包括可变形电磁线圈结构的运动设备的弹性可变形物品.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201280074907.1 (22)申请日 2012.11.27 61/675,984 2012.07.26 US A63B 41/00(2006.01) A63B 43/00(2006.01) A63B 45/00(2006.01) A63B 69/00(2006.01) A63B 71/06(2006.01) (71)申请人 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 地址 德国慕尼黑 (72)发明人 J伯恩哈德 M哈特曼 J埃斯基尔森 I布雷茨 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 吕俊刚 刘久亮 (54) 发。

2、明名称 包括可变形电磁线圈结构的运动设备的弹性 可变形物品 (57) 摘要 实施方式涉及一种运动设备的弹性可变形 物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 该弹性可变形物 品包括环绕运动设备的所述物品内的曲面 (102 ； 106 ； 202 ； 206 ； 252 ； 256 ； 302 ； 306 ； 502 ； 506) 布 置的至少一个可变形电磁线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504)， 其中， 所述至少一个可变形电磁 线圈结构具有与运动设备的所述物品的最大弹性 变形对应的伸长预留。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国。

3、家阶段日 2015.01.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/073731 2012.11.27 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/015917 EN 2014.01.30 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图8页 (10)申请公布号 CN 104507542 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104507542 A 1/2 页 2 1.一种运动设备的弹性可变形物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 该弹性可变形物品包 括 ： 。

4、环绕运动设备的所述物品内的曲面 (102 ； 106 ； 202 ； 206 ； 252 ； 256 ； 302 ； 306 ； 502 ； 506) 布置的至少一个可变形电磁线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504)， 其中， 该至少一个可 变形电磁线圈结构具有与运动设备的所述物品的最大弹性变形对应的伸长预留。 2.根据权利要求 1 所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 所述曲面 (102 ； 106 ； 202 ； 206 ； 252 ； 256 ； 302 ； 306 ； 502 ； 506) 在所述物品的未。

5、变形条件下是具有圆 周的球面， 并且其中， 所述线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504) 的至少一匝的长度大于该圆 周。 3.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 环 绕所述曲面(202 ； 206 ； 252 ； 256 ； 302 ； 306 ； 502 ； 506)按照曲折图案或锯齿形图案布置所述 至少一个电磁线圈结构 (204 ； 254 ； 304 ； 504) 的电导体。 4.根据权利要求3所述的运动设备的物品(200 ； 500)， 其中， 所述至少一个电磁线圈结 构(204 ； 504。

6、)的所述电导体沿着所述表面(202 ； 206 ； 502 ； 506)在圆周方向的侧向曲折， 以 获得横向曲折。 5.根据权利要求3所述的运动设备的物品(250 ； 300)， 其中， 所述至少一个电磁线圈结 构(254 ； 304)的所述电导体沿着所述表面(252 ； 256 ； 302 ； 306)在圆周方向的径向曲折， 以 获得纵向曲折。 6.根据权利要求 3 至 5 中的一项所述的运动设备的物品 (200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 所述至少一个电磁线圈结构 (204 ； 254 ； 304 ； 504) 的所述电导体被模压到用于支承所述线 圈结构的曲折形状的弹性。

7、和 / 或柔性载体材料中。 7.根据权利要求 3 至 6 中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其 中， 所述至少一个电磁线圈结构的所述电导体被形成到弹性可变形和 / 或柔性基板 (216 ； 516) 上。 8.根据权利要求 7 所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 所述弹性 可变形和 / 或柔性基板 (216 ； 516) 是柔性印刷电路板。 9.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其 中， 所述至少一个电磁线圈。

8、结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504) 包括弹性电导体的至少一匝。 10.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其 中， 所述物品是具有球胆 (256 ； 306 ； 506) 和球盖 (102 ； 202 ； 252 ； 302 ； 502) 的球， 并且其 中， 所述至少一个电磁线圈结构被布置在该球胆与该球盖之间。 11.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其 中， 所述物品包括用于将所述至少一个电磁线圈结构 (104 ； 。

9、204 ； 254 ； 304 ； 504) 在所述曲 面上的位置固定在运动设备的所述物品的盖 (102 ； 202 ； 252 ； 302 ； 502) 下面的装置。 12.根据权利要求 11 所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 用于 固定的所述装置包括所述盖的接缝 (310) 或者以规则距离环绕所述曲面布置的固定带 (514)。 13.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 该 物品还包括连接至所述至少一个电磁线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ；。

10、 504) 以针对 10kHz 至 权 利 要 求 书 CN 104507542 A 2 2/2 页 3 150kHz 范围内的预定频率形成谐振电路的至少一个电容元件 (700)。 14.根据权利要求 13 所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 所述至 少一个电容元件(700)被集成到运动设备的所述物品的盖(702)中或者被集成到运动设备 的所述物品的贴片 (708) 中。 15.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 该 物品包括环绕所述曲面彼此相互垂直地布置的至少三个可。

11、变形电磁线圈， 以在所述物品中 形成至少三个环形天线。 16.根据权利要求 15 所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其中， 分别通 过至少一个电容器将所述至少三个可变形电磁线圈中的每一个独立地调谐到谐振频率。 17.根据前述权利要求中的一项所述的运动设备的物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500)， 其 中， 所述至少一个可变形电磁线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504) 是弹性可变形的。 18.一种用于制造运动设备的弹性可变形物品 (100 ； 200 ； 250 ； 300 ； 500) 的。

12、方法， 该方 法包括以下步骤 ： 环绕运动设备的所述物品内的曲面 (102 ； 106 ； 202 ； 206 ； 252 ； 256 ； 302 ； 306 ； 502 ； 506) 布置至少一个可变形电磁线圈结构 (104 ； 204 ； 254 ； 304 ； 504)， 使得所述至 少一个可变形电磁线圈结构具有与运动设备的所述物品的最大弹性变形对应的伸长预留。 权 利 要 求 书 CN 104507542 A 3 1/10 页 4 包括可变形电磁线圈结构的运动设备的弹性可变形物品 0001 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。

13、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 0002 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。

14、 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。 0003 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。

15、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。 0004 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 。

16、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。 0005 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。

17、性直接影响测量结果， 并且因此， 影响进球判定的 准确性。 0006 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 说 明 书 CN 104507542 A 4 2/10 页 5 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。 0007 装配有更多。

18、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 0008 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。

19、 ( 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。 0009 来自球中的集成环形天线或线圈的反射电磁信号取决于球中的至少一个环形天 线的圆周或直径。也就是说， 环直径越高反射信号的信号强度将越高并且基于电磁场的球 门检测系统的检测率将越好。 结果， 为了获得可能较高的环形天线直径， 所述球中的所述一 个或更多个环形天线应该与所述球的外形状适配。 这可以通过将电磁线圈形式的环。

20、形天线 直接放置在所述球盖下方、 放置在所述球盖与所述球胆或附加的保护组织之间、 或紧挨所 述球胆的内壁放置在所述球胆内部而完成。 然而， 当这样做时， 可以将包括盖和球胆的所述 球的弹性变形直接转移至集成电磁线圈。在没有任何对策的情况下， 所述线圈可能在弹性 球变形的情况下被损坏。 0010 因此， 本发明的实施方式旨在提供能够经受或适应于球以及一般而言运动设备的 物品的弹性变形的线圈。为此， 可以设计集成到运动设备的所述弹性可变形物品中的至少 一个电磁线圈结构， 使得所述电磁线圈结构具有与运动设备的所述物品的最大弹性变形对 应的伸长预留 ( 膨胀缓冲 )。 0011 因此， 根据本发明的第。

21、一方面， 提供了一种运动设备的弹性可变形物品， 特别是空 气充气球， 该弹性可变形物品包括环绕运动设备的所述物品内的曲面布置的至少一个可变 形电磁线圈结构， 其中， 该至少一个可变形电磁线圈结构具有与运动设备的所述物品的最 大弹性变形或所得到的膨胀对应的伸长预留或膨胀预留。例如， 运动设备或比赛设备的所 述物品的弹性变形可以由选手击中所述比赛设备或所述比赛设备本身击中障碍物 ( 诸如 球门框架 ) 而产生。 0012 如先前提到的， 实施方式不严格地限于球。 通常， 运动设备的物品可以被理解为任 何可移动的比赛物体或设备。例如， 因此同样在本说明书背景下冰球可以被理解为运动设 备的物品。也就是。

22、说， 运动设备的所述物品可以属于英式足球、 美式足球、 橄榄球、 篮球、 手 球、 网球、 乒乓球、 高尔夫球、 台球、 保龄球或冰球的组。 注意， 该示例性列表将不被理解为决 说 明 书 CN 104507542 A 5 3/10 页 6 定性的。本发明的原理还可以被转移至运动设备或比赛设备的其它物品。 0013 所述至少一个电磁线圈结构可以包括电磁线圈或环形天线的至少一匝。通常， 所 述电磁线圈结构将包括线圈的一个以上的匝。在优选实施方式中， 所述电磁线圈结构包括 彼此相互垂直或正交地布置在运动设备的所述物品 ( 例如， 球 ) 内的至少三个电磁线圈。 具体地， 在一些实施方式中， 所述三。

23、个电磁线圈可以被布置在位于运动设备的所述物品内 的球面上 ( 例如， 位于所述球的球胆与球壳或球盖之间 ) 的普通柔性且平坦的印刷电路板 (PCB) 上。 0014 因此， 与所述运动设备集成在一起的柔性且优选地弹性线圈或环形天线可以基于 柔性电子装置， 还被称为柔性电路。这是用于通过将电子设备安装在柔性塑料基板 ( 诸如 聚酰亚胺、 聚醚醚酮 (PEEK)、 热塑性聚氨酯 (TPU) 或聚酯 ) 上来组装电子电路的成熟技术。 这些柔性塑料基板还可以是弹性的， 从而实现所述柔性线圈的弹性膨胀和收缩。可以使用 用于刚性印刷电路板 (PCB) 的相同部件来制造柔性电子组件， 使得柔性 PCB 能够。

24、符合期望 的形状， 或在其使用期间挠曲。根据这些实施方式， 所述柔性 PCB 的所期望的形状是线圈或 环形天线的形状。例如， 能够利用标准化的且精确的光刻技术来制备柔性印刷电路 (FPC)。 根据这些实施方式， 例如从层压到非导电柔性非导电基板 ( 例如聚酰亚胺、 PEEK、 TPU、 聚酯 等 ) 上的至少一个铜片 ( 导电层 ) 蚀刻的导电通道、 轨道或信号轨迹可以充当柔性线圈的 一个或更多个匝。并且， 可以通过标准化的表面安装技术 (SMT) 来构造柔性 PCB 上的电子 电路， 该 SMT 是电部件被直接安装到 PCB 的表面上的方法。 0015 运动设备的所述物品内的所述曲面在所述物。

25、品的未变形条件或非变形条件下可 以是具有圆周的球面， 其中， 所述线圈结构的至少一匝的长度在一些实施方式中可以大于 所述圆周以实现所述伸长预留。例如， 所述曲面可以是所述球胆的内表面或外表面或球盖 的内表面或外表面。也就是说， 本发明的一些实施方式建议将电磁线圈集成到优选地比运 动设备的所述物品本身具有更高圆周的运动设备的所述物品中。能够以各种方式实现这 个。 0016 因为所述线圈通常由像铜、 银或铝这样的导电材料构成， 所以所述线圈本身的弹 性比球盖、 球胆或保护组织的弹性低得多。 另一方面， 所述线圈动作相对于所述球的变形和 所述球的动态行为的刚度可能重度地受影响。 为此一些实施方式对所。

26、述至少一个线圈结构 的绕组建议曲折图案或锯齿形图案。也就是说， 可以通过在圆周方向的侧向使所述线圈的 电导体曲折来实现所述线圈结构的所述至少一个匝的大于所述球面的所述圆周的长度。 也 就是说， 可以环绕运动设备的所述物品的所述曲面按照曲折图案或锯齿形图案布置所述至 少一个可变形电磁线圈结构的电导体。 0017 在一个实施方式中， 可以沿着所述曲面在所述圆周方向的侧向使所述至少一个可 变形电磁线圈结构的所述电导体曲折以便获得所述线圈的横向曲折方案。因此， 所述横向 方向将被理解为从所述线圈的匝的主延伸方向的侧向延伸的方向， 其中， 所述主延伸方向 可以被理解为所述圆周方向。也就是说， 所述横向方。

27、向可以被理解为与所述圆周方向成直 角的切线方向。 0018 在另选的实施方式中， 可以沿着所述曲面或球面向所述圆周方向径向使所述至少 一个可变形电磁线圈结构的所述电导体曲折以便获得纵向曲折结构。也就是说， 在所述纵 向曲折结构中所述电导体的位移是在径向方向上。 然而所述横向曲折方案导致径向非常平 说 明 书 CN 104507542 A 6 4/10 页 7 坦的线圈结构， 所述纵向曲折方案导致具有不可忽视的径向延伸的线圈结构， 因为与所述 横向曲折方案相比所述曲折结构基本上旋转了 90。 0019 在一些实施方式中， 将所述至少一个可变形电磁线圈结构放置或埋置到弹性和 / 或柔性载体材料中以。

28、便在所述比赛设备中更好地支承所述线圈结构的曲折形状可能是有 利的。 帮助保护曲折线圈免于例如被运动物体的正常空气压力膨胀的这种构造可以被放置 在所述运动物体的内球胆与外盖之间。例如， 因此可以是橡胶或类似材料的所述弹性和 / 或柔性埋置材料优选地是刚性的， 以足以在所述空气充气球的正常空气压力下保持它的外 形或几何构型， 但是所述弹性和 / 或柔性埋置材料也是柔性的， 以足以转移通过击中所述 球或相对于球门框架射击所述球而导致的球压缩。 0020 根据本发明的另选的实施方式， 所述至少一个可变形电磁线圈结构的电导体可以 形成到弹性可变形和 / 或柔性基板上。例如， 前述的曲折线圈结构或锯齿形线。

29、圈结构可以 例如作为可拉伸橡胶带或可拉伸弹性织物带被放置到弹性可变形和 / 或柔性基板上或者 集成到弹性可变形和 / 或柔性基板中。例如， 在后一种情况下， 所述线圈结构的所述电导体 可以被编织到所述柔性 / 弹性织物带中。 0021 在本发明的其它实施方式中， 还可以通过采用弹性电导体来实现所述电磁线圈结 构的伸长预留， 使得所述弹性或可拉伸导体本身可以与环绕运动设备的所述物品内的所述 曲面或球面放置的橡胶带类似地动作。在这种情况下， 能够在没有前述的曲折线圈结构或 锯齿形线圈结构的情况下环绕所述曲面或球面布置所述电导体。例如， 这些弹性导体可以 基于银纳米线导体或碳纳米管， 以对于所述电磁。

30、线圈结构得到可拉伸的电磁线圈。 另外， 这 些弹性导体可以被放置在可拉伸的基板上， 以得到所述柔性线圈的更好支承和导向特性。 0022 如先前已说明的， 运动设备的所述物品可以是具有球胆和球盖或球壳的充气球， 其中， 在一些实施方式中所述至少一个可变形电磁线圈结构可以被布置在所述球胆与所述 球盖中间。在其它实施方式中， 所述至少一个可变形电磁线圈结构还可以被布置在所述球 胆内或者布置在所述球胆的表面下面。在一些实施方式中， 甚至能够将所述至少一个可变 形电磁线圈结构布置在所述球盖的所述外表面上。 0023 可选地， 运动设备的所述物品可以包括用于将所述至少一个可变形电磁线圈结构 在所述曲面上的。

31、位置固定在运动设备的所述物品的盖下面的装置。因此， 可以利用球盖的 接缝 / 线或以规则距离环绕所述曲面布置的专用固定带来实现用于固定的所述装置。根据 一些实施方式， 所述固定带可以是粘合剂。 0024 在一些实施方式中， 在运动设备的所述物品中将更多的电部件与所述至少一个线 圈集成在一起可能是有利的。 例如， 电容部件或电阻部件可以与所述线圈结构集成在一起， 例如， 以用于在运动设备的所述物品中实现一个或更多个谐振电路。 也就是说， 在一些实施 方式中， 运动设备的所述弹性可变形物品还可以包括连接至所述至少一个可变形电磁线圈 结构以针对预定频率或频率范围形成谐振电路的至少一个电容元件。例如，。

32、 所述频率范围 可以是在亚兆赫兹区域中 ( 即， 10kHz 至 150kHz)。这对于反向散射耦合构思可能是特别有 趣的， 其中， 安装在所述球门处的天线可以经由反向散射与所述球中的一个或更多个线圈 电感耦合。因此， 反向散射 ( 电感耦合 ) 利用由发射机发送的电磁能量来给所述球中的电 子装置供能。具体地， 所述球可以反射回发射功率中的一些， 但是改变特性中的一些， 并且 以这种方式还可以将信息发送回到所述发射机。在一些实施方式中， 所述至少一个电容元 说 明 书 CN 104507542 A 7 5/10 页 8 件可以被集成到运动设备的所述物品的盖中或者集成到其盖贴片中。 这可以实现高。

33、效的制 造工艺， 并且实现良好的谐振特性。 0025 根据本发明的另一个方面， 提供了一种用于制造运动设备的弹性可变形物品特别 是空气充气球的方法， 该方法包括以下步骤 ： 环绕运动设备的所述物品内的曲面布置至少 一个可变形电磁线圈结构， 使得所述至少一个可变形电磁线圈结构具有与运动设备的所述 物品的最大弹性变形对应的伸长预留。 0026 因此， 本发明的实施方式提出了至少一个线圈必须如何被设计并且该至少一个线 圈能够如何被集成到所述球中以在来自选手的击中或相对于所述球门框架的射击时经受 所述球的机械变形的问题的解决方案。 附图说明 0027 将在下文中仅通过示例并且参照附图描述装置和 / 或。

34、方法的一些实施方式， 附图 中 ： 0028 图 1 示意性地例示了已集成有圆周大于球的圆周的可变形电磁线圈结构的球 ； 0029 图 2a 示意性地例示了已集成有具有横向曲折的电导体的可变形电磁线圈结构的 球 ； 0030 图 2b 示意性地例示了已集成有具有纵向曲折的电导体的可变形电磁线圈结构的 球 ； 0031 图 3 示出了包括位于线圈结构与外球盖之间的支承垫的球 ； 0032 图 4 例示了球的圆周在机械变形时的伸长 ； 0033 图 5 例示了具有集成到盖贴片中的线圈环、 固定带和谐振电容器的球 ； 0034 图 6a 示意性地示出了一些线圈固定示例 ； 0035 图 6b 例示了。

35、根据实施方式的线圈组成的截面图 ； 0036 图 7 例示了用于将调谐电容器固定在球盖处的示例 ； 0037 图 8a 例示了球门检测系统的原理 ； 以及 0038 图 8b 例示了正交地放置在球表面下面的三个线圈。 具体实施方式 0039 现在将参照附图更全面地描述各种示例实施方式， 在附图中例示了一些示例实施 方式。在图中， 为了清楚可以放大线、 层和 / 或区域的厚度。 0040 因此， 虽然示例实施方式能够有各种修改和另选的形式， 但是其实施方式通过示 例被示出在图中并且将在本文中详细地描述。 然而， 应该理解， 不旨在将示例实施方式限制 于所公开的特定形式， 而是相反， 示例实施方式。

36、将涵盖落在本发明的范围内的所有修改、 等 同物以及另选方案。相同的附图标记在这些图的描述中始终指代相同或相似的元件。 0041 应当理解， 当元件被称为被 “连接” 或 “耦合” 至另一元件时， 它能够直接连接或耦 合至另一个元件或者可以存在中间元件。相比之下， 当元件被称为被 “直接连接” 或 “直接 耦合” 至另一元件时， 不存在中间元件。 应该以相同的方式解释用来描述元件之间的关系的 其它单词 ( 例如，“在 . 之间” 对 “直接在 . 之间” 、“相邻的” 对 “直接相邻的” 等 )。 0042 本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的并且不旨在限制示例实施方 说 明 书 CN 。

37、104507542 A 8 6/10 页 9 式。如本文所使用的， 除非上下文另外清楚地指示， 否则单数形式 “一” 、“一个” 和 “该” 均旨 在也包括复数形式。应当进一步理解， 术语 “包括” 、“包括有” 、“包含” 和 / 或 “包含有” 在 用在本文中时， 指定陈述的特征、 整数、 步骤、 操作、 元件和 / 或部件的存在， 但是不排除一 个或更多个其它特征、 整数、 步骤、 操作、 元件、 部件和 / 或其组的存在或添加。 0043 除非另外定义， 否则本文使用的所有术语 ( 包括技术术语和科学术语 ) 具有与由 本发明所属于的领域的普通技术人员所通常理解的相同的意义。应当进一步。

38、理解， 术语 ( 例如， 在通常使用的词典中定义的那些 ) 应该被解释为具有与它们在相关技术背景下的 意义一致的意义， 并且除非在本文中明确地如此限定， 否则将不在理想化的或过于形式化 的意义上进行解释。 0044 图 1 示意性地示出了根据本发明的实施方式的球 100 的形式的运动设备的物品。 0045 球 100( 例如英式足球 ) 可以是空气充气球。这意味着它在被选手或被障碍物击 中时是弹性可变形的。在外球盖 102 下面， 球 100 包括环绕球 100 内的曲面 106 布置的可 变形电磁线圈结构 104。如可以看见的， 电磁线圈结构 104 具有比球 100 或它的外盖 102 的。

39、 圆周长或大的圆周延伸。由于线圈结构 104 的较大圆周延伸， 线圈结构 104 具有用于补偿 球 100 的弹性变形 ( 例如压缩和 / 或膨胀 ) 的伸长预留。 0046 在图 1 所示的实施方式中， 电磁线圈结构 104 通过规则地间隔开的固定元件 108 固定至球盖102， 固定元件108可以是球盖102的接缝或以规则距离环绕曲面106布置的一 些固定带。曲面 106 在球 100 的未变形条件下可以是具有特定圆周的球面， 其中， 线圈结构 104 的至少一匝的长度大于曲面 106 或球 100 的圆周。如将变得显而易见的， 曲面 106 例如 可以是内球胆的表面或球盖 102 的 (。

40、 内 ) 表面。 0047 在一些实施方式中， 位于两个相邻固定元件 108 中间的线圈结构 104 的截面 110 可以相对松散地位于球 100 内或者是无结构的。换句话说， 导体截面 110 可以在相邻固定 元件 108 中间无引导地延伸。然而， 如将在下文中变得显而易见的， 可以优选提供或预见用 于线圈结构 104 的这些匝的导向结构。 0048 图 1 仅例示了一个线圈的侧视图。然而， 线圈结构 104 可以包括优选地环绕曲面 106 彼此相互垂直地布置的至少三个可变形电磁线圈， 以在球 106 中形成至少三个环形天 线。例如， 所得到的环形天线然后可以与基于电磁场的球门检测系统交互以。

41、便检测球 100 是否已越过球门线。 0049 尽管图 1 的实施方式很符合本发明的原理， 但是将在下文中说明关于球门检测准 确性质量更优选的实施方式。 0050 图 2a 示出了球 200 的另一实施方式的示意顶视图， 所述球 200 具有外球盖 202 并 且在球盖 202 下面包括环绕球 200 内的曲面 ( 例如， 球胆的表面 ) 布置的至少一个可变形 电磁线圈结构 204。在图 2a 的实施方式中， 可变形电磁线圈结构 204 还具有与空气充气球 200 的最大可能的机械变形对应的伸长预留。这里， 通过提供环绕曲面按照曲折图案或锯 齿形图案布置的可变形电磁线圈结构 204 的电导体来。

42、实现在圆周方向上的伸长预留。由于 电磁线圈结构204的根据图2a示例性地包括三个平行曲折绕组的曲折绕组结构， 线圈结构 204 在圆周方向上的延伸大于球 200 的延伸。为了能够最大程度地遵循或补偿球的任何弹 性机械变形， 曲折线圈结构 204 可以被设置在弹性可变形和 / 或柔性基板 216 上或者放置 到弹性可变形和 / 或柔性基板 216 上。因此， 弹性或可拉伸基板 216 可以是例如承载线圈 说 明 书 CN 104507542 A 9 7/10 页 10 结构204的电导体的柔性且弹性PCB、 类似可伸缩橡胶的带或可伸缩弹性织物带。 在圆周方 向的侧向 ( 例如， 沿着内球胆的表面。

43、 ) 使线圈结构 104 曲折 ( 横向曲折 ) 提供了相对宽阔 但平坦的线圈构造， 该线圈构造能够容易地被集成在球盖 202 与内球胆或在中间的任何其 它层之间。 0051 图 2b 示意性地描绘了本发明的另一示例性实施方式的侧视图。 0052 具有外球盖层252的球250包括具有一个或更多个电导体的可变形电磁线圈结构 254， 所述一个或更多个电导体沿着或环绕球的球面 ( 例如球胆的表面 ) 向圆周方向 255 径 向曲折以获得纵向曲折结构。与图 2a 的宽阔但平坦的线圈构造相比， 至少一个线圈 254 沿 着球 250 的圆周径向曲折 ( 纵向曲折 ) 产生较厚的线圈构造。然而， 图 2。

44、b 的线圈构造在它 被放置在球盖252与球胆256或中间的任何其它层之间时， 应该优选地被保护， 以免于被正 常的内球压力径向压缩。 0053 在另选的实施方式中， 还能够在两个方向(即， 横向和纵向)上实现线圈结构204、 254 的电导体的曲折。所得到的线圈结构然后将与圆周螺旋线相似。 0054 在一些实施方式中， 保护径向曲折的线圈结构 254 免于被球 250 的正常空气压力 膨胀或压缩可能是有利的。在一个实施方式中， 保护机制可能是将电磁线圈结构 254 放置 在球胆 256 内部。在这种实施方式中， 线圈结构 254 仅被暴露于球 250 的内空气压力并且 由于球的内部与外部之间的。

45、压力差而可能不被压缩。线圈结构 254 然后可以被固定在环绕 球胆 256 的圆周的几个 ( 至少三个 ) 点上， 以便在球 250 内保持在预定义位置中。 0055 另外或另选地， 线圈结构 254 可以被模压到用于支承线圈结构 254 的纵向或径向 曲折形状的弹性和 / 或柔性埋置材料中。因此纵向或径向曲折的线圈结构 254 可以被埋置 到橡胶或相似的埋置材料中， 该橡胶或相似的埋置材料一方面是刚性的足以在球 250 的正 常空气压力条件下保持它的径向厚度， 但是该橡胶或相似的埋置材料另一方面还是柔性的 足以吸收或传递通过击中球或将球射击在障碍物上而导致的弹性球压缩或膨胀。 根据一些 实施。

46、方式， 所得到的模压线圈构造可以被放置在球胆 256 与球盖 252 之间。 0056 在一些实施方式中， 当将纵向或径向曲折的线圈结构 254 放置在球盖 252 与球胆 256 之间时同样附加的单独支承垫能够径向支承线圈 254 并且防止它的径向压缩。支承垫 可以由橡胶或相似的材料制成， 并且应该优选地是刚性的， 以足以不被球 250 的正常空气 压力径向压缩。然而， 它们应该能够吸收线圈结构由于弹性球变形而导致的附加伸长。具 有受径向支承垫支承的纵向或径向曲折的线圈结构的实施方式由图 3 示意性地例示。 0057 图 3 示出了具有由多个盖贴片 308 制成的球盖 302 的球 300。。

47、盖贴片 308 可以通 过线或接缝 310 而保持在一起。在外球盖 302 与内球胆之间提供了纵向或径向曲折的线圈 结构 304。球包括多个径向支承垫 312 以用于防止线圈结构 304 的径向压缩。为此规则地 间隔开的支承垫 312 的径向延伸可以至少与径向曲折的线圈结构 304 的径向延伸一样大。 这样， 支承垫 312 可以用作球胆 306 与球盖 302 之间的距离保持元件。 0058 对于纵向或径向曲折的线圈结构， 线圈的绕组和 / 或埋置有线圈绕组的基板或载 体材料相对于它的径向厚度不必为柔性的。 而且， 绕组和载体材料可以是相当刚性的， 使得 它们能够将由于机械变形而导致的伸长力。

48、传递至支承垫 312 并且使它们压缩。在本发明的 一个实施方式中， 固定元件或支撑部可以是球的盖贴片 308 的接缝 310。盖贴片的接缝 310 是刚性的， 以足以在正常球压力条件期间保持在它们的位置中， 但是能够被由于球压缩而 说 明 书 CN 104507542 A 10 8/10 页 11 导致的附加机械力而压缩。 0059 可选地， 球 300 还可以包括用于将至少一个可变形电磁线圈结构 304 在曲面上的 位置固定在球盖 302 下面的装置。因此用于固定的装置可以包括盖 302 的接缝 310 或以规 则距离布置在球胆 306 或盖 302 的曲面的圆周上的其它固定元件， 与图 1。

49、 所示的元件 108 相似。 0060 图 4 示出了球 200 击中墙壁或平坦表面 ( 即， 障碍物 400) 的示例。当球 200 击中 平坦表面 400 时， 球 200 在作用力 402 的方向上弹性变形或压缩。机械压缩不能被完全补 偿并且球 200 在与作用力 402 的方向正交的其它方向 404 上膨胀。如果线圈结构 204( 即， 其开口表面 ) 与障碍物 400 的冲击表面平行， 如图 4 所示， 则膨胀力 402 影响线圈结构 204 并且在垂直方向 404 上使线圈结构 204 伸长。由于线圈结构的伸长预留， 线圈结构 204 可 以在没有任何损坏的情况下参与所述膨胀。 0061 除了电磁线圈结构的拉伸或变形能力之外， 电磁线圈结构可以被相当精确地固定 在球内部。 具体地， 当使用了必须彼此基本上垂直的三个线圈时， 线圈结构在球内的适当固 定可能是有利的。因此线圈固定应该满足以下要求 ： 0062 应该使线圈结构或其单独的线圈保持尽可能靠近球的外形状 ( 即， 靠近内盖或 球胆壁 ) 以得到线。