CN107050799A - 一种足球长传发球机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种足球长传发球机，包括基座、发球机构、储球仓、方位转台以及第一液压缸；其中发球机构包括发球通道、第二液压缸、弹簧、挡球板、舵机、发球顶块以及设于发球顶块上的压力传感器；方位转台的前端还设有红外测距仪；方位转台内还设有微处理器，微处理器通过无线通信模块与遥控器无线信号连接。通过本发明的发球角度的方便调节，能够充分利用发球机构的动力系统在一定发球速度下达到更远、更高的发球距离；根据所红外测距仪所测得的发射目标的距离能够自行调节发球力度，从而能够很好的模拟发球球员的发球，达到提高足球运动训练水平的目的。

Description

一种足球长传发球机
技术领域
本发明涉及足球辅助训练装置领域，特别是一种足球长传发球机。
背景技术
当今，体育和科技密不可分，体育训练正从经验时代走向科学时代。从目前的情况看，已经有了多种球类发球机，如乒乓球、网球、排球等发球机，但是在国内体育器材市场上，足球发球机不但比较少见，而且已有的该类设备其功能也不尽完善，例如由于发球角度不便调节，导致难以充分利用发球机构的动力系统在同样的发球速度下达到更远的发球距离；无法根据发射目标的远近自行调节发球机构的发球力度，难以像发球球员那样很好的将球发射给目标球员。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种足球长传发球机，通过方便的调节发球角度，能够充分利用发球机构的动力系统在与传统发球机同样的发球速度下达到更远的发球距离，并且能够根据所测得的发射目标的距离自行调节发球力度，从而很好的模拟发球球员将球发射给目标球员，达到提高足球运动训练水平的目的。
本发明的技术方案是：一种足球长传发球机，包括基座、发球机构以及储球仓，所述基座上设有方位转台，基座内设有与方位转台连接的方位电机；所述发球机构下表面的右端通过转轴铰接于方位转台上，发球机构下表面开有沿其左右方向的燕尾式滑槽，所述燕尾式滑槽内滑动连接有与其相匹配的滑块，所述滑块与设于方位转台上的第一液压缸的活塞杆顶端相铰接；所述发球机构包括壳体，壳体内设有发球通道，所述发球通道的左端为发球出口，发球通道的右端设有第二液压缸，第二液压缸的活塞杆伸入发球通道内且其活塞杆的纵向与发球通道的纵向方向一致；所述第二液压缸的活塞杆端头与弹簧的右端连接，弹簧的左端与发球顶块连接；所述发球通道的左端内还设有挡球板，挡球板的板面垂直于发球通道且通过开设于发球机构侧面的垂直于发球通道的槽缝可旋进、旋出发球机构；所述挡球板的边缘和用于提供给挡球板旋进、旋出动力的舵机固定连接，所述舵机固定于发球机构侧壁上；所述储球仓与发球机构的发球通道相连通；所述方位转台的前端还设有红外测距仪；发球顶块与足球相接触的左端面上还设有压力传感器；所述红外测距仪、压力传感器、方位电机、第一液压缸、第二液压缸以及舵机分别与设于方位转台内的微处理器信号连接，所述微处理器还通过设于方位转台内的无线通信模块与遥控器无线信号连接；所述红外测距仪、方位电机、第一液压缸、第二液压缸、舵机以及微处理器还分别与设于方位转台内的蓄电池电连接，所述蓄电池电与供电开关电连接。
较佳地，所述发球顶块的形状为圆柱体，所述发球通道为圆柱通道，发球顶块与发球通道滑动连接。
较佳地，所述方位电机为步进电机。
较佳地，所述遥控器包括用于控制方位电机转动的第一按键区、用于控制第一液压缸的活塞杆伸缩的第二按键区以及用于控制红外测距仪进行测距的第三按键区。
较佳地，所述第一按键区包括用于控制方位电机顺转的顺转按键以及用于控制方位电机逆转的逆转按键；所述第二按键区包括用于控制第一液压缸的活塞杆伸出的伸出按键和用于控制第一液压缸的活塞杆缩进的缩进按键；所述第三按键区包括用于控制红外测距仪开始测距的触发按键。
较佳地，所述储球仓通过开设于发球机构侧壁上的下球口与发球通道连通，当发球顶块紧顶待发射的足球时，所述下球口位于发球顶块的上方位置。
较佳地，所述微处理器是型号为AT89C2051的单片机或PLC控制器。
较佳地，所述基座的底面设有滚轮，所述滚轮上设有锁定装置。
较佳地，所述下球口的内壁内镶嵌有一对用于检测下球口内是否有足球的光电收发器，所述光电收发器与微处理器信号连接。
本发明的有益效果：本发明实施例中，提供一种足球长传发球机，包括基座、发球机构、储球仓、方位转台以及第一液压缸；其中发球机构包括发球通道、第二液压缸、弹簧、挡球板、舵机、发球顶块以及设于发球顶块上的压力传感器；方位转台的前端还设有红外测距仪；方位转台内还设有微处理器，微处理器通过无线通信模块与遥控器无线信号连接。本发明的遥控器通过无线通信模块向微处理器发送命令，可以控制第一液压缸上下伸缩，从而方便的调整发球机构的发球俯仰角；同理，遥控器还可以通过发送命令控制方位转台转动，使得发球方向对准发球目标，再通过遥控器打开红外测距仪进行发球机与发球目标之间的距离测量，当测出距离以后，红外测距仪将所测得的距离信号发送给微处理器，微处理器控制第二液压缸的活塞杆向前推进，从而挤压弹簧，通过弹簧的压缩，使发球顶块逐渐紧顶待发射足球，使待发射足球紧紧被夹在挡球板与发球顶块之间，当发球顶块上的压力传感器所测的压力值达到与红外测距仪所测距离相对应的压力值时(压力值和发射距离的对应关系可以通过多次实际实验获得)，微处理器控制第二液压缸停止推进工作并保持当前状态，随后微处理器控制舵机工作，使挡球板迅速旋出发球机构，此时在弹簧的弹力作用下，待发射足球便会飞出发球通道直抵发射目标，完成一个发球动作，此后微处理器控制舵机反向运动，使得挡球板再次旋进发球机构，同时微处理器控制第二液压缸缩回活塞杆，则活塞杆带动弹簧和发球顶块向右移动，当发球顶块移动到最右边时，下球口便会与发球通道相沟通，此时在重力的作用下，自然会从储球仓中落下一个足球进入发球通道内作为第二个待发射足球；而当发球顶块移动到最右边时微处理器便又会控制第二液压缸，使其活塞杆又向前推出，从而继续上述夹紧待发射足球的过程，通过如此反复实现了发球机的连续发球。本发明的弹簧选取倔强系数大的弹簧，从而能够实现超过50米以上的发球距离，通过红外测距仪的测距配合，可以实现不同发射距离的自动调节。因此，通过本发明的发球角度的方便调节，能够充分利用发球机构的动力系统在一定发球速度下达到更远、更高的发球距离；根据所红外测距仪所测得的发射目标的距离能够自行调节发球力度，从而能够很好的模拟发球球员的发球，达到提高足球运动训练水平的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电系统框图。
附图标记说明：
1、基座；2、方位电机；3、方位转台；4、第一液压缸；5、红外测距仪；6、发球机构；7、滑块；8、燕尾式滑槽；9、第二液压缸；10、转轴；11、挡球板；12、舵机；13、储球仓；14、发球顶块；15、弹簧；16、滚轮；17、足球；18、发球通道；19、槽缝；20、压力传感器；21、下球口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参见1、图2，本发明实施例提供了一种足球长传发球机，包括基座1、发球机构6以及储球仓13，所述基座1上设有方位转台3，基座1内设有与方位转台3连接的方位电机2；所述发球机构6下表面的右端通过转轴10铰接于方位转台3上，发球机构6下表面开有沿其左右方向的燕尾式滑槽8，所述燕尾式滑槽8内滑动连接有与其相匹配的滑块7，所述滑块7与设于方位转台3上的第一液压缸4的活塞杆顶端相铰接；所述发球机构6包括壳体，壳体内设有发球通道18，所述发球通道18的左端为发球出口，发球通道18的右端设有第二液压缸9，第二液压缸9的活塞杆伸入发球通道18内且其活塞杆的纵向与发球通道18的纵向方向一致；所述第二液压缸9的活塞杆端头与弹簧15的右端连接，弹簧15的左端与发球顶块14连接；所述发球通道18的左端内还设有挡球板11，挡球板11的板面垂直于发球通道18且通过开设于发球机构6侧面的垂直于发球通道18的槽缝19可旋进、旋出发球机构6；所述挡球板11的边缘和用于提供给挡球板11旋进、旋出动力的舵机12固定连接，所述舵机12固定于发球机构6侧壁上；所述储球仓13与发球机构6的发球通道18相连通；所述方位转台3的前端还设有红外测距仪5；发球顶块14与足球17相接触的左端面上还设有压力传感器20；所述红外测距仪5、压力传感器20、方位电机2、第一液压缸4、第二液压缸9以及舵机12分别与设于方位转台3内的微处理器信号连接，所述微处理器还通过设于方位转台3内的无线通信模块与遥控器无线信号连接；所述红外测距仪5、方位电机2、第一液压缸4、第二液压缸9、舵机12以及微处理器还分别与设于方位转台3内的蓄电池电连接，所述蓄电池电与供电开关电连接。本实施例的遥控器通过无线通信模块向微处理器发送命令，可以控制第一液压缸上下伸缩，从而方便的调整发球机构的发球俯仰角；同理，遥控器还可以通过发送命令控制方位转台转动，使得发球方向对准发球目标，再通过遥控器打开红外测距仪进行发球机与发球目标之间的距离测量，当测出距离以后，红外测距仪将所测得的距离信号发送给微处理器，微处理器控制第二液压缸的活塞杆向前推进，从而挤压弹簧，通过弹簧的压缩，使发球顶块逐渐紧顶待发射足球，使待发射足球紧紧被夹在挡球板与发球顶块之间，当发球顶块上的压力传感器所测的压力值达到与红外测距仪所测距离相对应的压力值时(注：压力值和发射距离的对应关系可以通过多次实际实验获得；也可以根据理论计算，例如在发射角一定的情况下，发射初速度和发射距离之间可以通过常规物理理论计算得出，当然时间计算时还会考虑的空气的阻力，这里计算都是本领域技术人员能够根据普通物理知识进行的，在此不再赘述)，微处理器控制第二液压缸停止推进工作并保持当前状态，随后微处理器控制舵机工作，使挡球板迅速旋出发球机构，此时在弹簧的弹力作用下，待发射足球便会飞出发球通道直抵发射目标，完成一个发球动作，此后微处理器控制舵机反向运动，使得挡球板再次旋进发球机构，同时微处理器控制第二液压缸缩回活塞杆，则活塞杆带动弹簧和发球顶块向右移动，当发球顶块移动到最右边时，下球口便会与发球通道相沟通，此时在重力的作用下，自然会从储球仓中落下一个足球进入发球通道内作为第二个待发射足球；而当发球顶块移动到最右边时微处理器便又会控制第二液压缸，使其活塞杆又向前推出，从而继续上述夹紧待发射足球的过程，通过如此反复实现了发球机的连续发球。本发明的弹簧选取倔强系数大的弹簧，从而能够实现超过50米以上的发球距离，通过红外测距仪的测距配合，可以实现不同发射距离的自动调节。
进一步地，所述发球顶块14的形状为圆柱体，所述发球通道18为圆柱通道，发球顶块14与发球通道18滑动连接。
进一步地，所述方位电机2为步进电机。
进一步地，所述遥控器包括用于控制方位电机3转动的第一按键区、用于控制第一液压缸4的活塞杆伸缩的第二按键区以及用于控制红外测距仪5进行测距的第三按键区。
进一步地，所述第一按键区包括用于控制方位电机3顺转的顺转按键以及用于控制方位电机3逆转的逆转按键；所述第二按键区包括用于控制第一液压缸4的活塞杆伸出的伸出按键和用于控制第一液压缸4的活塞杆缩进的缩进按键；所述第三按键区包括用于控制红外测距仪5开始测距的触发按键。
进一步地，所述储球仓13通过开设于发球机构6侧壁上的下球口21与发球通道18连通，当发球顶块14紧顶待发射的足球17时，所述下球口21位于发球顶块14的上方位置。
进一步地，所述微处理器是型号为AT89C2051的单片机或PLC控制器。
进一步地，所述基座1的底面设有滚轮16，所述滚轮16上设有锁定装置。通过滚轮可以方便的移动本发球机。
进一步地，所述下球口21的内壁内镶嵌有一对用于检测下球口21内是否有足球17的光电收发器，所述光电收发器与微处理器信号连接。当光电收发器在设定的时间内检测不到遮光信号时，说明储球仓内的足球已发射完，此时与光电收发器信号连接的微处理器便会根据该无遮光信号反馈，控制发球机构停止发球。
综上所述，本发明所提供的足球长传发球机，包括基座、发球机构、储球仓、方位转台以及第一液压缸；其中发球机构包括发球通道、第二液压缸、弹簧、挡球板、舵机、发球顶块以及设于发球顶块上的压力传感器；方位转台的前端还设有红外测距仪；方位转台内还设有微处理器，微处理器通过无线通信模块与遥控器无线信号连接。本发明的遥控器通过无线通信模块向微处理器发送命令，可以控制第一液压缸上下伸缩，从而方便的调整发球机构的发球俯仰角；同理，遥控器还可以通过发送命令控制方位转台转动，使得发球方向对准发球目标，再通过遥控器打开红外测距仪进行发球机与发球目标之间的距离测量，当测出距离以后，红外测距仪将所测得的距离信号发送给微处理器，微处理器控制第二液压缸的活塞杆向前推进，从而挤压弹簧，通过弹簧的压缩，使发球顶块逐渐紧顶待发射足球，使待发射足球紧紧被夹在挡球板与发球顶块之间，当发球顶块上的压力传感器所测的压力值达到与红外测距仪所测距离相对应的压力值时(压力值和发射距离的对应关系可以通过多次实际实验获得)，微处理器控制第二液压缸停止推进工作并保持当前状态，随后微处理器控制舵机工作，使挡球板迅速旋出发球机构，此时在弹簧的弹力作用下，待发射足球便会飞出发球通道直抵发射目标，完成一个发球动作，此后微处理器控制舵机反向运动，使得挡球板再次旋进发球机构，同时微处理器控制第二液压缸缩回活塞杆，则活塞杆带动弹簧和发球顶块向右移动，当发球顶块移动到最右边时，下球口便会与发球通道相沟通，此时在重力的作用下，自然会从储球仓中落下一个足球进入发球通道内作为第二个待发射足球；而当发球顶块移动到最右边时微处理器便又会控制第二液压缸，使其活塞杆又向前推出，从而继续上述夹紧待发射足球的过程，通过如此反复实现了发球机的连续发球。本发明的弹簧选取倔强系数大的弹簧，从而能够实现超过50米以上的发球距离，通过红外测距仪的测距配合，可以实现不同发射距离的自动调节。因此，通过本发明的发球角度的方便调节，能够充分利用发球机构的动力系统在一定发球速度下达到更远、更高的发球距离；根据所红外测距仪所测得的发射目标的距离能够自行调节发球力度，从而能够很好的模拟发球球员的发球，达到提高足球运动训练水平的目的。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种足球长传发球机，包括基座(1)、发球机构(6)以及储球仓(13)，其特征在于，所述基座(1)上设有方位转台(3)，基座(1)内设有与方位转台(3)连接的方位电机(2)；所述发球机构(6)下表面的右端通过转轴(10)铰接于方位转台(3)上，发球机构(6)下表面开有沿其左右方向的燕尾式滑槽(8)，所述燕尾式滑槽(8)内滑动连接有与其相匹配的滑块(7)，所述滑块(7)与设于方位转台(3)上的第一液压缸(4)的活塞杆顶端相铰接；
所述发球机构(6)包括壳体，壳体内设有发球通道(18)，所述发球通道(18)的左端为发球出口，发球通道(18)的右端设有第二液压缸(9)，第二液压缸(9)的活塞杆伸入发球通道(18)内且其活塞杆的纵向与发球通道(18)的纵向方向一致；所述第二液压缸(9)的活塞杆端头与弹簧(15)的右端连接，弹簧(15)的左端与发球顶块(14)连接；所述发球通道(18)的左端内还设有挡球板(11)，挡球板(11)的板面垂直于发球通道(18)且通过开设于发球机构(6)侧面的垂直于发球通道(18)的槽缝(19)可旋进、旋出发球机构(6)；所述挡球板(11)的边缘和用于提供给挡球板(11)旋进、旋出动力的舵机(12)固定连接，所述舵机(12)固定于发球机构(6)侧壁上；所述储球仓(13)与发球机构(6)的发球通道(18)相连通；
所述方位转台(3)的前端还设有红外测距仪(5)；发球顶块(14)与足球(17)相接触的左端面上还设有压力传感器(20)；所述红外测距仪(5)、压力传感器(20)、方位电机(2)、第一液压缸(4)、第二液压缸(9)以及舵机(12)分别与设于方位转台(3)内的微处理器信号连接，所述微处理器还通过设于方位转台(3)内的无线通信模块与遥控器无线信号连接；所述红外测距仪(5)、方位电机(2)、第一液压缸(4)、第二液压缸(9)、舵机(12)以及微处理器还分别与设于方位转台(3)内的蓄电池电连接，所述蓄电池电与供电开关电连接。
2.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述发球顶块(14)的形状为圆柱体，所述发球通道(18)为圆柱通道，发球顶块(14)与发球通道(18)滑动连接。
3.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述方位电机(2)为步进电机。
4.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述遥控器包括用于控制方位电机(3)转动的第一按键区、用于控制第一液压缸(4)的活塞杆伸缩的第二按键区以及用于控制红外测距仪(5)进行测距的第三按键区。
5.如权利要求4所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述第一按键区包括用于控制方位电机(3)顺转的顺转按键以及用于控制方位电机(3)逆转的逆转按键；所述第二按键区包括用于控制第一液压缸(4)的活塞杆伸出的伸出按键和用于控制第一液压缸(4)的活塞杆缩进的缩进按键；所述第三按键区包括用于控制红外测距仪(5)开始测距的触发按键。
6.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述储球仓(13)通过开设于发球机构(6)侧壁上的下球口(21)与发球通道(18)连通，当发球顶块(14)紧顶待发射的足球(17)时，所述下球口(21)位于发球顶块(14)的上方位置。
7.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述微处理器是型号为AT89C2051的单片机或PLC控制器。
8.如权利要求1所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述基座(1)的底面设有滚轮(16)，所述滚轮(16)上设有锁定装置。
9.如权利要求6所述的一种足球长传发球机，其特征在于，所述下球口(21)的内壁内镶嵌有一对用于检测下球口(21)内是否有足球(17)的光电收发器，所述光电收发器与微处理器信号连接。
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