[發明專利]一種具有壓電傳感器陣列的乒乓球拍及其制備方法

在審

• 申請號: 202111117539.1
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113750485A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 夏衛民;任夢潔;邢俊紅;魏天欣
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: A63B59/42
• 分類號: A63B59/42;A63B60/00;A63B60/46;A63B102/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 白文佳

本發明屬于乒乓球拍技術領域，公開了一種具有壓電傳感器陣列的乒乓球拍，在乒乓球拍的拍面上嵌入有壓電傳感模塊，在乒乓球拍手柄內嵌入有信號處理模塊和無線發射模塊，壓電傳感模塊、信號處理模塊和無線發射模塊依次連接，壓電傳感模塊由多個壓電傳感器單元陣列而成；信號處理模塊與每個壓電傳感器單元連接，用于采集壓電傳感器單元輸出的電壓模擬信號，并將其轉換為數字信號；壓電傳感模塊包括一個中心壓電傳感器單元及分層排列在中心壓電傳感器單元外圍的X個壓電傳感器單元。可以更全面的獲得乒乓球在球拍上準確的落點位置，更能突出運動員在訓練過程中的薄弱環節，從而根據所得數據制定相應的訓練指導方案，有效的提高運動員的技術水平。

技術領域

本發明屬于乒乓球拍技術領域，特別涉及一種具有壓電傳感器陣列的乒乓球拍及其制備方法。

背景技術

智能傳感器作為人工智能的重要組成部分，通過對運動數據的記錄和分析，使運動訓練更加科學、高效，在現代體育中發揮著越來越重要的作用。特別是在乒乓球等球拍類運動中，準確的擊球位置和球拍上的接觸力是評價擊球質量和進一步制定個人訓練計劃的最重要的指標。昂貴的設備和大量的數據處理使得實時監控很難實現，特別是對于球和球拍之間的高頻交互。因此，實現準確、快速的接觸信息測量是十分必要和迫切的。

然而，現有的訓練技術指導完全依靠教練和運動員的觀察和經驗，沒有科學的技術和儀器實時提供客觀事實數據協助判斷，也沒有準確可靠的數據來評價和提高乒乓球運動員作戰技術的方法，導致運動員的訓練盲目性大，訓練效率低。目前，已經有一些文獻記載了可以檢測到運動員在訓練時的生理特征和統計運動員的揮拍次數以及乒乓球落在乒乓球桌邊緣的落點位置，這些數據并不足以為運動員提供專業技術方向的數據指導，也無法提供精準的乒乓球落在球拍上的落點位置數據，從而不能通過具體數據分析訓練中的薄弱環節，也無法有針對性對運動員進行專業訓練的指導以提高技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有壓電傳感器陣列的乒乓球拍及其制備方法，解決了不能通過具體數據分析訓練中的薄弱環節，也無法有針對性對運動員進行專業訓練的指導以提高技術的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種具有壓電傳感器陣列的乒乓球拍，在乒乓球拍的拍面上嵌入有壓電傳感模塊，在乒乓球拍手柄內嵌入有信號處理模塊和無線發射模塊，壓電傳感模塊、信號處理模塊和無線發射模塊依次連接，無線發射模塊通過無線接收模塊與遠程端連接，所述壓電傳感模塊由多個壓電傳感器單元陣列而成；

信號處理模塊與每個壓電傳感器單元連接，用于采集壓電傳感器單元輸出的電壓模擬信號，并將其轉換為數字信號；

無線發射模塊，用于接收數字信號并發送至無線接收模塊；

無線接收模塊，用于將所接收到的信號發送至遠程端，遠程端用于對數字信號進行處理，識別乒乓球的落點位置；

壓電傳感器單元總數量為個，包括一個中心壓電傳感器單元及分層排列在中心壓電傳感器單元外圍的X個壓電傳感器單元，壓電傳感器單元分布在N個正六邊形上；其中，N為總層數，第n(n＝1，2，……N)層的壓電傳感器單元數量為6×n；

在壓電傳感模塊上表面密封有封裝膜。

進一步，壓電傳感模塊通過環氧樹脂AB膠與封裝膜粘結。

進一步，壓電傳感器單元之間通過銀電極連接，銀電極通過導線與信號處理模塊相連接。

進一步，封裝膜采用聚酰亞胺薄膜，聚酰亞胺薄膜的厚度為20μm。

進一步，壓電傳感器單元均勻布設在正六邊形的邊線上。

進一步，壓電傳感器單元采用P(VDF-TrFE)傳感器。

進一步，相鄰壓電傳感器單元的邊線相距4mm。