CN106730735A - 一种教学用足球战术演练机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及体育教学领域，具体的说是一种教学用足球战术演练机器人，包括行走装置、侧踢装置、高球起踢装置、接球装置和守门装置；所述的行走装置提供侧踢装置、高球起踢装置、接球装置和守门装置在球场水平面上的任意方向运动，所述的侧踢装置能够模拟人的侧脚背接球和传球，所述的高球起踢装置能够模拟人的正脚背起高球，所述的接球装置能够将运行在空中的足球接住并将接住的球运送到草地上，所述的守门装置能够阻挡住球的运行路径以起到守门作用；具有自动化程度高，能够很好的进行足球技战术模拟演练的益处，寓教于乐。

Description

一种教学用足球战术演练机器人

技术领域

本发明涉及体育教学领域，具体的说是一种教学用足球战术演练机器人。

背景技术

足球的比赛技战术有下列各种：

全攻全守，一个队除守门员之外的10名队员都在进攻和防守的职责，称为“全攻全守”。根据比赛中攻与守的需要，每个队员都可到任何一个位置上发挥这一位置队员的作用。这一战术打破了阵式对队员的束缚，能充分调动和发挥队员的积极性的才能。

下底传中，指边线进攻中，通过个人带球突破，或集体配合把球推到对方端线附近，然后长传至对方球门前的战术方法。攻方在快速推进中，常乘对方防线阵脚未稳时，采用此法中间包抄以射门得分。

外围传中，也称“45°角传中”，当攻方有球队员在边线附近与对方球门约成45°角的地区时，用长传把球传向处于对方罚球区附近的同伴。

交叉换位，比赛中进攻队员为了摆脱对方的防守，在跑动中左右换位的战术配合方法。

长传突破，运用远距离传球突破对方防线的战术方法。

插上进攻，指位于第二、第三线的前卫、后卫队员，插入第一线参加进攻的战术方法。

人墙战术，在自己门前危险区域内，当对方罚任意球时，几个防守队员并排成“人篱笆”，以帮助守门员封住对方射门的部分角度。

撞墙式二过一，比赛中进攻时的一种过人战术，即形成两人过一人局面时，二人一传一切，接球再传者一次出球，使传球者传来的球像撞在墙上一样，从而加快过人速度，故名。

足球战术阵型中还有433、442、352、532等多种不同阵型，灵活多变；

现有的很多普通高校足球课程中，体育课上，对于个人技巧的教学较多，比如如何发球、如何射门、如何带球、如何外脚背搓球和如何大脚背抽射等脚上基本技巧；将上述动作教会之后，往往一个学期也将接近尾声，很多学员无法学到更多的技战术配合和阵型演练技巧，且初学者对于技战术配合和阵型演练的知识较为薄弱，在无前期教导的情况下，球场上临时教导则容易让学生迷糊，影响教学效果，鉴于此，本发明提供了一种能够进行足球战术演练的自动化设备，其能够让学生在尝试技战术配合和阵型演练之前，提前通过本发明了解基本的技巧，达到更好的教学效果，且寓教于乐，增强学生学习足球的兴趣。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明中所述的一种教学用足球战术演练机器人，其能够实现对教学过程中的足球技战术进行自动演练，寓教于乐。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种教学用足球战术演练机器人，包括行走装置、侧踢装置、高球起踢装置、接球装置和守门装置；所述的行走装置提供侧踢装置、高球起踢装置、接球装置和守门装置在球场水平面上的任意方向运动，所述的侧踢装置能够模拟人的侧脚背接球和传球，所述的高球起踢装置能够模拟人的正脚背起高球，所述的接球装置能够将运行在空中的足球接住并将接住的球运送到草地上，所述的守门装置能够阻挡住球的运行路径以起到守门作用。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的行走装置包括行走主体和抓地主体；所述的行走主体包括行走主板、PLC控制器、麦克纳姆轮和红外传感器，所述的PLC控制器与红外传感器均安装在行走主板上端，麦克纳姆轮安装在行走主板侧壁四周；PLC控制器用于控制本发明所有电动元件、气动元件和传感器等的自动工作；麦克纳姆轮可以实现全方位灵活移动，从而便于本发明在传接球的过程中的快速移动，增强了足球战术演练的实用性和观赏性，红外传感器可以感测到足球的空间位置，便于本发明准确的传接球、发球和守门；

所述的抓地主体包括连接环板、撑地气缸和抓地板，连接环板整体呈环形结构，连接环板上均匀安装有三个呈水平布置的延伸支板，所述的延伸支板一端与行走主板相连接，延伸支板另一端竖直安装有撑地气缸，撑地气缸底部贯穿延伸支板且水平安装有抓地板；当撑地气缸收缩到极限值时，麦克纳姆轮触地而抓地板悬空；当撑地气缸伸出到极限值时，抓地板触地而麦克纳姆轮悬空；

当需要在球场上进行任意移动时，可将撑地气缸完全收缩，此时利用麦克纳姆轮来带动本发明整体的运动；当需要进行传球、起高球等时，则可使撑地气缸伸出到极限值，此时抓地板触地，从而使得本发明能够抓紧地面，不会在传球和起高球时出现位置移动而导致球的运动线路出现严重偏差，至于演示更为灵活的撞墙式配合等传接球技巧以及常规守门时，可以在麦克纳姆轮和抓地板之间来回快速切换，使演示过程流畅，观赏性强。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的侧踢装置数量为二，两个侧踢装置相向安装在行走装置左侧，且两个侧踢装置均包括侧踢板、侧踢气缸、踢球转筒、侧踢触端和侧踢电机；所述的侧踢板一端沿水平方向铰接在连接环板上，侧踢板另一端竖直向下延伸有撑筒板，侧踢气缸一端沿水平方向铰接在连接环板上，侧踢气缸另一端铰接在侧踢板上，踢球转筒整体为空心圆柱形结构，踢球转筒可转动的安装在撑筒板上，侧踢电机安装在撑筒板上且电机主轴与踢球转筒相连接，所述的侧踢触端固连在踢球转筒内外两侧侧壁；当抓地板触地时，侧踢触端也可以触地，当麦克纳姆轮触地时，侧踢触端始终悬空，该设计能够避免侧踢装置妨碍到麦克纳姆轮的运动；

当需要进行侧脚背起球时，则首先，通过行走装置将侧踢装置运送到静止的足球处，且使侧踢触端接触到足球，接着，侧踢电机工作带动踢球转筒旋转，进而带动侧踢触端旋转，从而调整侧踢触端与足球的接触夹角和接触点，接着，保持足球和侧踢触端的位置不变，对侧踢气缸进行快速伸缩，从而实现侧踢板在连接环板上的快速摆动，在摆动的过程中实现侧脚背的快速起球。当需要进行侧脚背接球和不停球传球等时，操作步骤与上述步骤基本相同，唯一的不同之处在于需要提前判断足球的落点，在足球下落时提前调整好侧踢装置的位置和侧踢触端的角度，在足球落到侧踢触端的一瞬间，快速将球传出或将球接住；本发明能够调整侧踢触端与足球的接触夹角和接触点，从而能够实现对球速、球运行轨迹以及球运行距离等的控制。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的高球起踢装置安装在行走装置右侧后方，高球起踢装置包括一号起球板、二号起球板、起球触端、一号起球气缸、二号起球气缸和三号起球气缸，所述的一号起球板底端沿竖直方向铰接在连接环板上端面，二号起球板顶端与一号起球板顶端相铰接，起球触端铰接在二号起球板底端；一号起球气缸一端铰接在行走主板上，一号起球气缸另一端铰接在一号起球板上，二号起球气缸一端铰接在连接环板上，二号起球气缸另一端铰接在二号起球板上，三号起球气缸一端铰接在二号起球板上，三号起球气缸另一端铰接在起球触端上；

高球起踢装置的一号起球板相当于人体的大腿，二号起球板相当于人体的小腿，而起球触端相当于人体的脚部；当需要起高球时，首先，通过行走装置来调整高球起踢装置的位置，使得起球触端能够与足球相接触，接着一号起球气缸能够快速伸缩以带动一号起球板快速摆动，二号起球气缸能够快速伸缩以带动二号起球板快速摆动，三号起球气缸则能够伸缩以调节起球触端和足球之间的接触夹角；通过一号起球板与二号起球板的快速摆动，从而实现起球触端与足球之间的快速接触，进而将足球从起球触端处弹射出去，实现起高球的目的；在踢足球过程中，运动员起高球时，一般要求脚背绷紧，最后出球的瞬间，正脚背基本处于水平位置，这样起出来的球就能运行的更远更有力，若最后出球的瞬间，正脚背与水平面处于锐角或钝角，则起出来的球可能为地滚球或高而不远的球；本发明三号起球气缸对起球触板角度的控制则能够很好的满足要求，能够实现起不同高球的要求。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的接球装置包括竖撑接板、斜撑转板、转板气缸、接球气缸、接球帽和调角气缸；竖撑接板竖直固连在行走主板后部，斜撑转板顶端可转动的安装在竖撑接板，斜撑转板底端位于行走装置前侧下端，转板气缸一端铰接在行走主板上，转板气缸另一端铰接在斜撑转板下端面，接球气缸沿斜撑转板上下方向安装在斜撑转板上，接球气缸上安装有气缸滑座，所述的接球帽整体为空心半球型结构，接球帽前端往外延伸有接球段，接球段的作用是便于足球进入接球帽内，接球帽内壁固连有缓冲橡胶层，缓冲橡胶层能够对飞向接球帽的足球起到一定的缓冲作用，减小足球对接球装置的冲击，接球帽底部铰接在气缸滑座上，调角气缸一端铰接在气缸滑座上，调角气缸另一端铰接在接球帽上；

工作时，当需要进行接球，可以有两种方式，一是让球从空中落到地面上，使球在地面上进行滚动，接着再通过侧踢装置和高球起踢装置的阻挡来停球；另一种是利用接球装置进行接球；

接球装置工作时，首先提前判断足球落点，接着，通过行走装置来调节接球装置整体的位置，使得落球点处于接球帽的运动路径上，接着，接球气缸工作使得接球帽在斜撑转板上运动，同时通过调角气缸的伸缩来实现接球帽朝向的微调整，通过上述步骤使得接球帽准确的处于足球的落点处，当足球从空中接触到接球帽的瞬间，转板气缸开始逐步收缩，斜撑转板开始带动接球帽转动，从而缓冲足球对接球装置的冲击力，减小对接球装置的损伤，通过上述步骤实现空中接球；当足球落点位于斜撑转板下部时，相当于腿部停球；当足球落点位于斜撑转板中部时，相当于胸部停球；当足球落点位于斜撑转板上部时，相当于头部停球。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的守门装置包括阻球板、阻球电机和阻球罩，阻球板可转动的安装在竖撑接板后侧壁，阻球电机安装在竖撑接板上且与阻球板相连接，所述的阻球罩为球面弧形结构，阻球罩位于阻球板上端，且阻球罩与阻球板之间安装有缓冲弹簧，阻球罩内壁固连有缓冲橡胶层；缓冲弹簧与缓冲橡胶层的作用都是减小足球对守门装置的冲击力，减轻守门装置的损伤；

当本发明作为守门员时，则运动到本发明中部与低处的足球通过接球装置进行阻挡；运动到本发明高处的足球通过守门装置阻挡；守门装置工作时，阻球电机带动阻球板摆动，进而带动阻球罩随阻球板同步摆动，在摆动的过程中判断足球的行进路线，实现对足球的阻挡，达到守门的目的。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的抓地板下端面均匀安装有TF型鞋钉；TF型鞋钉，就是俗称的“碎钉”，适用于人工铺设草皮的场地；大多数的水泥地、薄人工草皮、塑胶场的软硬和厚度，TF都能应付，本发明的抓地板上安装有TF型鞋钉，使得本发明的适应面广，且抓地效果好。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的侧踢触端为硬质橡胶材质，且侧踢触端的形状按人体脚部侧脚背的形状而设计，两个踢球转筒内侧壁的侧踢触端与人的内脚背形状相同，两个踢球转筒外侧壁的侧踢触端与人的外脚背形状相同；内脚背踢球与外脚背踢球，球的运动弧线不同，外脚背一般用于踢外旋弧线球，常用于踢任意球，内脚背一般用于踢内旋弧线球，本发明的侧踢触端既可以踢出外脚背一样的外旋弧线球，又可以踢出内脚背一样的内旋弧线球，从而使得本发明的足球演练效果更好。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的起球触端为硬质橡胶材质，且起球触端的形状按人体脚部形状设计，起球触端上端面与人的正脚背形状相同；从而在起高球时，本发明能够最大程度模拟人起高球的效果，达到更好的演练目的。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，当需要进行守门时，所述的连接环板上还可以安装可拆卸的保护罩，用以保护行走装置、侧踢装置、高球起踢装置和接球装置不被足球砸到。

有益效果：

(1)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其行走装置中麦克纳姆轮和抓地板的来回切换工作，当需要本发明进行快速移动以进行接球和配合传球等时，麦克纳姆轮能够实现本发明的全方位灵活移动，当需要发球时，则抓地板工作能使本发明在牢固抓紧地面，不至于在发球过程中机身出现晃动而导致足球运行路线的大幅偏差；

(2)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其侧踢装置的设计能够实现侧脚背起球、接球和不停球传球等，同时，侧踢装置能够调整侧踢触端与足球的接触夹角和接触点，从而能够实现对球速、球运行轨迹以及球运行距离等的控制；

(3)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其侧踢触端的形状按人体脚部侧脚背的形状而设计，两个踢球转筒内侧壁的侧踢触端与人的内脚背形状相同，两个踢球转筒外侧壁的侧踢触端与人的外脚背形状相同；从而使得本发明既可以踢出外脚背一样的外旋弧线球，又可以踢出内脚背一样的内旋弧线球；

(4)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其高球起踢装置的设计能够实现本发明的自动起高球，且本发明能够通过三号起球气缸对起球触板角度的控制，来选择起出的高球是更远更有力、地滚球或者是高而不远的球，适应面广；

(5)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其起球触端的形状按人体脚部形状设计，起球触端上端面与人的正脚背形状相同；从而在起高球时，本发明能够最大程度模拟人起高球的效果，达到更好的演练目的；

(6)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其接球装置的设计使得本发明能够很好的实现空中停球，并将空中停好的球自动滑送到地面上，再通过侧踢装置或高球起踢装置重新发球。

(7)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其还设置有守门装置，从而本发明不仅可以充当后卫、中场和前锋等角色，还能够充当守门员角色，实用性强，适应面广。

(8)本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，其在需要进行守门时，连接环板上还可以安装可拆卸的保护罩，用以保护行走装置、侧踢装置、高球起踢装置和接球装置不被足球砸到。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明去除接球装置和守门装置后的结构示意图；

图3是本发明侧踢装置处的局部结构示意图；

图4是本发明侧踢触端的结构示意图；

图5是本发明高球起踢装置的结构示意图；

图6是本发明高球起踢装置的正视简图；

图7是本发明的侧视简图；

图中：行走装置1、侧踢装置2、高球起踢装置3、接球装置4、守门装置5、行走主体11、抓地主体12、行走主板111、PLC控制器112、麦克纳姆轮113、红外传感器114、连接环板121、撑地气缸122、抓地板123、延伸支板124、侧踢板21、侧踢气缸22、踢球转筒23、侧踢触端24、侧踢电机25、撑筒板211、一号起球板31、二号起球板32、起球触端33、一号起球气缸34、二号起球气缸35、三号起球气缸36、竖撑接板41、斜撑转板42、转板气缸43、接球气缸44、接球帽45、调角气缸46、接球段451、阻球板51、阻球电机52、阻球罩53。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明所述的一种教学用足球战术演练机器人，包括行走装置1、侧踢装置2、高球起踢装置3、接球装置4和守门装置5；所述的行走装置1提供侧踢装置2、高球起踢装置3、接球装置4和守门装置5在球场水平面上的任意方向运动，所述的侧踢装置2能够模拟人的侧脚背接球和传球，所述的高球起踢装置3能够模拟人的正脚背起高球，所述的接球装置4能够将运行在空中的足球接住并将接住的球运送到草地上，所述的守门装置5能够阻挡住球的运行路径以起到守门作用。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的行走装置1包括行走主体11和抓地主体12；所述的行走主体11包括行走主板111、PLC控制器112、麦克纳姆轮113和红外传感器114，所述的PLC控制器112与红外传感器114均安装在行走主板111上端，麦克纳姆轮113安装在行走主板111侧壁四周；PLC控制器112用于控制本发明所有电动元件、气动元件和传感器等的自动工作；麦克纳姆轮113可以实现全方位灵活移动，从而便于本发明在传接球的过程中的快速移动，增强了足球战术演练的实用性和观赏性，红外传感器114可以感测到足球的空间位置，便于本发明准确的传接球、发球和守门；

所述的抓地主体12包括连接环板121、撑地气缸122和抓地板123，连接环板121整体呈环形结构，连接环板121上均匀安装有三个呈水平布置的延伸支板124，所述的延伸支板124一端与行走主板111相连接，延伸支板124另一端竖直安装有撑地气缸122，撑地气缸122底部贯穿延伸支板124且水平安装有抓地板123；当撑地气缸122收缩到极限值时，麦克纳姆轮113触地而抓地板123悬空；当撑地气缸122伸出到极限值时，抓地板123触地而麦克纳姆轮113悬空；

当需要在球场上进行任意移动时，可将撑地气缸122完全收缩，此时利用麦克纳姆轮113来带动本发明整体的运动；当需要进行传球、起高球等时，则可使撑地气缸112伸出到极限值，此时抓地板123触地，从而使得本发明能够抓紧地面，不会在传球和起高球时出现位置移动而导致球的运动线路出现严重偏差，至于演示更为灵活的撞墙式配合等传接球技巧以及常规守门时，可以在麦克纳姆轮113和抓地板123之间来回快速切换，使演示过程流畅，观赏性强。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的侧踢装置2数量为二，两个侧踢装置2相向安装在行走装置1左侧，且两个侧踢装置2均包括侧踢板21、侧踢气缸22、踢球转筒23、侧踢触端24和侧踢电机25；所述的侧踢板21一端沿水平方向铰接在连接环板121上，侧踢板21另一端竖直向下延伸有撑筒板211，侧踢气缸22一端沿水平方向铰接在连接环板121上，侧踢气缸22另一端铰接在侧踢板21上，踢球转筒23整体为空心圆柱形结构，踢球转筒23可转动的安装在撑筒板211上，侧踢电机25安装在撑筒板211上且电机主轴与踢球转筒23相连接，所述的侧踢触端24固连在踢球转筒23内外两侧侧壁；当抓地板123触地时，侧踢触端24也可以触地，当麦克纳姆轮113触地时，侧踢触端24始终悬空，该设计能够避免侧踢装置2妨碍到麦克纳姆轮113的运动；

当需要进行侧脚背起球时，则首先，通过行走装置1将侧踢装置2运送到静止的足球处，且使侧踢触端24接触到足球，接着，侧踢电机25工作带动踢球转筒23旋转，进而带动侧踢触端24旋转，从而调整侧踢触端24与足球的接触夹角和接触点，接着，保持足球和侧踢触端24的位置不变，对侧踢气缸22进行快速伸缩，从而实现侧踢板21在连接环板121上的快速摆动，在摆动的过程中实现侧脚背的快速起球。当需要进行侧脚背接球和不停球传球等时，操作步骤与上述步骤基本相同，唯一的不同之处在于需要提前判断足球的落点，在足球下落时提前调整好侧踢装置2的位置和侧踢触端24的角度，在足球落到侧踢触端24的一瞬间，快速将球传出或将球接住；本发明能够调整侧踢触端24与足球的接触夹角和接触点，从而能够实现对球速、球运行轨迹以及球运行距离等的控制。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的高球起踢装置3安装在行走装置1右侧后方，高球起踢装置3包括一号起球板31、二号起球板32、起球触端33、一号起球气缸34、二号起球气缸35和三号起球气缸36，所述的一号起球板31底端沿竖直方向铰接在连接环板121上端面，二号起球板32顶端与一号起球板31顶端相铰接，起球触端33铰接在二号起球板32底端；一号起球气缸34一端铰接在行走主板111上，一号起球气缸34另一端铰接在一号起球板31上，二号起球气缸35一端铰接在连接环板121上，二号起球气缸35另一端铰接在二号起球板32上，三号起球气缸36一端铰接在二号起球板32上，三号起球气缸36另一端铰接在起球触端33上；

高球起踢装置的一号起球板31相当于人体的大腿，二号起球板32相当于人体的小腿，而起球触端33相当于人体的脚部；当需要起高球时，首先，通过行走装置1来调整高球起踢装置3的位置，使得起球触端33能够与足球相接触，接着一号起球气缸34能够快速伸缩以带动一号起球板31快速摆动，二号起球气缸35能够快速伸缩以带动二号起球板32快速摆动，三号起球气缸36则能够伸缩以调节起球触端33和足球之间的接触夹角；通过一号起球板31与二号起球板32的快速摆动，从而实现起球触端33与足球之间的快速接触，进而将足球从起球触端33处弹射出去，实现起高球的目的；在踢足球过程中，运动员起高球时，一般要求脚背绷紧，最后出球的瞬间，正脚背基本处于水平位置，这样起出来的球就能运行的更远更有力，若最后出球的瞬间，正脚背与水平面处于锐角或钝角，则起出来的球可能为地滚球或高而不远的球；本发明三号起球气缸36对起球触板33角度的控制则能够很好的满足要求，能够实现起不同高球的要求。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的接球装置4包括竖撑接板41、斜撑转板42、转板气缸43、接球气缸44、接球帽45和调角气缸46；竖撑接板41竖直固连在行走主板111后部，斜撑转板42顶端可转动的安装在竖撑接板41，斜撑转板42底端位于行走装置1前侧下端，转板气缸43一端铰接在行走主板111上，转板气缸43另一端铰接在斜撑转板42下端面，接球气缸44沿斜撑转板42上下方向安装在斜撑转板42上，接球气缸44上安装有气缸滑座，所述的接球帽45整体为空心半球型结构，接球帽45前端往外延伸有接球段451，接球段451的作用是便于足球进入接球帽45内，接球帽45内壁固连有缓冲橡胶层，缓冲橡胶层能够对飞向接球帽45的足球起到一定的缓冲作用，减小足球对接球装置的冲击，接球帽45底部铰接在气缸滑座上，调角气缸46一端铰接在气缸滑座上，调角气缸46另一端铰接在接球帽45上；

工作时，当需要进行接球，可以有两种方式，一是让球从空中落到地面上，使球在地面上进行滚动，接着再通过侧踢装置2和高球起踢装置3的阻挡来停球；另一种是利用接球装置4进行接球；

接球装置4工作时，首先提前判断足球落点，接着，通过行走装置1来调节接球装置4整体的位置，使得落球点处于接球帽45的运动路径上，接着，接球气缸44工作使得接球帽45在斜撑转板42上运动，同时通过调角气缸46的伸缩来实现接球帽45朝向的微调整，通过上述步骤使得接球帽45准确的处于足球的落点处，当足球从空中接触到接球帽45的瞬间，转板气缸43开始逐步收缩，斜撑转板42开始带动接球帽45转动，从而缓冲足球对接球装置4的冲击力，减小对接球装置4的损伤，通过上述步骤实现空中接球；当足球落点位于斜撑转板42下部时，相当于腿部停球；当足球落点位于斜撑转板42中部时，相当于胸部停球；当足球落点位于斜撑转板42上部时，相当于头部停球。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的守门装置5包括阻球板51、阻球电机52和阻球罩53，阻球板51可转动的安装在竖撑接板41后侧壁，阻球电机52安装在竖撑接板41上且与阻球板51相连接，所述的阻球罩53为球面弧形结构，阻球罩53位于阻球板51上端，且阻球罩53与阻球板51之间安装有缓冲弹簧，阻球罩53内壁固连有缓冲橡胶层；缓冲弹簧与缓冲橡胶层的作用都是减小足球对守门装置5的冲击力，减轻守门装置5的损伤；

当本发明作为守门员时，则运动到本发明中部与低处的足球通过接球装置4进行阻挡；运动到本发明高处的足球通过守门装置5阻挡；守门装置5工作时，阻球电机52带动阻球板51摆动，进而带动阻球罩53随阻球板51同步摆动，在摆动的过程中判断足球的行进路线，实现对足球的阻挡，达到守门的目的。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的抓地板123下端面均匀安装有TF型鞋钉；TF型鞋钉，就是俗称的“碎钉”，适用于人工铺设草皮的场地；大多数的水泥地、薄人工草皮、塑胶场的软硬和厚度，TF都能应付，本发明的抓地板123上安装有TF型鞋钉，使得本发明的适应面广，且抓地效果好。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的侧踢触端24为硬质橡胶材质，且侧踢触端24的形状按人体脚部侧脚背的形状而设计，两个踢球转筒23内侧壁的侧踢触端24与人的内脚背形状相同，两个踢球转筒23外侧壁的侧踢触端24与人的外脚背形状相同；内脚背踢球与外脚背踢球，球的运动弧线不同，外脚背一般用于踢外旋弧线球，常用于踢任意球，内脚背一般用于踢内旋弧线球，本发明的侧踢触端24既可以踢出外脚背一样的外旋弧线球，又可以踢出内脚背一样的内旋弧线球，从而使得本发明的足球演练效果更好。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，所述的起球触端33为硬质橡胶材质，且起球触端33的形状按人体脚部形状设计，起球触端33上端面与人的正脚背形状相同；从而在起高球时，本发明能够最大程度模拟人起高球的效果，达到更好的演练目的。

具体的，作为本发明的一种优选技术方案，当需要进行守门时，所述的连接环板121上还可以安装可拆卸的保护罩，用以保护行走装置1、侧踢装置2、高球起踢装置3和接球装置4不被足球砸到。

工作时，当需要进行足球技战术演练，则可安排多个本发明在足球场上运动，进行常规的攻防演练、阵型讲解和传接配合等足球演练；

演练时，可通过行进装置的麦克纳姆轮113使本发明在球场上进行任意移动，当需要进行传球、起高球等时，则使撑地气缸112伸出到极限值，此时抓地板123触地，使本发明抓紧地面，不会在传球和起高球时出现位置移动而导致球的运动线路出现严重偏差，至于演示更为灵活的撞墙式配合等传接球技巧以及常规守门时，可以在麦克纳姆轮113和抓地板123之间来回快速切换，使演示过程流畅，观赏性强。

当需要进行侧脚背起球时，则首先，通过行走装置1将侧踢装置2运送到静止的足球处，且使侧踢触端24接触到足球，接着，侧踢电机25工作带动踢球转筒23旋转，进而带动侧踢触端24旋转，从而调整侧踢触端24与足球的接触夹角和接触点，接着，保持足球和侧踢触端24的位置不变，对侧踢气缸22进行快速伸缩，从而实现侧踢板21在连接环板121上的快速摆动，在摆动的过程中实现侧脚背的快速起球。当需要进行侧脚背接球和不停球传球等时，操作步骤与上述步骤基本相同，唯一的不同之处在于需要提前判断足球的落点，在足球下落时提前调整好侧踢装置2的位置和侧踢触端24的角度，在足球落到侧踢触端24的一瞬间，快速将球传出或将球接住；本发明能够调整侧踢触端24与足球的接触夹角和接触点，从而能够实现对球速、球运行轨迹以及球运行距离等的控制。

当需要起高球时，首先，通过行走装置1来调整高球起踢装置3的位置，使得起球触端33能够与足球相接触，接着一号起球气缸34能够快速伸缩以带动一号起球板31快速摆动，二号起球气缸35能够快速伸缩以带动二号起球板32快速摆动，三号起球气缸36则能够伸缩以调节起球触端33和足球之间的接触夹角；通过一号起球板31与二号起球板32的快速摆动，从而实现起球触端33与足球之间的快速接触，进而将足球从起球触端33处弹射出去，实现起高球的目的。

当需要进行接球，若球从空中落到地面上，则使球在地面上进行滚动，接着再通过侧踢装置2和高球起踢装置3的阻挡来停球；

而接球装置4接球时，首先提前判断足球落点，接着，通过行走装置1来调节接球装置4整体的位置，使得落球点处于接球帽45的运动路径上，接着，接球气缸44工作使得接球帽45在斜撑转板42上运动，同时通过调角气缸46的伸缩来实现接球帽45朝向的微调整，通过上述步骤使得接球帽45准确的处于足球的落点处，当足球从空中接触到接球帽45的瞬间，转板气缸43开始逐步收缩，斜撑转板42开始带动接球帽45转动，从而缓冲足球对接球装置4的冲击力，减小对接球装置4的损伤，通过上述步骤实现空中接球；接球过后，再通过调节接球帽45的角度来使足球自动滑落到草地上，从而使得侧踢装置2或高球起踢装置3继续工作以将球再发出去；

当本发明作为守门员时，则运动到本发明中部与低处的足球通过接球装置4进行阻挡；运动到本发明高处的足球通过守门装置5阻挡；守门装置5工作时，阻球电机52带动阻球板51摆动，进而带动阻球罩53随阻球板51同步摆动，在摆动的过程中判断足球的行进路线，实现对足球的阻挡，达到守门的目的。

通过上述步骤能够完成基本的足球技战术演练。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：包括行走装置(1)、侧踢装置(2)、高球起踢装置(3)、接球装置(4)和守门装置(5)；所述的行走装置(1)提供侧踢装置(2)、高球起踢装置(3)、接球装置(4)和守门装置(5)在球场水平面上的任意方向运动，所述的侧踢装置(2)能够模拟人的侧脚背接球和传球，所述的高球起踢装置(3)能够模拟人的正脚背起高球，所述的接球装置(4)能够将运行在空中的足球接住并将接住的球运送到草地上，所述的守门装置(5)能够阻挡住球的运行路径以起到守门作用。

2.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的行走装置(1)包括行走主体(11)和抓地主体(12)；所述的行走主体(11)包括行走主板(111)、PLC控制器(112)、麦克纳姆轮(113)和红外传感器(114)，所述的PLC控制器(112)与红外传感器(114)均安装在行走主板(111)上端，麦克纳姆轮(113)安装在行走主板(111)侧壁四周；

所述的抓地主体(12)包括连接环板(121)、撑地气缸(122)和抓地板(123)，连接环板(121)整体呈环形结构，连接环板(121)上均匀安装有三个呈水平布置的延伸支板(124)，所述的延伸支板(124)一端与行走主板(111)相连接，延伸支板(124)另一端竖直安装有撑地气缸(122)，撑地气缸(122)底部贯穿延伸支板(124)且水平安装有抓地板(123)；当撑地气缸(122)收缩到极限值时，麦克纳姆轮(113)触地而抓地板(123)悬空；当撑地气缸(122)伸出到极限值时，抓地板(123)触地而麦克纳姆轮(113)悬空。

3.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的侧踢装置(2)数量为二，两个侧踢装置(2)相向安装在行走装置(1)左侧，且两个侧踢装置(2)均包括侧踢板(21)、侧踢气缸(22)、踢球转筒(23)、侧踢触端(24)和侧踢电机(25)；所述的侧踢板(21)一端沿水平方向铰接在连接环板(121)上，侧踢板(21)另一端竖直向下延伸有撑筒板(211)，侧踢气缸(22)一端沿水平方向铰接在连接环板(121)上，侧踢气缸(22)另一端铰接在侧踢板(21)上，踢球转筒(23)整体为空心圆柱形结构，踢球转筒(23)可转动的安装在撑筒板(211)上，侧踢电机(25)安装在撑筒板(211)上且电机主轴与踢球转筒(23)相连接，所述的侧踢触端(24)固连在踢球转筒(23)内外两侧侧壁；当抓地板(123)触地时，侧踢触端(24)也可以触地，当麦克纳姆轮(113)触地时，侧踢触端(24)始终悬空。

4.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的高球起踢装置(3)安装在行走装置(1)右侧后方，高球起踢装置(3)包括一号起球板(31)、二号起球板(32)、起球触端(33)、一号起球气缸(34)、二号起球气缸(35)和三号起球气缸(36)，所述的一号起球板(31)底端沿竖直方向铰接在连接环板(121)上端面，二号起球板(32)顶端与一号起球板(31)顶端相铰接，起球触端(33)铰接在二号起球板(32)底端；一号起球气缸(34)一端铰接在行走主板(111)上，一号起球气缸(34)另一端铰接在一号起球板(31)上，二号起球气缸(35)一端铰接在连接环板(121)上，二号起球气缸(35)另一端铰接在二号起球板(32)上，三号起球气缸(36)一端铰接在二号起球板(32)上，三号起球气缸(36)另一端铰接在起球触端(33)上。

5.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的接球装置(4)包括竖撑接板(41)、斜撑转板(42)、转板气缸(43)、接球气缸(44)、接球帽(45)和调角气缸(46)；竖撑接板(41)竖直固连在行走主板(111)后部，斜撑转板(42)顶端可转动的安装在竖撑接板(41)，斜撑转板(42)底端位于行走装置(1)前侧下端，转板气缸(43)一端铰接在行走主板(111)上，转板气缸(43)另一端铰接在斜撑转板(42)下端面，接球气缸(44)沿斜撑转板(42)上下方向安装在斜撑转板(42)上，接球气缸(44)上安装有气缸滑座，所述的接球帽(45)整体为空心半球型结构，接球帽(45)前端往外延伸有接球段(451)，接球帽(45)内壁固连有缓冲橡胶层，接球帽(45)底部铰接在气缸滑座上，调角气缸(46)一端铰接在气缸滑座上，调角气缸(46)另一端铰接在接球帽(45)上。

6.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的守门装置(5)包括阻球板(51)、阻球电机(52)和阻球罩(53)，阻球板(51)可转动的安装在竖撑接板(41)后侧壁，阻球电机(52)安装在竖撑接板(41)上且与阻球板(51)相连接，所述的阻球罩(53)为球面弧形结构，阻球罩(53)位于阻球板(51)上端，且阻球罩(53)与阻球板(51)之间安装有缓冲弹簧，阻球罩(53)内壁固连有缓冲橡胶层。

7.根据权利要求2所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的抓地板(123)下端面均匀安装有TF型鞋钉。

8.根据权利要求3所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的侧踢触端(24)为硬质橡胶材质，且侧踢触端(24)的形状按人体脚部侧脚背的形状而设计，两个踢球转筒(23)内侧壁的侧踢触端(24)与人的内脚背形状相同，两个踢球转筒(23)外侧壁的侧踢触端(24)与人的外脚背形状相同。

9.根据权利要求4所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：所述的起球触端(33)为硬质橡胶材质，且起球触端(33)的形状按人体脚部形状设计，起球触端(33)上端面与人的正脚背形状相同。

10.根据权利要求1所述的一种教学用足球战术演练机器人，其特征在于：当需要进行守门时，所述的连接环板(121)上还可以安装可拆卸的保护罩，用以保护行走装置(1)、侧踢装置(2)、高球起踢装置(3)和接球装置(4)不被足球砸到。