CN109806565A

CN109806565A - 一种智能网球训练装置及系统

Info

Publication number: CN109806565A
Application number: CN201910182464.1A
Authority: CN
Inventors: 韩良; 张嘉智
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2019-05-28

Abstract

本发明公开了一种智能网球训练装置及系统，结构上包括一台便携式智能柔性网球训练网、一台自动落球发球机，便携式智能柔性网球训练网采用柔性设计的接球网可以吸收网球的动能，使无论以任何角度任何速度飞来的网球都能顺着接球网下滑至训练网底部的收球袋中；自动落球发球机以网球自由下落形式为运动员发球，采用可调固定的发球间隔设计，且发球前有一定的声光提示，通过智能化训练模块，采用大数据统计分析方式。该发明使得网球训练需要的场地面积大大减小，解决了网球训练的时空限制，使得网球训练更加大众化，方便化；柔性训练网节省运动员或教练员因捡球而浪费的体力，提高运动员的练习效率，可为每一个运动员提出切实有效的训练方案。

Description

一种智能网球训练装置及系统

技术领域

本发明涉及一种柔性的便携式的用于单人训练的智能网球训练装置及系统技术，属于运动器械技术领域。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，大众对于运动健身日益关注。作为一种有氧与无氧运动交替的网球运动，网球具有促进人体机能的发展、调节情绪振奋精神、及促进少年儿童身心健康发展的好处，越来越多的人会选择通过网球训练来运动健身或是增强运动技能。伴随着成人网球训练的兴起，儿童网球教学及训练也日渐流行，目前已经有越来越到的运动健身场馆推出成人及专门针对儿童的网球训练教学课程。

然而传统网球训练方式因易受到场地、天气等因素影响，网球训练的推广正受到阻碍。同时在训练过程中过于频繁捡球使得运动员及教练员的体力被大量浪费，导致训练质量和训练效率的下降。目前，市面上已经出现了一些简易的单人网球训练装置，虽然个别产品已经具备了可移动的特点，或是个别专利已经具备了收集网球的功能，但在同一装置上兼具以上两大功能的产品或设计尚未出现，此外产品设计依然较为笨重，不易携带。

因此，一种可以打破训练过程中时空限制的便携式的网球训练装置成为市场上急需的一种产品。该产品除了具有可折叠易携带、可多种场景使用的功能特性外，还应具有减少运动员频繁捡球以节省运动员体力的功能。除此以外，随着信息时代的发展，体育运动器材也应当进行智能化发展。综上所述，本发明应当是一种可打破网球训练时空限制的、用于单人训练的、便携式智能网球训练装置及系统。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种智能网球训练装置及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种智能网球训练装置，包括便携式智能柔性网球训练网和自动落球发球机；所述便携式智能柔性网球训练网包括底座，底座上具有开口的收球袋，收球袋的开口边缘为坡道，底座的两侧的上方安装有侧挂网，后部安装有柔性集球网；所述自动落球发球机包括底盘，底盘具有立柱，所述立柱的上端安装有发球仓，发球仓的侧部具有发球管，发球仓内置有转动的拨球盘，发球仓上部还设置有储球包。

作为进一步的优选方案，所述侧挂网的两侧分别设置有侧挂网左侧LED灯和侧挂网右LED灯，侧挂网与底座由具有侧挂网挂钩进行固定。

作为进一步的优选方案，所述底座的后部两侧设置有两根可伸缩撑杆，所述侧挂网和柔性集球网均固定于撑杆上。

作为进一步的优选方案，所述柔性集球网上设置有高速摄像头、显示屏和网格状击球区，所述网格状击球区的每个网格内均设有位置传感器、力度传感器、角度传感器、LED灯。

作为进一步的优选方案，所述立柱也为可伸缩的，立柱上具有控制器，控制器上具有控制器面板，控制器面板上为按键。

作为进一步的优选方案，所述控制器内置有指示灯和喇叭。

一种智能网球训练装置的系统，包括存储器、CPU、蓝牙通信模块、手机应用终端、云服务器、数据总线、位置传感器、力度传感器、角度传感器、高速摄像头、显示屏和LED灯，所述存储器和CPU互通信号，CPU的输出端连接蓝牙通信模块的输入端，蓝牙通信模块的输出端连接手机应用终端，手机应用终端与云服务器无线连接，所述存储器和CPU分别与数据总线互通信号，位置传感器的输出端连接数据总线的输入端，力度传感器的输出端连接数据总线的输入端，角度传感器的输出端连接数据总线的输入端，高速摄像头的输出端连接数据总线的输入端，数据总线的输出端连接显示屏的输入端，数据总线的输出端连接LED灯的输入端。

与现有技术相比，本发明的一种智能网球训练装置及系统，使得网球训练需要的场地面积大大减小，改变了网球训练需要依赖球场的传统方式，解决了网球训练的时空限制，使得网球训练更加大众化，方便化；柔性训练网节省运动员或教练员因捡球而浪费的体力，提高运动员的练习效率；智能化训练模块，采用大数据统计分析方式，为每一个运动员提出切实有效的训练方案。综上几个特点使得网球训练更加便利且易推广。

附图说明

图1为本发明一种便携式智能网球训练装置示意图；

图2为便携式智能柔性网球训练网结构示意图；

图3为自动落球发球机结构示意图；

图4为发球机控制器的结构示意图；

图5为发球仓剖视图；

图6为自动落球发球机的俯视图；

图7为便携式智能柔性网球训练网的正视图；

图8为网格状击球区内每个网格结构的爆炸图；

图9为自动落球发球机控制器电路模块图；

图10为信息收集与智能处理系统模块图；

图11为训练模式二定点击球训练流程框图；

图12为训练模式三定点击球计分流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够具体实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或组合的存在或添加。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种便携式网球训练器，包括一种放置在运动员前方3-5米处的便携式智能柔性网球训练网1：采用柔性集球网13，可以吸收网球的动能，使飞来的网球顺着接球网下滑至设置在训练网底部的收球袋111中。

一套信息收集与智能处理系统：便携式智能柔性网球训练网1背面安装有检测网球击打位置力度及角度的多种传感器，如位置传感器、力度传感器、角度传感器，训练网上方安装有检测运动员状态及网球轨迹的高速摄像头33，训练网通过蓝牙模块将收集到的数据发送至绑定的手机应用终端，再通过网络上传至云系统，供运动员及教练员随时调用；以及一种放置在运动员身旁的自动落球发球机2：发球机以网球自由下落形式为运动员发球，采用可调固定的发球间隔设计，且发球前有一定的声光提示。

网球训练网如图2所示，网球训练网由底盘11、安装在底盘11后部的两根可伸缩撑杆14、悬挂在可伸缩撑杆14上的侧挂网12、柔性集球网13组成。

具体的，底座11上设有坡道112，坡道角度通过计算及实验确定为35°，使落在周围的网球可以因重力作用自动汇集于收球袋111中，收球袋111可一次收集若干网球，避免运动员往返捡球。同时，底座11内安装有智能处理系统，包括电池箱、控制箱等。

具体的，侧挂网12上，在左右侧挂网的内外两侧都装有柔性LED灯带，以便在光线较差的环境下为训练者提供足够训练的光线环境。侧挂网挂钩123悬挂并张紧在训练网上。同时，侧挂网的尺寸根据运动员与训练网之间的距离及击球角度进行详细设计，保证无论运动员以多大力量击球的情况下都能保证网球不会飞出训练器，以使训练器满足在多种室内外场合使用的要求。

具体的，可伸缩撑杆14采用多节式可伸缩结构，每节采用箍紧方式紧固。两根撑杆安装在底座11后部的两个安装孔中，并且通过螺纹箍紧装置紧固。

具体的，柔性集球网13采用柔性设计，一方面可以吸收快速网球带来的动能，使网球撞击柔性集球网13后不会反弹或轻微反弹，并落在收球袋中；另一方面在训练网不使用时，集球网卷曲放置，减小空间，便于储存和携带。

具体的，在训练网使用时，首先选择合适位置放置底座11。而后将可伸缩撑杆14安装在底座11上。后拉伸可伸缩撑杆14至工作状态。将柔性集球网13按照给定方法悬挂在可伸缩撑杆14上，并完成所有紧固件的连接。后将柔性集球网13的通信接口插入底座11的通信接口。将两侧的侧挂网12通过挂钩悬挂在可伸缩撑杆14上。最后打开安置在底座11上的设备开关。至此，网球训练网便进入正常工作状态。

自动落球发球机2如图3所示，由储球包21、拨球盘22、发球仓23、控制器24、发球管25、立柱26、底盘27组成。

具体的，储球包21、拨球盘22与发球仓23自上而下连接安装为一个整体，同发球仓23下部安装的拨球盘电机，控制器24一同固定在立柱26上。立柱26通过紧固底座271安装在底座27上。

具体的，储球包21为上径380mm，下径250mm的类锥形桶设计，单次储球可储存约60至80个。储球包同发球仓23连接，发球仓内为转动拨球盘22。

如图4所示，控制器24内集成控制电路，包括控制器面板241、按键242、按键检测电路、计时器、处理器、电机控制器、指示灯247、喇叭248及总线等部件。

具体的，运动员通过控制器面板241上的按键242进行发球时间间隔的设置，以调整至适合自己的发球频率。而后控制器24控制拨球盘电机231以等时间间隔转动。在每次转动发球前，会发光发声以提醒运动员注意已发球。

具体的，如图5、图6所示，拨球盘电机231带动拨球盘22转动，拨球盘22为六孔等间距圆周布置结构，每次转动角度为60度。每次转动时，拨球盘22的一个孔位会经过发球位置，此时网球受自身重力作用，落入发球仓23底部与发球管25连接的发球位置。

具体的，发球管与发球仓23底部相连，网球由拨球盘22发出，进入发球管25。发球管25通过理论和实验论证设计为22°的下滑管道。网球通过下滑管道再次加速，从垂直发球管口251以一个垂直向下的速度下落。

具体的，立柱26为二级可伸缩设计。使用自动落球发球机时，可将立柱26全部拉伸，立柱长度约1500mm。在储存或转运自动落球发球机时，立柱26可收缩至约800mm长度以内。底盘27直径400mm，采用配重设计，以使自动落球发球机能够保持稳定。

网球训练网信息收集与智能处理系统，本系统包括信息收集与信息处理两大部分。

如图7、图8所示，其中信息收集部分的主要组成部分有：集球网上部设有高速摄像机33，负责拍摄运动员的训练情况，以及收集并记录网球运动数据；在柔性集球网13上分部有网格状击球区36，每块网格击球区后都装有位置传感器351，力度传感器352以及角度传感器353，负责收集网球击中训练网的位置、力度和角度，以及led发光块354。高速摄像机33及各传感器的收集的信号数据通过柔性集球网13上通信接头将数据以有线传输形式传送到安装在底座11中的处理模块中。在网格状击球区36上方，设有柔性LED显示屏34，可显示运动员击球得分、处理器发出的击球指令、以及反馈运动员的击球情况等。

具体的，如图9、图10所示，信息处理部分主要由存储器、中央处理器、蓝牙通信模块、云服务器等组成。如图所示，在运动员将网球击出后，高速摄像头33将记录运动员击球状态及网球运动轨迹，并将数据发送至安装在网球训练网下侧的存储器中；待网球击打至训练网后，位置、力度和角度传感器将数据亦发送至存储器中。中央处理器根据存储器中存储的本次数据综合处理，一方面反馈给显示屏34显示得分(击球)情况，另一方面反馈给训练网击球位置的LED灯提示运动员下一击球位置。此外，中央处理器将本次数据打包通过蓝牙模块发送给绑定的手机，并通过手机网络上传至云服务器。通过云服务器，教练可以通过手机应用终端的教练员客户端查看数据情况，及时调整运动员的教学计划；运动员也可以通过自己的手机应用终端查看数据，云处理器会通过大数据运算得出结果并给出一定的训练建议。

下面描述包括以下三种训练模式在内的训练模式，以反映信息收集与智能处理系统工作流程。

【训练模式一】网球打靶训练

本模式适合新接触网球这项运动的运动员进行初期的训练。同靶盘原理一致，在整片击球区域中，处理器将划分三大部分，当运动员击中这三大部分时会得到不同的分数，以提高运动员击中训练网及训练网中央位置的准确性。通过大数据的处理，可以得到一名训练员的熟悉程度的曲线。

【训练模式二】定点击球训练

本模式适合运动员在完成初期的训练后的提高训练。如图11所示。在击球区域的若干网格状击球区36中，中央处理器将指定运动员击中其中某一区块，此时此区块后侧LED灯闪亮。高速摄像头33会检测运动员是否将球击出，若球未击出，显示屏34会提示运动员击球，并且LED灯再次闪亮；若球已击出，则位置传感器检测球是否击中训练网格状击球区36，若检测未果，则显示屏34会提示运动员脱靶，并且LED灯再次闪亮；若球击中击球区域，则会判断是否为指定区域，如未击中，则显示屏34会提示运动员击错位置，并根据此次击球位置给出响应指导；若击中指定击球区块，则显示屏34计算得分，并开始指定下一击球区块，循环继续。

【训练模式三】定点击球计分

此模式适合网球运动员及有一定训练基础的网球爱好者。如图12所示。在此模式中，中央处理器会以一个随机顺序指定运动员击打不同的区块。根据运动员击打时间、力度、准确度等进行评分。同时此数据会上传至云处理器，好友之间可以进行相互比较。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能网球训练装置，其特征在于：包括便携式智能柔性网球训练网（1）和自动落球发球机（2）；所述便携式智能柔性网球训练网（1）包括底座（11），底座（11）上具有开口的收球袋（111），收球袋（111）的开口边缘为坡道（112），底座（11）的两侧的上方安装有侧挂网（12），后部安装有柔性集球网（13）；所述自动落球发球机（2）包括底盘（27），底盘（27）具有立柱（26），所述立柱（26）的上端安装有发球仓（23），发球仓（23）的侧部具有发球管（25），发球仓（23）内置有转动的拨球盘（22），发球仓（23）上部还设置有储球包（21）。

2.根据权利要求1所述的一种智能网球训练装置，其特征在于：所述侧挂网（12）的两侧分别设置有侧挂网左侧LED灯（121）和侧挂网右LED灯（122），侧挂网（12）与底座（11）由具有侧挂网挂钩（123）进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种智能网球训练装置，其特征在于：所述底座（11）的后部两侧设置有两根可伸缩撑杆（14），所述侧挂网（12）和柔性集球网（13）均固定于可伸缩撑杆（14）上。

4.根据权利要求1所述的一种智能网球训练装置，其特征在于：所述柔性集球网（13）上设置有高速摄像头（33）、显示屏（34）和网格状击球区（36），所述网格状击球区（36）的每个网格内均设有位置传感器（351）、力度传感器（352）、角度传感器（353）、LED灯（354）。

5.根据权利要求1所述的一种智能网球训练装置，其特征在于：所述立柱（26）也为可伸缩的，立柱（26）上具有控制器（24），控制器（24）上具有控制器面板（241），控制器面板（241）上为按键（242）。

6.根据权利要求5所述的一种智能网球训练装置，其特征在于：所述控制器（24）内置有指示灯（247）和喇叭（248）。

7.根据上述权利要求1-6中任意一项的一种智能网球训练装置的系统，其特征在于：包括存储器、CPU、蓝牙通信模块、手机应用终端、云服务器、数据总线、位置传感器、力度传感器、角度传感器、高速摄像头、显示屏和LED灯，所述存储器和CPU互通信号，CPU的输出端连接蓝牙通信模块的输入端，蓝牙通信模块的输出端连接手机应用终端，手机应用终端与云服务器无线连接，所述存储器和CPU分别与数据总线互通信号，位置传感器的输出端连接数据总线的输入端，力度传感器的输出端连接数据总线的输入端，角度传感器的输出端连接数据总线的输入端，高速摄像头的输出端连接数据总线的输入端，数据总线的输出端连接显示屏的输入端，数据总线的输出端连接LED灯的输入端。