Коврик для игр и занятий спортом, предназначенный для обнаружения места удара подвижного предмета, такого как мяч. Коврик содержит наружный и внутренний слои, каждый из которых выстлан электропроводными элементами, образующими реагирующие на давление переключатели, распределенные по контрольной поверхности. Реагирующие на давление переключатели связаны с электронными схемами, предназначенными для показания, обработки и отображения электрических сигналов при активировании переключателей посредством удара мячом.

 

(57) Реферат / Формула:
для игр и занятий спортом, предназначенный для обнаружения места удара подвижного предмета, такого как мяч. Коврик содержит наружный и внутренний слои, каждый из которых выстлан электропроводными элементами, образующими реагирующие на давление переключатели, распределенные по контрольной поверхности. Реагирующие на давление переключатели связаны с электронными схемами, предназначенными для показания, обработки и отображения электрических сигналов при активировании переключателей посредством удара мячом.

 

---

PCT/NO2004/000078 МКИ7: A63B 63/00
КОВРИК ДЛЯ ИГР И ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ
Уже давно в разных видах спорта и играх существует потребность или заинтересованность в определении места удара и/или процента попаданий такого подвижного предмета, как мяч. В бейсболе, теннисе и других играх или спортивных занятиях с мячом были предприняты различные попытки изобретения систем или способов, касающихся определения места приземления/удара предмета или точки попадания, особенно относительно границ спортивного корта или поля.
Если говорить более конкретно, то подача мяча в теннисе и подача мяча в бейсболе требуют высокой степени точности. В результате от спортсменов, занимающихся данными видами спорта, требуется сделать большое количество повторяющихся точных подач. К сожалению, на сегодняшний день на рынке сбыта не существует средств, реально определяющих степень точности во время тренировки. Оценка достижений спортсмена за время тренировки зависит только от субъективного заключения на основании визуальной оценки независимого наблюдателя, тренера, члена команды или самого тренирующегося спортсмена. При скорости полета мяча, достигающей 135 миль в час (около 217 км/ч) в теннисе и 90 миль в час (около 145 км/ч) в бейсболе чрезвычайно трудно, даже невозможно дать удовлетворительную визуальную оценку какой бы то ни было подачи в теннисе или бейсболе. Кроме того, само собой разумеется, что подача 100 мячей в теннисе в один и тот же угол или подобная подача 50 мячей в бейсболе без какой-либо объективной информации обратной связи о точке попадания и/или о проценте попаданий, может быть на самом деле очень утомительным занятием.
Данное изобретение представляет усовершенствованное устройство, предназначенное для указанных целей, в частности для использования во время обучения или при выполнении прямых или укороченных специфических ударов, а также для использования на соревнованиях. Кроме видов спорта и игр, в которых используется мяч, устройство может применяться в тех видах спорта и играх, где нужно определять, в разрешенных или неразрешенных положениях во время игры оказываются другие объекты, такие, как ноги игрока.
Таким примером может быть гандбол или в прыжки в длину.
В связи с многочисленными рекомендациями, касающимися тенниса, была представлена автоматическая линия запрос/ответ для теннисного корта, предназначенная для того, чтобы определять, приземляется ли мяч в пределах игрового поля теннисного корта или вне поля. Так, в патенте США №4859986 описана система, предназначенная для того, чтобы определять, приземляется ли электропроводный мяч в пределах игрового поля или вне поля. Данная система имеет недостатки, состоящие в том, что мяч должен быть электропроводным.
Другие примеры способов и устройств, предназначенных для обнаружения места удара мяча вдоль границ теннисного корта или других спортивных кортов или полей, лежат в основе патентов США №4855711 и №5954599. Таким образом, указанные способы предназначены для использования во время игры, в особенности для содействия судьи или игрокам для того, чтобы избежать споров по поводу того, приземлился ли мяч внутри или вне различных границ.
Следующий пример, который лежит в основе патента США №4990897, относится к способу и устройству, предназначенным для обнаружения и регистрации ударов путем измерения изменений электрического импеданса. Таким образом, указанный патент имеет отношение к датчику, используемому совместно с внешней электронной системой, для применения, в частности, в таких видах спорта, как теннис, всякий раз, когда возникает необходимость определять, ударяется ли мяч на данной линии или вне ее и помехи, обусловленные другими типами столкновений, такими, как удары, полученные от ног игрока.
Кроме того, патент США №4365805 имеет отношение к системе, помогающей наблюдателю определять, ударил ли мяч в одну из границ игрового корта, например теннисного. Вдоль границ корта проложены многослойные, реагирующие на давление переключатели контактного типа, и цифровые схемы, соединенные с указанными переключателями и предназначенные для постоянной проверки состояния переключателей, и, таким образом, обеспечивающие визуальные и/или слуховые показатели, которые показывают, ударил ли мяч в границу в определенном месте или нет.
В отличие от известных вышеупомянутых способов, систем и устройств, патент США №4199141 имеет непосредственное отношение к устройству
ведения счета бейсбольных подач, которое используется как в качестве обучающего, так и в качестве игрового прибора, предназначенного для обучения мастерству точности бейсбольных подач. Цель указанного устройства, к тому же, более или менее находится в соответствии с сущностью данного изобретения.
На фоне вышеупомянутых устройств, за основу предложенного устройства берется лист или коврик, которые образуют контролируемую поверхность и имеют встроенные в них реагирующие на давление электрические переключатели, распределенные по контролируемой поверхности и соединенные с электронной схемой, предназначенной для вывода, обработки и отображения электрических сигналов, идущих от реагирующих на давление переключателей, при активации их путем удара или давления такого подвижного предмета, как мяч.
Новизна и специфика устройства, выполненного в соответствии с изобретением, приведена в независимом пункте формулы изобретения.
Ниже описаны две возможные конструкции, отличающиеся друг от друга, но преследующие одну и ту же цель.
Лист или коврик в первом варианте выполнения устройства, выполненного в соответствии с изобретением, содержит наружный слой, выполненный с комбинацией электропроводных элементов, которая по меньшей мере соответствуют требуемой точности обнаружения. Указанная комбинация электропроводных элементов подразделяется на некоторое количество отдельных зон, составляющих отличительный признак изобретения. На внутренней части поверхности или коврика выполнена вторая комбинация, например, в виде проводящего слоя/пленки, отделенная от электропроводных элементов посредством изолирующего слоя, имеющего определенную форму. Таким образом, с помощью электропроводных элементов и проводящего слоя/пленки создают переключатели, реагирующие на давление. Степень точности обнаружения определяется изолирующим слоем, проложенным между верхним/наружным слоем и внутренним слоем. Изолирующий слой имеет специальную форму, предназначенную для того, чтобы обеспечить/гарантировать безотказное и безошибочное обнаружение. Изолирующий слой может быть нанесен в жидком виде, например, методом шелкотрафаретной печати. Кроме того, следует отметить, что возможна и
другая конструкция, в которой электропроводные элементы расположены на внутреннем слое, а проводящий слой/пленка - на наружном слое.
Первую и вторую комбинам,ию электропроводных элементов устанавливают или располагают таким образом, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом.
Признаками, определяющими данную конструкцию, являются схема расположения/форма, назначение и использование изолирующего слоя, а также его свойства, и то, что изолирующий слой предназначен/служит как в качестве изолирующего слоя, так и в качестве промежуточного слоя, главным образом, например, в качестве клейкого слоя/пленки между наружным и внутренним слоем. С другой стороны, изолирующий слой определяет степень точности обнаружения. Все это обеспечивает очень достоверное показание положения удара рассматриваемого объекта.
Задействованная электронная схема может содержать компьютер или микропроцессоры, снабженные подходящими программами для того, чтобы получить тот тип изображения или индикации, который удобен для обучения или тренировки игрока в рассматриваемой спортивной дисциплине. В то же самое время лист или коврик могут быть изготовлены устойчивыми к/не поддающимися износу и усадке в течение продолжительного срока службы. Кроме того, в листе или коврике можно применить поверхностную структуру с коэффициентом трения, соответстЕ"ующим заданному типу поля. Дополнительное преимущество состоит в том, что укомплектованное устройство, предназначенное для различных целей, может быть съемным/переносным, что повышает, таким образом, его практическую пользу и ценность.
Лист или коврик во втором варианте выполнения устройства, выполненного в соответствии с изобретением, содержит наружный слой, в котором в месте расположения каждого реагирующего на давление переключателя, образованного электропроводными элементами, предусмотрена полая и гибкая куполообразная выпуклость, и внутренняя поверхность которого выполнена с первой комбинацией электропроводных элементов по меньшей мере в местах расположения реагирующих на давление переключателей, и внутренний слой, который может быть выполнен со второй комбинацией электропроводных элементов по меньшей мере в местах
расположения реагирующих на давление переключателей, причем по меньшей мере одна из первой или второй комбинации электропроводных элементов подразделена на некоторое число независимых зон, и каждая зона содержит выпуклости и реагирующие на давление переключатели, а также электронную схему, выполненную с отдельными подключениями к каждой независимой зоне. Более того, наружный и внутренний слои отделены друг от друга изолирующим слоем, который имеет особую форму и который может служить в качестве адгезивного слоя.
В этой связи важно, что новизна и специфическая форма многослойного листа или коврика, содержащего гибкие выпуклости и реагирующие на давление переключатели, обеспечивает очень надежное показание положения удара рассматриваемого объекта.
В зависимых пунктах формулы изобретения представлены характерные дополнительные признаки данного изобретения, которые вносят дополнительный вклад в достигаемые преимущества.
Варианты выполнения устройств, выполненных в соответствии с данным изобретением, описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает схематический вид сверху контрольной поверхности устройства, предназначенного для использования на тренировках в бейсболе или подобных видах спорта,
Фиг.2 изображает половину теннисного корта с расположенными в разных местах ковриками-тренажерами для занятий теннисом, в соответствии с данным изобретением,
Фиг.З более подробно изображает один из ковриков-тренажеров, представленных на фиг.2, разделенный на отдельные зоны,
Фиг.4А схематически изображает поперечный разрез в увеличенном масштабе многослойной структуры коврика-тренажера для занятий теннисом с подогнанным/приспособленным изолирующим слоем, причем коврик содержит электропроводные элементы, с помощью которых образованы реагирующие на давление переключатели,
Фиг.4В изображает элементы, представленные на фиг.4А, при нахождении реагирующего на давление переключателя, выполненного в многослойной структуре, в активированном или нажатом состоянии,
Фиг.4С схематически изображает поперечный разрез в увеличенном
масштабе многослойной структуры коврика-тренажера для занятий теннисом, содержащего одну куполообразную выпуклость и электропроводные элементы, с помощью которых образованы реагирующие на давление переключатели,
nr.4D изображает элементы, представленные на фиг.4С, при нахождении куполообразной выпуклости в активированном или нажатом состоянии,
Фиг.4Е изображает конструкцию коврика-тренажера для занятий теннисом, выполненного в соответствии с изобретением, сходного с представленным на фиг.4А, но в котором первая и вторая комбинация электропроводных элементов поменяны местами,
Фиг.бА представляет собой поперечный разрез видоизмененной структуры куполообразной выпуклости и электрического переключателя/элемента, аналогичного представленному на фиг.4С,
Фиг.бВ изображает вид в аксонометрии многослойной структуры, аналогичной структуре коврика, представленного на фиг.4А, выполненного в соответствии с данным изобретением,
Фиг.бС изображает специальную схему расположения/форму изолирующего слоя,
Фиг.6 изображает вид сверху упругого элемента, заключенного в конструкции, представленной на фиг.бА,
Фиг.7 изображает типичную комбинацию проводников, применяемых в одном слое листа или коврика в устройстве согласно изобретению,
Фиг.8 изображает форму комбинации электропроводных элементов, предназначенных для взаимодействия с проводниковой структурой, представленной на фиг.7, и
Фиг.9 представляет собой полное и частичное изображение блок схемы практического варианта выполнения устройства, выполненного в соответствии с изобретением.
Поверхность или лист 10 тренажера для занятий бейсболом, представленного на фиг.1, размещены вертикально на заранее изготовленный стенд и разделены на отдельные зоны, некоторые из которых обозначены как А, В, С, D с рядом более узких зон, расположенных по краям поверхности, причем некоторые из указанных более узких зон обозначены как X, Y, Z ... .В нижнем правом углу одна зона показана со схемой расположения выпуклостей или переключателей 10А, 10В, ЮС.....которые будут более подробно описаны
со ссылкой на фиг.4А-6. Конечно, должно быть понятно, что такие выпуклости
или переключатели выполнены как во всех зонах А, В, С, D.....так и в зонах X,
Y, Z ... на контрольной поверхности 10, показанной на фиг.1.
Хотя считается, что бейсбольные тренировки представляют наибольший интерес в связи с устройством, представленным данным изобретением, варианты выполнения, которые рассмотрены в приведенном ниже описании, имеют отношение к коврику-тренажеру для занятий теннисом, который теннисисту практически любого уровня мастерства помогает в упражнениях по отработке точности подачи мяча и коротких/длинных ударов. Таким образом, на фиг.2 показано, как можно расположить коврик-тренажер для занятий теннисом в местах, представляющих наибольший интерес для выполнения коротких/длинных ударов в теннисе, а именно, в местах, обозначенных Р1, Р2,
..... Р6. Местоположения коврика, обозначенные РЗ, Р4, Р5 и Р6,
предназначены для обучения коротким подачам. Местоположения коврика, обозначенные Р1 и Р2, находятся рядом с основной линией 11 теннисного корта и располагаются в углах, в которые очень часто целится короткими/длинными ударами теннисного мяча игрок, находящийся на другой стороне корта. Коврик-тренажер для занятий теннисом, выполненный в соответствии с изобретением, может также быть размещен на других участках теннисного корта/поля. Номером 1 позиции обозначен коврик, находящийся в месте, обозначенном Р2, а фиг.З представляет собой увеличенный схематический вид/изображение указанного коврика, показывающего разделение его на ряд зон, три из которых обозначены буквой F. В более крупных или основных зонах пример показателей счета обозначен 4р, 6р, 8р и Юр, тогда как зоны, находящиеся на краю, выполнены с отметками счета, соответственно, 4р, 6р, 8р и 20р. Понятно, что коврик, соответствующий фиг.З, будет ориентирован так, что его крайняя линия 11Х будет совпадать с основной линией 11. Следовательно, самый крупный счет 20р случается, когда мяч попадает в основную линию 11/11Х. Кроме того, возможно установить/составить зоны разными способами, так, чтобы показатели счета были другие, например, все крайние/пограничные зоны можно отметить символом 20р. Каждый показатель счета для каждой единичной зоны по желанию можно изменить.
Как показано в варианте выполнения, представленном на фиг.1, каждая
отдельная зона F на фиг.З имеет полые и гибкие куполообразные выпуклости и реагирующие на давление переключатели, аналогичные представленным на фиг.4С и 4D, или только реагирующие на давление переключатели, которые аналогичны представленным на фиг.4А, 4В и 4Е, например, в комбинации или при расположении выпуклостей 10А, 10В, ЮС, показанных на фиг.1.
В конструкции коврика, выполненного в соответствии с первым вариантом, примененный изолирующий слой/адгезионный слой 5 создает определенный изоляционный промежуток между электропроводной структурой 13А, расположенной на обратной стороне наружного, или переднего, слоя 2, и электропроводным элементом 12А, расположенным на верхней стороне внутреннего слоя 8, как показано на фиг.4А и фиг.4В. Указанный изолирующий слой/адгезионный слой 5 предусмотрен/применен для того, чтобы обеспечить в неактивированном состоянии отсутствие контакта между электропроводными элементами 12А и 13А. При активировании посредством удара или давления 23 теннисного мяча или другого заданного объекта наружный слой 2 вдавливается во внутренний слой 8, и электропроводные элементы 12А и 13А входят в контакт (фиг.4В). Схема расположения/форма изолирующего слоя/адгезионного слоя 5 (например, такие, как расстояние между отверстиями (перфорациями) в структуре и т.д.), свойства (например, такие, как жесткость, упругость и т.д.) и размеры (например, такие, как толщина и т.д.) определяют чувствительность коврика 1, а именно, определяют, где нужно приложить большую силу, чтобы установить контакт/взаимосвязь между электропроводными элементами 12А и 13А. Материалы, используемые в наружном, или переднем, слое 2, обладают заданной упругостью/жесткостью для того, чтобы добиться стабильного срабатывания. Для этой цели можно использовать, например, ПВХ или поликарбонат толщиной примерно 0,25-0,35 мм. В качестве внутреннего слоя 8 можно использовать твердую пластину/лист ПВХ, поликарбоната или подобного материала с толщиной примерно 1,5-3,5 мм (предпочтительно 2,0-3,5 мм) для того, чтобы получить нужную жесткость, и которая в то же время выполняет функции опорной плоскости. Кроме того, на обратную сторону указанной пластины/листа 8 накладывают слой 9 вспененного ПВХ для предотвращения проскальзывания. В качестве электропроводных элементов 12А и 13А предпочтительно может быть использована паста для трафаретной печати на основе серебра. Изолирующий слой/адгезионный слой 5 может быть слоем,
облученным ультрафиолетом (УФ), водосодержащим или растворосодержащим адгезионным материалом, и может быть нанесен, например, печатным способом, с толщиной, обычно составляющей примерно 0,03-0,06 мм. Если необходим более толстый изолирующий слой, вместе с клеем можно использовать изолятор, обладающий способностью продавливаться или сжиматься, для того, чтобы склеить вместе наружный и внутренний слой. Кроме того, поверх указанной конструкции коврика можно наложить фрикционный слой для того, чтобы получить коэффициент трения, приблизительно равный коэффициенту трения поверхности теннисного корта. Толщина указанной конструкции будет меняться в зависимости от требуемого коэффициента трения. Толщина и форма контуров изолирующего слоя/связки 5 должна соответствовать толщине фрикционного слоя, поскольку это влияет на эластичность переднего, или наружного, слоя 2.
На фиг.4Е показана конструкция коврика-тренажера 1 для занятий теннисом, выполненного в соответствии с изобретением, которая аналогична конструкции, представленной на фиг.4А и фиг.4В, но в которой первая и вторая комбинация электропроводных элементов 12В и 13В поменяны местами. На обратной стороне наружного слоя 2 установлена комбинация электропроводных элементов 12В, которая соответствует по меньшей мере требуемой точности обнаружения. Указанная структура 12В электропроводных элементов подразделена на ряд отдельных зон. На верхней поверхности, или верхней стороне, внутренней части 8 листа или коврика 1 установлена вторая комбинация 13В в форме проводящего слоя/пленки, который отделен от электропроводных элементов 12В посредством изолирующего слоя 5, имеющего определенную форму. Таким образом, с помощью электропроводных элементов 12В и проводящего слоя/пленки 13В выполнены реагирующие на давление переключатели. Степень точности обнаружения определяется изолирующим слоем 5, проложенным между верхним, или наружным, слоем 2 и внутренним слоем 8.
Основными компонентами или частями в конструкции многослойного коврика 1, показанного на фиг.4С и 4D, являются наружный, или передний, слой 2 и внутренний опорный слой 3, причем слои соединены вдоль большей части их интерфейса посредством изолирующего слоя/адгезионного слоя (вещества) 5. Следует отметить, что в конструкции коврика 1, выполненного в соответствии
с первым вариантом выполнения, в точках или местах, где наружный слой 2 имеет куполообразную выпуклость 2А, соответствующую выпуклостям 10А, 10В, ЮС показанным на фиг.1, или на участках или местах, где в месте удара нужно получить необходимый контакт между верхним/наружным слоем 2 и внутренним слоем 8, нет адгезионного слоя 5.
В конструкции коврика 1, показанной на фиг.4С и 4D, выполненной в соответствии со вторым вариантом выполнения, выпуклость 2А образует полое пространство на обратной стороне слоя 2 и является настолько гибкой, что ее можно вдавить (вжать) ударом или давлением 23 теннисного мяча или другого предмета, соприкасающегося с ковриком 1 с определенной минимальной силой. В данном варианте выполнения размеры и материал слоя 2 выбраны такими, чтобы сделать выпуклость 2А гибкой для того, чтобы при касании или ударе 23 она подвергалась упругой деформации (фиг. 4D). На обратную сторону выпуклости 2А нанесен электропроводный элемент 12В, предназначенный для взаимодействия с электропроводным элементом 13В, нанесенным на обращенную вверх поверхность внутреннего опорного слоя 3, а в некоторых вариантах выполнения непосредственно на облицовку внутреннего слоя 8.
В случае, изображенном на фиг.40, выпуклость 2А вжата, например, за счет удара или давления 23 теннисного мяча, принимая форму, обозначенную позицией 2А\ Должно быть понятно, что сразу же после такого удара или давления выпуклость прогнется вверх и примет свою обычную неактивированную форму 2А, как показано на фиг.4С. Во вжатом состоянии, как показано на фиг.40, между элементами 12В и 13В устанавливается электрический контакт (изображенный как небольшое пятно), который делает возможным образование электрического сигнала, обработка которого описана ниже.
Слой 2 может быть изготовлен, например, из ПВХ, поликарбоната или подобного материала толщиной 0,25 мм, с выпуклостями 2А, которые выступают над основным уровнем слоя 2 на высоту 0,3-0,4 мм. Опорный слой 3 может быть изготовлен, например, из полиэстера или подобного материала толщиной примерно 0,125 мм, а в качестве адгезионного промежуточного слоя 5 может быть нанесено регулярное точечное термоклеевое покрытие толщиной примерно 0,025 мм. В качестве электропроводных элементов 12В и 13В
предпочтительно может быть использована печатная паста на основе серебра, нанесенная по существу известными способами, как, например, используемыми в других различных способах нанесения в печатных платах. Обычно общие размеры теннисного коврика-тренажера 1, выполненного в соответствии с данным изобретением, могут составлять 1 квадратный метр, но возможно, конечно, использовать коврики других форм и размеров, например, прямоугольные коврики. Наиболее предпочтительно, чтобы электропроводный элемент 12В покрывал центральную приподнятую часть внутренней поверхности выпуклости 2А для того, чтобы обеспечить достаточную изоляцию или достаточное отдаление от электропроводных элементов 13В при нахождении выпуклости 2А в обычном, или неактивированном, состоянии.
Для крепления вышеописанной конструкции, коврик-тренажер 1 для занятий теннисом, соответствующий фиг.4С и 4D, выполнен с внутренней опорной пластиной/листом или слоем 8, толщина которого составляет, например, около 1,5-3,5 мм (предпочтительно около 1,5-2,5 мм), из ПВХ, поликарбоната или подобного материала, на обратной стороне которого имеется покрытие 9 из вспененного ПВХ для предотвращения скольжения. Обычно такие многослойные структуры имеют повышенную степень гибкости для того, чтобы при наложении на обычные поверхности теннисного корта иметь устойчивое положение.
На фиг.5 представлен чертеж видоизмененной конструкции выпуклости/переключателя, в которой внутренние и наружные слои и опорный слой такие же, как на фиг.4С и 4D. Однако в случае, представленном на фиг.бА, в выпуклость 22А вставлен упругий элемент 25, который предпочтительно может быть выполнен из тонкого металлического листа и имеет типичную форму, представленную на фиг.6. Таким образом, упругий элемент 25 имеет более или менее куполообразную форму, аналогичную форме выпуклостей 22А (и 2А), с уголками или ножками 25А, 25В, 25С и 25D, предназначенными для совмещения с примыкающими плоскими участками слоя 2. При таком упругом типе армирования к выпуклости 22А, образованной в слое 2, предъявляются менее жесткие требования к собственной гибкости/упругости и деформирующей способности как ТЭКОЕЮЙ. Это также может представлять интерес в связи с повышенными силами удара, которые могут иметь место в некоторых видах спорта, кроме тенниса. В последних случаях поверх наружного
слоя 2 можно использовать слой защитного покрытия. Кроме того, как показано на фиг.бА, упругий металлический элемент 25 может содержать электропроводный элемент, предназначенный для взаимосвязи с проводящими элементами 13В, расположенными на внутреннем опорном слое 3.
Представленное на фиг.бВ изображение не требует дополнительного пояснения, представляя собой вид в аксонометрии конструкции многослойного коврика, аналогичного представленному на фиг.4А (и 4В), выполненного в соответствии с данным изобретением. Используемый изолирующий слой/клейкий слой 5 создает заданное изолирующее расстояние между электропроводной комбинацией электропроводных элементов 13А, нанесенной на обратную сторону переднего слоя 2, и электропроводными элементами 12А, расположенными на верхней поверхности, или верхней стороне, внутреннего слоя 8. Указанный изолирующий слой/адгезионный слой 5 предусмотрен/нанесен для того, чтобы в неактивированном состоянии обеспечить отсутствие контакта между электропроводными элементами 12А и 13А. В активированном состоянии посредством удара или давления 23 теннисного мяча или другого заданного предмета наружный слой 2 опускается по направлению к внутреннему слою 8, и электропроводные элементы 12А и 13А входят в контакт (фиг.4В).
Фиг.бС изображает особую схему расположения/форму изолирующего слоя 5. В изолирующем слое существует пустая полость/промежуток 50, расположенная на каждой стороне изолирующего слоя 5 в заданных местах контакта между двумя слоями, так, что между электропроводными контактными элементами, находящимися над изолирующим слоем 5 и под ним, может произойти электрический контакт. Если полости/отверстия 50 в изолирующем слое 5 малы, то для того, чтобы установить соединение/контакт между электропроводными элементами, требуется приложить большую силу. Если полости/отверстия 50 в изолирующем слое 5 очень велики, то для того, чтобы соединить контактные элементы, требуется приложить малую силу. Размер полостей/отверстий 50 является решающим фактором для требуемой чувствительности коврика. Отверстия/полости 50 в изолирующем слое 5 будут также определять точность координаты обнаружения, как в продольном, так и в поперечном направлении. Кроме того, толщина изолирующего слоя 5 важна для того, чтобы можно было точно обнаружить место удара. Чем толще
нанесенный слой, тем менее чувствительным становится коврик. Другие важные признаки указанного изолирующего слоя 5 состоят в том, что он имеет особую схему расположения/вид, при котором заданные места контакта коврика частично окружены изоляцией 53, которая имеет по меньшей мере одно отверстие 51, находящееся сбоку относительно двух слоев, выполненных на каждой стороне изолирующего слоя 5; при активировании посредством удара или сильного давления 23 указанное отверстие позволяет выдавить через отверстие (отверстия) 51 воздух, находящийся в заданных местах контакта между слоями, поэтому между проводящими элементами на наружном слое и проводящими элементами на внутреннем слое устанавливается хороший контакт, то есть, посредством удара или давления 23 активируются реагирующие на давление переключатели. Например, изоляция 53, которая частично окружает требуемые места контакта, может иметь форму кольца, четырехугольную форму или прямоугольную форму (в форме прямоугольника) и по меньшей мере одно отверстие сбоку. Возможны также другие очертания и формы (как, например, прямоугольник с закругленными углами). Изолирующий слой 5 имеет один или несколько участков/частей 52 в местах контакта между двумя слоями, гарантирующих установление контакта между проводящими элементами на наружном слое и проводящими элементами на внутреннем слое только посредством удара или сильного давления 23, то есть, реагирующие на давление переключатели, активируются только посредством удара или сильного давления 23. В варианте выполнения, изображенном на фиг.5С, указанные участки имеют "х"-образную или "+"-образную форму/очертание. Возможны также и другие формы указанных участков.
Важный вариант выполнения, который касается коврика-тренажера для занятий теннисом, представлен на фиг.7 и 8. Фиг.7 более подробно изображает комбинацию электропроводных элементов, в целом обозначенных позициями 13А и 13В на фиг.4А-4Е и фиг.5А-5В, причем элементы 13В могут быть нанесены на внутренний слой (фиг.4С-4Е) или, соответственно, элементы 13А могут быть расположены на обратной стороне передней, или наружной, пленки или слоя 2 (фиг.4А-4В и фиг.5В). На фиг.8 показано, каким образом может быть расположена группа электропроводных элементов 12А или 12В на обратной стороне слоя 2 (12В на фиг.4С-4Е) или, соответственно, на внутреннем слое (12А на фиг.4А-4В и фиг.5В), то есть, например, в местах расположения
выпуклостей 2А (в некоторых вариантах выполнения) или в требуемых местах контакта на коврике, как объяснено выше. Между парами проводников, включенных параллельно, к которым приложены разные рабочие напряжения и которые обозначены позициями 13А' и 13А" на фиг.7 для конструкции коврика, выполненного в соответствии с фиг.4А-4В и фиг.5В, и проводников, обозначенных позициями 13В1 и 13В" для конструкции коврика, выполненного в соответствии с фиг.4С-4Е и фиг.бА, может возникнуть короткое замыкание, когда посредством удара или давления устанавливается контакт с проводящими элементами 12А, 12В или 25, поэтому, соответственно, устанавливается контакт между параллельными проводниками 13А' и 13А", 13В' и 13В". Такое расположение элементов в реагирующих на давление переключателях очень выгодно и может быть легко выполнено путем напыления/применения электропроводных покрытий/пасты, которые используют, например, в технологии печатных плат. Расположение проводящих элементов, показанных на фиг.7 и 8, может представлять одну отдельную зону, как описано выше в связи с фиг.1 и 3. В соответствии с этим предпочтительно, чтобы каждая такая зона содержала множество контактных поверхностей/участков или в некоторых вариантах выполнения выпуклостей и соответствующих проводящих элементов/переключателей, например, 42 части (6 рядов по 7 столбцов) как видно из фиг.8. Кроме того, из фиг.7 видно, что все переключатели, находящиеся в одной зоне, могут быть электрически соединены/спарены параллельно, так что в данном способе действительно определяется отдельная зона.
На фиг.7 также схематично изображено, каким образом электрические выходные сигналы или импульсы, идущие от зоны переключателей, передаются через общие проводники ЗОА и ЗОВ как входной сигнал в электронную схему, в целом обозначенную номером позиции 33. Понятно, что электронный блок 33 подсоединен к нескольким зонам или ко всем зонам, находящимся на одном листе или коврике, для получения и обработки сигналов, полученных от зон, предоставляя, таким образом, пользователю полную и достоверную информацию. СЕ$ЯЗЬ между проводниками ЗОА и ЗОВ и электронной схемой или блоком 33 можно осуществить посредством одного или нескольких кабелей или беспроводной связи.
Электронная схема или блок, обозначенный на фиг.7 номером 33 позиции,
может содержать устройство отображения, или экран, 35, а в действительности всю или основную часть электронной схемы, необходимой для обработки данных и отображения результатов тренировки заданным способом, может представлять обычный ПК. Конечно, устройство отображения 35 может представлять собой отдельный узел, предназначенный, например, для размещения в месте, удобном для игрока во время практических или обучающих занятий. В таком случае связь между электронной схемой 33 и устройством отображения 35 можно осуществить посредством одного или нескольких кабелей или беспроводной связи. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения электронная схема или блок 33 могут быть разделены на два или более корпуса или блока, включающих в себя части электронных схем, которые внедряют в лист или коврик. При имеющихся на сегодняшний день технологиях нет проблемы с установкой или внедрением таких частей электронных схем или блоков в коврик практически используемых размеров. Кроме того, как способы вывода сигнала или импульса, так и обработка и отображение данных для разных применений данного устройства, является вполне понятными таким специалистам в указанных областях техники, как программисты микропроцессоров или компьютеров, являющихся частью электронной схемы, обозначенной на фиг.7 в целом номером 33 позиции. В этом отношении можно сослаться на обработку сигнала, описанную в некоторых патентах США, о которых упоминается во вводной части настоящего описания.
В действительности, описанный в данном документе коврик-тренажер можно подключить к некоторым типам портативных или стационарных ПК на основе Windows через обычный кабель или с помощью беспроводной связи. Используемые программные средства интерпретируют сигналы, полученные от коврика, а также обеспечивают удобный для пользователя интерфейс. В примере, представленном на фиг.2, обозначены шесть возможных местоположений коврика на одной половине теннисного корта. Указанные выше программные средства должны обрабатывать сигналы, приходящие от коврика, по-разному, в зависимости от того, в какой из этих шести позиций расположен коврик. Другими словами, система подсчета очков (смотри возможные показатели подсчета очков, представленные на фиг.З) основана на местоположении коврика. Один возможный признак, являющийся частью
заданного программного обеспечения, состоит в том, что касание или удар мяча более чем в одну зону коврика одновременно регистрируется как удар в зону с наибольшим количеством очков, или наоборот.
Изображение, представленное на фиг.9, не требует пояснений и показывает лист или коврик 1, электронную схему 33 и устройство 35 отображения согласно обозначениям, представленным на фиг.7.
В описанном выше коврике-тренажере для занятий теннисом и вообще в таких листах или ковриках размещение первой и/или второй комбинации электропроводных элементов предусмотрено так, чтобы обеспечить активирование или вжатие по меньшей мере одного переключателя посредством удара или давления теннисного мяча или другого подвижного предмета, предназначенного для обнаружения. Однако пространство между электропроводными элементами может также быть выбрано так, чтобы сделать возможным активирование по меньшей мере двух, трех или четырех электрических переключателей при ударе или давлении теннисного мяча или другого подвижного предмета. Например, в частном варианте выполнения коврика основная форма выпуклости 2А круглая с диаметром 14 мм, а расстояние от центра до центра составляет 18 мм. Однако форма сечения не обязательно должна быть куполообразной, как описано выше, и в других вариантах выполнения коврика или листа, выполненных в соответствии с изобретением, коврик или лист совершенно плоские.
Если требуется, чтобы изолирующий слой между двумя комбинациями электропроводных элементов не допускал контакт между ними, то для того, чтобы можно было обнаружить удар или давление мяча или другого требуемого объекта, можно измерить другую электрическую характеристику, например, электрическую емкость и т.п.
Несмотря на то, что вышеизложенное описание имеет отношение к предпочтительным вариантам выполнения изобретения, специалистам в данной области техники будут понятны различные модификации. Подразумевается, что вышеизложенное описание охватывает все изменения, находящиеся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для игр и занятий спортом, предназначенное для обнаружения места удара подвижного предмета, например мяча, в частности теннисного, бейсбольного или подобного мяча, содержащее лист или коврик (1,10), который имеет наружный (2) и внутренний (8) слои, образует контрольную поверхность и имеет встроенные в него электропроводные элементы (12А, 13А; 12В, 13В), образующие реагирующие на давление переключатели, распределенные по контрольной поверхности и соединенные с электронными схемами (33), предназначенными для вывода, обработки и отображения (35) электрических сигналов, поступающих от реагирующих на давление переключателей (12А, 13А; 12В, 13В) при их активировании посредством указанного удара или давления,
отличающееся тем, что:
- обратная сторона наружного слоя (2) листа или коврика (1,10) выполнена с первой комбинацией электропроводных элементов (13А; 12В) по меньшей мере в местах расположения реагирующих на давление переключателей,
- верхняя сторона внутреннего слоя (8) указанного листа или коврика (1,10) выполнена со второй комбинацией электропроводных элементов (12А, 13В) по меньшей мере в местах расположения реагирующих на давление переключателей,
- первая комбинация электропроводных элементов (1 ЗА; 12В) и вторая комбинация электропроводных элементов (12А;13В) расположены с обеспечением возможности установления временного контакта в местах расположения реагирующих на давление переключателей,
- имеется изолирующий слой (5), расположенный между указанными наружным и внутренним слоями (2,8) и выполненный с полостями или отверстиями (50) в местах расположения реагирующих на давление переключателей (12А, 13А; 12В, 13В) для установления в них временного контакта, причем от каждой полости или отверстия (50) в сторону направлено по меньшей мере одно отверстие (51) для перемещения воздуха во время действия указанного удара или давления, и
- по меньшей мере одна комбинация электропроводных элементов (12А, 13А; 12В, 13В), первая или вторая, подразделена на отдельные зоны (А, В, С,
D, .... X, Y, Z, ...), каждая из которых содержит множество указанных реагирующих на давление переключателей (12А, 13А; 12В, 13В), а электронные схемы (33) имеют отдельные соединения (ЗОА, ЗОВ) с каждой из указанных отдельных зон.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что характер и/или толщина изолирующего слоя (5) определяют/определяет чувствительность обнаружения.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вторая комбинация электропроводных элементов (12А; 13В) нанесена на обращенную вверх поверхность внутреннего опорного слоя (3), соединенного с указанным внутренним слоем (8).
4. Устройство по любому из п.п. 1-3, отличающееся тем, что оно предназначено для использования с подвижным предметом заданного размера, в частности, в виде мяча заданного размера, причем указанные места расположения реагирующих на давление переключателей (12А, 13А; 12В, 13В) разнесены друг от друга с обеспечением активирования по меньшей мере двух реагирующих на давление переключателей (12А;12В) посредством удара или давления указанного мяча или предмета.
5. Устройство по любому из п.п. 1-4, отличающееся тем, что указанная первая и/или вторая комбинация электропроводных элементов (12А, 13А; 12В, 13В; 13А', 13А"; 13В', 13В") образованы/образована элементами печатных плат.
6. Устройство по любому из п.п.1-5, отличающееся тем, что наружный слой (2) листа или коврика (1,10) дополнительно выполнен с полой и гибкой куполообразной выпуклостью (2А) в каждом месте расположения реагирующих на давление переключателей (12В, 13В), при этом каждая зона содержит множество выпуклостей (2А).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанные полые и гибкие куполообразные выпуклости (2А) под действием указанного удара или давления по существу обеспечивают упругую деформацию достаточной степени, которая также влияет на степень точности обнаружения.
8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что указанные полые и гибкие куполообразные выпуклости (22А) дополнительно выполнены с упругими элементами (25), предпочтительно металлическими, для получения упругой деформации достаточной степени под действием указанного удара или
давления.
9. Устройство по любому из п.п.6-8, отличающееся тем, что форма указанных выпуклостей (2А,10А,10В,10С...) по существу круглая, если смотреть сверху.
10. Устройство по любому из п.п.1-9, отличающееся тем, что на поверхности листа или коврика (1,10) имеется по меньшей мере одна линия (11Х), соответствующая линии (11), которая должна находиться на стандартном поле или корте, предназначенном для связанных с устройством спортивных или игровых занятий, причем по меньшей мере несколько указанных зон (Юр) граничит с указанной по меньшей мере одной линией (11Х).
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что указанная по меньшей мере одна линия (11Х), расположенная или выполненная на указанной поверхности, имеет пограничные зоны (20р), имеющие реагирующие на давление переключатели, причем указанные пограничные зоны предпочтительно расположены в продольном направлении указанной по меньшей мере одной линии (11Х).
Коврик для игр и занятий спортом
ЮА 10В ЮС
^dobooooo эоооооооо
DOOOOOOOO
зоооооооо эоооооооо эоооооооо эоооооооо
Фиг. 1
Коврик для игр и занятий спортом
20р
20р
20р
20р
\оР
V ¦
Фиг. 3
Фиг. 2
Коврик для игр и занятий спортом
Фиг. 4А
Коврик для игр и занятий спортом
I 2А
Фиг. 4С
Коврик для игр и занятий спортом
Фиг. 4Е
Коврик для игр и занятий спортом
Фиг. 6
Коврик для игр и занятий спортом
Фиг. 5 С
Коврик для игр и занятий спортом
Фиг. 7
Фиг. 9
Чувствительный к давлению коврик
Передний конец/ Процессор обработки сигналов
Кабель(и)
Беспроводная
связь
Электронный блок
0000 I Счет
ш ш ш ш
Микроконтроллер
Последовательный порт
Интерфейс /-Человек-Машина "Локальный"
- Кабель(и)
- Радиомодем
- Локальная Сеть
- Беспроводная связь
Интерфейс Человек-Машина "Удаленный" ПК