[发明专利]包括可变形电磁线圈结构的运动设备的弹性可变形物品

说明书

本发明的实施方式总体上涉及运动设备的弹性可变形物品，诸如例如充气球，并且更具体地涉及包括环绕运动设备的物品内的曲面布置的至少一个可变形电磁线圈结构的运动设备的弹性可变形物品。

背景技术

当电导体(诸如例如铜线)被缠绕以创建电感元件或电磁元件时形成了电磁线圈(或简单地，线圈)。因此线还可以缠绕磁芯或外形。线的一圈可以被称为一匝，并且线圈包括一个或更多个匝。用作电感器的线圈作为将能量存储在它的磁场中的无源二端电部件广泛分布在电子电路中。例如，线圈可以被用于实现变压器以用于在不移动零件的情况下通过电感耦合将能量从一个电路转移到另一电路。并且，线圈可以被用来构建包括电感器和电容器的串联和/或并联布置的谐振电路。在一些应用中，线圈还可以用作用于诸如例如在射频识别(RFID)或相似应用中检测电磁场的天线或类似天线的元件。

在这些应用之一中，例如，提出了利用电磁场和/或信号来检测运动比赛物体(诸如球或冰球)通过检测平面(例如球门平面)的转变。在如例如英式足球或足球的一些球类运动中，讨论了自动球门检测系统的使用以便避免人的错误决定。因此，所称的球门线技术是能够确定球何时已越过球门线从而帮助裁判员呼叫进球与否的技术。存在用于确定球的精确位置或定位的各种另选的方法，诸如基于视频的系统或基于电磁场的系统。在基于电磁场的系统中，运动物体(诸如球)可以被装配有用于发送和/或接收和/或反射电磁信号的电子电路。对于这些电磁方法需要电子部件在球内部，其中，电子装置的尺寸可以根据它的功能性和使用频率范围而不同。例如，对于小和中等大小的系统可以将电子装置安装在球的中心内。对于需要更多面积和体积的球门检测系统，如例如对于使用亚MHz范围内的磁场的系统，可以在球的圆周上安装所需要的环形天线和/或另外的电子部件。

为了实现可能旋转不变的检测特性，一个球门检测系统提出将三个正交地放置的线圈或环形天线安装在运动物体(例如，球)内或安装在该运动物体上，以用于发射或反射电磁场的至少一部分。由于线圈的该正交布置，球的旋转位置仅对电磁发射或反射特性有较小影响，因为理论上三个正交环形天线总是相当于一个有效的环形天线，其有效的开口表面与来自安装在球门处或附近的发射机的入射磁场垂直。也就是说，有效的开口表面的法向与磁场向量基本上平行。

为了球门检测系统的正确运行(即高精度)，球或冰球的电磁特性是决定性准则。在一个示例性球门检测系统800(见图8a)中，可以借助于围绕球门框架802的载流导体来产生磁场所产生的磁场因此与由球门框架802限定的检测平面804垂直。该模拟磁场被球806反射，其中，反射信号应该产生与模拟场相同的方向向量(由于具有相移的球电子装置)。反射信号的几何准确性直接影响测量结果，并且因此，影响进球判定的准确性。

检测系统800基于球806中的三个正交线圈808-1、808-2和808-3(见图8b)。线圈808-1、808-2和808-3中的每一个可以包括多个匝，该多个匝例如可以被插入在球胆与球壳或球盖中间。为了避免球壳中的任何不规则性，所插入的线圈808-1、808-2和808-3在球胆与球壳(即，球盖)之间应该是非常平坦的。因此，应该沿着球806的圆周可能并排布置线圈的绕组或匝。

装配有更多个或一个线圈或环形天线(具体地布置在它的圆周上)的运动设备或比赛设备(诸如球)的物品的制造是相对麻烦的。此外，线圈在球内或环绕球的精确定位是决定性的。例如，期望提供至少一个线圈或环形天线可以如何被设计并且它可以如何被集成到运动设备的物品中以便例如在来自选手的击中或相对于障碍物(诸如球门框架)的射门时经受运动设备的可变形物品的机械和/或弹性变形的构思。

发明内容

为了基于电磁场的球门检测系统的最好系统性能，优选地三个基本上相互正交的环形天线或电磁线圈可以被集成到运动设备的物品中，该物品根据一些实施方式可以是空气充气球，诸如英式足球。通常这样的空气充气球(例如足球或手球)包括至少外球盖(即，球壳)和在所述球盖下面的内球胆。还能够在所述盖与所述球胆之间添加附加的材料以保护所述球胆免于外部冲击，如例如滚压等。尽管本发明的实施方式也适用于除球以外的比赛设备，但是将主要相对于空气充气球对本发明的原理进行说明。