aufweist. Dadurch wird die Stabilität des Schlägers erhöht. Bei einem Tischtennisschläger schließt sich die Schlagfläche beispielsweise unmittelbar an den Handgriff an.
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Der Spieler hält den Schläger in seiner einen Hand und versucht, den ankommenden oder hochgeworfenen Ball möglichst günstig im Sweetspot und schnell zu treffen, damit der Gegner Schwierigkeiten hat, den Ball gezielt zurückzuschlagen. Der Sweetspot 17 kann sich beispielsweise im vorderen, dem Handgriff 12 abgewandten Drittel der Schlagfläche 14 befinden. Die Lage im Einzelnen hängt vom Schlägertyp und von der Besaitung der Schlagfläche ab.
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Zum Erfassen der Schlagwerte ist eine Erfassungseinheit 18 vorgesehen, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Freiraum 16 zwischen dem Handgriff 12 und der Schlagfläche angeordnet ist. Die Erfassungseinheit umfasst ein Dreiachsen-Gyrometer 19 und einen Dreiachsen-Beschleunigungssensor 20. Damit können die Bewegungen und die Geschwindigkeiten in den sechs Freiheitsgraden (drei Rotationen und drei lineare Bewegungen) erfasst werden. Hieraus lässt sich die Schlägergeschwindigkeit an jedem Punkt der Schlagfläche 14 berechnen. Die Sensoren 19, 20 sind beispielsweise am Rahmen 15 angebracht. Sie können aber auch auf der Schlagfläche 14 angeordnet sein.
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Weiterhin sind ein oder mehrere Schlagsensoren 21 im Bereich der Schlagfläche 14 vorhanden, die einen Kontakt mit dem Ball erfassen und an die Erfassungseinheit weitergeben. Durch mehrere Schlagsensoren entlang dem Umfang kann zudem der Auftreffort des Balls auf der Schlagfläche erfasst werden. Die erforderlichen Signalkabel zwischen den Sensoren 19, 20, 21 und der Erfassungseinheit können entlang oder in dem Rahmen 15 verlaufen und sind in der Zeichnung gestrichelt dargestellt.
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Die Erfassungseinheit 18 steht in Verbindung mit einer Auswerteeinheit 22, die bei dem dargestellten Schläger in einem Hohlraum des Handgriffs 12 angeordnet ist, Dort befinden sich auch die Stromversorgung 23 und die Anschlüsse für die Auswerteeinheit 18. Die Erfassungseinheit 18 und die Auswerteinheit 22 können aber auch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein und im Handgriff oder in dem Freiraum 16 befestigt sein.
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In der Auswerteinheit 22 werden die durch die Sensoren 19, 20, 21 und die Erfassungseinheit 18 erfassten Schlagwerte ausgewertet und insbesondere die Schlag- oder Ballgeschwindigkeit ermittelt. Die Auswerteeinheit 22 kann ein Signal, beispielsweise ein Tonsignal erzeugen, wenn der Ball eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten oder in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich liegt. Das Tonsignal wird an eine Lautsprechereinheit 24 weitergleitet, die den entsprechenden Ton oder die Tonfolge oder den Audiokommentar ausgibt.
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Der Lautsprecher 24 kann in einer Kappe 25 am freien Ende des Handgriffs 12 angeordnet sein, die den Hohlraum verschließt. An dieser Stelle kann der Lautsprecher 24 frei und gut abstrahlen. Auch ist der Hohlraum hinter der Kappe 25 durch letztere gut zugänglich.
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Die Auswerteeinheit 22 ist mit Anschlüssen versehen, durch die eine Datenverarbeitungsanlage, ein mobiler Datenspeicher oder ein Smartphone anschließbar ist. Weiterhin ist eine interne Speichereinheit vorhanden, mit der die erfassten und ermittelten Schlagwerte gespeichert werden können. Diese können später ausgelesen und durch einen Trainer analysiert werden.
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Grundsätzlich kann es auch vorgesehen werden, dass die Erfassungseinheit 18, das Gyrometer 19, der Beschleunigungssensor 20, der Schlagsensor 21, die Auswerteeinheit 22, die Energieversorgung 23 und der Lautsprecher 24 in einem Gehäuse angeordnet sind, das bei Bedarf fest mit dem Ballschläger 11 verbunden wird. So kann eine Vorrichtung von mehreren Spielern an deren eigenen Schlägern benutzt werden. Die Befestigung kann beispielsweise über Klettbände erfolgen, durch die ein fester Halt insbesondere der Sensoren an dem Schläger für eine hinreichend genaue Messung bewirkt werden kann. Das Gehäuse kann beispielsweise so bemessen sein, dass es in den Freiraum 16 zwischen dem Schaft 13 und dem Rahmen 15 der Schlagfläche 14 passt und dort gehalten wird. Hier stört die Vorrichtung am wenigsten.
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Beim Spielen werden die Schlagwerte eines Schlags erfasst und ausgewertet. Bei jedem Schlag kann ein Lautsprechersignal erfolgen. Bei besonders guten oder schnellen Schlägen kann ein anderer Ton erzeugt werden, der vom Spieler unmittelbar wahrgenommen wird. Er kann dann seine Spiel- und Schlagtechnik effizient, schnell und einfach anpassen, ändern oder beibehalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2704098 A1 [0004]
- EP 2717017 A1 [0004]
- WO 2013/032836 A1 [0004]
- EP 2592612 A2 [0004]
- EP 2667368 A1 [0010]
