本發(fā)明涉及智能運動器械技術(shù)領(lǐng)域，是關(guān)于一種能夠?qū)崟r測量乒乓球擊球性能的練習(xí)裝置。

背景技術(shù)：

乒乓球是廣大群眾愛好的一項體育運動，這項運動集爆發(fā)力、速度、柔韌性、靈敏性和身體耐力為一體的球類運動，是很好的有氧運動。乒乓球運動也是一項技術(shù)性和戰(zhàn)術(shù)性非常復(fù)雜的體育運動，尤其是弧圈球技術(shù)不僅攻擊力強，而且具有良好的穩(wěn)定性，能夠為比賽贏球提供有力的保證，打好弧圈球要做到步伐靈活和到位、動作準確和穩(wěn)定是不容易的。弧圈球技術(shù)主要由力量、速度、旋轉(zhuǎn)3 個要素構(gòu)成，在弧圈球技術(shù)的訓(xùn)練中，存在著失誤較高且不穩(wěn)定的問題，對乒乓球訓(xùn)練及技術(shù)提高產(chǎn)生了阻礙影響。

為幫助乒乓球愛好者業(yè)余的乒乓球訓(xùn)練需要，通常應(yīng)用發(fā)球機定點供給球讓打球者練習(xí)，這對鞏固技術(shù)動作有很大的幫助，但因受條件所限經(jīng)常沒有發(fā)球機提供訓(xùn)練。現(xiàn)有專利201520496609.2 提供了一種乒乓球?qū)Ｓ糜?xùn)練裝置，結(jié)構(gòu)上有底座本體、支架、球形槽、乒乓球卡，訓(xùn)練時可反復(fù)擊打乒乓球來鞏固技術(shù)動作；現(xiàn)有專利201210306665.6 提供了一種乒乓球基本技術(shù)動作定型裝置，通過長期在該訓(xùn)練裝置上重復(fù)練習(xí)將擊球動作定型。雖然這些訓(xùn)練器對乒乓球愛好者的重復(fù)訓(xùn)練有很大的幫助，但不能提供技術(shù)動作是否規(guī)范、擊球質(zhì)量如何等信息。

本申請?zhí)岢龅尼槍ζ古仪驅(qū)Ｓ糜?xùn)練裝置上檢測擊球性能的方法，為乒乓球愛好者進行訓(xùn)練時提供擊球性能參數(shù)，使乒乓球愛好者改進擊球動作和力量以提高技術(shù)水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：針對上述乒乓球訓(xùn)練器不能提供擊球性能信息的不足提供一種測量裝置，該裝置通過測量擊球時作用在球上的力及角度，來判斷擊球質(zhì)量及穩(wěn)定性。所述的技術(shù)方案如下：

一種乒乓球練習(xí)時測量擊球性能的裝置，包括：乒乓球練習(xí)器和測量擊球性能的系統(tǒng)，所述乒乓球練習(xí)器包括用于固定的大夾口和用于聯(lián)接的支架，還包括支架上部的球卡和固定于球卡上練習(xí)用的乒乓球體。

進一步的，所述乒乓球體內(nèi)裝有第一傳感器模塊，用以檢測擊球者擊球時球旋轉(zhuǎn)的速度。

進一步的，所述支架內(nèi)裝有支撐球卡的鋼絲和信號轉(zhuǎn)換模塊，鋼絲上安裝有第二傳感器模塊，用以檢測擊球者擊球時球體上所受垂直力的大小。

進一步的，所述第一傳感器模塊的信號輸出端和所述第二傳感器模塊的信號輸出端均與所述信號轉(zhuǎn)換模塊電連接。

進一步的，所述信號轉(zhuǎn)換模塊集成有無線通信模塊，所述無線通信模塊為藍牙模塊，所述藍牙模塊與外部的智能手機或者平板電腦通信連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊還集成有電池倉，為所述第一傳感器模塊和第二傳感器模塊、所述信號轉(zhuǎn)換模塊供電。

一種乒乓球練習(xí)時測量擊球性能的方法，包括：檢測打球者在擊打乒乓球時垂直受力參數(shù)和乒乓球受力時旋轉(zhuǎn)參數(shù)，將乒乓球旋轉(zhuǎn)參數(shù)計算成乒乓球切向受力大小；利用所獲取的垂直受力和切向受力參數(shù)合成得到乒乓球拍擊打乒乓球時的切入角，此切入角大小決定對乒乓球摩擦的程度也就決定了乒乓球的旋轉(zhuǎn)；將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘栟D(zhuǎn)換模塊，所述信號轉(zhuǎn)換模塊對數(shù)據(jù)存儲和計算，通過無線通信模塊將乒乓球受力的大小和方向、球受力后的旋轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C中。

進一步的，傳輸?shù)街悄苁謾C的數(shù)據(jù)再作統(tǒng)計分析，以判斷和指導(dǎo)打球者擊球的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是檢測電路框圖；

圖3是檢測電路具體電路圖；

圖4是乒乓球受力分析圖。

附圖標記含義：1-乒乓球體；2-球卡；3-護套；4-夾子；5-鋼絲；6-大夾口；7-支架；8-第一傳感器模塊；9-第二傳感器模塊；10-信號轉(zhuǎn)換模塊；11-數(shù)據(jù)處理單元；12-無線通信模塊；13-電池倉；14-球拍。

具體實施方式

下面通過具體的實施方式并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明的乒乓球練習(xí)時測量擊球性能的裝置，包括乒乓球練習(xí)器和測量擊球性能的系統(tǒng)，乒乓球練習(xí)器包括用于固定的大夾口6和用于聯(lián)接的支架7，還包括支架7上部的球卡2和固定于球卡2上練習(xí)用乒乓球體1，乒乓球體1內(nèi)裝有第一傳感器模塊8。其中，支架7內(nèi)裝有支撐球卡2的鋼絲5和信號轉(zhuǎn)換模塊10，鋼絲5上安裝有第二傳感器模塊9，支架7外有護套3并用夾子4固定。

如圖2和3所示，測量擊球性能的系統(tǒng)包括測量乒乓球體1轉(zhuǎn)速的所述第一傳感器模塊8和球體受正向壓力的所述第二傳感器模塊9、信號轉(zhuǎn)換模塊10。其中，信號轉(zhuǎn)換模塊10由數(shù)據(jù)處理單元11、無線通信模塊12和電池倉13組成，第一傳感器模塊8和第二傳感器模塊9與信號轉(zhuǎn)換模塊10連接以換得信息傳遞與處理，結(jié)果通過無線通信模塊12傳遞到外部的智能手機或者平板電腦，以便使用者獲取擊球性能的信息。

如圖3所示，該裝置得到乒乓球擊球性能的主要過程為：當(dāng)揮動乒乓球拍14擊打裝置上的乒乓球體1時，根據(jù)動力學(xué)原理，可以將乒乓球體1上的受力分解為垂直力F_y和切向力F_x，垂直力F_y方向通過球的質(zhì)心使球平動運行（實際受重力加速度作用，此處不作考慮），切向力F_x方向與平動軸心垂直使球體產(chǎn)生自旋。記擊球前后的角速度分別為ω₀、ω，則在擊球階段乒乓球切向力F_x的公式為 ：

(1.1)

通過第一傳感器9分別測得變化前后不同的角速度ω₀、ω及角速度變化的時間Δt，乒乓球體1的半徑r及轉(zhuǎn)動慣量J為已知，即可求得：

(1.2)

通過第二傳感器10測得球體垂直受力F_y，可計算出揮拍力方向?qū)η蝮w的切入角，合力。

對于弧圈球來說，球拍擊球瞬間的切入角非常重要，它決定了弧圈球質(zhì)量和效果，因此打球者在練習(xí)時可監(jiān)控練習(xí)的穩(wěn)定性，以鞏固擊球動作。