CN102512803B - 基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置 - Google Patents

基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置 Download PDF

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基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置。它涉及训练设备,它解决了现有存在受守门员人数少,而限制运动员进行强化训练的问题,以及在训练过程中不能够采集得到运动员的上肢射门爆发力的运动信息的缺陷。它包括球门、电控装置和图像投影系统;球门包括外框和带有压力传感器的水球挡板,球门挡板是具有厚度的片状物由表层、弹性层、压力传感器固定层和底层组成,压力传感器的压力信号输出端连接电控装置的压力信号输入端。电控装置的投影图像数据信号输出端连图像数据处理装置的投影图像数据信号输入端;电控装置的落点图像数据信号输入端连图像数据处理装置的落点图像数据信号输入端;适用于采集得到运动员的上肢射门爆发力的运动信息。

Description

基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置
技术领域
本发明涉及训练设备,具体涉及一种水球射门训练装置。
背景技术
目前,在水球射门训练中,所采用的训练手段是和队友轮番对有守门员的球门进行射门练习。受守门员人数少的限制,无法对射门进行大量的强化训练而降低了水球射门训练的效果。并且,还存在水球训练过程中不能够采集得到运动员的上肢射门爆发力的运动信息,使得队员无法得知训练过程中射门的出手速度。缺乏结合水球专项训练的光反应练习以及选择反应时练习。水球比赛激烈,变化多,因而要求运动员有极快的反应,良好的随机应变能力。现有的训练手段不能适应高水平的水球训练,然而能够很好地利用最新科技研究成果符合现代高水平运动训练发展方向,利用运动员运动信息对运动员动作技术过程进行监控装置国内外还没有出现。
发明内容
本发明为了解决现有存在受守门员人数少,而限制运动员进行强化训练的问题,以及在训练过程中不能够采集得到运动员的上肢射门爆发力的运动信息的缺陷,而提出了一种基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置。
基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,它包括球门1、电控装置5和图像投影系统6;
球门1包括外框11和带有M个压力传感器7的水球挡板12,所述M的取值为正整数;所述的外框11为水球球门外框,所述的球门挡板12安装在外框11的后部,所述M个压力传感器7均匀分布在球门挡板12上,
球门挡板12是具有厚度的片状物,所述的球门挡板12由表层121、弹性层122、压力传感器固定层123和底层124组成,
底层124和表层121的边缘固定连接组成中空的袋,所述压力传感器固定层123和弹性层122都位于该中空的袋内,所述压力传感器固定层123与底层124相接触,弹性层122位于压力传感器固定层123和表层121之间,所述各层之间均紧密接触,压力传感器固定层123上均匀开有凹槽或通孔125,所述凹槽或通孔125内固定有压力传感器7;
电控装置5的压力信号输入端同时与所述每个压力传感器7的压力信号输出端连接;
图像投影系统6包括图像采集设备61、图像数据处理装置62和图像投影设备63;
图像投影设备63的投影图像数据信号输入端与图像数据处理装置62的投影图像数据信号输出端连接;
图像采集设备61的落点图像采集数据输出端与图像数据处理装置62的落点图像采集数据输入端连接;
所述电控装置5的投影图像数据信号输出端与图像数据处理装置62的投影图像数据信号输入端相连;
所述电控装置5的落点图像数据信号输入端与图像数据处理装置62的落点图像数据信号输入端相连;
所述图像数据处理装置62,用于接收电控装置5发出的投影图像数据信号,并根据所述投影图像数据信号产生投射图像信息,并将所述投射图像信息发送给图像投影设备63,
所述图像数据处理装置62,还用于接收图像采集设备61发送的落点图像数据信息,并将接收到的所述落点图像数据信息发送给电控装置5;
所述图像投影设备63,用于将接收到的投射图像信息投影到训练门的水球挡板12上,
所述图像采集设备61,用于采集训练门的水球挡板12上的球的落点图像数据信息,并将所述落点图像数据信息发送给图像数据处理装置62。
所述电控装置5用于向图像数据处理装置62发送投影图像数据信号;
所述电控装置5还用于接收图像数据处理装置62发送的落点图像数据信息,并将接收到的落点图像数据信息与投射图像信息中的水球的目标点信息相比较,获得球的实际落点与参考落点之间的误差信息,并将所述误差信息记录。
通过带有压力传感器的水球挡板代替水球的球门网线阻挡水球,并且通过上面均匀分布的压力传感器测试上肢射门爆发力,水球运动员必须具有较好的上肢射门爆发力才能做到击球快而有力。为了更好的模拟训练场景在球门守门员的位置加装了模拟守门员,模拟守门员通过导向元件在电控装置的控制下沿导轨左右水平运动。使运动员能够很好的模拟出比赛或训练的状态,在此状态下才能表现出比赛或常规训练时上肢射门爆发力的常规参数。
通过压力传感器可以采集得到运动员的上肢射门爆发力的运动信息。可以对水球运动员射门动作技术过程进行实时有效的监控。
附图说明
图1是本发明的结构示意图,图2是水球挡板12的结构示意图,图3是电控装置5的模块结构示意图,图4是图像投影系统6的模块结构示意图,图5是具体实施方式七的模块结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式
基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于它包括球门1、电控装置5和图像投影系统6;
球门1包括外框11和带有M个压力传感器7的水球挡板12,所述M的取值为正整数;所述的外框11为水球球门外框,所述的球门挡板12安装在外框11的后部,所述M个压力传感器7均匀分布在球门挡板12上,
球门挡板12是具有厚度的片状物,所述的球门挡板12由表层121、弹性层122、压力传感器固定层123和底层124组成,
底层124和表层121的边缘固定连接组成中空的袋,所述压力传感器固定层123和弹性层122都位于该中空的袋内,所述压力传感器固定层123与底层124相接触,弹性层122位于压力传感器固定层123和表层121之间,所述各层之间均紧密接触,压力传感器固定层123上均匀开有凹槽或通孔125,所述凹槽或通孔125内固定有压力传感器7;
电控装置5的压力信号输入端同时与所述每个压力传感器7的压力信号输出端连接;
图像投影系统6包括图像采集设备61、图像数据处理装置62和图像投影设备63;
图像投影设备63的投影图像数据信号输入端与图像数据处理装置62的投影图像数据信号输出端连接;
图像采集设备61的落点图像采集数据输出端与图像数据处理装置62的落点图像采集数据输入端连接;
所述电控装置5的投影图像数据信号输出端与图像数据处理装置62的投影图像数据信号输入端相连;
所述电控装置5的落点图像数据信号输入端与图像数据处理装置62的落点图像数据信号输入端相连;
所述图像数据处理装置62,用于接收电控装置5发出的投影图像数据信号,并根据所述投影图像数据信号产生投射图像信息,并将所述投射图像信息发送给图像投影设备63,
所述图像数据处理装置62,还用于接收图像采集设备61发送的落点图像数据信息,并将接收到的所述落点图像数据信息发送给电控装置5;
所述图像投影设备63,用于将接收到的投射图像信息投影到训练门的水球挡板12上,
所述图像采集设备61,用于采集训练门的水球挡板12上的球的落点图像数据信息,并将所述落点图像数据信息发送给图像数据处理装置62。
所述电控装置5用于向图像数据处理装置62发送投影图像数据信号;
所述电控装置5还用于接收图像数据处理装置62发送的落点图像数据信息,并将接收到的落点图像数据信息与投射图像信息中的水球的目标点信息相比较,获得球的实际落点与参考落点之间的误差信息,并将所述误差信息记录。
互动投影系统6由四个部分组成第一部分:图像采集设备61,根据互动需求进行捕捉拍摄,捕捉设备有红外感应器、视频摄录机、热力拍摄器等;第二部分:图像数据处理装置62,该部分把实时采集的数据进行分析,所产生的数据与虚拟场景系统对接;第三部分:图像投影设备63,利用投影机或其他显像设备把影像呈现在特定的位置,显像设备除了投影机外,等离子显示器、液晶显示器、LED屏幕都可以作为互动影像的载体.第四部分:辅助设备,如传输线路,安装构件,音响装置等。
本实施方式中信号处理装置62可以采用计算机实现,编制相应的球类落点指示信息的变化规律,所述变化规律包括落点位置信息、落点变化更新频率等;实现在实际竞赛或者训练场地进行练习,即:不改变实战场景,使得训练场景与实战场景的所有条件均相同。
本实施方式中的压力传感器固定层123和弹性层122可以填满所述压力传感器固定层123和弹性层122形成的中空的袋内的空间。
本实施方式中的压力传感器7嵌入固定在压力传感器固定层123内,可以保护压力传感器7,防止力度过大而损坏。
所述压力传感器7可以采用电压力传感器、机械压力传感器、半导体压电阻抗扩散压力传感器或静电容量型压力传感器。
本实施方式中的弹性层122用于缓冲作用,弹性大,从而避免弹性层122对压力传感器7的影响。
本实施方式中的表层121选择质地薄的材料,只起到包裹的作用。
在使用过程中,运动员躲避移动的模拟运动员打击球门中的空档,达到练习击球的目的;同时,通过压力传感器7采集上肢射门爆发力。
具体实施方式二:结合图2说明本实施方式,本实施方式与上述具体实施方式不同点在于每个压力传感器7外还设置有一个保护套126。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。本实施方式增加的保护套126用于保护压力传感器7。将每个压力传感器7设置在保护套126内,保护套126的变形指数为压力传感器7的最大承载力,避免压力传感器7超负荷损坏。
具体实施方式三:结合图3说明本实施方式,本实施方式与上述具体实施方式不同点在于所述电控装置5由图像库模块51、图像输出控制模块52、图像选择模块53、图像输出模块54、落点采集模块55和训练控制模块56组成;所述训练控制模块56的图像选择控制信号输出端与图像选择模块53的图像选择控制信号输入端相连;所述图像选择模块53的图像调取控制信号输出端与图像库模块51的图像调取控制信号输入端相连;
所述图像选择模块53的图像输出数据输入端与图像库模块51的图像输出数据输出端相连;
所述图像选择模块53的图像输出数据输出端与图像输出控制模块52的图像输出数据输入端相连;
所述图像输出控制模块52的图像输出数据信号输出端与图像输出模块54的图像输出数据信号输入端相连;所述图像输出模块54的图像输出数据信号输出端即为电控装置5的投影图像数据信号输出端;所述投影图像数据信息包括水球的目标点信息和守门员的动作信息;
所述训练控制模块56的落点图像数据输入端与落点采集模块55的落点图像数据输出端相连;落点采集模块55的落点图像数据输入端即为电控装置5的落点图像数据信号输入端。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式四:本实施方式与上述具体实施方式不同点在于所述图像库模块51,用于存储图像信息;
所述图像输出控制模块52,用于设置输出图像的更新周期;
所述图像选择模块53,用于接收训练控制模块56发送的图像选择控制信号;
所述图像选择模块53还用于接收图像库模块51的图像输出数据;并将所述图像输出数据发送给图像输出控制模块52;
所述图像输出模块54,用于将接收到图像选择模块53发送的图像输出数据发送给所述图像投影设备63;
所述落点采集模块55,用于接收所述图像采集设备61发送的落点图像数据信息,并将所述落点图像数据信息发送给训练控制模块56;
所述训练控制模块56,用于向图像选择模块53发送的图像选择控制信号;
所述训练控制模块56还用于接收落点采集模块55发送的落点图像数据信息;
所述训练控制模块56还用于接收所述每个压力传感器7发送的压力信号;
所述训练控制模块56用于将接收到的落点图像数据信息与图像选择控制信号信息相比较,判断所述落点是否位于指定落点范围内,并根据所述压力传感器7的压力信号,判断受训人员的击打力度,并将判断结果存储。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式五:结合图5说明本实施方式,本实施方式与上述具体实施方式不同点在于所述训练装置还包括显示电路8,所述显示电路8的显示信号输入端连接电控装置5的显示信号输出端。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
本实施方式增加了显示电路8,可实现信息的显示,显示得到压力的压力传感器个数信息、射门位置信息、上肢射门爆发力的力度信息等等。
具体实施方式六:结合图5说明本实施方式,本实施方式与上述具体实施方式不同点在于所述训练装置还包括扬声器电路9,所述扬声器电路9的音频信号输入端连接电控装置5的音频信号输出端。
其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
本实施方式增加了扬声器电路9,可实现音频信号的输出,该扬声器电路9由音频信号放大电路和扬声器组成,所述音频信号放大电路将电控装置5发送的音频信号放大后,驱动扬声器发出音频信息。
具体实施方式七:结合图5说明本实施方式,本实施方式与上述具体实施方式不同点在于所述训练装置还包括串行接口驱动电路10,所述串行接口驱动电路10的串行数据输出端与电控装置5的串行数据输入端连接。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
所述串行接口驱动电路10可以是同步串行接口驱动电路或异步串行接口驱动电路,例如:RS232串行接口驱动电路、RS485串行接口驱动电路、CAN串行接口驱动电路等各种现有数据串行接口驱动电路,用于传输各种数据,包括射门准确度、上肢射门爆发力等数据。
所述串行接口驱动电路54可以是SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口驱动电路,用于实现在线编程及程序下载,进而实现根据训练需要,随时通过该串行驱动电路更新电控装置5中的控制程序,达到改变训练计划的目的。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容,其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。

Claims (7)

1.基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于它包括球门(1)、电控装置(5)和图像投影系统(6);
球门(1)包括外框(11)和带有M个压力传感器(7)的水球挡板(12),所述M的取值为正整数;所述的外框(11)为水球球门外框,所述的球门挡板(12)安装在外框(11)的后部,所述M个压力传感器(7)均匀分布在球门挡板(12)上,
球门挡板(12)是具有厚度的片状物,所述的球门挡板(12)由表层(121)、弹性层(122)、压力传感器固定层(123)和底层(124)组成,
底层(124)和表层(121)的边缘固定连接组成中空的袋,所述压力传感器固定层(123)和弹性层(122)都位于该中空的袋内,所述压力传感器固定层(123)与底层(124)相接触,弹性层(122)位于压力传感器固定层(123)和表层(121)之间,所述各层之间均紧密接触,压力传感器固定层(123)上均匀开有凹槽或通孔(125),所述凹槽或通孔(125)内固定有压力传感器(7);
电控装置(5)的压力信号输入端同时与所述每个压力传感器(7)的压力信号输出端连接;
图像投影系统(6)包括图像采集设备(61)、图像数据处理装置(62)和图像投影设备(63);
图像投影设备(63)的投影图像数据信号输入端与图像数据处理装置(62)的投影图像数据信号输出端连接;
图像采集设备(61)的落点图像采集数据输出端与图像数据处理装置(62)的落点图像采集数据输入端连接;
所述电控装置(5)的投影图像数据信号输出端与图像数据处理装置(62)的投影图像数据信号输入端相连;
所述电控装置(5)的落点图像数据信号输入端与图像数据处理装置(62)的落点图像数据信号输入端相连;
所述图像数据处理装置(62),用于接收电控装置(5)发出的投影图像数据信号,并根据所述投影图像数据信号产生投射图像信息,并将所述投射图像信息发送给图像投影设备(63),
所述图像数据处理装置(62),还用于接收图像采集设备(61)发送的落点图像数据信息,并将接收到的所述落点图像数据信息发送给电控装置(5);
所述图像投影设备(63),用于将接收到的投射图像信息投影到训练门的水球挡板(12)上,
所述图像采集设备(61),用于采集训练门的水球挡板(12)上的球的落点图像数据信息,并将所述落点图像数据信息发送给图像数据处理装置(62);
所述电控装置(5)用于向图像数据处理装置(62)发送投影图像数据信号;
所述电控装置(5)还用于接收图像数据处理装置(62)发送的落点图像数据信息,并将接收到的落点图像数据信息与投射图像信息中的水球的目标点信息相比较,获得球的实际落点与参考落点之间的误差信息,并将所述误差信息记录。
2.根据权利要求1所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于每个压力传感器(7)外还设置有一个保护套(126)。
3.根据权利要求1所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于所述电控装置(5)由图像库模块(51)、图像输出控制模块(52)、图像选择模块(53)、图像输出模块(54)、落点采集模块(55)和训练控制模块(56)组成;所述训练控制模块(56)的图像选择控制信号输出端与图像选择模块(53)的图像选择控制信号输入端相连;所述图像选择模块(53)的图像调取控制信号输出端与图像库模块(51)的图像调取控制信号输入端相连;
所述图像选择模块(53)的图像输出数据输入端与图像库模块(51)的图像输出数据输出端相连;
所述图像选择模块(53)的图像输出数据输出端与图像输出控制模块(52)的图像输出数据输入端相连;
所述图像输出控制模块(52)的图像输出数据信号输出端与图像输出模块(54)的图像输出数据信号输入端相连;所述图像输出模块(54)的图像输出数据信号输出端即为电控装置(5)的投影图像数据信号输出端;所述投影图像数据信息包括水球的目标点信息和守门员的动作信息;
所述训练控制模块(56)的落点图像数据输入端与落点采集模块(55)的落点图像数据输出端相连;落点采集模块(55)的落点图像数据输入端即为电控装置(5)的落点图像数据信号输入端。
4.根据权利要求3所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于所述图像库模块(51),用于存储图像信息;
所述图像输出控制模块(52),用于设置输出图像的更新周期;
所述图像选择模块(53),用于接收训练控制模块(56)发送的图像选择控制信号;
所述图像选择模块(53)还用于接收图像库模块(51)的图像输出数据;并将所述图像输出数据发送给图像输出控制模块(52);
所述图像输出模块(54),用于将接收到图像选择模块(53)发送的图像输出数据发送给所述图像投影设备(63);
所述落点采集模块(55),用于接收所述图像采集设备(61)发送的落点图像数据信息,并将所述落点图像数据信息发送给训练控制模块(56);
所述训练控制模块(56),用于向图像选择模块(53)发送的图像选择控制信号;
所述训练控制模块(56)还用于接收落点采集模块(55)发送的落点图像数据信息;
所述训练控制模块(56)还用于接收所述每个压力传感器(7)发送的压力信号;
所述训练控制模块(56)用于将接收到的落点图像数据信息与图像选择控制信号信息相比较,判断所述落点是否位于指定落点范围内,并根据所述压力传感器(7)的压力信号,判断受训人员的击打力度,并将判断结果存储。
5.根据权利要求4所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于所述训练装置还包括显示电路(8),所述显示电路(8)的显示信号输入端连接电控装置(5)的显示信号输出端。
6.根据权利要求5所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于所述训练装置还包括扬声器电路(9),所述扬声器电路(9)的音频信号输入端连接电控装置(5)的音频信号输出端。
7.根据权利要求6所述的基于压力传感器的非接触式水球射门训练装置,其特征在于所述训练装置还包括串行接口驱动电路(10),所述串行接口驱动电路(10)的串行数据输出端与电控装置(5)的串行数据输入端连接。
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