基于六轴传感器下的多功能羽毛球拍设计的研究成果.pdf

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1、基于六轴传感器下的多功能羽毛球拍设计的研究成果摘要：多功能羽毛球拍，是通过羽毛球拍内安装传感器，将数据传输到电脑中的运动捕捉系统，从而通过运动数字化形成球拍运动三维图像，与预存在系统中的数据进行对比，判断挥拍动作是否正确的一种羽毛球拍。新型羽毛球拍可以做到让人们保证羽毛球运动的同时，不会因运动过量而损害身体。关键词：羽毛球拍零件技术在现代社会中，随着经济的快速发展，人们已经不只满足用户于枯燥乏味的工作挣钱，更多的人挑选回去使生活更加多彩，因此存有许多想通过锻炼身体去提升身体素质的人。羽毛球运动，就是一个非常畅销的运动，然而羽毛球运动，尽管难上手，但是如果动作不标准，便可以使人身体受侵害，比如说

2、手腕受损，腰部拉伤，等等。基于此现状，我们特设计了一款多功能羽毛球拍的设想。通过对照市场上多种羽毛球拍，并且分别对专业运动员和业余爱好者展开了问卷调查，根据相同市场需求，设计出来了一个多功能羽毛球拍。团队成员对多功能羽毛球拍存有一定的介绍，并已找出突破传统羽毛球拍的方向，该项目与本人自身所学物理学专业结合，对此存有较强的理论知识和课堂教学基础。知行合一，能够较好的将理论发挥作用，将促进作用落到实处，推动发展。我们设计的球拍球网部分与正常球拍并没有区别，核心部件装在握把处。球拍装有六轴传感器，利用传感器捕捉运动，将羽毛球球拍的运动数字化，三维立体化。其次我们通过在球拍中重新加入智能芯片，运用高速

3、运动轨迹追捕技术与数据分析技术，实时记录踢球过程中的运动轨迹、接球力度、速度。内置了高精度传感器，可以检测用户的每次挥拍的动作，传感器使用锂电池供电，一次电池时间为0.51 小时，充满著电可以已连续工作四至五个小时，基本上可以全面覆盖一次完备的羽毛球运动，所有数据经过蓝牙传输至手机 app，手机 app 展开数据构成，构成运动资料。此求拍可以通过手机收集到的数据，形成三维立体图像，通过与系统预存的数据进行比较，手机软件形成个人当次运动资料，我们可以看到自己的长处与不足，进行针对性的训练，比如说，如果发现自己的挥拍速度不够快，那可以专门进行对速度的训练，如果是力度不够，那多进行力度训练，我们都知

4、道，一次挥拍是否完美，动作是否到位，关键看速度与力度的配合，当速度达到最大化的时候，如果爆发力量，也更能将力量效果发挥到最大，另外速度和力度曲线都要流畅，如果中间有所停滞，都将影响挥拍动作的效果。一、设计的球拍主要使用的零件 1.六轴传感器产品的主要零件即为六轴传感器，由三轴加速器与三轴螺旋仪共同组成。所谓传感器就是紧固在球拍上追踪装置，它将向系统提供更多球拍运动的边线信息，通常可以随着抓取的精细程度确认跟踪器的数目。它的采用主要就是依靠三轴加速器xyz 顺利完成：（1）三轴加速器首先检测横向加速，再检测角度旋转和平衡。（2）三轴加速器就是感应器 xyz（立体空间三个方向，前后左右上下）轴向上

5、的快速，比如说忽然把球往前敲打，感应器就晓得你就是在向前快速了，从而同时实现相似对球快速的操作方式。（3）三轴陀螺仪是分别感应 roll（左右倾斜）、pitch（前后倾斜）、yaw（左右摇摆）的全方位动态信息，能够读取人在击打时的球的路线以及技术动作。2.陀螺仪陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。可以测量节点相对于本体坐标系的三轴转动角速率，在己知初始状态的条件下，可以得到目前的姿態。利用滤波器对陀螺仪传感器数据进行融合，利用零速度检测进行滤波矫正。3.手机软件提前对手机软件进行编程，利用建立模型的方法，将标准动作范围建立到软件中。将球

6、拍内部安装储存数据的芯片，记录数据运动结束后进行数据传输。将所整合的得到的运动数据与已经储存的标准运动数据进行对比，超过一定范围误差即发出警报，并记录球拍的速度峰值以便运动强度分析。二、主要使用的技术 1.信号捕捉负责管理抓取，辨识传感器的信号。负责管理将运动数据从信号抓取设备快速精确地传输至手机 app。2.数据传输特别就是须要实时效果的系统须要将大量的运动数据从信号抓取设备快速精确地传输至手机系统展开处置，而数据传输设备就是用以顺利完成此项工作的。3.数据处理经过系统捕捉到的数据须要修正，处置后还要存有三维模型结合就可以顺利完成手机动画制作的工作，这就须要我们应用领域数据处理软件或硬件去顺利完成此项工作。软件也好硬件也罢它们都就是利用计算机对数据高速的运算能力去顺利完成数据的处置，并使三维模型真正，自然地运动出来。所以它就是负责管理处置系统捕捉到的完整信号，排序传感器的运动轨迹，对数据展开修正，处置，并与三维角色模型结合。具体思路即；基于六轴传感器下的多功能羽毛球拍的设计，力求并使更多的人爱好运动，爱好羽毛球，同时并使踢球者的动作越来越规范和迷人。