一种可节约空间的台球训练设备的制作方法

本发明涉及台球训练设备领域

背景技术：

1、台球作为一项室内运动，其所需的台球桌等相关设备对于精度和放置空间都有一定的需求，导致大多数的想要提升水平的台球爱好者都只能去公共的台球俱乐部进行训练。然而台球俱乐部中训练时，许多练习球形需要训练者不断捡球、摆球，且由于台球俱乐部普遍空气流通较差，长时间的训练往往会使训练者十分疲倦。对于这些爱好者们，如果能在家轻松训练无疑可以减少许多不便。目前对于这种现象，较为常见的方式是购买市面上的缩小版台球桌，然而这这种缩小版球桌同样对室内空间有一定要求，且安装，移动都较为困难，无法从本质上解决问题。另一种方法便是台球采用模拟设备，然而已有的模拟设备大都与真实的台球运动相差甚远，或价格过高，无法满足训练的要求。

技术实现思路

1、根据已有的问题，本发明为一种模拟台球训练设备，可以较大程度上模拟真实的击球情况，让台球爱好者可以在有限的空间进行模拟训练，提高击球准度。

2、所述设备外观上可分为三个部分，模拟母球及其下方的设备主体模块、模拟目标球模块、模拟袋口模块。这三个部分通过带有刻度的伸缩滑杆精确连接。

3、所述的设备主体内部包括：齿轮组、角度传感器、电源、旋钮和单片机等，其一侧为向上倾斜的面板。所述面板装有数码管、led和按键组。

4、可选地，所述主体为空心，上下两面平整对其的几何体。所述模拟母球通过竖杆和弹簧固定在所述主体的底面上一点，所述模拟母球和竖杆可通过弹簧围绕该点向任意方向自由运动；当装置静止时连接所述母球的连接杆垂直所述主体底面，且所述模拟母球的最低点恰好位于所述主体的上表面上，以此可以模拟台球静止于桌面上的情况。

5、优选地，所述齿轮组的主体尤五个圆柱齿轮构成；其中位于中央且最大的齿轮上开有贯穿滑槽，该滑槽从所述齿轮轴心延伸致边缘，宽度恰好等于连接模拟母球的连接杆的直径。装置静止时，连接模拟母球的连接杆恰好从所述中央齿轮的轴心穿过，当使用者向某一方向击打模拟母球时，所述中央齿轮也会产生角度变化。

6、由于所述中央齿轮在轴心处无法固定，因此本发明采用所述齿轮组中的其他三个齿轮和滚珠滑轨对该齿轮进行固定，以此在保证击球产生的角度精确传导并最大程度上减小齿轮组带来的阻力。

7、所述齿轮组中的齿轮还连接连接着角度传感器，所述角度传感器在电源连接的情况下可将中心齿轮的角度变化转化为电信号，传入单片机。

8、所述旋钮位于所述仪器主体上部，其下端连接有齿轮与弹簧，当旋钮被下压时，旋钮所述齿轮组啮合，使用者可通过所述旋钮调试设备。

9、所述单片机固定在所述主体内部，与所述角度传感器、数码管、led和电源电连接。通过电脑向单片机内写入运算程序。使用者击球后，所述单片机会根据角度传感器传入的数据进行运算，并将输出结果作用于所述袋口处的led灯；使用者可以通过led灯的亮起情况判断击球结果。

10、所述模拟目标球于所述模拟母球的球心位于平行于所述主体上表面的同一平面上，其下方为支撑模拟目标球的平台状几何体，该平台靠近所述模拟袋口侧有半圆形刻度盘，所述刻度盘能够反应现实中母球、目标球与袋口形成的角度，所述平台在所述模拟目标球球心正下方处有转轴用于连接所述模拟目标球模块和模拟袋口模块间的伸缩杆，使用者可以自由地选择想要练习的角度。

11、所述模拟袋口模块安装有三个led灯，分别位于模拟袋口的中心、左侧和右侧；这三个led灯于与所述主体内通过数据线连接。

12、在台球运动中，想要打进目标球，运动员需要瞄准目标球与袋口练线上目标球后方一颗球的位置击打母球。

13、本发明据此原理设计了部分设备运行方式及单片机程序：使用者通过键盘输入两伸缩杆和半圆形刻度盘上的示数；这样即可确定使用者想要练习的球形。为了方便进一步的描述，此处令进球瞄准线与所述模拟母球与目标球连线行成的夹角为p。当使用者将所述球形数据输入单片机后，单片机将运行部分程序并计算出此球形下的p；随后使用者瞄准后击打目标母球，其击球线路与母球及目标球连线的夹角，会经由齿轮组和角度传感器转化后输入单片机；如果该角度等于p则意味着此次击球可以打进模拟目标球。当然由于绝大多数的台球运动规则中，袋口的直径都大于台球的直径(本发明采用的模拟目标球及模拟袋口同样如此)，因此，当实际的击球角度于与存在一定差异时同样可以将目标球打进。具体的差异取决于目标球到袋口的距离和目标球及袋口的大小差异。单片机中写入的另一部分程序将通过输入的数据对此进行计算，并得出精确的合理差异值。如果实际击球角度与a的差异在这一范围内则可视为进球，反之则可视为不进。如果没有进球，目标球可能有偏向袋口左侧，偏向袋口右侧或因瞄准角过大而导致母球没碰到母球三种情况。

14、所述击球结果在本发明中可通过所述模拟袋口模块上的三个led灯显示出来，若进球，则袋口中心处的led亮起；若目标球偏向袋口左侧，袋口左侧led亮起；若目标球偏向袋口右侧，袋口右侧led亮起；若母球未能碰到目标球，则左右两个led同时亮起。使用者可以通过模拟袋口处led的亮起情况判断击球效果。

15、通过本设备，台球爱好者可以在家中、宿舍、办公室等空间有限的环境下练习台球；且组装难度较低，可以提高练习效率，提升准度。

技术特征：

1.一种台球训练设备，其特征在于，整体上包括设备主体模块(1)、模拟目标球模块(3)以及模拟袋口模块(4)三个模块，各模块间通过伸缩杆(10、11)连接，可以自由组合成各种球形，节约空间。

2.根据权利要求1所述的设备主体模块，其特征在于，为上下表面平整且平行的几何体，在其下表面上一点通过弹簧(23)与模拟母球(2)及其连接杆(22)连接，模拟母球(2)及其连接杆(22)可绕该点自由运动，设备静止时所述模拟母球最低点恰好位于主体模块上表面，在所述主体(1)上表面母球下方有扇形孔洞用于现在母球运动，其上表面母球(2)及旋钮(5)后方的平整区域可供使用者放置手架主体模块还包括旋钮(5)、按键组(7)、开关(8)、led(l4、l5、l6)和内置的齿轮组、角度传感器、单片机、电源。

3.根据权利要求2所述的齿轮组尤带有滑槽的中央齿轮(20)、固定用小齿轮(21、24)以及与所述角度传感器连接的齿轮(19)和与旋钮(5)连接的齿轮(25)其中所述中央齿轮分别小与齿轮(21、25)、齿轮(19)啮合，齿轮(25)下方有弹簧，当旋钮(5)按下后齿轮(25)与齿轮(24)啮合，当模拟母球(2)及其连接杆(22)运动时会带动齿轮组转动。

4.根据权利要求2所述的角度传感器(18)，其特征在于与齿轮组连接，其中心轴可随齿轮组的转动而转动，能够将旋转的角度转化为电信号输入所述单片机。

5.根据权利要求2所述的单片机为市面已有型号，其内部有通过计算机提前写入的程序，单片机输入端与所述角度传感器(18)、所述按键组(7)通过电路连接，输出端与所述数码管(6)、三个led灯：(l4、l5、l6)以及模拟袋口(4)处的三个led灯：l1、l2、l3通过电路连接。

6.根据权利要求5所述的单片机内程序，通过公式：角b＝arctan(2rcosa/h-2rsina)(此处h为伸缩杆10的长度，r为模拟母球2及模拟目标球3的半径)计算出进球所需的角度，通过公式g＝arctan[(r-r)/h]

7.根据权利要求5所述的单片机内程序及与所述单片机连接的各个部件，所述设备的运行及使用方式为，使用者调整好所需球形后按要求调试设备后，瞄准并击球，击球结果通过齿轮组、角度传感器最终传导致单片机，单片机根据写入程序进行运算，最终将击球结果(是否进球或偏移方向)通过袋口(4)处的led灯(l1、l2、l3)表现出来。

8.根据权利要求1所述的模拟目标球模块，其特征在于，模拟目标球(3)为一颗固定在其底座上的台球，其尺寸和模拟母球(2)相同但不唯一，颜色不唯一，在模拟目标球球心正下方的平台内有转轴连接着两个伸缩杆(10、11)，在模拟目标球下方的平台内有角度传感器或有刻度的圆盘(9)用于确定两伸缩杆所形成的角度。

9.根据权利要求1所述的伸缩杆10、伸缩杆11，其分别用于连接设备主体模块和模拟目标球模块、模拟目标球模块和模拟袋口模块，其具体特征为可伸缩的刚性滑轨，可使其连接的模块维持从0到伸缩杆最大长度间的任意距离，该距离可以通过所述伸缩杆上的刻度或位移传感器确定。

10.本发明为模拟台球训练设备，因此在外观选择上，在已有结构基础上尽可能模拟真实台球运动，如在权利要求2中所述的手架放置处和模拟目标球下方平台表面粘贴台泥以还原真实手感和观感，模拟装置选用的模拟母球、模拟目标球和模拟袋口也都按照不同台球规则的要求选择对应的颜色和尺寸。

技术总结本发明属于台球训练设备领域。包扩设备主体，模拟母球、模拟目标球及模拟袋口。各模块通过带有刻度的伸缩杆、转轴和数据线连接。所述主体内包含齿轮组、按键组、角度传感器和单片机等。使用者通过调整伸缩杆和转轴选择想要练习的球形并调试仪器后即可开始击球。击球结果会通齿轮组及角度传感器传入单片机，按提前写入的程序进行计算后，最终通过所述袋口处的LED灯显示出来。本发明通过这种方式，让合球爱好者可以在没有球桌和球的情况下练习台球，节约空间，尽可能地接近实体台球。本发明对于想要提升准度，但受制于空间时间等因素而无法经常训练的台球爱好者们可起到很大的帮助。技术研发人员：崔家华受保护的技术使用者：崔家华技术研发日：技术公布日：2024/5/29