Brevet FR2637812A3 — publié le 19900420

FR 2637812 A3 19900420 FR 8913568 A 19891017 ANALYSEUR DE SWING DE GOLF L'invention concerne une machine d'entrainement au golf et, plus particulièrement, un analyseur de swing de golf en vue de prendre une mesure précise de la vitesse de swing d'un club de golf et/ou d'analyser la direction du swing d'une crosse ou club de golf. Dans les analyseurs de swing classi- ques, l'analyse du swing est effectuée en détectant les points des signaux de sortie des capteurs auxquels les si- lo gnaux intersectent un niveau de potentiel de référence et ces analyseurs sont sensibles à un bruit. II se produit fréquemn- ment des fausses manoeuvres dues à un tel bruit. Une détec- tion alors en d'autres points, différents du point d'inter- section du zéro des signaeiux, de manière à se libérer d'une 13 telle perturbation due au bruit complique l'exécution d'une mesure de la vitesse correcte et précise. Les analyseurs classiques nécessitent en outre trois capteurs distincts au moins, de manière à vérifier la direction du swing. En raison des problèmes mentionnés plus haut, l'un des principaux objets de la présente invention est de réaliser un analyseur de swing perfectionné qui ne soit pas affecté par un bruit pendant son fonctionnement. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un analyseur de swing qui prend une mesure exacte de la vitesse. Un autre objet est en outre de réaliser un analyseur de swing compact et de construction simple. Selon la présente invention, un analyseur de swing est pourvu de deux capteurs qui émettent des signaux en détectant le mouvement d'un club de golf et deux paires de détecteurs qui détectent si les signaux de sortie des capteurs sont plus grands ou plus petits qu'un niveau de potentiel de référence Vo, plus une valeur a prédéterminée. L'analyse est ensuite effectuée en mesurant un intervalle de temps entre deux points des formes d'onde des signaux de sortie qui inter- sectent le niveau Vo + a et un intervalle de temps entre deux points des formes d'onde des signaux de sortie qui inter- sectent le niveau Vo - a. Les caractéristiques et avantages 1( de la présente invention ressortiront de la description suivante, faite en se référant aux dessins annexés. Fig.1 est un schéma de principe représentant la cons- truction de la circuiterie de commande employée dans une forme de réalisation préféréede l'analyseur de swing selon la pre- sente invention, Fig.2 représente la façon d'utiliser l'analyseur de swing selon l'invention, Fig.3 représente des formes d'onde de signaux des cap- teurs avec un chronogramme des signaux de sortie dans dif- férentes parties de la circuiterie de commande représentée sur la fig.l, Fig.4 représente des modifications des formes d'onde en réponse à une variation de distance entre un aimant permanent fixé à un club de golf et des capteurs magnétiques. Fig.5(a) et 5(b) représentent des formes d'onde des signaux de sortie des capteurs lorsque les distances entre chaque capteur et un aimant permanent diffèrent. En se référant maintenant à l'ensemble des dessins et, plus particulièrement aux Fig.l et 2 tout d'abord, un ana- lyseur de swing de golf selon la présente invention est re- présenté d'une façon générale par 20. Le corps 20 est pourvu d'un indicateur 19, d'un pam capteur 1 et d'un second capteur 2. L'indicateur 19 est agencé sur la face supérieure du corps 20 et affiche les résultats de l'analyse en relation avec le mouvement de swing d'un club de golf 24. Les premier et second capteurs 1 et 2 sont montés sur le côté latéral tourné vers un joueur (non représenté) qui effectue un swing avec son club de golf 24. Ces deux capteurs sont disposes hori- zontaiement a une certaine aistance l'un de l'autre. La distance entre les capteurs peut être dans la gamme de 1 à i5 20 cm. Toutefois, la distance de 3 à 12 cm est préférable, de maniere à saisir avec précision le mouvement en arc de la tête du club tout eni maintenant un corps 20 compact. On utilise des capteurs magnétiques dans cette forme de réali- sation et le club de golf est muni d'un aimant permanent 25, fixé à la partie formant tête, de la façon représentée sur la Fig.2. S'étendant devant le corps 20, il est prévu un tapis 21 et un petit socle ou tee 22 sur lequel on place une balle de golf 23 est disposé sur le tapis 21. Le tapis 21 et le tee 22 ne sont pas nécessairement utilisés pour analyser le mouvement de swing. Il importe de noter que pour assurer la mesure précise de la vitesse de la tête, la mesure doit être effectuée avant que la tête du club de golf 24 ne frappe la balle de gold 23 car, lors du choc, la vitesse de swing du club de golf 24 est réduite et, par suite, la balle de golf 23 ne devrait pas être placée dans la région comprise entre les capteurs 1 et 2. I1 est représenté sur la Fig.l la construction de la circuiterie de commande employée dans le mode de réalisation de la présente invention. Les premier et second capteurs 1 et 2 cites plus haut sont Ira-s respectivement, aux amplifi- cateurs 3 et 4. Les signaux amplifiés sont envoyés aux dé- tecteurs 5, 6, 7 et 8 o les signaux sont comparés à un niveau Vo + a prédéterminé et au niveau Vo - a prédéterminé. La valeur a est fixée en fonction du efEicfm rcd'aplificrtin des amplificateurs 3 et 4. Comme décrit ci-dessous de façon dé- taillée, la circuiterie de commande comprend en outre les circuits de porte 9, 10, 11, 12, 13 et 14. Les chiffres de référence 15 et 16 désignent des compteurs; 17 un oscillateur et 18 une unité centrale de traitement (CPU), respectivement. Lorsque le club de golf 24, muni de l'aimant 25, est balancé ou swingué devant les deux capteurs 1 et 2, dans la direction indiquée par une flèche sur la Fig.2, tout d'abord le premier capteur 1, puis ensuite le second capteur 2 émettent respectivement des signaux lorsque l'aimant 25 passe sur l'axe central de chaque capteur. Les signaux produits sont amplifiés palr les amplificateurs 3 et 4. La Fig.3 re- presente une forme d'onde Wl du signal qui est amplifiée par l'amplificateur 3 et une forme d'onde 2 du signal amplifiée par l'amplificateur 4. La forme d'onde Wl coupe un niveau de potentiel de référence Vo en C et on peut voir qu'à ce moment C, l'aimant 25 monté sur la tête du club de golf 24 est passé sur l'axe central du capteur 1. La forme d'onde W2 coupe le niveau de potentiel de référence Vo en C' et on peut voir qu'à ce moment C', l'aimant 25 est passé sur l'axe central du capteur 2. En conséquence, la référence To qui indique la longueur de C à C', donne l'intervalle de temps pendant lequel l'aimant 25 s'est déplacé du centre du capteur 1 vers le centre du capteur 2. On sait donc que la vitesse de swing de la tête du club de golf peut être calculée en divi- sant la distance X entre le capteur 1 et le capteur 2 par To. Les analyseurs classiques mesurent le temps en détectant les signaux d'intersection en C et en C'. Ceci provoque toutefois des fausses manoeuvres. Ceci parce qu'un bruit apparait le long du niveau du potentiel de reference Vo et que C et C' ci-dessus sont également les points d'intersection sur le niveau du potentiel de référence Vo. Dans l'analyseur de swing de golf selon la présente invention, la vitesse de swing ou de balancement du club de golf est déterminée en mesurant T1 et T2 a la fois, comme représenté sur la Fig.3. C'est-à-dire que T1 est l'intervalle de temps entre un point A de la forme d'onde Wl1 supérieur de +a au niveau du potentiel de référence Vo et un point A' de la forme d'onde W2, supérieur de +a au niveau du potentiel de référence Vo, tandis que T2 est l'intervalle de temps entre un point B de la forme d'onde Wl qui est inférieur au niveau du potentiel de référence Vo de -a et un point B' de la forme d'onde W2 qui est inférieur au niveau du potentiel de réfé- rence Vo de -a. Les formes d'onde Wl et W2 sont alors égales, To = Tl = T2. Toutefois, l'amplitude de la forme d'onde varie en proportion de la distance entre le capteur et l'aimant 25 qui est passé sur le capteur. Si l'une des distances est plus faible, la forme d'onde du signal de sortie du capteur le plus rapproché est plus grande que celle de l'autre capteur. Au contraire, la forme d'onde du signal de sortie du capteur plus éloigné devient plus petite. La Fig.4 donne une compa- raison entre une grande forme d'onde et une petite forme d'onde. Comme on peut le voir, les points auxquels chaque forme d'onde intersecte le niveau du potentiel de référence Vo sont constants en C, quelle que soit l'amplitude de la forme d'onde. Au contraire, les points A et B varient en fonction de l'amplitude de la forme d'onde. La description & cet égard est faite de façon détaillée en se référant aux Fig.5 (a) et (b) . Le swing ou balancement représenté sur la Fig.5(a) est dirigé dans une direction allant de "l'intérieur vers l'extérieur" et le swing de la Fig. 5(b) est dirigé dans une direction allant "de l'extérieur vers l'intérieur". Si le club de golf est swingué comme représenté sur la Fig. 5 (a), 26378 12 la distance entre le capteur 1 et l'aimant 25 est supérieure à la distance entre le capteur 2 et l'aimant 25, mesurée au moment du passage sur le centre de chacun des capteurs 1 et 2. Par suite, la forme d'onde Wl du signal de sortie du capteur 1 devient inférieure à la forme d'onde W2 du signal de sortie du capteur 2. Comme représenté, l'intervalle de temps Tl entre les points A et A' devient plus long que l'intervalle de temps To au cours duquel le club de golf 24 a coupé effectivement les axes centraux des capteurs 1 et 2. D'autre part, l'intervalle de temps T2 entre les points B et B' devient plus court que l'intervalle de temps To. Tl et T2 varient ainsi en fonction de l'amplitude de chaque forme d'onde, mais il n'y a pas de changement dans la relation suivante: To = (Tl + T2) /2. Par suite, la vitesse exacte du club de golf 24 peut être calculée en divisant la distance entre les capteurs 1 et 2 par (Til + T2)/2. Ceci s'applique également à la direction du swing, telle que représentee sur la Fig.5 (b). Comme indiqué plus haut, T1 et T2 sont tous deux mesu- res, ce qui permet de déterminer si le club de golf a eté swingué correctement dans la direction désirée. Sur les Fig.5(a) et 5 (b), quand T1 est plus grand que T2, ceci indique que le swing est dans la direction allant "de l'intérieur vers l'extérieur" et si T1 est plus petit que T2, ceci indique que le swing est dans la direction allant de "l'intérieur vers l'extérieur". On peut ainsi déterminer le swing correct du club de golf 24 dans la direction désirée en détectant si T1 est égal à T2. Dans la pratique, cette évaluation correcte devrait être faite par 1Tl-T21 moins précise.On peut donc fixer une gamme arbitraire quel- conque en fonction des besoins de la pratique. La gamme admissible du swing allant de "l'intérieur vers l'extérieur", 2637 12 tel que représenté sur la Fig.5 (a), peut être différente de celle du swing allant de "l'extérieur vers l'intérieur", comme représenté sur la Fig.5 (b). De plus, les angles de déviation peuvent être calculés en se basant sur T1 et T2. T1 et T2 correspondent, respectivement, à la valeur obtenue en divisant les valeurs des compteurs 15 et 16 par la fréquence d'oscillation de l'oscillateur 17. Par suite, on peut aussi juger si le club de golf 24 a été swingué correctement dans la direction désirée en déterminant si les valeurs comptées 10.sont supérieures ou inférieures à une valeur prédéterminée. Le moyen d'obtenir T1 et T2 va être maintenant décrit en se référant aux Fig. 1, 2 et 3. Tout d'abord, le signal de sortie du capteur 1 est amplifié par l'amplificateur 3, comme décrit plus haut. Le détecteur 5 détecte si la forme d'onde Wl du signal amplifié venant du capteur 1 est plus grande que Vo + a, tandis que le détecteur 6 détecte si la même forme d'onde 1Wl1 est plus grande que Vo - a. De même, le détecteur 7 détecte si la forme d'onde W2 du signal amplifié watt dlC r 2 est plus grande que Vo + a, et le détecteur 8 détecte si la même forme d'onde W2 est plus grande que Vo - a. Dans la forme de réalisation, la sortie de chaque détecteur 5, 6, 7 et 8 est récglée au niveau "haut" et, par exemple, l'une des entrées du circuit de porte 9 est normalement au niveau "haut" lors- qu'elle est riao= au détecteur 5. L'autre entrée du circuit de porte 9 est reliée a une zie 01 de l'uté uaale d tritmit CPU 18 et est réglée au niveau "bas". La sortie du circuit de porte 9 est normalement au niveau "haut" et, par suite, une borne de remise à zéro 15a du compteur 15 est également au niveau "haut" et à l'état de remise a zéro. De même, la sortie du circuit de porte 10 est au niveau "haut" lorsqu'une sortie 02 de I'unité centrale de 1triNtmfeJ 18 et 18 O au niveau "bas". En conséquence, le circuit de porte 11 produit des signaux d'impulsion correspondant au nombre de signaux d'impulsion de l'oscilateur 17. L'une des entrées du circuit 26378 12 de porte 12 est re.liée à une sortie 03 de l'unité centrale CPU 18 qui est normalement au niveau "haut" et les signaux d'impulsion de sortie du circuit de porte 12 sont envoyés a une entrée 15b du compteur 15. Toutefois, lorsque le compteur 15 reçoit les signaux d'impulsion, le compteur-15 est à l'état de remise à zéro et ne compte pas le nombre d'impulsions. De même, une borne de remise à zéro 16a du compteur 16 est au niveau "haut" à l'état de remise à zéro et le compteur 16 ne compte pas le nombre d'impulsions appliqué. Dans ce cas, lorsque l'aimant 25 est passé sur le capteur 1, le cap- teur 1 émet un signal qui doit être amplifié par l'amplifi- cateur 3. Au point A1 de la forme d'onde Wl du signal amplifié qui se trouve au delà de Vo + a, la sortie du détecteur 5 passe au niveau "bas". En réponse à cela, l'unité centrale CPU 18 détecte la variation de son entrée Il et sa sortie 0l passe au niveau "haut". La forme d'onde Wl tombe ensuite au dessous de Vo + a au point A, et la sortie du détecteur 5 revient au niveau "haut". Par suite, la sortie du circuit de porte 9 passe au niveau "bas", la borne de remise à zéro 15a du compteur 15 passe au niveau "bas", l'état de remise à zéro est libéré et le compteur 15 commence le comptage. Au point B de la forme d'onde Wl qui tombe au dessous de Vo - a, la sortie du détecteur 6 passe au niveau "bas", et l'état de remise à zéro est libéré et le compteur 16 commence également à compter. Lorsque l'aimant 25 est passé sur le capteur 2, le cap- teur 2 émet un signal qui doit être amplifié par l'amplifi- cateur 4. Quand le point A1 de la forme d'onde W2 passe au delà de Vo + a, la sortie du détecteur 7 passe au niveau "bas". L'unité centrale de traitement CreU détecte oette variatin par son entrée I2 et provoque le passage de sa sortie 02 sur le niveau "haut". A ce moment, au point A' de la même forme d'onde W2 elle passe au dessous de Vo + a, et la sortie du détecteur 7 revient au niveau "haut". Par suite, la sortie du circuit de porte 10 passe au niveau "bas", la sortie du cir- cuit de porte Il passe au niveau "haut", et l'alimentation des signaux d'impulsion à l'entrée 15b du compteur 15 cesse. Le compteur 15 cesse donc le comptage. De même, quand le point B' de la forme d'onde W2 passe au dessous de Vo - a, la sortie du détecteur 8 passe au niveau "bas", et la sortie du circuit de porte 13 passe au niveau "haut". Par suite, le compteur 16 cesse le comptage lorsque l'alimentation des si- gnaux d'impulsion à une entrée 18B du compteur 16 est inter- rompue. Ainsi, le compteur 15 commence le comptage au point A de la forme d'onde W1 et cesse le comptage au point A' de la forme d'onde W2. On peut par suite obtenir T1 en divisant les comptables du compteur 15 par le nombre d'oscillations de l'oscillateur 17. On obtient T2 en divisant les comptages du compteur 16 par le nombre d'oscillations de l'oscillateur 17. DMS Osoe torme de réalisation, les compteurs 15 et 16 sont montés separément à l'extérieur et en supplément de l'unité centrale 18, et les bornes de débordement 15c et 16c des compteurs s.t r a.us respectivement aux bornes d'entrée 13 C l'Uiitâ uúal-e d tir-ît CPU 18. L'unité centrale CPU 18 est adaptée pour lire les cactages des compteurs respectifs 15 et 16 en envoyant les impulsions de sa sortie 03 aux compteurs et 16. En supposant un débordement du compteur 15 du aux impulsions de nl venant de la sortie 03 et un débordement du compteur 16 par les impulsions de n2, et si les compteurs 15 et 16 ont nombre maximal de comptage N (de zéro jusqu'au débordement), il s'ensuit que le nombre de comptages du compteur 15 est N - rnl et que le nombre de comptages du 30..compteur 16 est N - n2. De plus, les bornE d'entrée et de sortie "I01", "I02", "I03" et "I04" de l'unité centrale 18 sont raccordées, respec- tivement aux signaux de déclenchement de remise & zéro et aux signaux d'arrêt de comptage des compteurs 15 et 16. Dans cet agencement, les bornes respectives "i01", "102", "103" et "i04" passent au niveau "bas" lorsque ces signaux de dé- clenchement de remise à zéro et les signaux d'arrêt de comptage passent au niveau "bas". Ceci a pour but d'empêcher la remise à zéro accidentelle ou par inadvertance des ccapteurs 15 et 16 avant que l'unité centrale ch t-aitaTit OEU 18 n'ait ach; la to- talité de son traitement. Par exemple, lorsque les capteurs 1 et 2 captent le swing suivant du club de golf 24 avant que l'unité centrale CPU 18 n'ait terminé une série d'opérations de traitement, les compteurs 15 et 16 ne sont pas amenés à l'état de recommencer l'opération de comptage en cours et l'analyseur de swing de golf affiche les résultats de l'ana- lyse, sans provoquer l'interruption des compteurs 15 et 16. L'unité centrale CPU 18 ramène toutes les bornes à l'état initial après avoir terminé complètement les calculs et après l'affichage des résultats sur l'indicateur 19. Dans la pratique, les fonctions du circuit représentées sur la fig.1 peuvent être exécutées au moyen de composants pour circuits existant dans le commerce et connus de l'homme de l'art. De plus, il est possible d'utiliser une unité centrale dans laquelle les fonctions des compteurs sont in- cluses et, dans ce cas, aucun compteur n'est à prévoir sépa- rément et en plus de cette unité centrale. Evidemment, de nombreuses modifications et variations de la présente inven- tion sont possibles à la lumière des enseignements qui pré- cèdent. Il est par suite entendu que, dans le cadre des revendications annexées, l'invention peut être mise en pratique autrement que de la façon décrite expressément. REVENDICATIONS 1. Un analyseur de swing de golf comprenant: au moins deux moyens formant capteur (1,2) disposés hori- zontalement à une certaine distance l'un de l'autre, pour dé- tecter le mouvement de swing diun club de golf, des premiers moyens de détection (5,7) adaptés pour recevoir des signaux de sortie desdits deux moyens formant capteur (1,2) pour détecter si les signaux de sortie sont supérieurs ou inférieurs à un niveau de potentiel de référence Vo plus une valeur a prédeterminée, des seconds moyens de détection (6,8) adaptés pour recevoir des signaux de sortie desdits deux moyens formant capteur (1,2) pour détecter si les signaux de sortie sont supérieurs ou inférieurs a un niveau de potentiel de référence Vo moins une ij valeur a prédéterminée, un premier compteur t15) adapté pour recevoir des signaux d'impulsion en réponse aux signaux de sortie détectés au-delà du niveau "Vo + a", afin de mesurer un intervalle de temps T1 indiquant le mouvement du club de golf, - un second compteur (16; adapté pour recevoir des signaux d'impulsion en réponse aux signaux de sortie détectés au-delà du niveau "Vo - a" afin de mesurer un intervalle de temps T2 indiquant le mouvement du club de golf, des moyens de comparaison (18) pour effectuer une camparaison entre la valeur du premier compteur (15) et la valeur du se- cond compteur (16). 2. Un analyseur de swing de golf selon la revendica- tion 1, dans lequel lesdits moyens de comparaison.(18> S- cai- titués par unité centrale de traitement qui calcule la vi- tesse du swing d'un club de golf en divisant une distance entre le premier et le second capteur (1,2) par (Tl + T2)/2. 3. Un analyseur de swing de golf selon la revendica- tion 2, dans lequel les capteurs (1,2) sont des capteurs magnéti- ques et dans lequel un aimant permanent (25) est fixé sur la partie formant tête du club de golf (24). 4. Un analyseur de swing de golf selon la revendica- tion 3, dans lequel l'unité centrale de traitement CPU opare T. et T2 pour calculer la déviation du club de golf par rapport à sa direction normale et désirée. 5. Un analyseur de swing de golf selon la revendica- tion 4, dans lequel deux capteurs sont prévus, et dans lequel la distance entre les capteurs n'est pas inférieure à 3 cm et supérieure à 12 cm.