CN108853983B - 一种动态足球射门训练装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态足球射门训练装置，包括模拟障碍组件、控制器以及模拟足球场的训练场和进球框，模拟障碍组件用于模拟现实球场上的对方球员的阻挡动作，模拟障碍组件包括若干个阻拦装置，若干个阻拦装置呈点状分布在训练场上，训练场上设置有点状分布的容纳沟槽，若干个阻拦装置可伸缩设置在容纳沟槽内，阻拦装置包括有驱动器，控制器通过向无线接收线路板传输信号控制驱动器，该驱动器驱动阻拦装置上下伸缩和角度调节，使得教练能够在场外实施调整任意位置的阻拦装置，进行动态化模拟，能够高度模拟对手在实战时的实战反应，在技术训练的同时能够进行战术训练，其训练的针对性强，并将减少陪练运动员的投入，使得教练更加高效的把控全场。

Description

一种动态足球射门训练装置
技术领域
本发明涉及体育设备领域，更具体的说是涉及一种动态足球射门训练装置。
背景技术
足球是目前全球体育界最具影响力的单项体育运动，故有世界第一大运动的美称，是主要以脚支配球为主，但也可以使用头、胸部等部位触球(除守门员外，其他队员不得用手或臂触球；守门员只能在己方禁区内，能用手或臂触球)两个队在同一场地内进行攻守的体育运动项目。
现代足球动作完成的时间和空间越来越小，射门得分的难度提高，在现有的训练中往往都是一些实战训练，其训练涉及的人员众多，在针对性练习上，教练控场需要消耗大量的精力，而现有的模拟训练环境，在模拟阻碍时大多都是静态模拟，不能实时根据球员的反应进行设定阻碍，其实战模拟度低，对球员的反应能力不能得到很好训练，或者其训练方式只是训练球员的瞬间反应，并不能锻炼球员的全场把控能力。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种动态足球射门训练装置，采用智能拦截，实现动态模拟各种实战情况。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种动态足球射门训练装置，包括模拟障碍组件、控制器以及模拟足球场的训练场和进球框，所述模拟障碍组件用于模拟现实球场上的对方球员的阻挡动作，所述模拟障碍组件包括若干个阻拦装置，若干个所述阻拦装置呈点状分布在训练场上，若干个所述阻拦装置均设置有无线接收线路板，该无线接收线路板用于接收控制器的信号，若干个所述无线接收线路板内均预设有网格编号，
所述训练场上设置有点状分布的容纳沟槽，若干个所述阻拦装置可伸缩设置在容纳沟槽内，所述阻拦装置包括有驱动器，该驱动器与无线接收线路板耦接，所述控制器通过向无线接收线路板传输信号控制驱动器，该驱动器驱动阻拦装置上下伸缩和角度调节；
所述控制器包括：
存储模块，预存有将训练场网格化的虚拟训练场图像和若干个无线接收线路板的网格编号，该网格编号标记在虚拟训练场图像中对应无线接收线路板的位置上；
收集模块，用于采集运动员的位置信息以及传球方向；
输入模块，用于输入同时运行的阻拦装置的数量和阻拦装置出现的位置；
运算模块，在基于收集模块采集的运动员位置信息、传球方向以及输入模块输入的阻拦装置出现的位置，来计算特定位置阻拦装置转动的角度；
输出模块，用于将运算模块的电信号通过无线接收线路板传送到驱动器。
作为本发明的进一步改进，所述输入模块，在需要改变其中一个阻拦装置出现的位置时，通过输入信号控制其中一个阻拦装置复位至容纳沟槽后，再选择下一个阻拦装置的坐标。
作为本发明的进一步改进，还包括显示单元，该显示单元用于将收集模块收集的运动员位置信号投射于虚拟训练场图像。
作为本发明的进一步改进，所述控制器还包括有保护模块，该保护模块用于保证运动员与阻拦装置保持安全距离，在运动员位置与输入模块输入所需驱动的阻拦装置位置小于的安全距离时，保护模块控制输出模块不输送电信号。
作为本发明的进一步改进，所述阻拦装置包括主板、第一直线电机、转动座和第一伺服电机，所述第一直线电机和第一伺服电机与无线接收线路板耦接，所述驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器与第一直线电机耦接，所述第二驱动器与第一伺服电机耦接，所述第一伺服电机固定安装在容纳沟槽内，该第一伺服电机的输出轴与转动座固定连接，所述第一伺服电机用于调整主板相对练习人员的角度，所述第一直线电机固定安装在转动座上，所述第一直线电机的输出轴与主板固定连接，所述第一直线电机用于控制主板伸出容纳沟槽相对训练场平面的高度。
作为本发明的进一步改进，所述容纳沟槽的包括安装槽和容纳槽，所述安装槽用于容纳安装第一直线电机和第一伺服电机，所述主板收纳在容纳槽内，该容纳槽呈长条状，该容纳槽的宽度为5-50mm。
作为本发明的进一步改进，所述收集模块为图像采样器，所述图像采样器包括若干个设置在训练场各个方位的摄像头。
本发明的有益效果为：通过以相同比例或者缩小比例来复制比赛场地的训练场，在训练场地的地下设置多个阻拦装置，在将训练场虚拟网格分区后，其阻拦装置在网格内呈点状分布，教练员可以远程控制任意位置的阻拦装置升起进行阻拦，教练员通过控制器可以对同时运行的阻拦装置的数量进行调整，并基于数量驱动任意位置的阻拦装置，使得教练能够在场外实施调整任意位置的阻拦装置，进行动态化模拟，能够高度模拟对手在实战时的实战反应，在技术训练的同时能够进行战术训练，其训练的针对性强，并将减少陪练运动员的投入，使得教练更加高效的把控全场。
附图说明
图1为本发明训练场的结构示意图；
图2为本发明控制器系统的连接示意图；
图3为本发明阻拦装置收纳在容纳沟槽内的结构示意图；
图4为本发明阻拦装置伸出容纳沟槽的结构示意图。
1、训练场；2、进球框；3、图像采样器；4、阻拦装置；5、容纳沟槽；6、驱动器；7、无线接收线路板；8、主板；9、第一直线电机；10、转动座；11、第一伺服电机；12、安装槽；13、容纳槽。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1-4所示，本实施例公开的一种动态足球射门训练装置，包括模拟障碍组件、控制器以及模拟足球场的训练场1和进球框2，训练场1周围设置有围栏，模拟障碍组件用于模拟现实球场上的对方球员的阻挡动作，模拟障碍组件包括若干个阻拦装置4，通过以相同比例或者缩小比例来复制比赛场地的训练场1，在训练场1地的地下设置多个阻拦装置4，在将训练场1虚拟网格分区后，其阻拦装置4在网格内呈点状分布，训练场1上设置有点状分布的容纳沟槽5，若干个阻拦装置4可伸缩设置在容纳沟槽5内，阻拦装置4包括有驱动器6，该驱动器6与无线接收线路板7耦接，控制器通过向无线接收线路板7传输信号控制驱动器6，该驱动器6驱动阻拦装置4上下伸缩和角度调节；
若干个阻拦装置4均设置有无线接收线路板7，该无线接收线路板7用于接收控制器的信号，若干个无线接收线路板7内均预设有网格编号，例如A1，B2，其中A表示网格的行1表示网格的列，同样的B2中B表示网格的行，2表示网格的列，
控制器内置STM32F407单片机，控制器包括：
存储模块，预存有将训练场1网格化的虚拟训练场图像和若干个无线接收线路板7的网格编号，该网格编号标记在虚拟训练场图像中对应无线接收线路板7的位置上，其存储模块设置在控制芯片中；
收集模块，用于采集运动员的位置信息以及传球方向，可以采用GPS定位装置来获取运动员的位置信息，采用方向传感器来获取运动员的传球方向，或者采用图像识别系统，对运动员的动作做出判断来获取运动员的位置信息以及传球方向信息；
输入模块，用于输入同时运行的阻拦装置4的数量和阻拦装置4出现的位置，其出入模块可以采用移动智能设备，其智能设备可以为电脑平板或者移动手机，教练员通过控制器可以对同时运行的阻拦装置4的数量进行调整，并基于数量驱动任意位置的阻拦装置4，使得教练能够在场外实施调整任意位置的阻拦装置4；
运算模块，在基于收集模块采集的运动员位置信息、传球方向以及输入模块输入的阻拦装置4出现的位置，来计算特定位置阻拦装置4转动的角度；
输出模块，用于将运算模块的电信号通过无线接收线路板7传送到驱动器6；运动员的位置信息以及传球方向信息通过输出模块反馈至教练员，教练员可以远程控制任意位置的阻拦装置4升起进行阻拦，在获取需要遥控的阻拦装置4的位置信息后，运算模块计算阻拦装置4升高的高度以及其转动的角度，进行动态化模拟，能够高度模拟对手在实战时的实战反应，在技术训练的同时能够进行战术训练，其训练的针对性强，并将减少陪练运动员的投入，使得教练更加高效的把控全场。
作为改进的一种具体实施方式，输入模块，在需要改变其中一个阻拦装置4出现的位置时，通过输入信号控制其中一个阻拦装置4复位至容纳沟槽5后，再选择下一个阻拦装置4的坐标，使得教练员能够有序的对场内的阻拦装置4进行控制。
作为改进的一种具体实施方式，还包括显示单元，该显示单元用于将收集模块收集的运动员位置信号投射于虚拟训练场图像，教练员可以通过观察显示单元上的虚拟训练场图像来更加全面的观察到运动员运动位置。
作为改进的一种具体实施方式，控制器还包括有保护模块，该保护模块用于保证运动员与阻拦装置4保持安全距离，在运动员位置与输入模块输入所需驱动的阻拦装置4位置小于的安全距离时，保护模块控制输出模块不输送电信号，以防止教练员在错误操作时，运动员来不及避让，对运动员造成伤害。
作为改进的一种具体实施方式，阻拦装置4包括主板8、第一直线电机9、转动座10和第一伺服电机11，第一直线电机9和第一伺服电机11与无线接收线路板7耦接，驱动器6包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器与第一直线电机9耦接，第二驱动器与第一伺服电机11耦接，在控制器的输出信号通过无线接收线路板7传递给第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器和第二驱动器控制第一直线电机9和第一伺服电机11运动，第一伺服电机11固定安装在容纳沟槽5内，该第一伺服电机11的输出轴与转动座10固定连接，第一伺服电机11用于调整主板8相对练习人员的角度，第一直线电机9固定安装在转动座10上，第一直线电机9的输出轴与主板8固定连接，第一直线电机9用于控制主板8伸出容纳沟槽5相对训练场1平面的高度，优选的，其主板8的材质采用塑料材质，其主板8为矩形板或者人型板，在使用时，第一直线电机9带动主板8伸出容纳沟槽5，第一伺服电机11带动转动座10转动，使得主板8的立面与运动员的运动方向垂直。
作为改进的一种具体实施方式，容纳沟槽5的包括安装槽12和容纳槽13，安装槽12用于容纳安装第一直线电机9和第一伺服电机11，主板8收纳在容纳槽13内，该容纳槽呈长条状，该容纳槽13的宽度为5-50mm，优选容纳槽13宽度为20mm，不妨碍运动员在运球。
作为改进的一种具体实施方式，收集模块为图像采样器3，图像采样器3包括若干个设置在训练场1各个方位的摄像头，摄像头为CCD图像传感器，CCD图像传感器采用TSL1401芯片，其CCD图像传感器固定在护栏上，其中CCD图像传感器模块输出接口通过数据线连接至STM32F407单片机，单片机对图像进行预处理，通过对图像的脚部特征提取后，进行识别运动员传球方向。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动态足球射门训练装置，其特征在于：包括模拟障碍组件、控制器以及模拟足球场的训练场(1)和进球框(2)，所述模拟障碍组件用于模拟现实球场上的对方球员的阻挡动作，所述模拟障碍组件包括若干个阻拦装置(4)，若干个所述阻拦装置(4)呈点状分布在训练场(1)上，若干个所述阻拦装置(4)均设置有无线接收线路板(7)，该无线接收线路板(7)用于接收控制器的信号，若干个所述无线接收线路板(7)内均预设有网格编号，
所述训练场(1)上设置有点状分布的容纳沟槽(5)，若干个所述阻拦装置(4)可伸缩设置在容纳沟槽(5)内，所述阻拦装置(4)包括有驱动器(6)，该驱动器(6)与无线接收线路板(7)耦接，所述控制器通过向无线接收线路板(7)传输信号控制驱动器(6)，该驱动器(6)驱动阻拦装置(4)上下伸缩和角度调节；
所述控制器包括：
存储模块，预存有将训练场(1)网格化的虚拟训练场图像和若干个无线接收线路板(7)的网格编号，该网格编号标记在虚拟训练场图像中对应无线接收线路板(7)的位置上；
收集模块，用于采集运动员的位置信息以及传球方向；
输入模块，用于输入同时运行的阻拦装置(4)的数量和阻拦装置(4)出现的位置；运算模块，在基于收集模块采集的运动员位置信息、传球方向以及输入模块输入的阻拦装置(4)出现的位置，来计算特定位置阻拦装置(4)转动的角度；
输出模块，用于将运算模块的电信号通过无线接收线路板(7)传送到驱动器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：所述输入模块，在需要改变其中一个阻拦装置(4)出现的位置时，通过输入信号控制其中一个阻拦装置(4)复位至容纳沟槽(5)后，再选择下一个阻拦装置(4)的坐标。
3.根据权利要求1所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：还包括显示单元，该显示单元用于将收集模块收集的运动员位置信号投射于虚拟训练场图像。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：所述控制器还包括有保护模块，该保护模块用于保证运动员与阻拦装置(4)保持安全距离，在运动员位置与输入模块输入所需驱动的阻拦装置(4)位置小于安全距离时，保护模块控制输出模块不输送电信号。
5.根据权利要求4所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：所述阻拦装置(4)包括主板(8)、第一直线电机(9)、转动座(10)和第一伺服电机(11)，所述第一直线电机(9)和第一伺服电机(11)与无线接收线路板(7)耦接，所述驱动器(6)包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器与第一直线电机(9)耦接，所述第二驱动器与第一伺服电机(11)耦接，所述第一伺服电机(11)固定安装在容纳沟槽(5)内，该第一伺服电机(11)的输出轴与转动座(10)固定连接，所述第一伺服电机(11)用于调整主板(8)相对练习人员的角度，所述第一直线电机(9)固定安装在转动座(10)上，所述第一直线电机(9)的输出轴与主板(8)固定连接，所述第一直线电机(9)用于控制主板(8)伸出容纳沟槽(5)相对训练场(1)平面的高度。
6.根据权利要求5所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：所述容纳沟槽(5)包括安装槽(12)和容纳槽(13)，所述安装槽(12)用于容纳安装第一直线电机(9)和第一伺服电机(11)，所述主板(8)收纳在容纳槽(13)内，该容纳槽呈长条状，该容纳槽(13)的宽度为5-50mm。
7.根据权利要求6所述的一种动态足球射门训练装置，其特征在于：所述收集模块为图像采样器(3)，所述图像采样器(3)包括若干个设置在训练场(1)各个方位的摄像头。
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