CN103349831B - 高尔夫球杆 - Google Patents

Abstract

一种可以将球杆头与球方向的预计路径自动对准的高尔夫球杆。该高尔夫球杆包括可移动的球杆头、电子装置、电源和用于在与高尔夫球碰撞时调整高尔夫球杆头位置的电动机驱动器。该高尔夫球杆还可以作为用于追踪高尔夫球手挥杆路径和高尔夫球杆路径中的错误的教具。

Description

高尔夫球杆

技术领域

本发明涉及高尔夫球杆设备的领域，并且更具体而言，涉及具有用于辅助球杆头对准能力的特征并且改善在希望路径上的高尔夫球移动的高尔夫球杆。

背景技术

高尔夫是需要各种肌肉的精确和定时来执行希望的挥杆的复杂的运动。即使具有长时间高强度训练的顶尖职业高尔夫球手也不能始终如一地实现完美的挥杆。完美挥杆将确保高尔夫球杆头与高尔夫球成直角并且在希望的挥杆路径上对准。构成高尔夫球手的得分的近乎50％并且是相对缓慢的动作的轻击仅需要最小的上身动作。提高并且改进轻击棒挥杆是困难的。高尔夫驱动器的正确使用需要必须相对于彼此被精确地定时的精确并且快速的下身和上身移动。在高尔夫轻击的实例中，为了实现成功的结果，高尔夫球手必须对准轻击棒，以使得轻击棒表面与球方向的预计线路对准。这将助于确保轻击棒头在碰撞处保持成直角。这被称为建立对准。接下来，高尔夫球手必须控制关键的身体肌肉，因而在高尔夫球杆头与高尔夫球的碰撞处不发生球杆头的扭曲或拉动或推进(打滑或回旋)。高尔夫球手还必须确保球杆头垂直平面不上移或下移或左移或右移。所以这些动作降低或增加球速，可能改变球轨迹方向并且对于球将运行的距离具有影响。

高尔夫产业已经生产了大量旨在对抗球杆／球失准的影响的高尔夫球轻击棒或高尔夫球杆***，因此普通娱乐高尔夫球手越来越享受高尔夫球游戏。这些***被分成两个组：(i)通过使用重量平衡或其他装置来控制球杆头惯性力矩、材料选择、对准标记、球杆头、杆身或把手设计以改进高尔夫球杆设计的***。所有这些***旨在降低并且对抗高尔夫球手拙劣表现的影响；以及(ii)仅仅旨在提供用于高尔夫球手的反馈机制以作为普通问题的更好的修正的辅助的训练***：例如教导正确的挥杆或者基于时间追踪训练进步。这些***中的一些***试图通过当实施正确的挥杆时想要的重复运动来教导在行业中所谓的“肌肉记忆”或者高尔夫球手要学习的能力。即使高尔夫球按照希望的方式表现，这不总是意味着实施了正确的挥杆。作为一个实例，使球杆面具有从外到内路径的高尔夫球轻击挥杆将产生以直线移动的高尔夫球(负负得正)。肌肉记忆训练寻求使得正确的移动更自动化。

希望一种改进的高尔夫球杆。该集成***将通过消除许多常见球杆头对准问题来建立信心，以使得高尔夫球比赛愉快，因而高尔夫球手可以关注更小的掌握参数集合，同时提供训练工具以逐步地学习并且改进表现。

发明内容

本发明包括一种高尔夫球杆，包括具有上部把手端和下部球杆头安装端的球杆身以及安装在该下部球杆头安装端上的球杆头。该球杆头包括：球杆面；机械地连接到该球杆面并且被配置为允许该球杆面的可转动的定位的至少一个电动机；连接到该至少一个电动机并且被配置为在球杆头移动期间致动该至少一个电动机以改变所述球杆面的所述定位的控制器；以及与该控制器和该至少一个电动机连接的电池安装装置，因而当电池被***所述电池安装装置时可以向所述控制器和所述至少一个电动机提供电力。该至少一个电动机可以包括多个电动机。两个电动机的使用允许沿轴调整该球杆面，以例如允许水平和垂直定位。该球杆头还可以包括在该球杆头中的位置传感器。该位置传感器可以生成存储在机载存储器中或无线地输出的数据流。该位置传感器向该控制器发送数据，用于该球杆面的控制。

根据本发明的高尔夫球杆还可以包括位于所述球杆身的所述上部把手端处的把手压力传感器，该把手压力传感器电连接到所述控制器。根据本发明的高尔夫球杆还可以包括在该球杆头上并且被配置为由所述控制器控制以提供控制器状态的可视指示的可视指示器。

附图说明

图1是高尔夫球杆、高尔夫球以及球杆和球路径的顶视图。

图2是具有可移动球杆面的高尔夫球杆轻击棒头实施方式的顶视图。

图3是示出图2中内部组件的顶视图。

图4是球杆头和球杆身的剖面部分的透视图，用于显示可沿轴(垂直轴和水平轴)定位的高尔夫球杆驱动器头的一个实施方式。

图5是所提出的***的组件的方框图，包括多维(3或9轴MEMS)加速计、电动机控制器模块(M-Ctrl)、嵌入式低功率处理器(uP)、功率管理模块、LED和开关。

图6是指令流程图实例。

图7是***功能的流程图实例。

图8是高尔夫球杆实施方式的侧视图。

具体实施方式

下文的描述提供了本发明的预想实施方式的详细实例，应该注意到这些细节旨在例示并且不以任何方式限制本发明的范围。

关于图1，处于正确设置的高尔夫球100通常距离高尔夫球手的双脚相等的距离(或者对于较长的高尔夫球杆而言略微向前)。随着高尔夫球手挥动高尔夫球杆，高尔夫球杆头可以在由101所表示的作为高尔夫球杆的希望路径的路径中行进。可替换地，该高尔夫球杆头可以在由103所表示的从内到外方向或由102表示的从外到内方向中行进。此外，高尔夫球杆头自身可以在直角位置105或者开放面104或闭合面106处与高尔夫球100接触。依赖于挥杆路径和球杆头接触以及击球后的弧形动作，定义高尔夫球100将行进的路径。完美的高尔夫球挥杆将产生如直角位置105和球杆路径101中所见的相对于球的球杆头直角。其他组合是不希望的并且产生不正确的高尔夫球100路径。这些被称为不完美挥杆。作为一个实例，具有开放面球杆头104的挥杆路径102可以产生沿路径102a向目标的右边行进的高尔夫球100，被称为右旋球。适度的右旋球被称为右曲球，在该右曲球中球杆头成直角，其中高尔夫球首先向目标的左边行进并且随后返回到目标。依赖于挥杆的力度、球杆头的角度和球杆路径来确定右旋球或右曲球的程度。在另一个实例中，具有闭合面球杆头106的挥杆路径103可以产生沿路径103a向目标的左边行进的高尔夫球100，被称为左旋球。适度的左旋球被称为左曲球，在左曲球中球杆头成直角105，其中高尔夫球首先向目标的右边行进并且随后返回到目标。依赖于挥杆的力度、球杆头的角度和球杆路径来确定左旋球或左曲球的程度。存在由球杆路径和与高尔夫球碰撞的球杆头的各种组合导致的被称为推杆或推杆右旋球、拉击或拉击左旋球的其他组合。

所有该不完美挥杆组合是由身体的复杂移动、在建立时间的对准错误、各种肌肉的定时、拙劣的姿势和／或肌肉记忆实施导致的。掌握实施完美挥杆所需要的所有参数是每个高尔夫球手不可逃避的目标，这需要长时间的高强度训练。该原因解释了为什么大部分娱乐型高尔夫球手和职业选手无法使他们的比赛完美。

此外，时常希望实际上产生右旋球或左旋球或限定高尔夫球轨迹的组合。许多职业的或经验丰富的高尔夫球手使用该组合来定形球的飞行路径以便最佳表现，避免障碍物(例如高大的树木)或者针对风力进行调整。这些组合对于普通娱乐型高尔夫球手而言也是困难的。

目的在于在类似地毯的草地上将球滚动到目的地球洞的高尔夫球轻击中，出现类似的挑战，尽管不如长距离驱动高尔夫球具有那么多挑战性的参数。但是，技艺仍然类似，其中高尔夫球手首先站立在与高尔夫球的希望路径方向对准并且平行的位置上，同时瞄准球洞。与以上讨论类似，如果球杆头未成直角并且／或者球杆头未在直线路径中行进，则球可能滚动到目标路径的左边或右边。在轻击的情况中，这些错误通常被称为推击或拉击，分别指示高尔夫球杆的目标滚动的右边或左边。高尔夫球轻击棒在球杆头的中间垂直成直角地接触高尔夫球也是很关键的(被称为甜蜜点)，以确保高尔夫球100围绕它的轴滚动而不导致旋转或打滑。轻击技艺需要高尔夫球挥杆与上身移动隔离，挥杆始终具有稳定的三角形的手位置。偏离将导致高尔夫球100远离目标路径移动。与高尔夫球杆驱动器挥杆不同，高尔夫球轻击棒挥杆总是旨在使高尔夫球在指定方向上遵循直线路径。左曲球或右曲球是不希望的，除非是由轻击地面上的等高线和球距目标球洞的位置导致的。通常，高尔夫球手通过改变希望路径和挥杆速度的建立来针对该等高线进行调整。

如前文所解释的，高尔夫球比赛要尽善尽美是非常复杂的，因为存在许多影响高尔夫球杆路径距希望路径的轨迹的因素。需要高尔夫球杆预测并且计算由高尔夫球手生成的误差并且通过有效地改变高尔夫球杆头并且在正确的时间抵消产生的误差来针对高尔夫球杆挥杆和高尔夫球杆头中的变化进行调整的能力。例如如果挥杆路径是102，则将球杆头开放到位置104将产生在指定的希望路径101中行进的高尔夫球100。虽然该挥杆将仍然在高尔夫球赋予导致右曲球的旋转，但是该结果仍然比没有在高尔夫球杆头上做出任何调整要合意得多。此外，在轻击的情况中，可以由高尔夫球杆头改变球杆面的角度的动态能力去除大部分常见误差。如果水平地并且垂直地调整轻击棒头则特别准确。

参考图2，显示了具有可调整高尔夫球杆头面205的高尔夫轻击棒头组件203。球杆头面205可以围绕枢轴点204倾斜。如图所示，在位置200处的成直角面对的方块将不需要球杆头面205相对于该方块转动就成直角地击打球。相反，如果高尔夫球手已经旋转高尔夫球杆(轻击棒)的把手，则当前实施方式将接合电动机以将成直角面对的方块移动到位置201处。该移动的效果是通过在弧形轨道上带角度地移动该方块来对抗高尔夫球手挥杆中的旋转失准。成直角面对的方块可相对于球杆头面205枢轴移动。当在角度位置上调整该方块时，高尔夫球杆头面被重定位为返回相对于高尔夫球成直角。在位置201中，在由用于提供高尔夫球杆头面205的角度调整的电动机进行的角度调整之前，在位置201中高尔夫球杆头闭合并且在位置202中高尔夫球杆头开放。通过将对准标记207建立为希望路径和与高尔夫球中心的碰撞位置，对准标记207被高尔夫球手用作初始对准建立的参考。高尔夫球手将两腿分开地站立，使对准标记207与球方向成一条直线。如下文所解释的，球杆将登记起始点，其中球杆不移动并且高尔夫球杆头面205与高尔夫球成直角。在挥杆期间在与高尔夫球接触时，球杆然后将高尔夫球杆头面返回到该位置。这将助于确保高尔夫球杆头面与高尔夫球成直角并且不左旋或右旋。

参考图3，图3显示了高尔夫球轻击棒头组件303，其具有可移动的高尔夫球杆面305，可在310或对于左撇子高尔夫球手在311处使用插销和金属箍将可移动的高尔夫球杆面305依附到高尔夫球杆身(未显示)。如图所示，高尔夫球杆面305可以在304处转动。该实施方式包括用于向高尔夫球手提供指示并且延伸到元件300外面的LED灯312和313。被封装的元件300是由可再充电电池308供电的电子传感和控制印刷电路板PCB306，其中使用电线307将可再充电电池308连接到PCB306。PCB306作为控制过程，发送信号来致动电动机302。电动机302转动用于接合狭槽309的杆身302a。在枢轴304处将元件300枢轴地依附到球杆面305，但是随着杆身302a的齿接合拱形320上的狭槽309而自由转动。球将在305a处碰撞球杆面305。所述实施方式可以感应并且控制高尔夫球轻击棒的运动并且改变高尔夫球杆面305的角度。

图4显示了一个实施方式的组件构成，其中高尔夫驱动器401具有在垂直方向和水平方向中可移动的高尔夫球杆头402。可移动的高尔夫球杆头402连接到高尔夫球杆身400(左撇子高尔夫球手将需要镜像版本)。还可以看到两个被安装到电路板403上的LED灯406和407，电路板403被包括在球杆头402中并且延伸到球杆头402的外面，因而LED406、407对于使用驱动器401的高尔夫球手可见。被封装在高尔夫球杆401内部的是由可再充电电池408供电的电子传感和控制印刷电路板PCB403，其中使用电线将可再充电电池408连接到PCB403。控制模块403驱动连接到球杆身400的电动机致动器404和410，因而允许球杆头402在垂直方向和水平方向中的移动。也使用电线405将控制模块403连接到电动机致动器404和410。电线405还连接到高尔夫球杆把手，其中可以在该高尔夫球杆把手处放置用于感应握力的压力传感器。所述***可以感应并且控制高尔夫球杆驱动器实例的移动并且在垂直方向和水平方向中改变高尔夫球杆头402的角度。本领域的熟练技术人员还可以设想对于高尔夫球轻击棒或任意其他高尔夫球杆如铁头球棒如何实现双致动器设计。

图5示出了集成到具有位置可调整表面的高尔夫球杆头中的电子组件。MEMS502是多维加速计、陀螺仪和指南针***，通常被称为9轴或3D运动传感器。该组件作为用于精确地感应移动的低成本组件任意可得，以允许记录球杆头速度、方向和坐标。该传感器的制造商提供软件开发工具包(SDK)，该SDK提供用于在X、Y、Z坐标中计算传感器的位置的全部算法，并且参考磁罗盘的位置。由微处理器502处理那些信息，并且执行各种计算，如速度、时间、球杆路径、与高尔夫球的预测接触时间以及对于可移动的球杆头的控制至关重要的其他操作。此外，uP存储单元502能够存储用于到移动计算设备或个人计算设备如笔记本电脑或智能手机的后续或同时传输(有线的或无线的)的生成数据。uP单元502还能够存储关于过去挥杆的高尔夫球手概况信息，以更好地分析高尔夫球杆头的最佳修正，被称为人工智能(AI)。在高尔夫挥杆单元502期间的正确时间上，将向电动机控制器单元504发送修正指令，用于操作高尔夫球杆头。uP存储单元502还包括用于感应位置的全球定位***(GPS)，GPS在挥杆时间提供高尔夫球杆的确切的位置。该信息可以被存储并且稍后被处理以用于训练和分析。还存在机载电力管理模块PM503，其向电子和电动机驱动器单元302提供必要的电力转换。单元503提供用于电池的再充电电路。例如，可以通过将单元***到计算机USB插口或使用AC到DC适配器单元***到AC墙上单元来再充电高尔夫球杆电池。还存在可视LED505或其他可视指示器，用于向高尔夫球手提供关于单元的状态、校准或其他功能的反馈。还存在滑动开关作为LED505的一部分，该开关允许打开或关闭电子单元，进入校准或传输模式或其他特殊功能。所有这些变化由uP单元502检测并相应地进行处理。

图6示出了高尔夫球手将如何操作自动对准高尔夫球杆单元的实例。高尔夫球手将该单元打开，将他或她的身体与预计高尔夫球路径100和101平行对准(如图1中所见)，并且如高尔夫球手与预计目标的正确对准通常所期望那样将高尔夫球杆面成直角地放在高尔夫球105边上，如方框600所示。高尔夫球手然后观察可视LED灯是绿色。这指示高尔夫球手球杆头电子就绪。高尔夫球手然后可以执行高尔夫挥杆602，并且***将修正由高尔夫球手引起的误差。红色604意味着当高尔夫球手需要首先正确地对准在球后面时，球杆头仍然在移动，停止该位置并且等待绿灯指示已经记录了高尔夫球碰撞点。该停止动作将导致控制器激活绿灯，以发信号给高尔夫球手，表示控制器已记录球杆头对准位置并且高尔夫球手可以执行挥杆。

图7示出了uP单元502内部的指令代码的实例。如以上图6中所述的，在高尔夫球手对准并且准备高尔夫挥杆执行600之后，uP单元502将使用由MEMS单元501提供的信息来计算并且存储预计目标700的方向。随着高尔夫球手开始挥高尔夫球杆，uP单元502将持续追踪从MEMS、可选择的GPS传感器以及安装在球杆身的把手400中的握力传感器提供的信息，并且之后应用数字信号处理器(DSP)算法来计算并且估计与高尔夫球701的接触时间。如果uP单元502DSP和人工智能算法确定球杆头修正是必要的，则向电动机控制器504发出指令以合适地修正球杆头702。多控制单元504将在球杆头接触高尔夫球杆之前和之后在正确的时间间隔向电动机致动器单元302应用正确的功率，以确保高尔夫球100在希望路径703的方向上移动。

参考图8，其显示了具有球杆身804的高尔夫球杆，球杆身804具有在球杆的上把手端的把手802。在下球杆头安装端处，球杆头806安装在杆身804上。在把手802中是压力传感器808，由电线802a将压力传感器808连接到球杆头806中的控制器。这允许在高尔夫球杆的使用期间感应握力。

Claims (7)

1.一种高尔夫球杆，包括：

球杆身，其具有上部把手端和下部球杆头安装端；

球杆头，其安装在所述下部球杆头安装端上，所述球杆头包括：

球杆面；

至少一个电动机，其机械地连接到所述球杆面并且被配置为允许所述球杆面的可转动的定位；

控制器，其连接到所述至少一个电动机并且被配置为在球杆头移动期间致动所述至少一个电动机以改变所述球杆面的定位；以及

电池安装装置，其与所述控制器和所述至少一个电动机连接，因而当电池被***所述电池安装装置时，向所述控制器和所述至少一个电动机提供电力。

2.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述球杆头包括第一电动机和第二电动机，其中，所述第一电动机被安装为使得能够垂直可定位地调整所述球杆面，并且所述第二电动机被安装为使得能够独立地水平可定位地调整所述球杆面。

3.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，还包括在所述球杆头中的位置传感器，所述位置传感器被连接到所述控制器并且向所述控制器提供数据以控制所述球杆面的移动。

4.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，还包括数据输出模块，其连接到所述控制器并且被配置为允许来自一个或多个挥杆的数据输出到独立的电子设备。

5.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，还包括在所述球杆头中的存储器，其被配置为存储由所述位置传感器生成的定位数据。

6.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，还包括位于所述球杆身的所述上部把手端处的把手压力传感器，所述把手压力传感器被电连接到所述控制器。

7.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，还包括可视指示器，其位于所述球杆头上并且被配置为由所述控制器控制来提供控制器状态的可视指示。