桌面网球球拍上的压电排列列传感系统用于击中和旋转测量

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 运动技术技术 运动技术
• 传感器工程 传感器工程

背景情况:

• 运动监控的可穿戴传感系统面临由于信号通道数量的硬件限制.
• 增加传感器密度可以提高准确性,但会显著增加系统的复杂性和成本.

研究的目的:

• 提出和验证一条行列传感方法用于乒乓球冲击监测.
• 为了减少可穿戴传感系统中所需的信号通路的数量,而不会影响空间准确性.
• 通过对冲击应力分布的分析来检测球旋转.

主要方法:

• 一个行列传感架构,使用直角轴上的单条纹压电聚乙烯化物 (PVDF) 柔性传感器.
• 球拍撞击位置的分解成行和列的坐标.
• 通过结合行和列信号来分析确定击中位置.
• 分析差异的行和列信号模式,以检测指示球旋转的内平面和外平面旋转.

主要成果:

• 一个5x5传感器布局减少了信号通路从25到10,保持空间准确性.
• 该方法成功地确定了乒乓球球拍上的冲击位置.
• 截获了与内平面和外平面旋转相对应的明显信号模式,使球旋转检测成为可能.
• 证明了提高乒乓球训练,裁判和表现分析的潜力.

结论:

• 拟议的行列传感方法有效地减少了可穿戴系统中的硬件复杂性.
• 这种方法提供了高空间分辨率,并使得像球旋转检测这样的高级指标成为可能.
• 该技术广泛适用于其他运动和可穿戴设备,这些设备需要高分辨率的传感器,频道数量最小.