Упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря с деформируемой структурой электромагнитных катушек



Упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря с деформируемой структурой электромагнитных катушек
Упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря с деформируемой структурой электромагнитных катушек
Упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря с деформируемой структурой электромагнитных катушек
Упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря с деформируемой структурой электромагнитных катушек

 


Владельцы патента RU 2615268:

ФРАУНХОФЕР-ГЕЗЕЛЬШАФТ ЦУР ФОРДЕРУНГ ДЕР АНГЕВАНДТЕН ФОРШУНГ Е.В. (DE)

Примеры исполнения относятся к концепции для упругодеформируемого предмета (300) спортивного инвентаря, в частности мяча, со следующими признаками: по меньшей мере одна деформируемая структура (200) электромагнитных катушек, которая расположена вокруг искривленной поверхности (202) внутри предмета (300) спортивного инвентаря, причем указанная по меньшей мере одна деформируемая структура (200) электромагнитных катушек намотана в форме спирали вокруг проходящей в окружном направлении и искривленной в соответствии с окружной поверхностью (202) оси (208) для создания резерва удлинения, который согласован с максимальной упругой деформацией предмета (300) спортивного инвентаря. Обеспечивается возможность выдерживать упругие деформации мяча. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Формы исполнения настоящего изобретения относятся в общем к упругодеформируемым предметам спортивного инвентаря или устройствам для игр, например, надувным мячам, и, точнее, к упругодеформируемым предметам спортивного инвентаря, которые содержат по меньшей мере одну деформируемую структуру катушек, которая расположена вокруг искривленной поверхности внутри предмета спортивного инвентаря.

Электромагнитная катушка, или просто катушка, выполняется при намотке электрического проводника, например, медного провода с целью создания индуктивного или электромагнитного элемента. При этом провод может быть обмотан вокруг сердечника или формы. Проволочная петля может быть названа витком и катушка содержит один или несколько витков. Катушки, которые служат в качестве индукторов или катушек индуктивности, широко распространены в электронных схемах в качестве пассивных электрических компонентов с двумя присоединениями, накапливающих энергию в своем магнитном поле. Катушки могут использоваться, например, для сооружения трансформаторов, с помощью которых передачу энергии от одной электрической схемы к другой осуществляют посредством индуктивной связи без использования подвижных частей. Кроме того, катушки можно использовать для создания резонансных контуров, которые содержат последовательно или параллельно включенные конструкции индукторов и конденсаторов. В некоторых случаях использования катушки могут служить также в качестве антенн или подобных антеннам элементов для определения электромагнитных полей, например, при идентификации с помощью электромагнитных волн (Radio Frequency Identification, RFID) или в схожих случаях использования.

Для одного такого использования предлагается, например, определение прохождения подвижного игрового объекта, например мяча или шайбы, через плоскость распознавания (например, линию ворот) с использованием электромагнитных полей и/или сигналов. При некоторых видах спортивных игр с мячом, например футболе (Soccer или Football), обсуждают использование автоматических систем распознавания поражения ворот во избежание принятия человеком ошибочного решения. Так называемая техника линии ворот (Goal Line Technology) является при этом техникой, которая может определить, когда мяч пересек линию ворот, и поддерживает арбитра при принятии решения о том, состоялся ли гол или нет. Существуют различные альтернативные способы для определения точной позиции или места, где точно находится мяч, например, базирующиеся на видео системы или системы, базирующиеся на электромагнитном поле. В случае системы, базирующейся на электромагнитном поле, подвижный объект, например мяч, может быть оснащен электронной схемой для передачи и/или приема и/или отражения электромагнитных сигналов. Для случаев использования таких электромагнитных систем необходимы электронные компоненты внутри мяча, причем размер электроники может быть различным в зависимости от ее функциональности и используемого диапазона частот. При малых и средних системах электроника может быть установлена, например, в центре мяча. В случае систем определения поражения ворот, которые требует больше места и объема, например, при системах, которые используют магнитные поля в суб-МГц-диапазоне, необходимые петлевые или шлейфовые антенны и/или другие электронные компоненты могут быть смонтированы по периметру мяча.

Для достижения свойств распознавания, которые по возможности не зависят от вращения, для системы распознавания поражения ворот предлагают установку ортогонально расположенных катушек или шлейфовых антенн в подвижный объект или на этот подвижный объект, например мяч, с целью эмитирования или отражения по меньшей мере одной части электромагнитного поля. На основании такого ортогонального расположения катушек положение мяча при вращении оказывает лишь незначительное влияние на электромагнитные свойства излучения или отражения, так как три ортогональных петлевых антенны теоретически создают одну эффективную шлейфовую антенну, эффективная поверхность раскрыва которой расположена перпендикулярно входящему магнитному полю, которое исходит от передатчика, который установлен на воротах или вблизи них. Это означает, что нормаль эффективной поверхности раскрыва эффективной шлейфовой антенны в основном параллельна вектору магнитного поля.

Для корректной работы, то есть высокой точности систем распознавания поражения ворот, решающее значение имеют электромагнитные свойства мяча или шайбы. В одном примере для системы распознавания поражения ворот магнитное поле может вырабатываться с помощью проводящего ток проводника, который проходит вокруг рамы ворот. При этом выработанное магнитное поле перпендикулярно плоскости распознавания, определяемой рамой ворот. Это стимулирующее магнитное поле отражается от мяча, причем отраженный сигнал должен вырабатывать тот же вектор направления, что и стимулирующее поле (на основании электроники мяча со сдвигом фаз). При этом геометрическая точность отраженного сигнала оказывает непосредственное влияние на результат измерения и, тем самым, точность решения о поражении ворот.

Система распознавания базируются на трех ортогональных, расположенных в мяче катушках. Каждая из катушек может содержать большое количество обмоток, которые введены, например, между камерой мяча и наружной оболочкой или материалом покрытия мяча. Для достижения соразмерного качества резонансной катушки в мяче диаметр катушки (катушек) должен быть как можно больше, что означает, что катушка (катушки) должен (должны) быть встроены в материал покрытия мяча или установлены ниже материала покрытия мяча.

Вследствие упругости материала покрытия мяча, который может состоять, например, из нескольких кусков кожи, все импульсы силы, которые воздействуют снаружи на мяч, могут, однако, передаваться непосредственно на катушку в мяче. Во избежание разрушения катушки вследствие воздействия такого импульса силы сама катушка должна быть упругой. Известно введение катушек с электрическими проводниками по типу меандра в мяч, так что продольная ось катушки (катушек) может быть соответственно удлинена в окружном направлении. Вследствие постоянной нагрузки на катушку в углах расположенного в форме меандра проводника возникают усталостные изломы еще до завершения необходимого срока использования. Примеры мест изломов, которые можно отнести к усталостным изломам структуры катушки, схематически изображены на фиг. 1.

Таким образом, существует потребность в улучшенной концепции для размещения одной или более катушек в мяче или в общем в предметах спортивного инвентаря.

Для наилучшей производительности системы базирующейся на электромагнитном поле системы распознавания поражения ворот в предмет спортивного инвентаря или в игровое устройство предпочтительно три в основном ортогональных по отношению друг к другу петлевых антенны или электромагнитные катушки могут быть встроены в предмет спортивного инвентаря или в игровое устройство, в случае которых в соответствии с некоторыми формами исполнения речь может идти о надуваемом воздухом мяче, например футбольном мяче. В обычном случае такой надуваемый воздухом мяч, например футбольный мяч или ручной мяч, содержит по меньшей мере один материал покрытия или оболочку мяча, то есть наружную оболочку мяча, и одну внутреннюю камеру мяча под наружной оболочкой. Возможно также размещение дополнительного материала между наружной оболочкой и камерой с целью защиты камеры от воздействия извне, например, проколов или т.п. Несмотря на то что формы исполнения настоящего изобретения могут применяться также для игрового оснащения, при котором речь идет не о мячах, основы настоящего изобретения поясняются в первую очередь со ссылкой на надувные мячи.

Отраженный электромагнитный сигнал от встроенных шлейфовых антенн или катушек в мяче зависит от размера или диаметра по меньшей мере одной шлейфовой антенны в мяче. Это означает, что чем больше диаметр шлейфа, тем больше сила отраженного сигнала и тем лучше процент распознавания базирующейся на электромагнитном поле системы определения поражения ворот. Для достижения по возможности максимального диаметра шлейфовой антенны по этой причине по меньшей мере одна шлейфовая антенна в мяче должна быть согласована с наружной формой мяча. Это может быть осуществлено путем размещения одной шлейфовой антенны в форме электромагнитной катушки непосредственно под наружной оболочкой мяча, между наружной оболочкой и камерой или дополнительной защитной тканью или внутри камеры мяча с примыканием к внутренней стенке камеры. При этом, однако, упругая деформация мяча, который содержит наружную оболочку и камеру, может передаваться непосредственно на встроенные электромагнитные катушки. Без принятия контрмер возможно повреждение катушек в случае упругой деформации мяча.

Тем самым, формы исполнения настоящего изобретения нацелены на предоставление катушек, которые способы выдерживать упругие деформации мяча и в целом предметов спортивного инвентаря или могут быть согласованы с ними. С этой целью по меньшей мере одна структура электромагнитных катушек, встроенная в упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря, выполнена таким образом, что структура электромагнитных катушек имеет резерв удлинения (буфер растяжения) который (или который) предпочтительно соответствует максимальному упругой деформации предмета спортивного инвентаря. При этом резерв удлинения может лежать в диапазоне, например, от 5% до 30% «нормальной» длины.

В соответствии с первым аспектом формы исполнения предусматривают упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря, который содержит по меньшей мере одну деформируемую структуру катушки, которая расположена вокруг искривленной поверхности внутри предмета спортивного инвентаря, причем по меньшей мере одна часть структуры электромагнитных катушек содержит одну трехмерную пространственную кривую с одной неисчезающей геометрической обмоткой (или скручиванием) (аналогично спиральному кабелю) для создания резерва удлинения, который соответствует максимальной упругой деформации предмета спортивного инвентаря или соотносится с ней. При этом обмотка или скручивание пространственной кривой является мерой того, насколько сильно пространственная кривая отклоняется от плоского прохождения. Вместе искривление и виток пространственной кривой аналогичны искривлению плоской кривой. Обмотка вместе с искривлением описывают локальную характеристику пространственной кривой.

Таким образом, формы исполнения предлагают более равномерное распределение механической нагрузки на всех участках электрического проводника структуры катушки в предмете спортивного инвентаря. Для этого при некоторых формах исполнения обычная двухмерная структура меандра может быть расширена третьим измерением, в результате чего возникает имеющая в окружном направлении форму спирали или винта форма катушки или по меньшей мере ее части.

Искривленная поверхность внутри предмета спортивного инвентаря может иметь в недеформированном или в не претерпевшем деформацию состоянии предмета сферическую поверхность с окружностью, причем длина (в окружном направлении) по меньшей мере одного спирально намотанной обмотки структуры катушки при некоторых формах исполнения может быть больше периметра, чтобы обеспечить резерв удлинения в окружном направлении. Резерв удлинения может лежать в диапазоне от 5% до 30% периметра.

В случае искривленной поверхности речь может идти о внутренней или наружной поверхности наружной оболочки камеры мяча. Это означает, что некоторые формы исполнения настоящего изобретения предлагают встраивание в предмет спортивного инвентаря электромагнитных катушек, которые могут иметь предпочтительно больший периметр, нежели сам предмет спортивного инвентаря. Это может быть достигнуто за счет того, что катушке придают форму трехмерной пространственной кривой с неисчезающим скручиванием и кривизной, то есть что она наматывается в форме спирали или винтовой линии вокруг оси, проходящей в окружном направлении и искривленной в соответствии с искривленной поверхностью, аналогично спиральному кабелю. При этом речь может идти также исключительно о воображаемой оси.

То есть в формах исполнения электрический проводник по меньшей мере одной структуры электромагнитных катушек может быть расположен в основном в форме спирали вдоль круговой траектории или проходить вокруг искривленной поверхности. При этом круговая траектория может образовываться сама путем сечения плоскости через центр искривленной, точнее, сферической поверхности и искривленной или сферической поверхности, в результате чего на сферической поверхности получают окружность, которая имеет тот же периметр, что и сферическая поверхность.

Если теперь деформирующая сила действует в продольном направлении (то есть вдоль окружного направления) трехмерной, имеющей форму спирали катушки с неисчезающим геометрическим скручиванием и искривлением, как, например, спирали или винтовой линии, то изгибающий момент, который ранее действовал лишь на углах двухмерного, имеющего форму меандра проводника, может быть преобразован в механическое скручивание, которое может быть равномерно распределено по всем точкам электрического проводника по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитной катушки. В этом случае ход или градиент трехмерно искривленной электромагнитной катушки с неисчезающим скручиванием и искривлением и использующийся материал могут быть предпочтительно согласованы между собой таким образом, что возникающее максимальное скручивание никогда не бывает больше диапазона упругости электрического проводника катушки. До момента выхода за пределы диапазона упругости катушка может рассматриваться в некотором роде как бесконечно долговечной. Это могло бы решить техническую проблему преждевременного отказа катушки.

Таким образом, существуют формы исполнения, которые предлагают намотку электрического проводника структуры катушки с неисчезающими градиентами (в окружном направлении) вокруг поверхности оболочки искривленных в соответствии с искривленной или сферической поверхностью цилиндра или трубы, которые проходят по одному пути окружности в основном сферической поверхности внутри предмета спортивного инвентаря. Можно также сказать, что катушку наматывают в форме спирали вокруг кольцевого сердечника. Для изготовления таких катушек в форме спирали или винта существует возможность намотки их электрического проводника вокруг имеющего форму кольцевого сердечника упругого сердечника, который может содержать, например, материал типа каучука или резины, или выработки полой спирали или полой винтовой линии. Соответствующий дизайн зависит от механических средств электрического проводника.

Как уже говорилось, формы исполнения не ограничиваются строго мячами из спортивного инвентаря. В общем случае под предметом спортивного инвентаря может пониматься любой подвижный объект или любое подвижное оснащение. Поэтому в контексте этого описания в качестве предмета спортивного инвентаря можно понимать также хоккейную шайбу. То есть предмет спортивного инвентаря может относиться к группе футбола, мячу для американского футбола, мячу для регби, баскетбольному мячу, ручному мячу, волейбольному мячу, теннисному мячу, бильярдному шару, шару для боулинга или шайбе. Следует понимать, что этот список примеров не является исчерпывающим. Основы настоящего изобретения могут быть перенесены также на другие предметы спортивного инвентаря или оснащение для игр.

По меньшей мере одна структура электромагнитной катушки может содержать по меньшей мере одну обмотку электромагнитной катушки или шлейфовой антенны, которая (в форме спирали) проходит по пути окружности (то есть вдоль периметра) вдоль искривленной или сферической поверхности. Другими словами, по меньшей мере одна обмотка электромагнитной катушки или шлейфовой антенны может проходить в форме спирали вокруг воображаемого или действительно присутствующего (упругого) кольцевого сердечника вокруг искривленной или сферической поверхности. Типичным образом структура электромагнитной катушки содержит более одной катушки. В одной предпочтительной форме исполнения структура электромагнитных катушек содержит по меньшей мере три электромагнитных катушки, которые расположены перпендикулярно друг другу или ортогонально друг другу вокруг периметра искривленной поверхности внутри предмета спортивного инвентаря, то есть мяча. Точнее говоря, в некоторых формах исполнения три спирально намотанных электромагнитных катушки могут располагаться на одной сферической поверхности в предмете спортивного инвентаря, например между камерой мяча или наружной оболочкой меча или покровного материала мяча.

Так как катушки содержат типичным образом проводящий электричество материал, такой как медь, серебро или алюминий, упругость проводящего материала по себе существенно ниже упругости оболочки мяча, камеры мяча или проложенной между ними защитной ткани. С другой стороны, жесткость катушек противодействует деформации мяча и на динамическую характеристику мяча может оказываться существенное влияние. По этой причине некоторые формы исполнения предлагают спиральный образец обмотки по меньшей мере одной структуры катушек. Это означает, что длина по меньшей мере одной обмотки структуры катушек больше периметра сферической структуры и за счет этого можно добиться намотки электрического проводника катушки вокруг искривленно проходящей в окружном направлении (воображаемой) трубы, то есть (участка) кольцевого сердечника. Это означает, что электрический проводник по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитных катушек может располагаться (по меньшей мере на участках) в трехмерном спиральном или винтовом образце с прохождением вокруг искривленной поверхности предмета спортивного инвентаря. При этом винтовая линия обмотана вокруг одной (воображаемой) поверхности оболочки одного (воображаемого) цилиндра, который содержит искривленную продольную ось (обозначается также как кольцевой сердечник или участок кольцевого сердечника), которая простирается в окружном направлении вокруг искривленной или сферической поверхности.

При некоторых формах исполнения может быть предпочтительным подпирание по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитных катушек с помощью упругого и/или гибкого несущего или запрессованного материала, чтобы обеспечить лучшее подпирание спиральной формы структуры катушки в оснащении для игр. Такая конструкция, которая содействует защите спирально обмотанной катушки от радиального растяжения, например, в результате нормального давления воздуха в спортивном объекте, может быть расположена внутри внутренней камеры или между внутренней камерой и наружным покровным материала спортивного объекта. За счет этого упругий и/или гибкой несущий или запрессованный материал, в случае которого речь может идти о резине или схожем материале, предпочтительно является достаточно жестким для сохранения свой формы или геометрии при нормальном давлении воздуха надуваемого воздухом мяча, однако является также достаточно гибким для передачи, например, сжатия мяча, которое обусловлено ударом по мячу или ударом мяча в створ рамы ворот.

Альтернативно к этому один или более (параллельных) электрических проводников структуры электромагнитных катушек может содержать один первый участок, который намотан с первым спиральным направлением (например, с правым ходом), и один второй участок, который наматывается со вторым, например, противоположным спиральным направлением (например, с левым ходом). При этом возможно параллельное наматывание большого количества параллельных проводников в соответствующем спиральном направлении, в основном параллельно. Первое и второе спиральные направления могут привести к по меньшей мере одному пересечению между первым и вторым участками по меньшей мере одного электрического проводника. Иначе говоря, первый и второй участки по меньшей мере одного проводника можно наматывать в противоположных направлениях, например по часовой стрелке или против часовой стрелки, вокруг поверхности оболочки (воображаемого) искривленного цилиндра или искривленной трубы. Далее, первый и второй участок проводника могут быть скручены, сплетены или заплетены. Таким образом, одна катушка может содержать, например, большое количество сплетенных проводников (жгут проводников), например медных проводов. Это также может способствовать приданию структуре катушек большей стабильности.

При других формах исполнения настоящего изобретения резерв удлинения структуры электромагнитных катушек может быть достигнут, кроме того, за счет использования упругих электрических проводников, так что упругие или растягиваемые проводники действуют со своей стороны как резиновые ленты, которые расположение вокруг искривленной или сферической поверхности внутри предмета спортивного инвентаря. Такие упругие проводники могут быть выполнены как серебряные проводники из нанопроволоки или углеродные нанотрубки для создания растягиваемых или удлиняемых электромагнитных катушек для структуры электромагнитных катушек. Кроме того, эти упругие проводники можно располагать на растягиваемой подложке для улучшения свойств поддержи и направления гибких катушек.

Как уже пояснялось ниже, в случае предмета спортивного инвентаря речь может идти о надувном мяче с камерой мяча и покровным материалом или наружным покрытием мяча, причем в нескольких формах исполнения между камерой мяча и оболочкой мяча расположена, по меньшей мере, одна деформируемая структура электромагнитных катушек. В других формах исполнения по меньшей мере одна деформируемая структура электромагнитных катушек может быть расположена также внутри камеры мяча или ниже поверхности камеры мяча. В некоторых формах исполнения возможно даже расположение по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитных катушек на наружной поверхности оболочки мяча.

Опционально предмет спортивного инвентаря может содержать устройство для определения одной позиции по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитных катушек на искривленной поверхности ниже покровного материала предмета спортивного инвентаря. В некоторых формах исполнения может быть реализовано устройство для определения посредством использования швов/нитей в покровном материале меча или с помощью специальных крепежных язычков, которые могут быть расположены на по возможности равномерных расстояниях вокруг искривленной поверхности. В соответствии с некоторыми формами исполнения крепежные язычки могут быть прилипающими. В других формах исполнения электромагнитная структура катушек может быть также приклеена к искривленной поверхности внутри предмета спортивного инвентаря (например, камеры мяча). Для этого в некоторых формах исполнения используют двухстороннюю клейку ленту. Одной стороной ленту приклеивают к камере, а к другой стороне на укрепленную ленту можно приклеивать структуру катушек.

В некоторых формах исполнения может быть предпочтительным встраивание в предмет спортивного инвентаря нескольких электрических компонентов совместно с по меньшей мере одной катушкой в виде единого блока. Например, возможно встраивание емкостных или резистивных компонентов вместе со структурой катушек для внедрения одной или более резонансных схем в предмет спортивного инвентаря. Это означает, что в некоторых формах исполнения упругодеформируемый предмет спортивного инвентаря может содержать по меньшей мере один емкостной элемент, соединенный с по меньшей мере одной структурой электромагнитных катушек, с целью создания резонансной схемы для заранее заданной частоты или заранее заданного частотного диапазона. Например, частотный диапазон может лежать в суб-МГц-диапазоне, то есть в диапазоне от 10 кГц до 150 кГц. Это может быть особо интересно для концепций сопряжения по обратному рассеянию, причем смонтированные на воротах антенны могут индуктивно связываться с помощью обратного рассеяния с одной или несколькими катушками в мяче. При этом обратное рассеяние (индуктивная связь) использует электромагнитную мощность, которая излучается передатчиком с целью возбуждения электроники в мяче. В существенной мере мяч может отражать часть излученной мощности, однако происходит изменение некоторых из характеристик и тем самым может быть произведена обратная передача информации на передатчик.

В некоторых формах исполнения в покрывной материал предмета спортивного инвентаря или в одну область покрывного материала может быть встроен по меньшей мере один емкостной элемент, как, например, отдельные кожаные лоскуты. В других формах исполнения емкостной элемент может располагаться вблизи взаимодействующей с ним катушкой, по возможности на той же подложке, что и катушка. Это может обеспечить эффективный процесс изготовления и хорошие резонансные свойства.

В соответствии с одним следующим аспектом настоящего изобретения создается способ для изготовления упругодеформируемого предмета спортивного инвентаря, в частности надуваемого воздухом мяча, который включает в себя этап расположения по меньшей мере одной деформируемой структуры электромагнитных катушек вокруг искривленной поверхности (например, камеры мяча) внутри предмета спортивного инвентаря, так что структура электромагнитных катушек образует в основном трехмерную, имеющую форму спирали кривую с неисчезающим геометрическим скручиванием и кривизной для создания (в окружном направлении) резерва уплотнения, который согласован с максимальной деформацией предмета спортивного инвентаря.

Таким образом, формы исполнения настоящего изобретения предлагают решение проблемы, связанной по меньшей мере с разработкой катушки и возможного способа ее встраивания в мяч, чтобы выдерживать механические деформации мяча, если игрок ударяет по нему или бьет мячом в створ рамы ворот. Некоторые формы исполнения предлагают катушку с по меньшей мере одной обмоткой, которую наматывают из упругой токопроводящей структуры, которая может быть изготовлена путем намотки одного электрического проводника в форме спирали вокруг упругого сердечника. При этом вокруг сердечника можно параллельно наматывать большое количество проводников, причем намотка большого количества проводников можно производить в ином распределении в одном и том же или противоположных направлениях. В некоторых формах исполнения катушка может образовывать трехмерную полую спираль или винтовую линию. Для стабилизации структуры катушки возможно использование, кроме того, имеющей форму спирали обмотку в противоположном направлении. Это означает, что в то время как имеющая форму спирали обмотка структуры катушки может быть направлена по часовой стрелке, следующая имеющая форму спирали обмотка может быть ориентирована против часовой стрелки. В некоторых формах исполнения уложенные в обоих направлениях намотки проводники могут быть скручены или свиты между собой.

При формах исполнения отдельные электрические проводники на одном конце обмотки соединены с началом обмотки таким образом, что может быть создана одна непрерывная обмотка. Это означает, что по этой причине общее число обмоток одной катушки соответствует числу проводников, умноженному на число обмоток упругого сердечника.

Некоторые формы исполнения устройств и с/или способы описаны ниже на основании исключительно примеров и со ссылкой на сопровождающие фигуры. Фигуры показывают:

Фиг. 1 схематически показывает примеры для мест излома, которые объясняются усталостными изломами имеющей форму меандра структуры катушки;

Фиг. 2а показывает принцип обмотки деформируемой структуры электромагнитной катушки в соответствии с одной формой исполнения, которая расположена вокруг искривленной поверхности внутри предмета спортивного инвентаря;

Фиг. 2b показывает полую спираль, намотанную вокруг упругого сердечника;

Фиг. 2с показывает различные ориентации спирали; и

Фиг. 3 схематически показывает мяч, содержащий одну структуру электромагнитных катушек, которая содержит три спирально намотанные электромагнитные катушки, которые расположены перпендикулярно друг к другу вокруг искривленной поверхности для исполнения в мяче по меньшей мере трех шлейфовых антенн.

Различные примеры исполнения теперь описываются более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, в которых изображены некоторые примеры исполнения. На фигурах размеры толщины линий, слоев и/или регионов с целью повышения наглядности могут быть изображены утрированными.

Несмотря на то что примеры исполнения могут быть модифицированы и изменены различным образом, формы исполнения на фигурах изображены в качестве примера и подробно описаны здесь. Следует указать, однако, на отсутствие намерения ограничения примеров исполнения соответственно раскрытыми формами, более того, примеры исполнения должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, которые лежат в области изобретения. Одни и те же ссылочные обозначения обозначают в общем описании фигур одинаковые или аналогичные элементы.

Следует обратить внимание на то, что элемент, обозначенный как «соединенный» или «связанный» с другим элементом, может быть непосредственно соединен или связан с другим элементом или что могут присутствовать промежуточно расположенные элементы. Если, напротив, элемент обозначается как «непосредственно соединенный» или «непосредственно связанный» с другим элементом, то промежуточно расположенные элементы отсутствуют. Другие понятия, которые используют для описания связи между элементами, должны интерпретироваться аналогичным образом (например, «между» в противовес определению «непосредственно между», «граничащий» в противовес определению «непосредственно граничащий») и т.д.

Используемая здесь терминология служит лишь для описания определенных форм исполнения и не должна ограничивать примеры исполнения. В соответствии с используемым здесь описанием формы единственного числа «один», «одна», «одно» и «он, она, оно» должны содержать также формы множественного числа, если в контексте однозначно не предлагается ничего иного. Далее, следует пояснить, что выражения «охватывает», «охватывающий», «содержит» и/или «содержащий» в соответствии с использованием здесь описанием указывают на наличие названных признаков, целых чисел, этапов, протекание рабочих процессов, элементов и/или компонентов, однако не исключают из этого наличие или добавление одного или более признаков, целых чисел, этапов, протекания рабочего процесса, элементов, компонентов и/или их групп.

Если не дано иного определения, все использующиеся здесь понятия (включая технические и научные понятия) имеют одинаковое значение, которое разъяснит средний специалист в области, относящейся к примеру исполнения. Далее, следует разъяснить, что выражения, например те, которые определены в общих используемых словарях, следует интерпретировать таким образом, словно они имеют значение, которое согласуется с их значением в контексте соответствующей техники, и не следует интерпретировать в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если они здесь недвусмысленно не определены.

Фиг. 2а схематически показывает деформируемую структуру 200 электромагнитных катушек, которая расположена вокруг искривленной поверхности 202 (например, поверхности камеры мяча) внутри предмета спортивного инвентаря. Структура 200 электромагнитных катушек образует трехмерную спиральную кривую 204 с неисчезающим геометрическим скручиванием и кривизной для создания резерва удлинения в окружном направлении 206, которая соответствует по меньшей мере ожидаемой упругой деформации предмета спортивного инвентаря во время игры или согласована с ней.

С помощью конструкции по фиг. 2а, на которой электрический проводник структуры 200 электромагнитной катушки намотан в основном спирально вокруг пути 208 окружности, который проходит вокруг искривленной поверхности 202 и описывает искривленную ось кольцеобразного сердечника вокруг искривленной или сферической поверхности 202, возможно более равномерное распределение механической нагрузки или силы в результате упругой деформации предмета спортивного инвентаря, например мяча, по всем участкам проводника катушки. Показано, что обычная двухмерная структура меандра в соответствии с фиг. 1 расширена добавлением третьего измерения, в результате чего образуется в основном спиральная форма структуры 200 катушек. Если теперь сила F1 действует в продольном (или окружном) направлении спирали, то изгибающий момент, который до этого момента действовал только в углах двухмерного, имеющего форму меандра проводника, может быть преобразован в механическое скручивание F2, которое может быть равномерно распределено по всем точкам проводника 204 катушки.

Фиг. 2а показывает вид сбоку лишь одной намотанной в форме спирали вокруг воображаемого кольцевого сердечника катушки 204, причем внутренний диаметр кольцевого сердечника в основном соответствует наружному диаметру искривленной или сферической поверхности 202, например камеры мяча. Структура 200 катушек может, однако, содержать также три таких деформируемых электромагнитных спиральных катушки 204, которые расположены предпочтительно перпендикулярно друг к другу вокруг искривленной или сферической поверхности 202 для исполнения по меньшей мере трех шлейфовых антенн в мяче. Полученные шлейфовые антенны могут в этом случае взаимодействовать с базирующейся на электромагнитном поле системой распознавания для определения того, пересек ли мяч линию ворот или нет.

По меньшей мере одна имеющая форму спирали или винтовой линии катушка 204 может быть намотана, например, вокруг упругого сердечника, который может содержать, например, материал типа каучука или резины для придания структуре 200 катушек известной стабильности. Имеющая форму спирали или винтовой линии катушка 204 вокруг имеющего форму кольцевого сердечника упругого сердечника 210 схематически показана на фиг. 2b. В этом случае несущий упругий сердечник 210 может иметь в основном форму (полного) кольцевого сердечника, который, аналогично спасательному кругу, расположен вокруг, например, камеры мяча со сферической поверхностью 202. В соответствии с другими примерами исполнения по меньшей мере одна, имеющая форму спирали или винтовой линии катушка 204 может быть расположена также в форме полой винтовой линии вокруг камеры мяча или внутри нее, то есть без сердечника 210. Соответствующий дизайн зависит в первую очередь от механических характеристик электрического проводника.

Далее, для улучшения стабильности один или более (параллельных) электрических проводников 204а (или их участков) структуры 200 электромагнитных катушек могут быть намотаны в первом (правозаходном) спиральном направлении, в то время как другие (параллельные) электрические проводники 204b (или их участки) структуры 200 электромагнитных катушек намотаны во втором (например, правозаходном) спиральном направлении. Различные спиральные направления схематически изображены на фиг. 2с. Первое и второе спиральные направления могут привести, если они намотаны вокруг одного и того же (воображаемого) кольцевого сердечника, к по меньшей мере одному пересечению между проходящими в противоположных направлениях электрическими проводниками, так что возникает своего рода плетеная катушка. Говоря иначе, один первый и один второй участки по меньшей мере одного проводника могут быть намотаны в противоположных направлениях, например по часовой стрелке и против часовой стрелки, вокруг поверхности оболочки (воображаемого) искривленного цилиндра или искривленной трубы, то есть кольцевого сердечника. Далее, первый и второй участки 204а, 204с проводника могут быть скручены или свиты.

Фиг. 3 схематически показывает перспективный вид и вид сверху одной формы исполнения мяча 300 с деформируемой структурой 200 электромагнитной катушек, которая содержит одну имеющую форму спирали катушку 204-1, одну вторую имеющую форму спирали катушку 204-2 и одну третью, имеющую форму спирали катушку 204-3. Таким образом, три катушки 204-1, 204-2 и 204-3 проходят по меньшей мере спирально, например, вокруг камеры мяча. Таким образом, одна обмотка одной катушки 204-1, 204-2 и 204-3 вокруг камеры мяча проходит, тем самым, по меньшей мере частично со спиральной формой вокруг искривленной оси, проходящей в окружном направлении, то есть вдоль периметра камеры мяча. Три катушки расположены относительно друг друга в основном ортогонально. При этом «ортогональное расположение» катушек можно понимать в том смысле, что определенные тремя различными катушками плоскости в основном расположены перпендикулярно друг к другу. Другое определение может заключаться в том, что нормали поверхностей раскрыва катушек 204-1, 203-2, 204-3 в основном перпендикулярны друг другу. Для достижения определенных и регламентированных точек пересечения между различными катушками 204 перед точками пересечения или на них могут быть предусмотрены специальные крепежные элементы 302, например ушки, проходные отверстия или т.п. Как видно из фиг. 3 структура электромагнитных катушек или ее отдельные катушки 204-1, 204-2, 204-3 могут быть определены с помощью одной или более крепежных накладок 302 абсолютно и относительно на периметре, например, камеры мяча или наружной оболочке. Тем самым, крепежные накладки 302 могут крепить катушки 204-1, 204-2, 204-3 на внутренней камере мяча и/или на внутренней поверхности покрывного материала мяча. При этом крепежные накладки имеют такую конфигурацию, что они препятствуют перемещению катушек 204-1, 204-2, 204-3 в поперечном направлении относительно искривленной поверхности камеры или материала покрытия. Также крепежные накладки могут быть конфигурированы таким образом, что они допускают свободное движение катушек 204-1, 204-2, 204-3 в их соответствующем окружном или продольном направлении вдоль искривленной поверхности камеры или материала покрытия. Далее, обоюдную ортогональность катушек 204-1, 204-2, 204-3 можно поддерживать в основном за счет использования крепежных накладок.

Описание и чертежи представляют исключительно принципы некоторых примеров исполнения. При этом очевидно, что специалист в состоянии придумать различные устройства, которые хотя и не описаны или изображены здесь подробно, но тем не менее олицетворяют основы изобретения. Несмотря на то что формы исполнения были изображены со ссылкой на системы распознавания поражения ворот, альтернативные формы исполнения могут касаться также устройств для предотвращения краж (например, введение гибких катушек в товары или на эти товары), других видов спорта, как, например, хоккей с шайбой. Таким же образом формы исполнения могут быть полезны для проверки зон безопасности, например, путем встраивания гибких и плоских катушек в обувь или т.п.

Далее, все названные здесь примеры недвусмысленно задуманы в первую очередь в иллюстративных целях, чтобы помочь читателю понять основы изобретения и привнесенные изобретателем или изобретателями мысли относительно усовершенствования техники, и не должны толковаться как ограниченные такими специально названными примерами и условиями. Кроме того, все приведенные здесь высказывания должны охватывать основы, аспекты и формы исполнения изобретения, равно как называть специфические для этого примера и охватывать их эквиваленты.

Далее, последующая формула изобретения является частью подробного описания, причем каждый пункт формулы изобретения самостоятельно может играть роль отдельной формы исполнения. Несмотря на то что каждый пункт формулы изобретения самостоятельно может рассматриваться как отдельная форма исполнения, следует указать на то, что несмотря на то что зависимый пункт формулы изобретения в формуле изобретения может ссылаться на одну специфическую комбинацию с одним или несколькими другими пунктами, другие формы исполнения также могут создавать комбинацию зависимого пункта с предметом каждого другого зависимого пункта. Эти комбинации предлагаются здесь, пока не будет указано, что не предусматривается ни одна специальная комбинация. Далее, также и признаки одного пункта должны содержаться в каком-либо другом независимом пункте, также если пункт не является непосредственно зависимым от независимого пункта.

Далее, поясняется, что способы, раскрытые в описании или пунктах формулы изобретения, могут быть осуществлены устройством с приспособлением для осуществления каждого из соответствующих этапов этого способа.

Далее, поясняется, что раскрытие нескольких этапов или функций, которые раскрыты в описании или формуле изобретения, не подразумевают определенную последовательность. Поэтому раскрытие нескольких этапов или функций не ограничивает ее до специальной последовательности, пока эти этапы и функции не могут быть заменены не по техническим причинам. Далее, в некоторых формах исполнения один отдельный этап может содержать несколько частичных этапов или может быть подразделен на несколько частичных этапов. Такие частичные этапы могут содержаться в раскрытии этого отдельного этапа и представлять собой его часть, до тех пор, пока они не будут настоятельно исключены.

1. Упругодеформируемый предмет (300) спортивного инвентаря, в частности мяч, содержащий по меньшей мере одну деформируемую структуру (200) электромагнитных катушек, которая расположена вокруг искривленной поверхности (202) внутри предмета (300) спортивного инвентаря,

причем указанная по меньшей мере одна деформируемая структура (200) электромагнитных катушек намотана в форме спирали вокруг проходящей в окружном направлении и искривленной в соответствии с окружной поверхностью (202) оси (208) для создания резерва удлинения, который согласован с максимальной упругой деформацией предмета (300) спортивного инвентаря.

2. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, в котором искривленная поверхность (202) при недеформированном состоянии предмета является сферической поверхностью с периметром,

причем длина по меньшей мере одной обмотки структуры (200) катушек вокруг сферической поверхности (202) больше, чем ее периметр.

3. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, в котором по меньшей мере один электрический проводник (204) по меньшей мере одной структуры (200) электромагнитных катушек расположен в основном в форме спирали вдоль пути окружности на искривленной поверхности.

4. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 3, в котором по меньшей мере один электрический проводник (204) по меньшей мере одной структуры (200) электромагнитных катушек содержит один первый участок (204а), который намотан с первой ориентацией спирали, и один второй участок (204b), который намотан со второй ориентацией спирали,

причем первая и вторая ориентации спирали обуславливают по меньшей мере одно перекрещивание первого и второго участков электрического проводника.

5. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 4, в котором первый и второй участки (204а, 204b) электрического проводника образуют скрученную или плетеную пару проводников.

6. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 3, в котором по меньшей мере один электрический проводник (204) по меньшей мере одной структуры электромагнитных катушек намотан вокруг упругого и/или гибкого несущего материала (210),

причем несущий материал расположен вдоль окружного направления искривленной поверхности (202).

7. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, в котором предмет содержит устройство (302) для определения позиции по меньшей мере одной структуры электромагнитных катушек на искривленной поверхности ниже наружной оболочки предмета спортивного инвентаря.

8. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 7, в котором устройство (302) для крепления содержит швы наружной оболочки или крепежные накладки, которые расположены вокруг искривленной поверхности.

9. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, охватывающий, далее, по меньшей мере один емкостной элемент, который соединен с по меньшей мере одной структурой (200) электромагнитных катушек для создания резонансной схемы для частоты в диапазоне от 10 кГц до 150 кГц.

10. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 9, в котором по меньшей мере один емкостной элемент встроен в покрывной материал предмета (300) спортивного инвентаря или в его часть.

11. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, содержащий по меньшей мере три намотанных со спиральной формой катушки (204-1, 204-2, 204-3), которые расположены перпендикулярно друг к другу вокруг искривленной поверхности (202) для создания по меньшей мере трех шлейфовых антенн в предмете (300) спортивного инвентаря.

12. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 11, в котором каждая из по меньшей мере трех электромагнитных катушек (204-1; 204-2; 204-3) согласована с по меньшей мере одним конденсатором соответственно отдельно по одной резонансной частоте.

13. Предмет (300) спортивного инвентаря по п. 1, в котором предмет представляет собой мяч с одной камерой мяча и одной наружной оболочкой мяча,

причем между камерой мяча и наружной оболочкой мяча расположена по меньшей мере одна структура (200) электромагнитных катушек.

14. Способ изготовления упругодеформируемого предмета (300) спортивного инвентаря, в частности мяча, со следующим этапом:

расположение по меньшей мере одной структуры (200) электромагнитных катушек вокруг искривленной поверхности (202) внутри предмета спортивного инвентаря, так что по меньшей мере одна структура (200) электромагнитных катушек намотана в форме спирали вокруг проходящей в окружном направлении и искривленной в соответствии с окружной поверхностью (202) оси (208) для создания резерва удлинения, которая согласована с максимальной деформацией предмета (300) спортивного инвентаря.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к спорту, в частности к спортивному мячу и способу его изготовления. .
Наверх