[发明专利]乒乓球击球压力和落点分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种体育运动发展辅助技术，特别涉及一种乒乓球击球压力和落点分析系统。

背景技术

我国是乒乓球大国更是强国。长期以来，国人对乒乓球运动具有深厚且特殊的情感。乒乓球运动在国际上体现着我国的精神形象。在二十世纪七八十年代，乒乓球作为我国和平友好的象征，为促进与世界各国的了解和共和国外交事业发挥了重要作用，成为我国与世界不同背景、不同文化、不同信仰国家间交流沟通的纽带。正是因为种种历史背景和对乒乓球运动的情感促成了我国成为乒乓球第一强国，不仅具有强大的职业化队伍，也形成了广泛的群众基础。

挥拍击球动作决定了乒乓球飞行状态，也是运动员的最关键的技术动作，是竞技水平的体现。乒乓球飞行过程中具有速度快、转速高、轨迹多变，一般影像设备难以捕捉，不易于测量。在现实中，击球过程中乒乓球对球拍压力大小和落点分布在时域上无序混乱变化，难以找出规律。这造成了仅从时域上分析运动状态不现实。因此，目前对乒乓球的技术评判往往只能以定性描述为主，如：球很旋，拉球过大，击球太软等等。缺乏定量描述使得对运动员水平和发挥分析不够深入准确。虽然已出现利用各类传感器对乒乓球运动过程中各项参数进行测量的产品或专利，但是仍缺乏行之有效的分析方法，对训练和观赛等帮助有限。

发明内容

本发明是针对球过程中乒乓球对球拍压力大小和落点分布在时域上无序混乱变化，难以找出规律的问题，提出了一种乒乓球击球压力和落点分析系统，测量乒乓球运动挥拍击球时乒乓球在球拍上压力大小和落点分布，并利用分形原理实现对运动员技术和发挥分形，从而实现改进训练方法、制定战术策略和辅助观赛等目的。

本发明的技术方案为：一种乒乓球击球压力和落点分析系统，球拍左右从外到里依次有橡胶层、海绵层和底板层，在橡胶层和海绵层间有阵列布置的压电薄膜，压电薄膜紧密贴附与球拍橡胶层和海绵层之间，底板层中放置放大电路、A/D转换模块和蓝牙模块，压电薄膜将机械能转化为电能信号，信号经过放大电路，再经A/D转换模块将模拟信号变为数字信号，数字信号经过蓝牙模块发送传输至终端进行击球压力和落点分析。

所述压电薄膜选用聚偏二乙烯为材料的压电薄膜。

所述乒乓球击球压力和落点分析系统，乒乓球作用于阵列布置的数个压电薄膜，同时收到数个压力信号，对不同压力大小作对比，受压力最大的压电薄膜距击球中心最近；如当存在若干压电薄膜压力大小一致或近似，则做出最小半径圆且能够包络所有这些近似压力的压电薄膜，所确定的几何中心确定为击球中心。

所述终端与蓝牙模块通信，终端将信号可视化输出显示，进行数据进行分析，用于训练和赛事转播。

本发明的有益效果在于：本发明乒乓球击球压力和落点分析系统，建立采用分形理论的乒乓球击球数据库。在对采集到的击球进行求解分形特征，并利用大量采集以上信息建立乒乓球击球信息数据库。之后根据不同目的，将再次采集的到的击球信息和数据库内数据进行对比，进行分析评估实现不同目的。可实现目的包括：竞技水平评估、失误分析、打法特点分析、赛前评估、训练方法制定、运动设备改进、运动员保健与康复和观赛等。

附图说明

图1为本发明压电薄膜在球拍上阵列布置示意图；

图2为本发明球拍各层内部电路和压电薄膜布置示意图；

图3为本发明乒乓球击球压力变化示意图；

图4为本发明乒乓球落点分布示意图；

图5为本发明利用分形特征对乒乓球分析系统实施方案进行示意图。

具体实施方式

如图1所示压电薄膜在球拍上阵列布置示意图，在球拍有效击球区阵列布置压电薄膜，通过压电薄膜收集乒乓球击球的压力大小和落点分布变化的无序混乱信号，能够同时测量压力大小和分布，一块压电薄膜负责其附近区域压力情况，相邻的传感器负责区域相互连接，布置足够数量的传感器实现对整个拍面的测量工作。聚偏二乙烯（PVDF）为材料的压电薄膜。压电薄膜由具有压电效应的聚偏二乙烯（PVDF）材料制成，能将压力机械能转化为电能，具有动态性能良好、频带宽、测量精度高、测量灵敏度高等优点，能够很好满足本发明需要。此外，压电薄膜厚度薄，可以到达微米级别，自身具有极佳的柔性，可以紧密贴附与球拍橡胶层和海绵层之间，随橡胶受力形变，对球拍性能影响极小，可以保证运动员技术充分发挥