CN108854004B - 一种乒乓球辅助训练系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种乒乓球辅助训练系统及方法，涉及体育运动训练器械技术领域，训练台本体包括台面、隔离网、四个底座和四个电动伸缩杆，台面一端两侧均设置有定位杆，两个定位杆之间设置有接球感应板，接球感应板上开设有发球孔，监控系统包括微处理器、第一无线收发模块、存储器、第一薄膜压力传感器、六轴传感器、第二无线收发模块、红外检测器、摄像头和第二薄膜压力传感器，微处理器内设置有图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块。该装置通过红外检测器对训练者高度进行检测，利用微处理器自动控制电动伸缩杆高度，进而调节台面的高度，满足不同训练者的需求；通过反复练习，使训练者的力量增强、动作协调、技术动作容易定型。

Description

一种乒乓球辅助训练系统及方法

技术领域

本发明涉及体育运动训练器械技术领域，具体涉及一种乒乓球辅助训练系统及方法。

背景技术

乒乓球作为一种体育运动，由于入门简单，对运动场所要求低，在世界上一直受到众多人的喜爱。尽管人人都可以打乒乓球，但是要打好球却需要进行有目的的反复训练。

作为普通人群广泛参与的乒乓球球运动，在乒乓球球训练场进行练习是最常见的一种训练形式，一般是依靠现有乒乓球台一个人自练或找陪练进行训练。如一人利用乒乓球台自练多球，一手将球扔在乒乓球台面上弹起，另一手拿乒乓球拍打球。扔在乒乓球台面的乒乓球经台面弹起后，球在速度、力量、旋转、角度方面都无太大变化，而且通过这种方式进行训练运动员球技提高较慢。而找陪练训练需要陪练者具有一定的球技，同时训练时间也会受到限制。

因此，人们提出了利用乒乓球辅助训练装置代替陪练者来进行训练。现有的辅助训练装置只能为练习者提供简单的发球等动作，不能对训练情况进行实时跟踪记录，同时由于训练者的年龄、身高不同，现有的辅助训练装置不能及时调整高度，无法有效地满足人们的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种乒乓球辅助训练系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种乒乓球辅助训练系统，包括训练台本体、球拍、监控系统和发球装置；

所述训练台本体包括台面、隔离网、四个底座和四个电动伸缩杆，四个所述电动伸缩杆顶部分别设置在所述台面底部四角，四个所述电动伸缩杆底部分别设置在四个所述底座上，所述台面一端两侧均设置有定位杆，两个所述定位杆之间设置有接球感应板，所述接球感应板上开设有发球孔，所述发球孔内设置有弹性垫圈，所述隔离网设置在所述台面上并靠近所述接球感应板；

所述发球装置包括箱体、发球风机、发球筒、进球漏斗及设置在所述箱体内的第一推杆电机、第二推杆电机和第三推杆电机，所述发球风机设置在所述箱体上，所述第二推杆电机设置在所述第一推杆电机和第三推杆电机之间，所述发球筒的直径小于所述弹性垫圈的直径，所述发球筒前端穿过所述弹性垫圈，所述发球筒外壁两侧均设置有拉环，所述第二推杆电机的推杆上端穿过所述箱体与并所述发球筒后端底部固定连接，所述第二推杆电机和第三推杆电机的推杆上端分别通过拉绳与两侧的所述拉环连接，所述发球筒后端通过通风管与所述发球风机的出风口连通，所述进球漏斗包括倒锥形的集球框和与所述集球框下端连通的进球通道，所述进球通道的直径与乒乓球的直径相同，所述进球通道下端与所述发球筒顶部连通；

所述监控系统包括微处理器、第一无线收发模块、存储器、第一薄膜压力传感器、六轴传感器、第二无线收发模块、红外检测器、摄像头和第二薄膜压力传感器，所述微处理器、第一无线收发模块和存储器均设置电控箱中，所述电控箱设置在所述台面底部，所述第一薄膜压力传感器铺着在所述球拍两面的橡胶层底部，所述第二无线收发模块和六轴传感器设置在所述球拍内层，所述红外检测器设置在一侧所述定位杆上，所述第二薄膜压力传感器铺着在所述接球感应板上，所述摄像头设置在所述接球感应板顶部；

所述第一薄膜压力传感器和六轴传感器均与所述第二无线收发模块电连接，所述第二无线收发模块与所述第一无线收发模块无线连接，所述第一无线收发模块、存储器、红外检测器、摄像头和第二薄膜压力传感器均与所述微处理器的信号输入端电连接，所述电动伸缩杆的动力控制机构、第一推杆电机、第二推杆电机、第三推杆电机和发球风机均与所述微处理器的信号输出端电连接。

优选地，所述监控系统还包括扬声器和发球按键，所述发球按键设置在一侧所述定位杆外壁，所述扬声器设置在另一侧所述定位杆外壁，所述扬声器和发球按键均与所述微处理器电连接。

优选地，所述微处理器内设置有图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块，所述图像处理模块用于处理所述摄像头采集到的图像信息，所述数据处理模块用于对所述第一薄膜压力传感器、六轴传感器、第二薄膜压力传感器和红外检测器发送的检测值进行实时处理，所述数据分析模块用于根据所述数据处理模块处理后的检测数据及所述图像处理模块处理后的图像数据判断训练人员的训练效果及乒乓球技能水平。

优选地，还包括显示屏，所述显示屏设置在所述接球感应板背部，所述显示屏与所述微处理器及摄像头的信号输出端电连接。

优选地，所述底座底部设置有带自锁功能的滑轮。

本发明的另一目的在于提供一种根据上述乒乓球辅助训练系统的训练方法，包括以下步骤：

步骤1、训练者站在正对一侧所述定位杆的位置，所述微处理器控制所述电动伸缩杆上升或下降，直到所述红外检测器刚好检测到训练者的头顶，所述电动伸缩杆停止运动；

步骤2：按下所述发球按键，所述微处理器控制所述发球风机启动开始发球，同时控制所述第一推杆电机、第二推杆电机和第三推杆电机随机正转或反转，训练者手握所述球拍开始接球、打球训练；

在所述步骤2的训练过程中，所述微处理器实时采集第一薄膜压力传感器、六轴传感器和第二薄膜压力传感器的值，所述图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块对图像数据和检测数据进行实时处理、分析，并通过扬声器和显示屏对分析结果进行实时播报和显示；

步骤3：再次按下所述发球按键，停止训练。

本发明提供的乒乓球辅助训练系统及方法具有以下有益效果：

(1)通过红外检测器对训练者高度进行检测，利用微处理器自动控制电动伸缩杆高度，进而调节台面的高度，满足不同训练者的需求；

(2)通过监控系统可实时采集训练者在训练过程中的相关数据，并对数据进行判断和分析，为训练者提供训练指导，训练目的明确，提高训练的效果；

(3)通过反复练习，使训练者的力量增强、动作协调、技术动作容易定型，有助于加快对乒乓球技术的学习、掌握、巩固和发展。

附图说明

图1为本发明实施例1的乒乓球辅助训练系统的结构示意图；

图2为发球装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1的乒乓球辅助训练系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明提供了一种乒乓球辅助训练系统，具体如图1至图3所示，包括训练台本体、球拍、监控系统和发球装置。

训练台本体包括台面1、隔离网2、四个底座3和四个电动伸缩杆4，四个电动伸缩杆4顶部分别设置在台面1底部四角，四个电动伸缩杆4底部分别设置在四个底座3上，台面1一端两侧均设置有定位杆5，两个定位杆5之间设置有接球感应板6，接球感应板6上开设有发球孔，发球孔内设置有弹性垫圈8，隔离网2设置在台面1上并靠近接球感应板6。本实施例中，电动伸缩杆4为现有装置，具体为可以通电进行高度调节的部件，本实施例对其具体型号不作限定。

发球装置包括箱体9、发球风机10、发球筒11、进球漏斗及设置在箱体9内的第一推杆电机12、第二推杆电机13和第三推杆电机14，发球风机10设置在箱体9上，第二推杆电机13设置在第一推杆电机12和第三推杆电机14之间，发球筒11的直径小于弹性垫圈8的直径，发球筒11前端穿过弹性垫圈8，发球筒11外壁两侧均设置有拉环15，第二推杆电机13的推杆上端穿过箱体9与并发球筒11后端底部固定连接，第二推杆电机13和第三推杆电机14的推杆上端分别通过拉绳16与两侧的拉环15连接，发球筒11后端通过通风管17与发球风机10的出风口连通，进球漏斗包括倒锥形的集球框18和与集球框18下端连通的进球通道19，进球通道19的直径与乒乓球的直径相同，保证一次只有一个球进入发球筒11内，进球通道19下端与发球筒11顶部连通。通过第二推杆电机13来调节发球筒11的高度，通过第一推杆电机12和第三推杆电机14来调节发球筒11的角度，实现多方位、多角度随机发球，提高训练的灵活性。

监控系统包括微处理器20、第一无线收发模块21、存储器22、第一薄膜压力传感器23、六轴传感器24、第二无线收发模块25、红外检测器26、摄像头27和第二薄膜压力传感器28，微处理器20、第一无线收发模块21和存储器22均设置电控箱中，电控箱设置在台面1底部，第一薄膜压力传感器23铺着在球拍两面的橡胶层底部，用来实时感应乒乓球是否与球拍接触，判断训练者接球的准确度。第二无线收发模块25和六轴传感器24设置在球拍内层，六轴传感器24用于采集球拍在挥动过程中产生的空间运动轨迹，具体为每个轨迹段的加速度值和角度值。红外检测器26设置在一侧定位杆5上，第二薄膜压力传感器28铺着在接球感应板6上，摄像头27设置在接球感应板6顶部。

具体的电连接关系为：第一薄膜压力传感器23和六轴传感器24均与第二无线收发模块25电连接，第二无线收发模块25与第一无线收发模块21无线连接，第一无线收发模块21、存储器22、红外检测器26、摄像头27和第二薄膜压力传感器28均与微处理器20的信号输入端电连接，电动伸缩杆4的动力控制机构、第一推杆电机12、第二推杆电机13、第三推杆电机14和发球风机10均与微处理器20的信号输出端电连接。

进一步地，本实施例的监控系统还包括扬声器29和发球按键30，发球按键30设置在一侧定位杆5外壁，扬声器29设置在另一侧定位杆5外壁，扬声器29和发球按键30均与微处理器20电连接。

具体的，本实施例的微处理器20内设置有图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块，图像处理模块用于处理摄像头27采集到的图像信息，数据处理模块用于对第一薄膜压力传感器23、六轴传感器24、第二薄膜压力传感器28和红外检测器26发送的检测值进行实时处理，数据分析模块用于根据数据处理模块处理后的检测数据及图像处理模块处理后的图像数据判断训练人员的训练效果及乒乓球技能水平。

为了对检测数据和处理数据进行实时显示，本实施例还包括显示屏，显示屏设置在接球感应板6背部，显示屏与微处理器20及摄像头27的信号输出端电连接。

同时，本实施例还在底座3底部设置有带自锁功能的滑轮，方面整个系统的移动。

本实施例的另一目的在于提供一种乒乓球辅助训练系统的训练方法，包括以下步骤：

步骤1、训练者站在正对一侧定位杆5的位置，微处理器20控制电动伸缩杆4上升或下降，直到红外检测器26刚好检测到训练者的头顶，电动伸缩杆4停止运动，使得台面1调整到合适的位置，满足不同身高人群的需要；

步骤2：按下发球按键30，微处理器20控制发球风机10启动开始发球，同时控制第一推杆电机12、第二推杆电机13和第三推杆电机14随机正转或反转，训练者手握球拍开始接球、打球训练；

在步骤2的训练过程中，发球风机10匀速进行发球，具体为，微处理器20间隔向发球风机10发送加速或减速指令，当发球风机10接收到加速指令时，发球风机10转速提高，风速加大，将停留在发球筒11内的乒乓球冲出发送到靠近训练者的台面1上；当发球风机10接收到减速指令时，发球风机10转速降低，风速减小，此时下一个乒乓球进入发球筒11，继续循环上面的控制操作指令，实现按一定间隔连续发球，本实施例中，两次发球间隔为3-5秒；与此同时，微处理器20向第一推杆电机12、第二推杆电机13和第三推杆电机14随机发送正转或反转指令，调节三个推杆的高度，即随机调节发球筒11的高度和角度，实现随机性的多方位接球训练；在训练过程中，球拍每接到一个球，第一薄膜压力传感器23会收到一个压力信号，同时训练者将球打出后乒乓球每接触一次接球感应板6，第二薄膜压力传感器28也会收到一个压力信号，微处理器20可根据两个压力信号判断训练者接球的准确率及回击的精确度。摄像头27可以实时记录训练者的整个操作过程，六轴传感器24实时采集球拍在挥动过程中产生的加速度值和角度值，微处理器20实时采集第一薄膜压力传感器23、六轴传感器24和第二薄膜压力传感器28的值，图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块对图像数据和检测数据进行实时处理、分析，并通过扬声器29和显示屏对分析结果进行实时播报和显示。

步骤3：再次按下发球按键30，停止训练。

以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种乒乓球辅助训练系统，其特征在于，包括训练台本体、球拍、监控系统和发球装置；

所述训练台本体包括台面(1)、隔离网(2)、四个底座(3)和四个电动伸缩杆(4)，四个所述电动伸缩杆(4)顶部分别设置在所述台面(1)底部四角，四个所述电动伸缩杆(4)底部分别设置在四个所述底座(3)上，所述台面(1)一端两侧均设置有定位杆(5)，两个所述定位杆(5)之间设置有接球感应板(6)，所述接球感应板(6)上开设有发球孔，所述发球孔内设置有弹性垫圈(8)，所述隔离网(2)设置在所述台面(1)上并靠近所述接球感应板(6)；

所述发球装置包括箱体(9)、发球风机(10)、发球筒(11)、进球漏斗及设置在所述箱体(9)内的第一推杆电机(12)、第二推杆电机(13)和第三推杆电机(14)，所述发球风机(10)设置在所述箱体(9)上，所述第二推杆电机(13)设置在所述第一推杆电机(12)和第三推杆电机(14)之间，所述发球筒(11)的直径小于所述弹性垫圈(8)的直径，所述发球筒(11)前端穿过所述弹性垫圈(8)，所述发球筒(11)外壁两侧均设置有拉环(15)，所述第二推杆电机(13)的推杆上端穿过所述箱体(9)与并所述发球筒(11)后端底部固定连接，所述第二推杆电机(13)和第三推杆电机(14)的推杆上端分别通过拉绳(16)与两侧的所述拉环(15)连接，所述发球筒(11)后端通过通风管(17)与所述发球风机(10)的出风口连通，所述进球漏斗包括倒锥形的集球框(18)和与所述集球框(18)下端连通的进球通道(19)，所述进球通道(19)的直径与乒乓球的直径相同，所述进球通道(19)下端与所述发球筒(11)顶部连通；

所述监控系统包括微处理器(20)、第一无线收发模块(21)、存储器(22)、第一薄膜压力传感器(23)、六轴传感器(24)、第二无线收发模块(25)、红外检测器(26)、摄像头(27)和第二薄膜压力传感器(28)，所述微处理器(20)、第一无线收发模块(21)和存储器(22)均设置电控箱中，所述电控箱设置在所述台面(1)底部，所述第一薄膜压力传感器(23)铺着在所述球拍两面的橡胶层底部，所述第二无线收发模块(25)和六轴传感器(24)设置在所述球拍内层，所述红外检测器(26)设置在一侧所述定位杆(5)上，所述第二薄膜压力传感器(28)铺着在所述接球感应板(6)上，所述摄像头(27)设置在所述接球感应板(6)顶部；

所述第一薄膜压力传感器(23)和六轴传感器(24)均与所述第二无线收发模块(25)电连接，所述第二无线收发模块(25)与所述第一无线收发模块(21)无线连接，所述第一无线收发模块(21)、存储器(22)、红外检测器(26)、摄像头(27)和第二薄膜压力传感器(28)均与所述微处理器(20)的信号输入端电连接，所述电动伸缩杆(4)的动力控制机构、第一推杆电机(12)、第二推杆电机(13)、第三推杆电机(14)和发球风机(10)均与所述微处理器(20)的信号输出端电连接；

所述微处理器(20)内设置有图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块，所述图像处理模块用于处理所述摄像头(27)采集到的图像信息，所述数据处理模块用于对所述第一薄膜压力传感器(23)、六轴传感器(24)、第二薄膜压力传感器(28)和红外检测器(26)发送的检测值进行实时处理，所述数据分析模块用于根据所述数据处理模块处理后的检测数据及所述图像处理模块处理后的图像数据判断训练人员的训练效果及乒乓球技能水平。

2.根据权利要求1所述的乒乓球辅助训练系统，其特征在于，所述监控系统还包括扬声器(29)和发球按键(30)，所述发球按键(30)设置在一侧所述定位杆(5)外壁，所述扬声器(29)设置在另一侧所述定位杆(5)外壁，所述扬声器(29)和发球按键(30)均与所述微处理器(20)电连接。

3.根据权利要求1所述的乒乓球辅助训练系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏设置在所述接球感应板(6)背部，所述显示屏与所述微处理器(20)及摄像头(27)的信号输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的乒乓球辅助训练系统，其特征在于，所述底座(3)底部设置有带自锁功能的滑轮。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的乒乓球辅助训练系统的训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、所述微处理器(20)控制所述电动伸缩杆(4)上升或下降，直到所述红外检测器(26)刚好检测到训练者的头顶，所述电动伸缩杆(4)停止运动；

步骤2：所述微处理器(20)接收发球按键(30)被按下产生的指令控制所述发球风机(10)启动开始发球，同时控制所述第一推杆电机(12)、第二推杆电机(13)和第三推杆电机(14)随机正转或反转，训练者手握所述球拍开始接球、打球训练；

在所述步骤2的训练过程中，所述微处理器(20)实时采集第一薄膜压力传感器(23)、六轴传感器(24)和第二薄膜压力传感器(28)的值，所述图像处理模块、数据处理模块和数据分析模块对图像数据和检测数据进行实时处理、分析，并通过扬声器(29)和显示屏对分析结果进行实时播报和显示；

步骤3：所述微处理器(20)再次接收发球按键(30)被按下产生的指令，停止训练。

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