TWI394603B - 桌球之切球、削球訓練模擬裝置及方法 - Google Patents

Description

桌球之切球、削球訓練模擬裝置及方法

本發明係有關一種桌球之切球、削球訓練模擬裝置及方法，特別是指一種可感測球體之轉速、力量及方向之桌球之切球、削球訓練模擬裝置及方法，其兼具可掌控擊球即時資訊、可模擬擊球飛行軌跡及可訓練擊球瞬間反應等優點及功效。

請參閱第一圖，其係為習知桌球訓練裝置90，當一使用者對該球體70進行揮擊時，一桿體91係產生來回擺動，且依不同方向之揮擊而有不同之擺動變化，可訓練該使用者之正拍、反拍攻擊及腳步移位。

但由於該球體70之擺動方向係依該使用者之揮擊方向而產生擺動變化，因此，該使用者於揮擊該球體70時，很容易可判斷出該球體70之變化路徑，提前做好準備，進行下一次之揮擊，使得擊球過程較無新意，且不易訓練該使用者於接球之瞬間反應。

另外，習知桌球訓練裝置90在擊球過程中，並無法得知該球體70之受力、轉速及擊球後之飛行路徑，使得該使用者只是不斷揮擊，無法於訓練過程穫得即時資訊而作出適當之調整。

因此，有必要研發新方法，以解決上述缺點及問題。

本發明之目的在於提供一種桌球之切球、削球訓練模擬裝置及方法，其兼具可掌控擊球即時資訊、可模擬擊球飛行軌跡及可訓練擊球瞬間反應等優點及功效，用以解決習知技術擊球過程較無新意、不易訓練接球之瞬間反應及無法於訓練過程穫得即時資訊而作出適當之調整等問題。

本發明解決上述問題之技術手段係提供一種桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台，其具有一第一驅動部、一第二驅動部及一第 三驅動部，分別作一第一軸向、一第二軸向及一第三軸向之驅動；一連動桿部，其係連接於該移動平台上，並藉由該第一驅動部、該第二驅動部及該第三驅動部而達到移動；該連動桿部係具有一承放座、一轉速感測器及一軸向力量感測器，該承放座係用以置放一球體，該轉速感測器係用以感測該球體之轉速，而該軸向力量感測器係用以感測該球體受打擊之方向及力量；一控制裝置，其係具有一輸入部及一顯示部，該輸入部係用以設定該控制裝置，而該顯示部係用以顯示該控制裝置之相關資訊；藉此，當一使用者以一球拍對該球體進行切球、削球打擊時，該轉速感測器及該軸向力量感測器係將所測得之資訊傳送至該控制裝置，進而顯示於該顯示部上。

本發明又提供一種桌球之切球、削球訓練模擬方法，其包括下列步驟：[1]準備步驟：準備一桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台，其具有一第一驅動部、一第二驅動部及一第三驅動部，分別作一第一軸向、一第二軸向及一第三軸向之驅動；一連動桿部，其係連接於該移動平台上，並藉由該第一驅動部、該第二驅動部及該第三驅動部而達到移動；該連動桿部係具有一承放座、一轉速感測器及一軸向力量感測器，該承放座係用以置放一球體，該轉速感測器係用以感測該球體之轉速，而該軸向力量感測器係用以感測該球體受打擊之方向及力量；一控制裝置，其係具有一輸入部及一顯示部，該輸入部係用以設定該控制裝置，而該顯示部係用以顯示該控制裝置之相關資訊； [2]設定步驟：設定該球體之座標變化參數值；[3]驅動步驟：該控制裝置係依設定之該球體之座標變化參數值驅動該移動平台，進而帶動該連動桿部移動，達到該球體之座標變化；[4]擊球步驟：該使用者係依該球體之位置變化進行打擊之訓練，並可藉由該顯示部，隨時掌控擊球時之球體變化資訊。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

請參閱第二圖，一種桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台10，其具有一第一驅動部11、一第二驅動部12及一第三驅動部13，分別作一第一軸向X、一第二軸向Y及一第三軸向Z之驅動；一連動桿部20，其係連接於該移動平台10上，並藉由該第一驅動部11、該第二驅動部12及該第三驅動部13而達到移動；該連動桿部20係具有一承放座21、一轉速感測器22及一軸向力量感測器23，該承放座21係用以置放一球體70，該轉速感測器22係用以感測該球體70之轉速，而該軸向力量感測器23係用以感測該球體70受打擊之方向及力量；一控制裝置30，其係具有一輸入部31及一顯示部32，該輸入部31係用以設定該控制裝置30，而該顯示部32係用以顯示該控制裝置30之相關資訊；藉此，當一使用者60以一球拍71對該球體70進行切球、削球打擊時，該轉速感測器22及該軸向力量感測器23係將所測得之資訊傳送至該控制裝置30，進而顯示於該顯示部32上。

如第三A及第三B圖所示，該第三驅動部13係設配合一螺桿之作動，來帶動該連動桿部20作一第三軸向Z之移動；如第四圖所示，該轉速感測器22係設於該承放座21上，且與 該球體70接觸，當該球體70受打擊而轉動時，該轉速感測器22係隨之轉動並測得該球體70之轉速。如第五圖所示，該軸向力量感測器23係於該第一軸向X、該第二軸向Y及該第三軸向Z皆設有一感應部231，當該球體70受打擊時，該感應部231係依打擊方向及力量的不同，而受到不同之壓迫，並藉由受壓之情形而感應打擊之方向及力量的大小。

如第六圖所示，本發明之連動桿部20，其又可設為彎曲型，使該使用者60可訓練不同方向之擊球、切球；如第七A及第七B圖所示，當該球拍71由一第一位置P1移動至一第二位置P2，並擊中該球體70時，該球體70係產生與擊球移動方向相同旋轉(如第七B圖之箭頭所示)。

請參閱第八圖，一種桌球之切球、削球訓練模擬方法，其包括下列步驟：[1]準備步驟51：準備一桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台10，其具有一第一驅動部11、一第二驅動部12及一第三驅動部13，分別作一第一軸向X、一第二軸向Y及一第三軸向Z之驅動；一連動桿部20，其係連接於該移動平台10上，並藉由該第一驅動部11、該第二驅動部12及該第三驅動部13而達到移動；該連動桿部20係具有一承放座21、一轉速感測器22及一軸向力量感測器23，該承放座21係用以置放一球體70，該轉速感測器22係用以感測該球體70之轉速，而該軸向力量感測器23係用以感測該球體70受打擊之方向及力量；一控制裝置30，其係具有一輸入部31及一顯示部32，該輸入部31係用以設定該控制裝置30，而該顯示部32係用以顯示該控制裝置30之相關資訊；[2]設定步驟52：設定該球體之座標變化參數值(空間座標變化)；[3]驅動步驟53：該控制裝置30係依設定之該球體之座 標變化參數值驅動該移動平台10，進而帶動該連動桿部20移動，達到該球體70之座標變化；[4]擊球步驟54：該使用者60係依該球體70之位置變化進行打擊之訓練，並可藉由該顯示部32，隨時掌控擊球時之球體70變化資訊。

如第九圖所示，其係為本發明之詳細步驟之流程示意圖，關於本發明之設定步驟，其又可分為預設模式及亂數模式兩種：

[1]預設模式：如第十圖所示，預設模式係先設定擊球點位置之控制模組(即設定該球體70位置之變化順序)，再依時間序列產生擊球點參數值(即該球體之座標變化參數值)，使該移動平台10依擊球點參數值驅動伺服馬達(即第一、第二及第三驅動部11、12、13)，將球體70移動至預定位置。

[2]亂數模式：如第十一圖所示，亂數模式係先設定擊球之初始位置，並以亂數產生器依時間序列隨機產生擊球點參數值，再擷取單位時間(△t)結束前最後一組擊球點參數值，使該移動平台10依此組擊球點參數值驅動伺服馬達(即第一、第二及第三驅動部11、12、13)，將球體70移動至預定位置。

請參閱第十二圖，關於本發明之系統運作程序，係先讀取該球體70之座標(x,y,z)、第一軸向轉速(R _x )、第二軸向轉速(R _y )及受力方向(F _x ,F _x ,F _z )，再計算該球體70之座標值(x,y,z)、第一軸向轉速值(R _x )、第二軸向轉速值(R _y )及受力方向值(F _x ,F _y ,F _z )，經過一數值演算程式，於該顯示部32上顯示該球體70之旋轉速度、受力及飛行軌跡動畫；當然，如第十三圖所示，該顯示部32上所顯示之飛行軌跡動畫，又可配合一虛擬球桌，不但可供該使用者60直接得知該球體70之擊球落點、變化情形，更可達到具有臨場感之效果。

請參閱第十四圖，關於上述之數值演算程式，其演算程序係先讀取該球體70之座標值(x,y,z)、第一軸向轉速值(R _x )、第二軸向轉速值(R _y )及受力方向值(F _x ,F _y ,F _z )，再計算合力、合轉速、速度V=球體半徑(r) ×合轉速(R)及擊球點方向角，決定該球體70之飛行參數，最後，計算該球體70之3D軌跡，並進行3D動態之轉換。當然，在本發明之第五圖之實施例中，該連動桿部20係設為彎曲型，使該使用者60可訓練不同方向之擊球、切球，故，其轉動軸向也有所不同，其轉速值係為該第一軸向轉速值(R _x )及一第三軸向轉速值(R _z )，合轉速。

請參閱第十五圖，關於上述之該球體70之3D軌跡計算，其計算程序係先取得該球體70之飛行參數，再進行該球體之飛行數據演算(包含設定演算時間步距)，最後，進行飛行軌跡輸出；而關於飛行參數，其係包括擊球高度、擊球速度、擊球側旋角、擊球角度及風速。

如第十六圖所示，其係為本發明之系統結構圖，其中，該控制裝置30係利用一控制驅動部而達到對該移動平台10之作動，而該轉速感測器22及該軸向力量感測器23係將所測得之資訊，則先藉由類比/數位轉換器(一般簡稱A/D轉換器)之轉換，再傳送至該控制裝置30。

綜上所述，本發明之優點及功效可歸納為：

[1]可掌控擊球即時資訊。習知桌球訓練裝置90在擊球過程中，並無法得知該球體70之受力、轉速，使得該使用者只是不斷揮擊，無法於訓練過程作出適當之調整；而本發明利用該軸向力量感測部及該轉速感測部，感測該球體70受擊時之變化，並顯示於該顯示部上，使該使用者可掌控擊球即時資訊。

[2]可模擬擊球飛行軌跡。習知桌球訓練裝置90不具力量及轉速之感測功能，在擊球過程中，並無法得知擊球後之飛行路徑；而本發明利用力量、方向及轉速之感測，係可模擬出該球體之飛行路徑，供該使用者參考。

[3]可訓練擊球瞬間反應。習知桌球訓練裝置90很容易 藉由揮擊方向而判斷出該球體70之變化路徑，不易訓練該使用者於接球之瞬間反應；而本發明係透過設定，使該球體70之座標不斷變化，在訓練過程不易預測該球體之路徑，以訓練擊球瞬間反應。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利申請。

10‧‧‧移動平台

11‧‧‧第一驅動部

12‧‧‧第二驅動部

13‧‧‧第三驅動部

X‧‧‧第一軸向

Y‧‧‧第二軸向

Z‧‧‧第三軸向

20‧‧‧連動桿部

21‧‧‧承放座

22‧‧‧轉速感測器

23‧‧‧軸向力量感測器

231‧‧‧感應器

30‧‧‧控制裝置

31‧‧‧輸入部

32‧‧‧顯示部

60‧‧‧使用者

71‧‧‧球拍

51‧‧‧準備步驟

52‧‧‧設定步驟

53‧‧‧驅動步驟

54‧‧‧擊球步驟

70‧‧‧球體

90‧‧‧習知桌球訓練裝置

91‧‧‧桿體

第一圖係習知桌球訓練裝置之示意圖

第二圖係本發明之桌球之切球、削球訓練模擬裝置之示意圖

第三A圖係本發明之第三軸向驅動之示意圖

第三B圖係本發明之連動桿部之局部剖視示意圖

第四圖係本發明之轉速感測器之示意圖

第五圖係本發明之軸向力量感測器之示意圖

第六圖係本發明之第二實施例之示意圖

第七A圖係本發明之第二實施例之擊球動作示意圖

第七B圖係本發明之第二實施例之擊球動作俯視圖

第八圖係本發明之桌球之切球、削球訓練模擬方法之流程示意圖

第九圖係本發明之桌球之切球、削球訓練模擬方法之詳細流程示意圖

第十圖係本發明之預設模式之流程示意圖

第十一圖係本發明之亂數模式之流程示意圖

第十二圖係本發明之系統運作程序之流程示意圖

第十三圖係本發明之飛行路徑模擬之示意圖

第十四圖係本發明之數值演算程式之流程示意圖

第十五圖係本發明之球體軌跡計算之流程示意圖

第十六圖係本發明之系統結構關係之示意圖

51‧‧‧準備步驟

52‧‧‧設定步驟

53‧‧‧驅動步驟

54‧‧‧擊球步驟

Claims (4)

1. 一種桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台，其具有一第一驅動部、一第二驅動部及一第三驅動部，分別作一第一軸向、一第二軸向及一第三軸向之驅動；一連動桿部，其係連接於該移動平台上，並藉由該第一驅動部、該第二驅動部及該第三驅動部而達到移動；該連動桿部係具有一承放座、一轉速感測器及一軸向力量感測器，該承放座係用以置放一球體，該轉速感測器係用以感測該球體之轉速，而該軸向力量感測器係用以感測該球體受打擊之方向及力量；一控制裝置，其係具有一輸入部及一顯示部，該輸入部係用以設定該控制裝置，而該顯示部係用以顯示該控制裝置之相關資訊；藉此，當一使用者以一球拍對該球體進行切球、削球打擊時，該轉速感測器及該軸向力量感測器係將所測得之資訊傳送至該控制裝置，進而顯示於該顯示部上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其中，該第三驅動部係設配合一螺桿之作動，來帶動該連動桿部作一第三軸向之移動。
3. 一種桌球之切球、削球訓練模擬方法，其包括下列步驟：[1]準備步驟：準備一桌球之切球、削球訓練模擬裝置，其包括：一移動平台，其具有一第一驅動部、一第二驅動部及一第三驅動部，分別作一第一軸向、一第二軸向及一第三軸向之驅動；一連動桿部，其係連接於該移動平台上，並藉由該第一驅動部、該第二驅動部及該第三驅動部而達到移動；該連動桿部係具有一承放座、一轉速感測器及一軸向力量感測器，該承放座係用以置放一球體，該轉速感測器係用以感 測該球體之轉速，而該軸向力量感測器係用以感測該球體受打擊之方向及力量；一控制裝置，其係具有一輸入部及一顯示部，該輸入部係用以設定該控制裝置，而該顯示部係用以顯示該控制裝置之相關資訊；[2]設定步驟：設定該球體之座標變化參數值；[3]驅動步驟：該控制裝置係依設定之該球體之座標變化參數值驅動該移動平台，進而帶動該連動桿部移動，達到該球體之座標變化；[4]擊球步驟：該使用者係依該球體之位置變化進行打擊之訓練，並可藉由該顯示部，隨時掌控擊球時之球體變化資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之桌球之切球、削球訓練模擬方法，其中，該設定步驟之設定係為預設模式及亂數模式其中之一。