CN108066968B - 一种智能化网球训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化网球训练系统，自动发球侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有发球侧压力传感器，练习侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有练习侧压力传感器；发球机构设置在自动发球侧的球场边线外侧；球场两端还设有竖向设置的柔性网，发球侧压力传感器、练习侧压力传感器和发球机构均连接控制器，发球机构可调节网球体发出的速度和角度。本发明可以根据练习运动员所处的位置以及回球的位置，调整发球角度和速度，进而还可以调节网球体的落点，这样就可以锻炼运动员的反应速度和技巧，达到快速提高网球水平的目的。本发明还可以在发球机构上设置显示器，通过显示器可轻松看到技术细节，有针对性的加强训练。

Description

一种智能化网球训练系统

技术领域

本发明涉及网球训练设备技术领域，具体涉及一种智能化网球训练系统。

背景技术

网球是一项对运动员技术要求非常高的运动，考验运动员对速度、力量和技巧的结合能力，网球在我国的普及比较晚，虽然涌现了一些优选的选手，但是网球人口少、大众基础薄弱仍然是目前我国的网球现状，网球运动需要不断的练习才能提高技术水平，但是由于网球的特点，需要陪练人员一对一训练，但是训练成本高，难以实现，所以目前需要一种可以适合自动练习、训练的网球训练系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化网球训练系统，用以解决现有网球训练成本高的问题。

为实现上述目的，具体地，该智能化网球训练系统包括网球体、球拍、球场、发球机构和控制器，球网一侧的场地为练习侧，另一侧为自动发球侧，自动发球侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有发球侧压力传感器，练习侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有练习侧压力传感器；发球机构设置在自动发球侧的球场边线外侧；球场两端还设有竖向倾斜设置的柔性网，发球侧压力传感器、练习侧压力传感器和发球机构均连接控制器，发球机构可调节网球体发出的速度和角度。

所述网球体内封装有编号芯片，发球机构上设有读取编号芯片的芯片读取机构，球拍上的手柄内封装有三轴陀螺仪，芯片读取机构与三轴陀螺仪均连接至控制器。

所述编号芯片为RFID芯片。

所述柔性网由下至上逐渐向球场外侧倾斜地设置。

所述发球机构包括网球存储箱、取球机构、网球击发机构和出球筒，网球存储箱的下端设有网球出口，取球机构设置在网球出口下侧，取球机构将网球体从网球出口逐个取出并传送给网球击发机构，出球筒设置网球击发机构的网球发出侧，网球击发机构速度可调从而调节网球体发出的速度，出球筒的角度可调从而调节网球体发出的角度。

所述网球存储箱的下端设有一根竖向的网球筒，网球筒的下端为所述的网球出口，多个网球体竖向排列在网球筒内。

所述取球机构包括网球临时储箱和推球汽缸，网球临时储箱的上侧与网球出口连通，网球临时储箱的前侧通过弹簧连接有一个挡板，推球汽缸设置在网球临时储箱的后侧，推球汽缸的活塞杆前端固定有一个网球推板，在网球推板的上侧还设有一个网球托板，网球托板沿网球推板的滑动方向设置。

所述网球击发机构包括第一发球轮和第二发球轮，第一发球轮与第二发球轮分别连接有带动其旋转的步进电机，第一发球轮与第二发球轮均为槽轮。

所述出球筒包括出球圆筒和出球锥筒，出球锥筒套在出球圆筒的前端外侧，出球圆筒的圆周上设有与出球锥筒内壁相接触的多个滚轮，多个滚轮的直径沿出球圆筒的圆周依次增大或减小；

出球圆筒转动设置，出球锥筒连接有限制其旋转的限位单元。

在所述网球存储箱的内侧底部设有一个网球套取板，网球套取板水平转动地设置，网球套取板上开设有至少一个网球套取孔，网球套取板连接有带动其转动的转轴，转轴伸出网球存储箱的上侧或下侧。在实践中发现，即使将存储箱的底部加工成倾斜的锥形底，由于网球自身的摩擦力，网球体总是容易在出球口处形成堆积，如果增加出球口的直径又无法保证每次只下落一个网球体，网球体无法按照设想的一个一个向下掉落，造成网球存储箱内虽然存储有很多网球体，但就是无法顺利输出，而且即使将网球存储箱整个加工为锥形桶，网球体还是容易在中部形成堆积，现实中也无法如此加工，否则网球存储箱的高度要非常大才能满足自动化输出的要求。本发明在网球存储箱内设置了一个网球套取板，网球套取板在网球存储箱内旋转的过程中，网球存储箱内的一个网球体就会落在网球套取孔内，网球套取板停止后网球套取孔与网球存储箱的网球出口相对齐，这样就可以保证每次有一个网球体顺利落下，有效避免了网球体在网球存储箱内的堆积，结构简单，工作可靠。

所述网球套取孔的直径与网球体的直径相等。

所述转轴与网球击发机构联动设置。

在所述发球机构上设有液晶显示器和服务器，控制器和显示器均与服务器连接，发球机构与显示器、服务器构成一体机，实现操作页面电脑自动化，利用发球侧压力传感器把运动员击球后球的落点、球速、旋转程度等技术细节传输给服务器，运动员练习后，在发球机构的液晶显示器上可轻松看到这些技术细节，进而找到自身问题，有针对性的加强训练。

所述球拍上的手柄内封装有多个三轴陀螺仪和/或三轴加速度计，可以达到记录运动员挥拍轨迹的效果，这样就能看出运动员在处理不同发球角度和速度的球的挥拍轨迹，引拍是否到位、随挥是否充分完整等问题都可直观显示出来，提高训练效果。

发球机构内置多种发球角度、速度、高度等，可通过压力传感器传回的球的落点，模拟真实的运动员进行回击球，练习运动员回球的角度越大，速度越快，质量越高，发球机回击的质量也降低，反之发球机发球则采用匀速发球，这样可以提高运动员练习的兴趣。发球机底部安装有行走滚轮，可以横向快速移动，追踪球的落点，根据运动员回球的质量进行回击球，这样模拟真正的回合。

练习侧压力传感器在运动员练习后，可以把运动员在击球时的步伐跑动情况传输给服务器，这样可以看出运动员击球时的步伐跑动情况以及击球点是否存在过晚的情况，提高运动员击球点的准确性。

本发明具有如下优点：本发明将球场地面网格化，在练习侧的球场的网格下面设置练习侧压力传感器，在自动发球侧的球场的网格下面设置发球侧压力传感器，通过练习侧压力传感器可以实时感应练习运动员的所在位置，而且可以根据两个压力传感器的大小判断练习运动员的重心是在哪一只脚，通过发球侧压力传感器则可以感应到练习运动员的回球位置，发球机构根据练习运动员所处的位置以及回球的位置，调整发球角度和速度，进而还可以调节网球体的落点，这样就可以锻炼练习运动员的反应速度和技巧，达到快速提高网球水平的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为球场的俯视图。

图3为控制器的连接示意图。

图4为发球机构的结构示意图。

图5为取球机构的立体结构示意图。

图中：1-柔性网 2-球拍 3-网球体 4-球网 5-球场 6-发球机构7-网格 8-网球存储箱 9-网球套取板 10-转轴 11-锥齿轮 12-网球筒 13-推球汽缸 14-网球托板 15-网球推板 16-网球临时储箱 17-推球轨道 18-第一发球轮 19-第二发球轮 20-出球圆筒 21-滚轮22-出球锥筒 23-挡板 24-显示器 25-服务器 501-练习侧 502-自动发球侧。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

参见图1～2，该智能化网球训练系统包括网球体3、球拍2、球场5、发球机构6和控制器，球场5两端设有竖向设置的柔性网1，在练习的过程中不可能每个网球体3进行一次回收，否则非常影响训练效率，而网球体3如果散落不容易回收，而且球场5的网球体3容易造成练习运动员受伤，设置了柔性网1后，网球体3在反弹后落在柔性网1上，柔性网1吸收了网球体3的能量，网球体3不再反弹，而是逐渐向下滚动，在柔性网1的下侧设置了一个低于球场5地面的网球回收槽，网球体3滚落在网球回收槽内，便于网球的回收。柔性网1由下至上逐渐向球场5外侧倾斜地设置，更有利于网球体3向下滚落至网球回收槽内。

球网4一侧的场地为练习侧501，另一侧为自动发球侧502，自动发球侧502的球场5地面网格化，并在每个网格7的下侧设有发球侧压力传感器，练习侧501的球场5地面网格化，并在每个网格7的下侧设有练习侧压力传感器；发球机构6设置在自动发球侧的球场5边线外侧。

参见图3，发球侧压力传感器、练习侧压力传感器和发球机构6均连接控制器，发球机构6可调节网球体3发出的速度和角度。将球场5地面网格化，在练习侧的球场5的网格7下面设置练习侧压力传感器，在自动发球侧的球场5的网格7下面设置发球侧压力传感器，通过练习侧压力传感器可以实时感应练习运动员的所在位置，而且可以根据两个压力传感器的大小判断练习运动员的重心是在哪一只脚，通过发球侧压力传感器则可以感应到练习运动员的回球位置，发球机构6根据练习运动员所处的位置以及回球的位置，调整发球角度和速度，进而还可以调节网球体3的落点，这样就可以锻炼练习运动员的反应速度和技巧，达到快速提高网球水平的目的。

网球体3内封装有编号芯片，发球机构6上设有读取编号芯片的芯片读取机构，球拍2上的手柄内封装有三轴陀螺仪，芯片读取机构与三轴陀螺仪均连接至控制器。通过芯片读取机构识别网球体3的编号，然后记录网球体3的落点轨迹以及挥动球拍2的姿势和速度，便于根据网球体3的编号进行统计分析，通过软件分类分析练习运动员的优缺点，以便于进行针对性的训练，提高训练水平。本实施例中的编号芯片为RFID芯片。

参见图4～5，发球机构6包括网球存储箱8、取球机构、网球击发机构和出球筒，网球存储箱8的下端设有网球出口，取球机构设置在网球出口下侧，取球机构将网球体3从网球出口逐个取出并传送给网球击发机构，出球筒设置在网球击发机构的网球发出侧，网球击发机构速度可调从而调节网球体3发出的速度，出球筒的角度可调从而调节网球体3发出的角度。

网球存储箱8的下端设有一根竖向的网球筒12，网球筒12的下端为的网球出口，多个网球体3竖向排列在网球筒12内，网球体3在网球筒12内实现单个依次下落。取球机构设置在网球筒12的下端，具体的，取球机构包括网球临时储箱16和推球汽缸13，网球临时储箱16的上侧与网球出口连通，网球临时储箱16的前侧通过扭簧(图中未画出)连接有一个挡板23，推球汽缸13设置在网球临时储箱16的后侧，推球汽缸13的活塞杆前端固定有一个网球推板15，在网球推板15的上侧还设有一个网球托板14，网球托板14沿网球推板15的滑动方向设置，网球托板14的作用是在网球推板15推动网球体3向前移动的过程中防止网球筒12内的网球体3向下落入网球临时储箱16内，只有推球汽缸13回位后网球筒12内的网球体3才可以下落至网球临时储箱16内，防止网球体3阻碍推球汽缸13的回位。

网球击发机构通过一个推球轨道17与网球临时储箱16连接，网球击发机构包括第一发球轮18和第二发球轮19，第一发球轮18与第二发球轮19分别连接有带动其旋转的步进电机(图中未画出)，这样就可以使第一发球轮18与第二发球轮19形成速度差，从而使得击发出的网球体3旋转，进一步模拟真实的网球训练，提高训练水平。第一发球轮18与第二发球轮19均为槽轮，便于更好的夹持网球体3并击发。

在发球机构6上设有液晶显示器24和服务器25，控制器和显示器24均与服务器25连接，发球机构6与显示器24、服务器25构成一体机，实现操作页面电脑自动化，利用发球侧压力传感器把运动员击球后球的落点、球速、旋转程度等技术细节传输给服务器25，运动员练习后，在显示器24上可轻松看到这些技术细节，进而找到自身问题，有针对性的加强训练。

出球筒包括出球圆筒20和出球锥筒22，出球锥筒22套在出球圆筒20的前端外侧，出球圆筒20的圆周上设有与出球锥筒22内壁相接触的多个滚轮21，多个滚轮21的直径沿出球圆筒20的圆周依次增大或减小；出球圆筒20转动设置并连接有步进电机(图中未画出)，出球锥筒22连接有限制其旋转的限位销(图中未画出)，出球圆筒20旋转时，出球锥筒22不能旋转，滚轮21就会带动出球锥筒22绕轴线发生摆动，进而调节出球的角度。

本发明在网球存储箱8的内侧底部设有一个网球套取板9，网球套取板9水平转动地设置，网球套取板9上开设有至少一个网球套取孔，网球套取板9连接有带动其转动的转轴10，转轴10伸出网球存储箱8的下侧。网球套取板9在网球存储箱8内旋转的过程中，网球存储箱8内的一个网球体3就会落在网球套取孔内，网球套取板9停止后网球套取孔与网球筒12相对齐，这样就可以保证每次有一个网球体3顺利落下，有效避免了网球体3在网球存储箱8内的堆积问题，结构简单，工作可靠。网球套取孔的直径与网球体3的直径相等。

第一发球轮18的旋转轴通过传动机构与转轴10连接，在击发网球体3的同时带动网球套取板9旋转，实现联动，结构简单，工作一致，避免出现误差，也不需要传感器进行检测。本实施例中的传动机构采用锥齿轮11，如果网球套取板9上开设一个网球套取孔，则击发一次网球体，网球套取板9旋转一周，当然网球套取板9上还可以均匀开设多个网球套取孔。

发球机构6的工作过程：第一发球轮18与第二发球轮19旋转并击发网球体3的同时带动网球套取板9旋转，旋转的过程中一个网球体3落在网球套取孔内，网球套取板9停止后，网球套取孔内的网球体3下落到网球筒12内，推球汽缸13动作，网球推板15穿过网球临时储箱16，推动网球体3克服扭簧的阻力打开挡板23并沿推球轨道17将网球体3推送至第一发球轮18与第二发球轮19之间，并且推球汽缸13停止在该位置，网球推板15始终将网球体3抵紧在第一发球轮18与第二发球轮19之间，直至网球体3被击发。在击发的过程中如果需要调节发球的角度，则转动出球圆筒20，出球圆筒20上的滚轮21就会带动出球锥筒22发生摆动，从而调节网球体3发出的角度。击发完成后推球汽缸13回位，网球推板15返回网球临时储箱16的后侧。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种智能化网球训练系统，其特征在于：所述智能化网球训练系统包括网球体、球拍、球场、发球机构和控制器，球网一侧的场地为练习侧，另一侧为自动发球侧，自动发球侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有发球侧压力传感器，练习侧的球场地面网格化，并在每个网格的下侧设有练习侧压力传感器；发球机构设置在自动发球侧的球场边线外侧；球场两端还设有竖向倾斜设置的柔性网，发球侧压力传感器、练习侧压力传感器和发球机构均连接控制器，发球机构可调节网球体发出的速度和角度；所述发球机构包括网球存储箱、取球机构、网球击发机构和出球筒，网球存储箱的下端设有网球出口，取球机构设置在网球出口下侧，取球机构将网球体从网球出口逐个取出并传送给网球击发机构，出球筒设置网球击发机构的网球发出侧，网球击发机构速度可调从而调节网球体发出的速度，出球筒的角度可调从而调节网球体发出的角度；在所述网球存储箱的内侧底部设有一个网球套取板，网球套取板水平转动地设置，网球套取板上开设有至少一个网球套取孔，网球套取板连接有带动其转动的转轴，转轴伸出网球存储箱的上侧或下侧，所述网球击发机构包括第一发球轮和第二发球轮，第一发球轮与第二发球轮分别连接有带动其旋转的步进电机，第一发球轮与第二发球轮均为槽轮，第一发球轮的旋转轴通过传动机构与转轴连接，在击发网球体的同时带动网球套取板旋转。

2.根据权利要求1所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述网球体内封装有编号芯片，发球机构上设有读取编号芯片的芯片读取机构，球拍上的手柄内封装有三轴陀螺仪，芯片读取机构与三轴陀螺仪均连接至控制器。

3.根据权利要求2所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述编号芯片为RFID芯片。

4.根据权利要求1所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述柔性网由下至上逐渐向球场外侧倾斜地设置。

5.根据权利要求1所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述网球存储箱的下端设有一根竖向的网球筒，网球筒的下端为所述的网球出口，多个网球体竖向排列在网球筒内。

6.根据权利要求1所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述取球机构包括网球临时储箱和推球汽缸，网球临时储箱的上侧与网球出口连通，网球临时储箱的前侧通过弹簧连接有一个挡板，推球汽缸设置在网球临时储箱的后侧，推球汽缸的活塞杆前端固定有一个网球推板，在网球推板的上侧还设有一个网球托板，网球托板沿网球推板的滑动方向设置。

7.根据权利要求1所述的智能化网球训练系统，其特征在于：所述出球筒包括出球圆筒和出球锥筒，出球锥筒套在出球圆筒的前端外侧，出球圆筒的圆周上设有与出球锥筒内壁相接触的多个滚轮，多个滚轮的直径沿出球圆筒的圆周依次增大或减小；

出球圆筒转动设置，出球锥筒连接有限制其旋转的限位单元。

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