KR20100136977A - 골프 클럽의 타격 정확성과 스윙 동작을 모니터하는 장치와 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드라이브 동작과 골프 클럽의 타격면(16)이 골프공을 타격하는 정확도를 모니터하는 장치에 관한 것으로, 타격면(16)에 장착될 수 있고 타격점의 위치를 지정할 수 있는 평판형-센서(18)를 포함한다. 평판형-센서(18)는 신호선(26)에 의해 측정 및 연산회로(30)에 연결되고, 회로(30)는 골프 클럽의 샤프트(12) 또는 헤드 후면에 분리 가능하게 장착될 수 있고 회전속도 센서(65) 및 전압원과 함께 하우징(28)에 장착되어 각 타격 동안에 측정 동작을 수행하여 미리 결정된 기준점(22)의 위치에 대한 타격점의 좌표를 판정한다. 측정 및 연산회로(30)에 연결된 무선 모듈(34)은 센서(18, 65)의 측정 결과를 이동전화기와 같은 평가장치(36)에 전송하며, 평가장치는 프로그램-제어된 평가를 통해 평가장치의 화면에 측정 결과를 표시한다.

Description

골프 클럽의 타격 정확성과 스윙 동작을 모니터하는 장치와 방법{DEVICE AND METHOD FOR MONITORING THE HITTING ACCURACY AND THE DRIVE MOVEMENT ON A GOLF CLUB}

본 발명은 골프 클럽이 스윙 중에 가이드(guide) 되어 골프 클럽 헤드의 타격면으로 골프공을 타격하는 정확성을 모니터하는 장치와 방법에 관한 것이다.

특히 퍼팅(putting)에 있어서 퍼팅에 사용되는 퍼터(putter)는, 무게 중심을 고려하여 소위 스위트 스팟(sweet spot)이라고 하는 타격면상의 이상적인 지점으로 골프공을 타격하도록, 정확히 가이드 되는 것이 중요하다. 치핑(chipping)과 피칭(pitching)에서도 상황은 유사하다.

일반적으로, 골퍼가 퍼팅 기술을 마스터했는지 그리고 스위트 스팟을 일정하게 타격하는지는 여러 번의 퍼트의 결과로부터 검출하는 것만이 가능하다. 때로는 동작의 순서를 최적화하기 위한 보조자로서 카메라가 사용되지만, 사진을 찍고 필름을 평가하는 것은 시간이 소요되고 엄청난 비용을 수반하며, 따라서 이것은 단지 임시적인 단계로서 생각될 수 있다. 각각의 퍼트에 앞서, 퍼터의 면에 압력을 받으면 변색되는 포일(foil)을 부착하고, 그 후에 포일의 순서를 평가하는 것도 가능하다. 이 방법 역시 장기간에 걸쳐 실행되는데에는 지나치게 번잡스럽다.

결국, 독일 Dreieich 63303에 주소를 두고 있는 Alan Electronics GmbH사 (www.dixxgolf.de)에 의해 "DiXX Digital Instruction Putter"라고 명명된 골프 클럽이 판매되고 있으며, 이 골프 클럽은 헤드의 후면에, 가속도 센서, 전자 측정 및 평가 장치와 평면 이미지 스크린을 포함하는 하우징, 또는 이 유닛만큼 무거운 웨이트(weight)를 교환하여 선택적으로 부착될 수 있다. 상기 가속 센서는 골프 클럽 스윙 과정에서 클럽의 동작에 대한 몇 개의 파라미터를 검출하는 위치, 특히 스위트 스팟의 타격점(impact point)의 위치에 있다. 그러나, 골프공이 타격되는 타격면상의 정확한 지점을 판정하는 것은 이와 같은 측정 방법으로는 가능하지 않다.

그러므로 본 발명의 목적은 처음에 언급한 타입의 장치를 제공하는 것이며, 이것은 골프 클럽의 특성을 거의 변경하지 않고 통상의 골프 클럽에 부착될 수 있고, 단지 측정을 위해 경기 중 다른 방해되는 행동을 요구하지 않으며, 지금까지보다 더욱 정확하게 클럽 헤드의 스윙 모션과 골프공의 타격점을 기록하고, 상기 프로그램에 따라 평가된 기록된 평가 결과를 어느 때나 이용 가능한 형태로 표현한다.

상기 목적은 다음을 포함하는 장치에 의해 달성된다:

- 타격면상의 정해진 위치에 분리 가능하게 부착될 수 있고, 골프공을 타격하는 동안에 타격점의 정확한 지점을 지정할 수 있는 평판형 센서,

- 골프 클럽 샤프트의 정해진 위치나 골프 클럽 헤드의 후면에 분리 가능하게 부착될 수 있는 하우징 내에 전압원과 함께 장착되고, 신호선을 통해 상기 평판형 센서와 협력하고, 미리 정해진 기준점의 위치에 대한 타격점의 좌표를 판정하는 측정 프로세스를 골프공의 각 타격 동안에 수행하는 전자 측정 및 컴퓨팅 회로,

- 상기 하우징에 장착되고, 감지축이 상기 타격면의 하위 에지에 실질적으로 평행하게 연장하고, 클럽 헤드의 백 스윙 및 포워드 스윙 모션의 상(phase)의 지속 시간, 회전 방향, 및 속도를 판정하기 위해 상기 측정 및 컴퓨팅 회로와 협력하는회전속도 센서, 및

- 상기 측정 및 컴퓨팅 회로에 연결되어, 상기 측정의 결과를 프로그램-제어된 평가를 통해 상기 평가장치의 디스플레이 스크린에 디스플레이하기 위해 상기 측정 결과를 이동전화기, 스마트폰, 또는 PDA와 같은 평가장치에 무선 전송하는 무선 모듈.

상기 평판형 센서는 스윙이 행해질 때 실제로 느낄 수 없을 만큼 가볍고 얇다. 골프 클럽의 후면이 아닌 타격면에 부착하기 때문에, 각각의 타격점은 아주 정확히 기록된다. 바람직하게는 골프 클럽의 샤프트에 고정될 수 있는 상기 측정 및 컴퓨팅 회로는 상기 측정 프로세스를 제어하고 상기 타격점의 좌표를 판정하는데 필요한 기능만을 수행하고 측정 결과를 무선으로 예컨대 이동전화기 또는 스마트폰에 전송할 필요가 있기 때문에 무게를 단지 미소하게 증가시킨다. 측정 결과는 평가장치에 저장되어 적당한 프로그램에 의해 평가될 수 있다. 대부분의 경우에, 이동전화기나 스마트폰 등은 어디서든 이용 가능하고 보통 골프 코스에 휴대하게 된다. 상기 측정 결과를 평가하는 적합한 프로그램은 인터넷을 통해 이동전화기나 스마트폰으로 다운로드하여 이용할 수 있을 것이다. 따라서 타격이 이루어진 후 바로 타격면상의 어느 지점이 골프공에 맞았는지를 이동전화기의 화면을 통해 알 수 있다. 그러면 플레이어는 다음 타격에 있어서 골프 클럽을 잡고 가이드 하는데 있어서 있을 수 있는 오류를 보정하려고 미리 시도할 수 있다. 또한, 예컨대 기차 여행이나 레스토랑에서 아무 때나 이동전화기를 들고, 그리고 혼자 또는 다른 골퍼들과 함께 장기간에 걸쳐 수집되고 평가되어 그래프로 표현된 정확한 타격을 예컨대 다른 플레이어의 타격과 비교하고 그들과 토론하는 등 검사할 수 있다.

상기 평판형 센서에 추가하여 본 발명에 의해 제공된 회선속도 센서는 상기 전자 측정 및 컴퓨팅 회로와 협력하여 골프 클럽 헤드의 백스윙 및 포워드 스윙 모션의 회전 방향, 각속도, 각위치 및 상들의 시간 길이를 기록할 수 있다. 이에 의해 얻어진 측정 결과들은 다음과 같이 이용될 수 있다. 즉, 상기 평판형 센서는 회전속도 센서의 측정된 값이, 골프공을 타격하기 직전까지, 특정 프레임 내에 있을 때만 작동되고 이에 의해 클럽 헤드의 정상적인 백스윙과 포워드 스윙 모션의 코스를 통신한다. 이와 같이 회전속도 센서는 다른 물체의 우연한 타격이나 타격 이전의 연습 스윙이 집중해서 가이드 되는 타격들의 통계적 그래픽 평가에 포함하는 것을 방지하는데 도움을 준다. 또한, 회전속도 센서는 그 측정 결과를 평가하는 프로그램과 함께, 스윙 모션 동안에 골프 클럽을 가이드 하는데 있어서 실수의 중요한 지시와, 백스윙의 시간에 대한 포워드 스윙의 시간의 비율에서 얻어진 지시와, 백스윙의 끝에서, 골프공을 타격할 때, 그리고 포워드 스윙의 끝에서 골프 클럽의 각위치로부터 얻어진 지시들을 획득하는 능력을 제공한다. 각속도와 개별적인 경우의 해당 반지름을 곱하면, 골프공 타격시 클럽 헤드의 속도가 판정될 수 있다. 끝으로, 자이로(gyro)라고도 하는 회전속도 센서가 평판형 센서와 협력하면, 퍼터가 골프공을 타격면으로 타격했지만 평판형 센서의 외부의 지점을 타격한 사실이 확인되고 디스플레이 될 수 있다.

상기 평판형 센서는 바람직하게는 컴퓨터 터치패드의 형태로 구성되며, 직사각형의 지지판과 유연한 보호판을 포함하며, 상기 지지판에는 대향하여 배치된 2개의 에지 영역을 따라 각각의 인쇄된 스트립 도체에 연결되고 전도성을 갖는 제 1 전도층이 전면에 부착되고, 상기 인쇄된 스트립 도체는 신호선에 연결되며, 상기 보호판에는 대향하여 배치된 2개의 에지 영역을 따라 각각의 인쇄된 스트립 도체에 연결되는 제 2 전도층이 후면에 도포되고, 상기 인쇄된 스트립 도체는 신호선에 연결되고 제 1 전도층과 연결된 스트립 도체에 대해 가로로 연장하며, 상기 전도층들은 탄성 스페이서에 의해 분리되고, 탄성 스페이서의 복원력은 골프공이 타격점을 타격할 때만 상기 전도층들 사이에 일시적인 접촉이 존재하도록 선택되었다.

이와 같은 터치패드는 미국 특허 제6,238,790 B1호에 개시되어 있으며, 이것은 전술한 규정된 센서의 기능에 대한 설명을 위해서 편의상 예로서 참조된다. 그러나, 예컨대 랩탑에서 컴퓨터 터치패드는 컴퓨터의 하우징에 고정적으로 장착되어 비교적 약하게 천천히 손가락으로 터치되는 것이 의도된 것을 주목해야 한다. 이와 달리, 본 발명에 의한 측정 장치의 센서는 단단한 골프공을 타격할 때 훨씬 더 세게 기계적인 충격을 받는다. 또한, 컴퓨터 터치패드와 대비하여 상기 지지면으로부터 용이하게 분리될 수 있어야 하기 때문에 센서에 대해 다른 요구사항들이 주어진다.

터치패드와 비교하여 더 크고 충격적인 스트레스에도 불구하고, 동일한 재료가 사용될 때, 다른 원인으로부터 발생된 문제의 해법은 센서의 디자인을 더 두껍고 강하게 하는데 있지 않고 반대로 판의 두께를 감소시키는데 있음을 알게 되었다. 언급한 형태의 터치패드에서, 지지판은 보통 약 1.6 mm 두께를 갖지만, 새로운 센서의 지지판은 약 절반의 두께가 될 수 있는데, 이것은 골프 클럽의 타격면상의 전체면에 지지되어 더 큰 두께가 필요하지 않기 때문이다.

상기 지지판의 두께의 감소와 동시에, 지지판이 그리고 그에 의해 평판형 센서가 더욱 유연해지고 따라서 양면 접착성의 포일에 의해 골프 클럽의 타격면에 부착된다면 더욱 용이하게 제거될 수 있는 이점이 얻어진다.

제안된 측정 장치의 센서와 컴퓨터 터치패드 사이의 추가적인 차이점은, 터치패드의 지지판이 하부측이나 후면에 스트립 전도체를 구비하고 전자 부품을 지지한다는 것이다. 이와 대조하여, 제안된 센서의 센서 전자장치는 상기 측정 및 컴퓨팅 회로의 하우징 내에 위치되며, 이것은 바람직하게는 골프 클럽의 샤프트에 부착된다. 더 얇은 지지판과 센서 전자장치의 클럽 샤프트로의 이전은 추가로 유리한 결과를 갖는데, 전체 평판형 센서는 약 1 내지 2 mm의 두께만 가지면 되고 따라서 골프 클럽의 타격면은 단지 약간만 앞으로 이동된다.

컴퓨터 터치 패드 이상으로, 신규 장치의 센서는 온도 변화와 습기에 노출된다. 그러므로 상기 보호판은 공기 유출입 개구부를 제외하고 가장자리에서 상기 지지판과 예컨대 접착제를 사용하여 직접(material-to-material manner) 단단히 밀봉하여 접합되는 것이 유용하다. 상기 유출입 개구부는 방수성의 통기성 포일에 의해 커버되거나, 예컨대 센서가 IP54에 따른 먼지와 튀긴 물로부터 적어도 보호되는 방식으로 라비린스 시일(labyrinth seal)과 같은 커버에 의해 밀봉될 수 있다.

시험에 의해, 상기 작동 센서면은 단지 약 45-55 mm 너비와, 퍼터에 대해 약 16-20 mm 높이, 피칭 및 치핑을 위한 클럽에 대해 20-30 mm 높이를 요구한다는 것을 알 수 있었다. 상기 센서는, 그 중심점이 바람직하게는 타격면의 중앙에 위치되는 스위트 스팟과 일치되도록, 장착될 수 있다.

또한 상기 신호선은 센서와 측정 및 컴퓨팅 회로 사이에 해제 가능한 플러그 접속부를 갖는 것이 유용할 것으로 보인다. 이것은 골프 클럽의 2개 유닛 각각의 별도의 응용과 대체를 허용한다. 바람직하게는, 상기 플러그의 절반은 측정 및 컴퓨팅 회로의 하우징에 고정적으로 부착되거나 하우징에 고정되는 반면, 플러그의 다른 절반은 케이블의 자유로운 끝에 위치된다. 이 하우징을 골프 클럽의 샤프트에 부착하는 다수의 실시예의 변형이 이용 가능하다. 적어도 하나의 클램프 또는 클램핑 스트랩에 의해 마찰 연결방식으로 하우징을 고정하는 것으로 충분하며, 여기서 고무같은 접촉면이나 중간층이 유리하다.

본 발명에 의한 장치는 골퍼가 어떤 부가 웨이트에서 그리고 상기 웨이트가 샤프트의 어느 위치에서 최상의 타격 결과가 얻어질 수 있는지 알기 위해 골프 클럽의 속이 빈 샤프트 내에 부가 웨이드를 장착하는 실험을 할 때 유리하게 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예가 첨부된 다음 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 제안된 장치의 전체 구성에 대한 개략적인 도면이고,
도 2는 평판형 센서를 통과하는 간략화된 단면도이고,
도 3은 상기 평판형 센서의 대체 회로도이고,
도 4는 골프 클럽의 샤프트에 부착된 센서 전자장치의 필수적인 요소들이고,
도 5는 회전속도 센서에 의해 확인되고 시간에 대해 도시된, 퍼팅하는 동안의 클럽 헤드의 각속도에 대한 특성 곡선이고,
도 6은 센서 전자장치의 하우징과 골프 클럽 샤프트의 부착 위치에서의 간략화된 단면도이다.

도 1에는 골프 클럽이 도시되어 있으며, 클럽 헤드(10), 샤프트(12), 그립(14)을 포함한다. 클럽 헤드의 타격면(16)에는 능동 감지면(20)을 갖는 센서(18)가 부착되며, 이것은 이하에서 상세히 설명된다. 여기에, 이후에 사용되는 좌표(x, y, z)의 방향이 표시되어 있다. 타격면(16)의 스위트 스팟(22) 내에 좌표들의 공통점인 원점이 위치한다.

센서(18)는 하나의 케이블을 구성하는 플러그 접속부(24)와 신호선(26)을 통해 센서 전자장치(30)에 연결되며, 센서 전자장치는 측정 및 컴퓨팅 회로를 포함하고 용이하게 분리가능한 장착기구(32)에 의해 샤프트에 부착되는 보호 하우징(28) 내에 장착되고, 바람직하게는 블루투스(Bluetooth) 같은 무선 모듈(34)을 통해 이동전화기, 스마트폰 또는 PDA와 같은 모바일 평가장치(36)에 접속되며, 평가장치는 대응하는 무선 모듈(38), 평면 디스플레 스크린(40)과 키보드(42)를 갖는다. 원한다면, 평가장치(36)로서 랩탑이 사용될 수도 있다.

측정 및 컴퓨팅 회로(30)에 의해 판정되고 상기 센서에 의해 한 포인트에 대해 정확히 기록된, 스위트 스팟(22)에 대한 골프공 타격점의 y 및 z 좌표는 추가적인 골프공 타격의 타격점의 좌표와 함께 프로그램 제어하에서 평가장치(36)에서 평가되고 그래픽으로 디스플레이된다.

센서(18)는 도 2에 도시된 것과 같은 구조를 갖는다. 센서(18)는 지지판(38)을 포함하고, 지지판(48)은 양면 접착제성의 포일(46)에 의해 타격면(16)과 보호판(50)에 부착되며, 보호판(50)은 지지판(48)의 전면 외측에 배치된다. 예를 들면, 지지판(48)은 섬유유리-강화 에폭시 수지(바람직하게는 FR4 또는 FR5)로 만들어질 수 있다. 보호판(50)은 플라스틱 물질(바람직하게는 플로에스터)로 만들어질 수 있다. Tesa, Herma 또는 Scotch 상표의 상업적으로 이용 가능한 포일은 양면 접착성의 포일(46)로 볼 수 있으며, 이 경우 접착력은 타격면(16)과 접촉되는 측면보다 지지판(48)과 접촉되는 측면에서 약간 더 큰 것이 바람직하다.

지지판(48)과 보호판(50)이 대면하는 내측에는 각각 전기 전도층(52 또는 54)이 제공된다. 이것들은 미국특허 제6,239,790 B1호에 의한 반도체층이 될 수 있으며, 규정된 선형 저항을 갖는다. 상기 2개의 전기 전도층(52, 54) 사이에는 충분한 크기를 갖고 충분히 분포된 스페이서(56)가 배치되며, 따라서 상기 전도층(52, 54)은 예컨대 골프공에 의해 타격되는 경우와 같이 유연한 보호판(50) 위에 충분한 압력이 국지적으로 또는 순간적으로 가해지는 경우만 서로 접촉하게 된다. '58'로 표시된 바와 같이 보호판(50)은 지지판(48)과 가장자리 부분을 따라 함께 접착 고정되지만, 표시되지 않은 적어도 하나의 공기 유출입 개구부가 개방 상태로 유지되어 라비린스 시일(labyrinth seal) 방식으로 설계되어 상기 센서는 IP54에 의한 튀긴 물과 먼지로부터 보호된다.

또한 도시되지는 않았지만 지지판(48)의 대향하여 위치한 에지 영역을 따라 연장하고 전도층(52)과 전체 길이에 걸쳐 전기적으로 연결된 2개의 인쇄 스트립 전도체를 포함한다. 지지판(48)의 내부에는 2개의 인쇄 스트립 전도체가 추가로 제공되며, 이것들은 먼저 언급한 스트립에 대해 직각으로 대향하여 위치하는 에지 영역을 따라 연장하고 조립된 상태에서 보호판(50)의 전도층(54)과 전체 길이에 걸쳐 접촉한다. 대안으로, 전도층(54)과 전기적으로 접속된 스트립 전도체는 보호판(50)에 인쇄될 수도 있다. 상기 4개의 전도체 각각은 케이블(26) 내의 신호선을 통해 측정 및 컴퓨팅 회로(30)와 연결된다.

만일 유연한 보호판(50)이 한 지점에서 충분히 깊이 함몰되면, 그리하여 전도층(54)이 지지판(48)의 다른 전도층(52)을 접촉하면, 2개의 층 중 하나에 연결된 스트립 전도체에 규정된 기준 전압을 인가하여, 기준 전압으로 충전된 상기 스트립 전도체로부터 타격점의 거리의 변화에 비례하여 상승 또는 하락하는 각각의 다른 층과 연결된 스트립 전도체 사이의 전압을 측정하는 것이 가능하며, 또한 교정을 통해 x와 y 좌표를 판정하는 것도 가능하다.

미국 특허 제6,239,790 B1호의 컴퓨터 터치패드와 관련하여, 서로에 대해 직각으로 배치된 스트립 전도체로부터 압력 지점의 거리는 상기 스트립 전도체에 연결된 규정된 커패시터를 전류가 충전하는데 필요한 시간의 길이에 기초하여 계산된다. 상기 전도체층 중 하나를 통한 전류 경로의 증가는 저항의 증가, 즉 감소된 전류 세기와 같으므로, 각각의 커패시터를 충전하는데 더 긴 시간이 필요하다.

이와 대조적으로, 신규의 센서를 사용하면 상이하고 더욱 고속의 측정 방법이 제공되는데 이는 700 내지 1200 ㎲의 펄스 길이를 갖는 충격-같은 부하에 때문이다. 이를 위해서, 도 3의 대체회로를 참조한다. 이 도면에서 스트립 전도체(Yl, Yr)가 예컨대 전도층(52)의 좌우 에지에 각각 배치되고; 스트립 전도체((Zo, Zu)가 전도층(54)의 상하 에지에 각각 배치되고; 각각의 스트립 전도체에는 고정 저항기(Ryr, Ryl, Rzo, Rzu)가 할당되며, 타격점과 4개의 스트립 전도체 사이의 전도층(52, 54) 각각의 kΩ 범위의 저항기는 Rya, Ryb, Rza, Rzb로 식별된다.

타격점에서 2개의 층(52, 54) 사이에 접촉이 없을 때, 층(52)의 스트립 전도체와 층(54)의 스트립 전도체 사이의 저항은 스페이서(56)때문에 무한대이다. 만일 충분히 큰 압력이 한 지점에서 보호판(50)에 가해지면, 상기 2개 층(52, 54)은 도 3에 표시된 저항 네트워크를 구성한다. 골프공의 타격점의 좌표를 판정하기 위해, 규정된 기준 전압(Vref)이 Zo과 Zu 사이는 물론 Yl과 Yr 사이에 타격 동안 교대로 인가되고, 전압 강하가 다른 층의 한 끝에서 높은-임피던스를 가지고 동시에 측정된다. 도시된 바와 같이, Zu와 Yr 사이에서 측정된 전압 Vz-Vref x (Rzb + Rzu)/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu)와 Yl과 Zo 사이의 전압 Vy=Vref x (Rya + Ryl)/(Ryl+Rya+Ryb+Ryr)은 각각 센서 표면상 Z와 Y의 방향에서 타격점의 위치에 비례한다. 상기 작동 센서 면의 영역 내 규정된 간격으로 지지판(50)에 새겨져 있고, 좌표계의 원점(22) 둘레에 대칭으로 배치된 예컨대 4개의 등록 마커(44) 위에 압력이 가해질 때의 전압을 측정함으로써, 전압과 스페이싱 사이의 관계를 판정하는 것이 가능하고, 상기 센서는 이와 같이 교정될 수 있으며, 따라서 전압값으로부터 스위트 스팟상에 놓인 좌표계의 원점(22)에 대한 위치(mm)로의 변환이 가능하다.

상기 측정은 압력이 가해지는 동안 양 좌표 방향에서 타격점의 위치를 명확히 판정하기 위해 1-10 kHz에서, 바람직하게는 4-8 kHz에서, 그리고 더욱 바람직하게는 6 kHZ의 적당한 스캐닝 주파수로 연속해서 수행된다. 또한, 골프공의 타격 시간과 압력의 지속시간은, 유효한 측정값이 일정한 종단 저항(Ryl, Ryr, Rzo, Rzu)에 의해 0 V와 구별될 수 있으므로, 판정될 수 있다. z축에 대해, 압력이 가해질 때 측정될 수 있는 전압은,

Vref x (Rzo + Rza + Rzb)/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu) V와,

Vref x Rzu/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu) V 사이에 있고, y축에 대해서,

Vref x (Ryl + Rya + Ryb)/(Ryl + Rya + Ryb + Ryr) V와,

Vref x Ryr/(Ryl + Rya + Ryb + Ryr) V 사이에 있다. 스캐닝은 8 비트 내지 12 비트로, 바람직하게는 10 비트로 수행된다.

도 4에는, 측정 및 컴퓨팅 회로(30)의 핵심 부품이 도시되어 있다. 핵심 부품들은 하우징(28) 내의 보드(60)에 부착되고 종래의 방법으로 상호연결된다.

가장 중요한 마이크로컴퓨터(62)는 RAM, 플래시(FLASH) 메모리, A/D 컨버터, 입력 및 출력부(GPIOs) 및 시리얼 인터페이스, 바람직하게는 UART 및 SPI를 포함한다. 마이크로컴퓨터(62)는 전기 전도층(52, 54)과 연결되는 신호선에 대한 기준 전압의 인가를 제어하고, 측정 프로세스의 과정에서 측정된 전압 및 관련된 시간을 기록하고, 타격점의 좌표를 계산한다. 이것들은 중간 저장되고 계속해서 안테나를 바람직하게는 세라믹 안테나(35)를 갖는 무선 모듈(34)을 통해 평가 장치(36)에 전달된다. 전류 공급을 위해 배터리(64)가 사용되며, 이것의 충전 레귤레이터는 '66'으로 표시된다. 충전은 잭(68)을 통해, 바람직하게는 Mini-B 타입의 USB 잭 또는 2.5 mm 잭 부시(jack bush)를 통해 이루어진다. 마이크로컴퓨터(62)는 이 잭을 통해 다시 프로그램될 수 있다.

측정 및 컴퓨팅 회로(30)는 또한 회전속도 센서(자이로스코프 또는 자이로)(65)를 포함하며, 이것은 감지 축이 타격면(16)과 그것의 하위 에지와 실질적으로 평행하게, 또는 다시 말해서 퍼팅시 기준점(22)의 스윙 모션의 평면에 수직으로 연장하는 방식으로 하우징(28) 내에 장착된다. 적당한 회전속도 센서(65)는 예컨대 Epson XV-3500 TB, Murata Gyrostar, InvenSense IDG-300, 및 Analog Devices ADXRS 300 같은 회사명의 제품을 시장에서 구입할 수 있다. 마이크로컴퓨터(62)와 함께, 회전속도 센서(65)는 다수의 측정값, 예를 들면 퍼팅 시 백스윙과 포워드 스윙 모션 동안의 클럽 헤드(16)의 각속도에 대해 초당 100개의 측정값을 알아내며, 약 3초의 기간 동안 그려진 이 값들은 도 5의 그래프에 도시된 것과 유사한 특성 곡선을 생성한다. 도 5에서, A는 리포즈(repose) 또는 시작(outset) 위치이다. 여기서부터, 각속도는 처음에 백워드 방향으로 증가하기 시작한 다음, 클럽 헤드의 가장 먼 후방 위치로 백스윙의 종점에 도달되는 B까지 감소한다. 거기서, 타격 방향의 각속도는 0이고, 포워드 모션이 시작된다. C에서 골프공이 타격될 때까지 점점 빨라지고, 그 다음 클럽 헤드의 최대 포워드 위치로 포워드 스윙의 종점에 도달되는 D까지 점차 느려진다. 처음에 가속되고, 그 다음 느려지고, 그 다음에 백워드 모션이 클럽 헤드가 다시 시작 위치인 E에 복귀할 때까지 계속된다.

상기 가속은 도 5의 각속도의 특성 곡선의 코스로부터 유도될 수 있다. 적분에 의해, 횡단한 각도가 얻어지고, 이런 식으로 백스윙과 포워드 스윙의 종점에서 퍼터의 위치를 판정하는 것이 가능하고, 골프공을 타격할 때 타격면의 수직 위치가 제어될 수 있다. 신체 크기에 종속하는 반경에 각속도를 곱하면 퍼트의 개별적인 단계 동안 골프공이 타격되는 순간의 클럽 헤드의 속도를 산출한다. 또한, 상기 특성 곡선은 골프공이 타격될 때까지 백스윙과 포워드 스윙의 정확한 지속 시간을 제공한다. 골퍼는 이들 시간 주기의 비율과, 예컨대 망설임에 의해 표현되는 불확실성을 나타낼 수 있는 백워드 스윙에서 포워드 스윙으로의 전환 시 특성 곡선의 형태에 주의를 기울인다.

특히, 회전속도 센서(65)의 측정 신호는 평판형 센서(18)의 기능을 제어하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 이 센서는 회전속도 센서(65)의 측정 결과가 특정 한계값 내에 있고 따라서 수용 가능한 백스윙과 상기 포워드 스윙의 수용 가능한 착수에 의해 퍼트가 개시된 사실을 디스플레이할 때가지 마이크로프로세서(62)에 의해 작동될 필요가 없다. 포워드 스윙 동안, 골프공이 타격되기 직전 그리고 처음 모션 코스의 사전 확인 후까지 평판형 센서를 작동하지 않음으로써, 단단한 물체에 대한 타격면의 모든 타격과 느린 스윙 연습은 집중해서 행한 퍼트의 평가에 포함되지 않을 것이다.

추가적인 이점은 2 또는 3축 회전속도 센서(65)의 사용에 의해 제공되며, 이 센서는 도 1에 도시된 y축에 평행한 감지축 옆에 x축 및/또는 z축에 평행한 적어도 하나의 추가적인 감지축을 갖는다. 또는, 이들 축에 각각 하나씩 3개의 별도의 회전속도 센서가 사용될 수 있다. 이와 같이, 백스윙을 개시하기 전에 골프 클럽의 시작 위치(A)에서 시작할 때마다, 예컨대 3개 축 모두에 대해 회전속도가 측정될 수 있고, 타격면의 각위치가 판정될 수 있다.

평판형 센서(18)의 측정 신호로부터 확인된 타격점의 좌표외에 회전속도 센서(65)의 측정 신호로부터 마이크로컴퓨터(62)에 의해 확인된 각속도는 무선 접속(34,35,38)을 통해 평가장치(36)에 전송되고 거기서 프로그램에 의해 평가되어 디스플레이된다.

골프 클럽(12)의 샤프트에 측정 및 컴퓨팅 회로(30)의 하우징(28)을 분리 가능하게 고정하는 고속-부착 기구가 도 6에 도시되어 있으며, 이것은 도 1에 도시된 바와 같이 클럽 헤드(10) 반대쪽 샤프트(12)의 측면이나, 타격면(16)의 반대쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이, 하우징(28)은 샤프트 직경보다 약간 더 큰 직경을 갖는 채널같은 모양으로 샤프트(12)의 측면에 기대 장착되어 있다. 하우징(28)과 샤프트(12) 사이에는 고무 삽입물(70)이 배치되며, 이것은 또한 하우징(28)에 접착될 수 있고 IP54에 따른 튀긴 물과 먼지로부터 하우징을 보호하는데 도움을 줄 수 있다. 하우징과 샤프트(12)의 연결은 유연성 있는 플라스틱 고리 또는 예컨대 직물 조각같은 클램핑 스트립(72)에 의해 이루어지며, 각각은 내부가 고무로 처리될 수 있다. 클램핑 스트립(72)의 한 끝은 하우징(28)에 연결된 편향 핀(74)에 고정된다. 상기 편향 핀의 반대쪽에 위치한 하우징(28)의 측면에서, 샤프트(12)의 둘레에 배치된 클램핑 스트립이 클램핑 레버(76)와 연결되며, 이것은 하우징(28)의 컷아웃(78)과 맞물려서 클램핑 스트립(72)이 잠기는 동작 시 그것을 고정한다. 샤프트(12)에 하우징(28)을 고정하는 다수의 다른 방법들이 존재할 수 있으며, 예컨대 하우징(28)의 적어도 한 측면에 있는 훅(hook)에 샤프트(12)의 반대쪽을 돌아간 고무 클램핑 스트립이 걸린다.

상기 평가장치(36)는 요청시 여러 개의 측정 및 컴퓨팅 회로(30)로부터 측정 데이터를 수신, 저장, 평가 및 디스플레하기 위해 마스터 모드로 동작하며, 상기 데이터는 예컨대 블루투스, 또는 적당한 전송 프로토콜, 바람직하게는 SPP 또는 HDI를 통해 각각 평가장치(36)에 전송된다. 이와 같이 2명 또는 4명의 플레이어가 예컨대 자신의 평가 데이터를 서로 공통 곡선 다이어그램에서 직접 비교하는 것이 가능하다.

Claims (12)

1. 스윙 시 골프 클럽이 가이드 되어 클럽 헤드(10)의 타격면(16)으로 골프공을 타격하는 정확도를 모니터하는 장치에 있어서,
   상기 타격면(16)의 지정된 위치에 분리 가능하게 부착될 수 있고, 골프공 타격 시 타격점의 정확한 지점이 정해지도록 하는 평판형 센서(18),
   샤프트(12)의 지정된 위치에 또는 골프 클럽의 헤드(10)의 후면에 분리 가능하게 부착되는 하우징(28) 내에 전압원(64)과 함께 장착되고, 신호선(26)을 통해 평판형 센서(18)와 협력하고, 및 골프공의 타격 시 미리 정해진 기준점(22)의 위치와 관련하여 상기 타격점의 좌표를 판정하는 측정 프로세스를 실행하는 전자 측정 및 컴퓨팅 회로(30),
   상기 하우징(28) 내에 장착되고, 상기 타격면(16)의 하위 에지에 실질적으로 평행하게 연장하는 감지축을 갖고, 상기 측정 및 컴퓨팅 회로와 협력하여 클럽 헤드(10)의 백워드(backward) 및 포워드(forward) 스윙의 상(phases)의 기간, 회전 속도, 및 각속도를 판정하는 회전속도 센서(65), 및
   상기 측정 및 컴퓨팅 회로(30)에 연결되고, 상기 측정 결과를 이동전화기, 스마트폰 또는 PDA와 같은 평가장치(36)에 무선 전송하여 상기 측정 결과를 프로그램-제어를 통해 평가하여 상기 평가장치의 디스플레이 스크린(40)에 디스플레이하는 무선 모듈(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 평판형 센서(18)는 직사각형 지지판(48)과 유연한 보호판(50)을 포함하는 터치패드이고,
   상기 지지판은 전면에 도포된 제 1 전도층(52)을 갖고, 제 1 전도층은 대향하여 위치한 2개의 에지 영역을 따라 인쇄 스트립 전도체에 연결되고, 상기 인쇄 스트립 전도체는 신호선에 연결되며,
   상기 보호판은 상기 지지판의 전면에 배치되고, 후면에 도포된 제 2 전도층(54)을 가지며, 제 2 전도층은 대향하여 위치한 2개의 에지 영역을 따라 각각의 인쇄 스트립 전도체에 연결되고, 상기 각각의 인쇄 스트립 전도체는 신호선에 연결되고 상기 제 1 전도층(52)에 연결된 상기 스트립 전도체에 대해서 가로질러 연장하며,
   상기 전도층(52, 54)은 탄성 스페이서(56)에 의해 분리되고, 상기 탄성 스페이서의 복원력은 골프공이 타격점에 타격할 때만 상기 전도층(52, 54) 사이에 일시적 접촉이 존재하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 보호판(50)은 공기 유출입 개구부를 제외하고 에지 영역에서 상기 지지판과 직접(material-to-material manner) 고정적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 지지판(48)은 최대 1 mm의 두께를 갖고 유연성이 있는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서(18)의 작동 센서 면은 너비가 약 45 - 65 mm이고, 퍼터에서는 높이가 약 16-20 mm이고, 피칭(pitching) 및 치핑(chipping) 클럽에서는 높이가 20-30 mm인 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평판형 센서(18)는 양면 접착성의 포일(foil)에 의해 타격면(16)에 분리 가능하게 부착 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전속도 센서(65)는 하나 이상의 감지축(sensitive axis)을 추가로 포함하고,
   상기 하나 이상의 감지축은 상기 타격면(16)을 둘러싸는 평면에 수직한 방향 및 타격면(16)에 위치하고 상기 타격면의 하위 에지와 직각을 형성하는 축에 평행한 방향 중 적어도 하나의 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호선(26)은 상기 센서(18, 65)와 상기 측정 및 컴퓨팅 회로(30) 사이에 분리 가능한 플러그 접속부(24)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정 및 컴퓨팅 회로(30)의 하우징(28)은 클램핑 스트립(clamping strap)(72)에 의해 고무같은 접촉면(70)을 통해 마찰 연결방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 2 항에 의한 장치에 의해 골프 클럽의 타격면(16)상의 골프공 타격점의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 타격점에서 전도층(52, 54) 사이의 접촉의 시간 동안에 전압이 상기 전도층(52, 54)의 하나의 각각의 대향하여 위치한 에지 영역 사이에 교대로 인가되고, 상기 각각의 다른 전도층(54, 52)의 상기 에지 영역 중 하나에서 전압 측정이 수행되고, 상기 전압값은 비례 인자에 의해 상기 타격점의 좌표로 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전속도 센서(65)와 협력하여 확정된 상기 측정 결과가 특정 프레임 내에 위치할 때만 상기 전도층(52, 54)의 하나에 전압이 인가되고, 이로써 골프공이 타격되기 직전까지 클럽 헤드(10)의 정상적인 백 스윙과 포워드 스윙의 코스를 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 장치를 갖는 골프 클럽에 있어서,
    무게를 위해 속이 빈 샤프트(12) 내에 분리 가능하게 단단히 고정되고 상기 샤프트에서 밖으로 끌어낼 수 있는 마운트(mount)를 갖는 것을 특징으로 하는 골프 클럽.

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